CO2 dan tumbuhan

CO 2 dan tumbuhan

Evgeny Lysenko,
Cand. biol. Sains, Seni. saintifik sotr. Institut Fisiologi Tanaman. K.A. Timiryazeva RAS
"Trinity Option" No. 14 (233), 18 Julai 2017

Evgeny Lysenko

Saya berminat dengan pendapat para profesional, termasuk ahli klimatologi. Saya suka membaca artikel itu oleh Irina Delusina. Sebagai penyelidik, saya bekerja dengan tumbuh-tumbuhan, mengkaji kerja-kerja gen yang ada di kloroplas. Pada orang yang menjalankan fotosintesis, "CO dicetuskan2"dari segi saintis planet Tidak dapat dielakkan, saya melihat ke dalam bidang berkaitan sains tumbuhan, saya membaca tentang apa dan bagaimana protein yang menyandikan gen ini. Oleh itu, saya terkejut dengan kenyataan bahawa "Kandungan CO yang berlebihan2 … membawa sistem keluar dari keseimbangan … Akhirnya, ini membawa kepada kepupusan … Kehilangan spesies tumbuhan dan haiwan … Sebab-sebab termasuk rawatan kejam alam semulajadi, dan, sebagai salah satu aspeknya, pencemaran atmosfera dengan karbon dioksida. " In Teks Irina Delusina tidak menyatakan secara langsung bahawa peningkatan kepekatan CO2 toksik kepada tumbuhan. Walau bagaimanapun, jika pembaca telah lama lupa (atau tidak mendengarkan) kursus universiti dalam fisiologi tumbuhan, maka setelah membaca teks ini, kesan ini dapat dibuat.Oleh itu, ingat bagaimana tumbuhan, fotosintesis dan CO berkaitan2.

Di sekolah, kita diajar bahawa tumbuh-tumbuhan menggunakan tenaga cahaya matahari untuk mendapatkan dari CO2 dan air untuk mensintesis glukosa. Universiti menambah bahawa cahaya matahari mencetuskan satu fasa (cahaya yang dipanggil), dan sintesis glukosa dari CO2 dan air berlaku dalam fasa yang berbeza (yang dikenali sebagai gelap). Dan ini adalah fasa yang sangat berbeza: satu proses berlaku di membran, dan yang lain dalam matriks sel, dalam fasa akueus. Gen chloroplast terutamanya menyandikan protein fasa cahaya fotosintesis, secara langsung berkaitan dengan reaksi dengan CO2 mereka tidak mempunyai, jadi kami tidak akan bercakap lebih lanjut mengenai mereka. Dalam kloroplas tumbuhan berbunga, hanya satu gen (rbcL) menyandi enzim yang mengambil bahagian dalam fasa gelap dalam penetapan CO.2dalam kitaran Calvin. Tetapi ini adalah enzim yang paling penting – untuk molekul organik (ribulose-1,5-bisphosphate) dan memulakan seluruh kitaran Calvin. Enzim ini (Rubisco, RuBisCO) berfungsi dengan perlahan, ia mengehadkan kerja keseluruhan sistem penetapan CO.2, tumbuh-tumbuhan terpaksa menghasilkannya dalam kuantiti yang besar. Kenapa begitu?

sebelah kiri jalan – dari daun barli, tumbuh-tumbuhan dengan jenis fotosintesa biasa (C3). Pada betul jalan – dari daun jagung, tumbuhan dengan mekanisme khas untuk kepekatan CO2 (Dari4). Anak panah menunjuk kepada subunit rubisco besar. Sudah jelas kelihatan bagaimana jumlah rubisky berkurang secara drastik dalam kes menggunakan mekanisme kepekatan CO2 ("TrV" No. 14 (233), 07/18/2017) "border = 0> Elektroforesis semua protein dalam daun.sebelah kiri jalan – dari daun barli, tumbuh-tumbuhan dengan jenis fotosintesa biasa (C3). Padabetul jalan – dari daun jagung, tumbuhan dengan mekanisme khas untuk kepekatan CO2 (Dari4). Anak panah menunjuk kepada subunit rubisco besar. Sudah jelas kelihatan bagaimana jumlah rubisky berkurang secara drastik dalam kes menggunakan mekanisme kepekatan CO2

