1.3. Фотосинтез.

Содержание раздела.

Планетарное значение фотосинтеза. Фотосинтез – основа биоэнергетики. Физико-химическая сущность фотосинтеза. История развития представлений о фотосинтезе. Лист как орган фотосинтеза. Хлоропласты, их состав и строение. Пигменты хлоропластов, их химическая природа и оптические свойства.

Световая фаза фотосинтеза. Функционирование пигментных систем фотосинтеза. Циклическое и нециклическое фотофосфорилирование. Фотолиз воды. Вода как основной донор электронов. Темновая фаза фотосинтеза. Метаболизм углерода при фотосинтезе. Циклический характер темновых реакций. Фотодыхание. Особенности фотосинтеза у С_3-и С₄-растений. Фотосинтез по типу толстянковых.

Зависимость интенсивности фотосинтеза от освещенности и спектрального состава света. Ассимиляционное число. Влияние других внешних и внутренних факторов на интенсивность фотосинтеза. Взаимодействие факторов.

Фотосинтез как основа продуктивности сельскохозяйственных растений. Интенсивность фотосинтеза и общая биологическая продуктивность растительных организмов. Регуляция фотосинтеза на уровне целого растения. Возможные пути повышения фотосинтетической продуктивности сельскохозяйственных культур.

Посевы как фотосинтезирующие системы. Параметры оценки посевов: фотосинтетический потенциал, листовой индекс, чистая продуктивность, КПД фотосинтеза, биологическая и хозяйственная продуктивность. Параметры оптимального посева. Влияние густоты стояния и структуры посева, особенностей расположения листьев в пространстве, направления рядков, удобрений, орошения на продуктивность агрофитоценозов.

Светокультура растений. Влияние искусственного облучения на анатомо-физиологическую характеристику растений. Выращивание растений при дополнительном облучении и без естественного освещения.

Методические рекомендации.

Необходимо уяснить, что процесс фотосинтеза является основой биоэнергетики в биосфере, определить природу основных реакций фотосинтеза, составить представление о роли воды как основного донора водорода в реакциях восстановления СО₂. Следует также изучить первичные процессы фотосинтеза у С₃-, С₄- и САМ- растений, структуру и функции электронтранспортной цепи фотосинтеза, циклическое и нециклическое фотофосфорилирование. Необходимо выявить путь углерода и кислорода при фотосинтезе, метаболические особенности С₃- и С₄-растений, разнообразие продуктов фотосинтеза, физиологическую сущность фотодыхания.

Следует обратить внимание на лист как орган фотосинтеза, на системы регуляции фотосинтеза, транспорт ассимилятов в растении. Необходимо изучить зависимость интенсивности фотосинтеза от освещенности и спектрального состава света, от других внешних и внутренних факторов, выявить взаимодействие факторов. Отметить возможные пути повышения фотосинтетической активности сельскохозяйственных культур.

Важно знать физиологические основы светокультуры растений, оптимальный световой режим в защищенном грунте, использование фитотроники для ускорения селекционного процесса. Следует уяснить количественную теорию фотосинтеза, параметры агрофитоценозов с запрограммированной урожайностью (площадь листьев, чистую продуктивность фотосинтеза, фотосинтетический потенциал).

Вопросы для самопроверки.

1.Современные представления о сущности световой фазы фотосинтеза.

2. Восстановление СО₂в процессе фотосинтеза, продукты фотосинтеза.

3. Фитометрические параметры посевов высокой продуктивности.

4. Фотосинтез и обмен веществ в растительной клетке.

5. Регуляция фотосинтеза в системе целого растения.

6. Зависимость интенсивности фотосинтеза от внешних и внутренних факторов.

7. Светокультура растений.