Czynniki wpływające na intensywność fotosyntezy

U rośłin intensywność fotosyntezy zależy od czynników wewnętrznych oraz czynników zwenętrznych. Do czynników wewnętrznychnależą m.in.: stosunek powierzchni liścia do jego objętości, liczba i rozmieszczenie aparatów szparkowych, wielkość przestrzeni międzykomórkowych miękiszu asymilacyjnego, grubość kutykuli, rozmieszczenie chloroplastów w komórkach miękiszu asymilacyjnego oraz ilość chlorofilu. Do czynników zewnętrznych wpływających na intensywność fotosyntezy zalicza się głównie światło, dwutlenek węgla, temperaturę i sole mineralne.

Światło

Światło jest podstawowym czynnikiem warunkującym przebieg fazy jasnej fotosyntezy, przy czym istotne znaczenie ma zarówno jego barwa jak i natężenie. Zależność między natężeniem światła a intensywnością fotosyntezy jest wprost proporcjonalna, aż do momentu osiągnięcia tzw. świetlnego punktu wysycenia. Jest to takie natężenie światła, przy którym intrnsywność fotosyntezy jest maksymalna. Wartość świetlnego punktu wysycenia jest inna dla każdego gatunku. Zwiększenie natężenia światła powyśej tej wartośći powoduje zachamowanie wzrostu intensywności fotosyntezy. Przyczyniają się do tego dwa zjawiska: Światło wpływa na przebieg fotosyntezy również w sposób pośredni, ponieważ przyczynia się do rozwoju miękiszu asymilacyjnego liści, powstania chloroplastów i chlorofilu. Bez dostępu do światła siweki roślin przyjmują barwę bladożółtą. Pochodzi ona od etioplastów (protochlorofilid). Etioplasty przy dostetecznej ilości światła przekształcają się w chloroplasty.
Dla roślin niekorzystny może być zarówno niedobór, jak i nadmiar światła. Rosliny światłolubne są przystosowane do wykorzystania dużej ilości światła i radzenia sobie z jego nadmiarem oraz brakiem wody. Ich grube liście magazynuja wodę. Miękisz palisadowy tych roślin jest silnie rozwinięty i często wielowarstwowy, a w miękiszu gąbczastym jest niewiele przestworów międzykomórkowych. Cechy te odróżniają je od roślin cioniolubnych, których liscie są cieńsze, miękisz palisadowy ma krótsze komórli, a chloroplasty zawierają więcej chlorofilu, dzięki czemu rośliny te przeprowadzają fotosyntezę przy znacznie mniejszym nasłonecznieniu.

Rozmieszczenie chloroplastów

Wiele gatunków roślin dostosowuje się do aktualnych warunków światlnych przez odpowiednie przemieszczanie się chloroplastów w cytozolu komórek.
W silnym świetle chloroplasty ustawiają się przy ściankach równoległych do kierunku padanie promieni świetlnych. W umierkowanycm świetle chloroplasty rozkładają się równomiernie. W słabym świtle chloroplasty ustwaniają się przy ściankach prostopadłych so kierunku padania promieni świetlnych.

Dwutlenek węgla

Dwutlenek węgla jest jednym z substratów fotosyntezy wykorzystywanych w fazie ciemnej. Rośłiny lądowe pobierają go w postacji gazowej, a rośliny wodne - w postaci jonów wodorowęglanowych. Zawartość dwutlenku węgla w środowisku lądowym i wodnym jest znacznie mniejsze niż wartości optymalne, przy których fotosynteza osiąga największą intensywność. Obecnie w atmosferze znajduje się ok. o,o3 % dwutlenku węgla. Wzaz ze zwiększeniem jego stężenia, ale tylko do okreśonych wartości (zwykle ok. 1 %), zwiększa się intensywność fotosyntezy. Zależność tę wykorzystuje się z powodzeniem w hodowli niektórych roślin, zwiększając zawartość dwutlenku węgla w powietrzu w zamkniętych pomieszczeniach, w których rosną eośliny. W praktyce polega tp na umieszczaniu w nich brym tzw. suchego lodu, czyli zestalonego dwutlenku węgla.

Temperatura

Temperatura wywiera wpływ na wszystkie reakcje biologiczne ze względu na to, że biorą w nich udział białka enzymatyczne. Wymagania roślin wobec temperatury warunkującej reakcje fotosyntezy są odmienne dla różnych stref klimatycznych (np. u roślin strefy okołobiegunowej fotosynteza może zachodzić w temperaturze poniżej 0oC, a roślinn strefy okołozwrotnikowej w temperaturze bliskiej 50oC). Rośliny strefy umiarkowanej wykazują największą intensywność fotosyntezy w przedziale temperatur 20 - 30oC. Ponieważ są to najczęsciej rośliny typu C3, spowolnienie fotosyntezy w temperatuże powyżej 30oC przypisuje się przede wszystkim reakcjom fotooddychania.

Woda

Woda jest jednym z substratów fotosyntezy wykorzystywanych w fazie zależnej od świata jako dawca protonów i elektronów. Jest także źródłem tlenu uwalnianego do atmosfery. Woda wpływa na intensywność fotosyntezy również w sposób pośredni, zapewniając odpowiedni turgor komórkom roślinnym. Tym samym umożliwia otwieranie sie aparatów szparkowych, przez które dokonuje się wymiana gazowa (pobieranie dwutlenku węgla i uwalnianie tlenu). Sole mineralne Sole mineralne stanowią źródło magnezu potrzebnego do syntezy chlorofilu oraz są aktywatorami enzymów fotosyntetycznych (m.in. K+, Mn2+, Zn2+). Niedobór chociażby jednego z niezbędnych pierwiastków, mimo optymalnych, powoduje zmniejszenie intensywności fotosyntezy, a w skrajnych wypadkach - całkowite jej zahamowanie.