Квантовый выход фотосинтеза

Квантовый выход фотосинтеза-количество молекул O2, выделяющихся при фотосинтезе, в расчете на 1 квант поглощенной энергии. Величину, обратную квантовому выходу, называют квантовым расходом. Он показывает, сколько квантов света необходимо, чтобы выделилась одна молекула кислорода. Обычно величина квантового расходане ниже 8.

Или квфс-число молекул СO2, ассимилированных листом в расчете на каждый поглощенный им квант света. Квантовый выход фотосинтеза иллюстрирует эффективность использования растением света при фотосинтезе. Максимальное значение К. в. фс. при 100%-ной конверсии поглощенной энергии составляет 0,34 02 на 1 квант красного света. В литературе чаще используется понятие квантового расхода (КР), являющееся величиной, обратной К. в. фс. Минимальное значение КР для образования одной молекулы 02 составляет 8 квантов. Коэффициент полезного действия трансформации световой энергии в химическую при КР-8 составляет 37%. При неблагоприятных для растений условиях среды КР может увеличиваться в десятки, сотни и более раз

Эммерсон рассчитал квантовый выход фотосинтеза. Величина показывает, сколько выделяется молекул кислорода (или поглощается молекул СО2) на 1 квант поглощенного света.

Р. Эмерсон и сотрудники в опытах с 1942 по 1957 год установили, что для хлореллы наиболее эффективным для фотосинтеза является красный свет в диапазоне 650—680 нм и синий свет в диапазоне 400—460 нм, то есть тот свет, который наиболее интенсивно поглощается хлорофиллом. Они также вычислили, что эффективность красного света была в среднем на 36 % больше, чем синего. В качестве меры эффективности фотосинтеза использовался его квантовый выход, который измерялся по количеству молекул O2, выделяющихся в расчёте на один квант поглощённой энергии.

В последующих опытах было показано, что если клетки освещать красным светом с длинной волны 650—680 нм, то квантовый выход фотосинтеза оказывался достаточно высок. Однако при дальнейшем увеличении длинны волны света свыше 685 нм, квантовый выход фотосинтеза резко падает. Этот феномен получил название эффект красного падения или первый эффект Эмерсона. Если же хлореллу освещать и коротковолновым и длинноволновым красным светом, суммарный эффект будет выше, чем при действии каждого вида лучей в отдельности. Это явление получило название эффект усиления или второй эффект Эмерсона. Именно эти опыты послужили основанием Эмерсону предположить, что для световых процессов фотосинтеза необходимо взаимодействие двух фотосистем. В 1967 году Эмерсон опубликовал свои выводы в научной статье. В дальнейшем обе фотосистемы удалось выделить и изучить белковые комплексы, входящие в их состав. Предположение Эмерсона легло в основу современной модели Z-фотосинтеза и дало толчок к исследованию физических, химических и функциональных свойств фотосистемы I и фотосистемы II.

Дата добавления: 2017-02-01