Obsah
Fotosyntéza je jedným z najvýznamnejších biochemických procesov na Zemi a umožňuje rastlinám využívať slnečné svetlo na výrobu potravín z vody a oxidu uhličitého. Jednoduché experimenty vedcov ukazujú, že rýchlosť fotosyntézy je kriticky závislá od premenných, ako je teplota, pH a intenzita svetla. Rýchlosť fotosyntézy sa obvykle meria nepriamo detegovaním množstva oxidu uhličitého uvoľňovaného rastlinami.
Ako funguje fotosyntéza
Fotosyntéza definuje proces, ktorým rastliny a niektoré baktérie produkujú glukózu. Vedci zhrňujú tento postup nasledovne: pomocou slnečného žiarenia, oxidu uhličitého + vody = glukózy + kyslíka. Tento proces sa vyskytuje v špeciálnych štruktúrach nazývaných chloroplasty umiestnené v bunkách listov. Optimálne fotosyntetické rýchlosti vedú k odstráneniu väčšieho množstva oxidu uhličitého z miestnej atmosféry, čím sa získajú väčšie množstvá glukózy. Pretože hladiny glukózy v rastlinách je ťažké merať, vedci využívajú množstvo asimilácie oxidu uhličitého alebo jeho uvoľňovanie ako prostriedok na meranie fotosyntetických rýchlostí. Napríklad v noci, alebo keď nie sú podmienky optimálne, rastliny uvoľňujú oxid uhličitý. Maximálne hodnoty fotosyntézy sa medzi jednotlivými rastlinnými druhmi líšia, ale plodiny, ako je kukurica, môžu dosiahnuť rýchlosť asimilácie oxidu uhličitého až 0,075 unce na kubickú stopu za hodinu alebo 100 miligramov na decimeter za hodinu. Na dosiahnutie optimálneho rastu niektorých rastlín ich poľnohospodári udržiavajú v skleníkoch, ktoré regulujú podmienky, ako je vlhkosť a teplota. Existujú tri teplotné režimy, pri ktorých sa mení rýchlosť fotosyntézy.
Nízka teplota
Enzýmy sú proteínové molekuly, ktoré živé organizmy používajú na uskutočňovanie biochemických reakcií. Proteíny sú zložené do veľmi špecifického tvaru, čo im umožňuje efektívne sa viazať na požadované molekuly. Pri nízkych teplotách, medzi 32 a 50 stupňov Fahrenheita - 0 a 10 stupňov Celzia - enzýmy, ktoré vykonávajú fotosyntézu, nefungujú efektívne, a to znižuje rýchlosť fotosyntézy. To vedie k zníženiu produkcie glukózy a vedie k zakrpatenému rastu. V prípade rastlín vo vnútri skleníka tomu bráni inštalácia skleníkového ohrievača a termostatu.
Stredné teploty
Pri stredných teplotách od 50 do 68 stupňov Fahrenheita alebo od 10 do 20 stupňov Celzia pôsobia fotosyntetické enzýmy na optimálnej úrovni, takže rýchlosť fotosyntézy je vysoká. V závislosti od konkrétneho zariadenia nastavte skleníkový termostat na teplotu v tomto rozmedzí, aby ste dosiahli najlepšie výsledky. Pri týchto optimálnych teplotách sa limitujúcim faktorom stáva difúzia oxidu uhličitého do listov.
Vysoké teploty
Pri teplotách nad 68 stupňov Fahrenheita alebo 20 stupňov Celzia sa rýchlosť fotosyntézy znižuje, pretože enzýmy pri tejto teplote nefungujú tak efektívne. Je to napriek zvýšeniu difúzie oxidu uhličitého do listov. Pri teplote nad 104 stupňov Fahrenheita - 40 stupňov Celzia - enzýmy, ktoré vykonávajú fotosyntézu, strácajú tvar a funkčnosť a rýchlosť fotosyntézy rýchlo klesá. Graf rýchlosti fotosyntézy verzus teplota predstavuje zakrivený vzhľad, pričom maximálna rýchlosť je blízka teplote miestnosti. Skleník alebo záhrada, ktorá poskytuje optimálne svetlo a vodu, ale je príliš horúca, produkuje menej energicky.