Quang hợp - các yếu tố giới hạn quang hợp

Thảo luận trong 'Ánh sáng' bắt đầu bởi Vako, 23/3/06.

  1. Vako

    Vako Well-Known Member

    Tham gia:
    13/3/06
    Bài viết:
    76
    Thích đã nhận:
    0
    Đến từ:
    TPHCM
    Quang hợp
    Quang hợp tức là sự tổng hợp nhờ ánh sáng, là sự khử carbon diocid thành các hợp chất hữu cơ, bởi các thực vật xanh và vài vi khuẩn, nhờ năng lượng mặt trời và phóng thích õygen từ nước
    Yếu tố giới hạn
    yếu tố giới hạn là yếu tố ở trạng thái thiếu (hay thừa) làm cho sự tăng (hay giảm) một yếu tố khác không có tác dụng lên hiện tượng được khảo sát. Blackman (1905) chứng minh nồng độ CO2 khí quyển, cường độ ánh sáng và nhiệt độ là ba yếu tố giới hạn chủ yếu của quang hợp. Sự quang hợp tối đa khi mỗi yếu tố ở mức tối hảo.
    Nồng độ CO2
    Ngoại trừ ánh sáng yếu (dưới 5Wm-2 hay 1000lx) và ở nhiệt độ thấp (<5oC), nói chung, tỉ lệ CO2 trong khí quyển (0.034%) giới hạn mạnh sự quang hợp.
    Ngưỡng tối hảo bắt đầu ở khoảng 0.1%; chỉ trên 2-5%, CO2 mới trở nên độc. Tỉ lệ CO2 trong khí quyển rất thấp so với ngưỡng tối hảo, nhưng điểm bù trừ đối với CO2; tức nồng độ CO2 tương ứng với quang hợp ròng bằng 0 (quang hợp và hô hấp loại trừ nhau0; lại hết sức thấp: 0.005% (hoặc thấp hơn)
    Khả năng cố định CO2 (hay phóng thích O2) của thực vật xanh rất lớn. Tỉ lệ CO2 0.03% (theo thể tích) tương đương với 16mg C/l không khí. Vì 1g chấy khô chứa khoảng 450-500mg C, nên để tổng hợp 1g chất khô, thực vật phải thu CO2 của khoảng 3.000l không khí (giá trị phóng đại, vì trong thực tế không phải mọi CO2 đều được thu từ khí quyển.
    Đối với thực vật thủy sinh, Co2 hòa tan trong nước là yếu tố giới hạn, vì CO2 hòa tan ở trạng thái cân bằng với CO2 khí quyển:
    CO2+H2O <=> H2CO3 <=>(HCO3)- + (H)+ <=> (CO3)2- + 2(H)+
    Sự tăng pH dời cân bằng sang phải trong quá trình trên. Do đó, ở pH 8, CO2 hòa tan dạng ion hó, nên hòa tan trong nước mạnh hơn khoảng 100 lần so với ở pH 6. Vài tảo như Spirulina phát triển mạnh trong môi trường kiềm (pH 9-10) vì được sống trong nước giàu CO2. Khác với CO2, O2, rất ít tan trong nước, nên chỉ lưu thong ở trạng thái khí trong khí quyển nội; chất khí thoát ra từ thực vật thủy sinh quang hợp hầu như chỉ là khí oxygen.

    Cường độ ánh sáng
    Ánh sáng mặt trời tối đa khoảng 95.000lx, tức là 950Wm-2, mà 515 trong vùng trong thấy và 410 trong vùng hoạt động quang hợp (PAR, photosynthetically active radiation, 400-700 nm). Do các lá che bóng nhau, sự chiếu sáng trung bình đối với một cây gỗ dưới ánh sáng mặt trời tối đa, chỉ khoảng 10-20 ngàn lx.
    Để thực vật sống còn và phát triển bình thường, sự chiếu sáng (cường độ, số giờ chiếu sáng mỗi ngày) phải trên điểm bù trừ đối với ánh sang (điểm tương ứng vớ quan hợp ròng bằng không). Nói cách khác, thực vật càyn sự chiếu sáng trên một mức tối thiểu, gọi là tối thiểu dinh dưỡng (minimum trophique). Dưới điểm bù trừ, thực vật phải sữ dụng các chất dự trữ có giới hạn trong tế bào.
    Điểm bù trừ đối với ánh sang rất thấp so với cường độ ánh sáng mặt trời tối đa. Tuy nhiên từ sáng sớm tới chiều tối sự chiếu sáng không luôn luôn cao hơn điểm bù trừ. Các cây ưa nắng có điểm bù trừ khoảng 700-1000lx, giá trị này ở các cây ưa bóng chỉ khoảng 100lx, đôi khi thấp hơn.
    Nhiệt độ
    Như mọi phản ứng biến dưỡng, quang hợp tăng theo nhiệt độ cho tới khoảng 30oC, sau đó giảm và bị cản hoàn toàn ở 45oC.
    Vì phản ứng quang hóa thuần túy không chịu tác động bở sự thay đổi nhiệt độ và vì quang hợp thay đổi theo nhiệt độ, nên Blackman(1905) nhận định: ngoài các phản ứng quang hóa (cần ánh sáng), quang hợp còn có các phản ứng hóa học không cần ánh sáng (pha tối).
    Các yếu tố khác
    Sự thiếu nước, sự tăng nồng độ O2 (kích thích quang hô hấp), sự hiện diện của các chất cản biến dưỡng, nhất là KCN (4*(10)-5M), các chất gây mê (chloroform, ether, urethan), hydroxylamin (NH2OH) cản mạnh quang hợp. Sự loại bỏ gần như hoàn toàn Oxygen (giảm tỷ lệ O2 trong không khí 20.95% xuống tới 0.5%) làm tăng quang hợp.
     

Chia sẻ trang này