Влияние внутренних факторов на процесс фотосинтеза

Влияние содержания хлорофилла. Интенсивность фотосинтеза возрастает с увеличением содержания хлорофилла. Введено понятие ассимиляционного числа. Ассимиляционное число — это количество СО₂ в миллиграммах, ус­военное на единицу содержания хлорофилла в единицу времени. При увеличении со­держания хлорофилла с 0,7 до 15,6 мг на 1 г сырой массы, т. е. более чем в 20 раз, интенсивность фотосинтеза увеличивается всего в два раза. Соответственно ассимиляционное число падает в 10 раз. Инте­ресно заметить, что величина ассимиляционных чисел зависит от интенсивности освещения. При низкой освещенности, когда лимити­рующей является скорость световых реакций, увеличение содержания хлорофилла не сопровождается падением ассимиляционного числа. При высокой освещенности повышенное содержание хлорофилла приводит к заметному уменьшению ассимиляционного числа. Из это­го следует, что содержание хлорофилла и интенсивность света можно рассматривать как единый фактор, определяющий поглощение све­та. При высокой интенсивности света даже сравнительно небольшое количество хлорофилла может поглощать его достаточно, для того чтобы было достигнуто световое насыщение.

Влияние оттока ассимилятов. Депрессия фотосинтеза часто связана с нарушением про­цесса оттока ассимилятов. Так, при нарушении процесса оттока ас­симилятов к плоду путем кольцевания фотосинтез листа резко тор­мозится. Известно, что зеленые створки плодов гороха обладают спо­собностью к фотосинтезу. Оказалось, что можно заметно усилить их фотосинтез, если ослабить приток к ним ассимилятов из листьев. В этой связи важное значение имеет то обстоятельство, что усилен­ное использование ассимилятов на ростовые процессы, как правило, повышает интенсивность фотосинтеза.

Влияние скорости оттока ассимилятов на процесс фотосинтеза связано, по-видимому, с несколькими причинами. Прежде всего, со­гласно закону действующих масс, накопление продуктов реакции всегда тормозит ее течение. Однако это проявляется только в том случае, когда продукты реакции находятся в растворенном состоянии. Следовательно, это справедливо для растений, накапливающих в качестве продуктов фотосинтеза сахара (лук). Вместе с тем многие рас­тения в процессе фотосинтеза накапливают крахмал. В этом случае крахмальные зерна могут настолько переполнять клетки, что созда­ются механические препятствия для их новообразования. Продукты фотосинтеза (ко­нечные или промежуточные) блокируют один или несколько фер­ментов фотосинтетического цикла. Возможно, они вызывают конформациоиные изменения ферментов, из-за чего активность по­следних падает.

Влияние возраста листа. По мере роста листьев интенсивность фо­тосинтеза повышается. Наибольшая интенсивность характерна для вполне сформировавшихся листьев. По мере дальнейшего увеличе­ния возраста листьев (процесс старения) интенсивность фотосинтеза падает. На интенсивность фотосинтеза оказывает влияние возраст всего растения. У большинства однолетних растений интенсивность фотосинтеза возрастает в процессе онтогенеза и достигает максиму­ма в фазу бутонизации, цветения. После цветения интенсивность фотосинтеза в листьях снижается.

Влияние степени открытости устьиц. В том случае, если содержа­ние воды поддерживается в листе на достаточно высоком уровне, увеличение ширины устьичных щелей, как правило, сопровождается увеличением интенсивности фотосинтеза. При полном закрытии усть­иц фотосинтез протекает, но в очень слабой степени.