Fotosintesis timbul lebih dari satu bilion tahun yang lalu, apabila kepekatan CO2 udara adalah lebih besar daripada sekarang. Karbon dioksida lebih mudah menembusi sel-sel, dibubarkan di dalamnya, sebahagiannya berubah menjadi NSO3. Terdapat lebih banyak CO dalam sel.2 dan NSO3. Tetapi kemudian organisme fotosintesis secara literal dipam keluar CO2 dari atmosfera, mengepungnya, seperti yang dikatakan ahli planet. Pada masa yang sama dicipta dari CO2 beberapa pulau. Tetapi masalah timbul: rubisko berfungsi dengan baik dengan kandungan CO yang lebih tinggi2apa yang ternyata sekarang dengan kemasukan pasifnya ke dalam sel. Dalam proses evolusi, organisme fotosintesis telah belajar meningkatkan kepekatan CO2 di tempat di mana rubisko "berfungsi" – dalam sitosol cyanobacteria atau dalam stroma kloroplas dalam alga dan tumbuh-tumbuhan. Mekanisme yang berbeza telah terlibat: enzim anhydrase karbonik mempercepat penukaran CO2 + N2Mengenai ↔ VAT3 + N+; dalam tumbuhan terdapat beberapa jenis C4-tepat di mana NSO3 (pada kepekatan yang lebih rendah dalam sel) dilampirkan kepada molekul organik (phosphoenolpyruvate) yang lain, ia dihantar ke tempat kerja rubisko dan ada dipecah menjadi CO2. Jenis khas – CO2 mekanisme penumpuan, CCM – berasal dari cyanobacteria. Tanpa cuba memahami mekanisme ini, ingat: dengan penurunan dalam kandungan CO2 di udara, tumbuh-tumbuhan, alga, cyanobacteria perlu membangun dan menggunakan mekanisme yang kompleks dan memakan tenaga untuk menyesuaikan diri dengan realiti baru. Dan juga untuk mensintesis rubisko dalam kuantiti yang banyak – di dalam daun tumbuhan ia adalah protein yang paling banyak.

Dalam sebutan dari teks Yulia Latynina yang diberikan oleh penulis, yang pertama adalah "semakin banyak CO2 akan berada di udara, yang lebih hijau dan kaya planet kita akan " – benar-benar membawa senyuman. Fotosintesis adalah proses yang sangat berkesan, dan mekanisme kepekatan intrasel CO2 kerja dengan pasti.Pertumbuhan tumbuhan – agar planet menjadi lebih hijau – tidak terhad oleh fotosintesis, tetapi oleh faktor yang sangat berbeza, termasuk aktivitas ekonomi manusia. Tetapi frasa itu "Tiada apa-apa daripadanya, CO2, manfaat manfaat okromya " kelihatan sangat dipercayai. Walau apa pun, jika kita menghadkan diri kepada kesan gas ini pada satu (mana-mana) spesis tumbuhan. Sebagai penyerapan CO yang dipertingkatkan2 menjejaskan persaingan antara spesies tumbuhan yang berlainan, sama ada ia boleh menyebabkan kesesakan sesetengah spesies oleh orang lain, kepada penurunan kepelbagaian spesies – saya tidak faham ini. Dan dengan minat saya akan mengenali contoh-contoh, jika mereka menunjukkan kepada saya. Saya mendengar contoh-contoh seperti dalam bidang pemakanan mineral (nitrogen), tetapi berkenaan dengan CO2 Ia masih nampak menakjubkan kepada saya.

Oleh itu, tanya soalan. Artikel Irina Delusina berisi petunjuk jelas bahwa peningkatan kandungan CO2 di udara akan berbahaya (toksik?) kepada tumbuh-tumbuhan. Sila jelaskan bagaimana dan dalam apa yang akan dinyatakan. Sudah tentu, hasil daripada kenaikan CO2 suhu boleh naik di udara, iklim mungkin berubah, dan ini mungkin merosakkan tumbuh-tumbuhan. Sebagai penyelidik, saya mengkaji kesan peningkatan suhu pada kloroplas.Tetapi ini adalah soalan yang berbeza, dan jangan bercampur dengannya.

P. S. Saya bukan pakar dalam tahap gelap fotosintesis (kitaran Calvin dan proses lain yang berkaitan dengan penetapan CO2). Walau bagaimanapun, beberapa peneliti yang baik dalam fasa cahaya fotosintesis kekal dalam komuniti saintifik "tumbuhan" Rusia, dan ada praktikal tiada penyelidik sedemikian untuk fasa gelap. Tidak bergaya. Oleh itu, saya membenarkan diri saya menyatakan pemahaman saya terhadap keadaan ini dan bertanya.


Like this post? Please share to your friends:
Tinggalkan Balasan

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: