Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жарық компенсациялық нүктесі (Ic) – фотосинтез жылдамдығы жасушалық тыныс алу жылдамдығына дәл тең болатын жарық қисығындағы жарық қарқыны. Осы нүктеде фотосинтез жолдары арқылы CO2 сіңірілуі, тыныс алу арқылы көмірқышқыл газының шығарылуына тең, ал тыныс алу арқылы O2 сіңірілуі, фотосинтез арқылы оттегінің шығарылуына тең. Компенсация нүктелерінің тұжырымдамасы басқа фотосинтетикалық айнымалыларға да қолданылуы мүмкін, ең маңыздысы – CO2 концентрациясы, яғни CO2 компенсациялық нүктесі (Γ). Күндізгі уақытта жарық қарқыны төмендеуіне байланысты газ алмасудың нөлге тең болатын уақыт аралығы компенсациялық нүкте деп аталады. Ассимиляция тұрғысынан қарағанда, компенсациялық нүктеде көмірқышқыл газының таза сіңірілуі нөлге тең. Жапырақтар фотореспирация және жасушалық тыныс алу арқылы CO2 шығарады, бірақ CO2 фотосинтез арқылы көмірсуларға да айналады. Сондықтан ассимиляция – бұл процестердің жылдамдықтарының айырмасы. Белгілі бір CO2 бөлшектік қысымында (1980 жылғы атмосферада 0,343 гПа) CO2-нің таза сіңірілуі нөлге тең болатын сәулелену болады. Мысалы, таңертең және кешкі уақытта фотосинтез белсенділігі төмендеп, тыныс алу күшейген кезде жарық компенсациялық нүктесі Ic-ке жетуі мүмкін. CO2 концентрациясы фотосинтез және фотореспирация жылдамдықтарына да әсер етеді. CO2 концентрациясы жоғары болғанда фотосинтез үдемелі, ал CO2 концентрациясы төмен болғанда фотореспирация үдемелі болады, бұл белгілі бір сәулелену үшін CO2 компенсациялық нүктесін Γ құрайды.
The light compensation point (Ic) is the light intensity on the light curve where the rate of photosynthesis exactly matches the rate of cellular respiration. At this point, the uptake of CO2 through photosynthetic pathways is equal to the respiratory release of carbon dioxide, and the uptake of O2 by respiration is equal to the photosynthetic release of oxygen. The concept of compensation points in general may be applied to other photosynthetic variables, the most important being that of CO2 concentration – CO2 compensation point (Γ). Interval of time in day time when light intensity is low due to which net gaseous exchange is zero is called as compensation point. In assimilation terms, at the compensation point, the net carbon dioxide assimilation is zero. Leaves release CO2 by photorespiration and cellular respiration, but CO2 is also converted into carbohydrate by photosynthesis. Assimilation is therefore the difference in the rate of these processes. At a given partial pressure of CO2 (0.343 hPa in 1980 atmosphere), there is an irradiation at which the net assimilation of CO2 is zero. For instance, in the early morning and late evenings, the light compensation point Ic may be reached as photosynthetic activity decreases and respiration increases. The concentration of CO2 also affects the rates of photosynthesis and photorespiration. Higher CO2 concentrations favour photosynthesis whereas low CO2 concentrations favor photorespiration, producing a CO2 compensation point Γ for a given irradiation.
Жарықпен өтем нүктесі
Жоғарыда анықталғандай, жарық өтемақы нүктесі Ic – көміртегінің таза сіңірілуінің болмауы. Осы нүктеде организмде биомассаның түзілуі де, ыдырауы да жүрмейді. Газдық алмасу да осы кезде нөлдік болады. Ic – таңертеңгі және кешкі сағаттарда қол жеткізілетін нақты мән. Тыныс алу жарыққа қатысты салыстырмалы түрде тұрақты, ал фотосинтез күн сәулесінің қарқындылығына тәуелді.
As defined above, the light compensation point Ic is when no net carbon assimilation occurs. At this point, the organism is neither consuming nor building biomass. The net gaseous exchange is also zero at this point. Ic is a practical value that can be reached during early mornings and early evenings. Respiration is relatively constant with regard to light, whereas photosynthesis depends on the intensity of sunlight.
Тереңдігі
Су өсімдіктері үшін, күнінің көп бөлігінде кез келген тереңдікте жарық деңгейі шамамен тұрақты болған жағдайда, өтемақы нүктесі – суға сіңіп кіретін жарықтың бірдей тепе-теңдік әсерін тудыратын тереңдік.
For aquatic plants where the level of light at any given depth is roughly constant for most of the day, the compensation point is the depth at which light penetrating the water creates the same balanced effect.
СО2 компенсациялық нүктесі
СО2 компенсациялық нүктесі (Γ) – фотосинтез жылдамдығы тыныс алу жылдамдығына дәл сәйкес келетін СО2 концентрациясы. Өсімдіктер мен өсімдіктер арасында Γ мәнінде елеулі айырмашылық бар: құрлықтағы өсімдіктерде Γ-нің қалыпты мәні 40–100 мкмоль/моль, ал өсімдіктерде бұл көрсеткіш 3–10 мкмоль/моль төмен. ККМ-і нашар дамыған өсімдіктер, мысалы C2 фотосинтезі, 25 мкмоль/моль аралығындағы мән көрсетуі мүмкін. мкмоль/моль бірлігін СО2-нің паскальдағы жартылай қысымы түрінде де беруге болады; атмосфералық жағдайларда 1 мкмоль/моль = 1 ппм ≈ 0,1 Па. Фотосинтезді модельдеу үшін митохондриялық тыныс алу болмаған жағдайдағы СО2 компенсациялық нүктесі, сондай-ақ СО2 фотокомпенсациялық нүктесі (Γ*), Рубисконың биохимиялық СО2 компенсациялық нүктесі маңыздырақ. Оны толық жапырақтардың изотоптық газ алмасуы арқылы өлшеуге болады немесе Лайск әдісін қолданып, көміртектің қайта бекітілуі болмаған жағдайдағы C* аралық «көрінетін» мәнін түзету арқылы бағалауға болады. С* көміртектің фотореспирация өнімдерінен бекітілуі болмаған жағдайда Γ* шамасына жуық. Өсімдіктерде екі мән де сәйкес келетін мәндерінен төмен. Рефиксация арқылы жұмыс істейтін C2 өсімдіктерінде C* ғана айтарлықтай төмен. Әуе концентрациясын үнемі өзгерту жиі кездеспейтіндіктен, концентрациялық нүктелер көбінесе модельдеу және экстраполяция нәтижесінде алынған теориялық шамалар, бірақ олар осы қолдануларда жақсы қолданылады. Γ және Γ* екеуі де Рубисконың жанама реакциясына байланысты оттегінің жартылай қысымына (p(O2)) сызықтық түрде байланысты. Γ температураға да байланысты, себебі тыныс алу жылдамдығы температураға тәуелді. Бұл сәулеленуге де байланысты, өйткені Rubisco үшін электронды қабылдағыш RuBP (рибулоза 1,5-бисфосфат) өндіру үшін жарық қажет. Қалыпты сәулелену кезінде RuBP көбінесе жеткілікті болады, бірақ сәулелену төмен болғанда RuBP жетіспеуі фотосинтездік белсенділікті төмендетіп, Γ-ға әсер етеді. Жақсы араластырылған су қабаттарында планктон тегіс таралады, бірақ таза өндіріс тек компенсация тереңдігінен жоғарыда ғана пайда болады. Компенсация тереңдігінен төмен органикалық заттардың таза жоғалуы байқалады. Фотосинтез ететін организмдердің жалпы популяциясы жоғалту таза өндірістен асып кетсе, көбейе алмайды. Океандағы фитопланктонның фотосинтез және тыныс алу арасындағы компенсация тереңдігі бірнеше факторларға байланысты болуы керек: беткі жарықтандыру, судың мөлдірлігі, планктонның биологиялық ерекшеліктері және температура. Көрінетін спектрдің көк бөлігі, 455 және 495 нанометр аралығында, компенсация тереңдігінде жарықтың басым бөлігін құрайды. Компенсациялық нүкте тұжырымына қатысты алаңдаушылық – фитопланктон 24 сағат ішінде (компенсациялық тереңдік өлшенетін уақыт аралығы) тұрақты тереңдікте қалады деген болжам, бірақ фитопланктон изопикналдардың қозғалысынан туындаған орын ауыстыруға ұшырайды, олардың қозғалысы ондаған метрге жетеді.
The CO2 compensation point (Γ) is the CO2 concentration at which the rate of photosynthesis exactly matches the rate of respiration. There is a significant difference in Γ between plants and plants: on land, the typical value for Γ in a plant ranges from 40–100 μmol/mol, while in plants the values are lower at 3–10 μmol/mol. Plants with a weaker CCM, such as C2 photosynthesis, may display an intermediate value at 25 μmol/mol. The μmol/mol unit may alternatively be expressed as the partial pressure of CO2 in pascals; for atmospheric conditions, 1μmol/mol = 1 ppm ≈ 0.1 Pa. For modeling of photosynthesis, the more important variable is the CO2 compensation point in the absence of mitochondrial respiration, also known as the CO2 photocompensation point (Γ*), the biochemical CO2 compensation point of Rubisco. It may be measured by whole leaf isotopic gas exchange, or be estimated in the Laisk method using an intermediate "apparent" value of C* with correction. C* approximates Γ* in the absence of carbon refixation, i. e. carbon fixation from photorespiration products. In plants, both values are lower than their counterparts. In C2 plants that operate by refixation, only C* is significantly lower. As it is not yet common to routinely change the concentration of air, the concentration points are largely theoretical derived from modeling and extrapolation, though they do hold up well in these applications. Both Γ and Γ* are linearly related to the partial pressure of oxygen (p(O2)) due to the side reaction of Rubisco. Γ is also related to temperature due to the temperature dependence of respiration rates. It is also related to irradiation, as light is required to produce RuBP (ribulose 1,5 bisphosphate), the electron acceptor for Rubisco. At normal irradiation, there would almost always be enough RuBP; but at low irradiation, lack of RuBP decreases the photosynthetic activity and therefore affects Γ. In well mixed water columns plankton are evenly distributed, but a net production only occurs above the compensation depth. Below the compensation depth there is a net loss of organic matter. The total population of photosynthetic organisms cannot increase if the loss exceeds the net production. The compensation depth between photosynthesis and respiration of phytoplankton in the ocean must be dependent on some factors: the illumination at the surface, the transparency of the water, the biological character of the plankton present, and the temperature. The blue portion of the visible spectrum, between 455 and 495 nanometers, dominates light at the compensation depth. A concern regarding the concept of the compensation point is it assumes that phytoplankton remain at a fixed depth throughout a 24 hour period (time frame in which compensation depth is measured), but phytoplankton experience displacement due to isopycnals moving them tens of meters.