ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. Ορισμένοι παράγοντες του περιβάλλοντος επηρεάζουν τα ισοζύγια ενέργειας, άνθρακα και νερού των φυτών. eclass

Transcript

1 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Ορισμένοι παράγοντες του περιβάλλοντος επηρεάζουν τα ισοζύγια ενέργειας, άνθρακα και νερού των φυτών eclass gliak@aua.gr

2 Τα ισοζύγια ενέργειας, άνθρακα και νερού αλληλεπιδρούν μεταξύ τους

3 Η σημασία των ισοζυγίων Για ποιον λόγο τα ισοζύγια θα πρέπει να είναι θετικά; 1. H εισροή ενέργειας μέσω της φωτοσύνθεσης θα πρέπει να επαρκεί να υποστηρίξει όχι μόνο τις ανάγκες συντήρησης, αλλά και ανάπτυξης του οργανισμού. 2. Το ισοζύγιο άνθρακα (αφομοίωση άνθρακα/απώλειες άνθρακα) θα πρέπει να έχει και αυτό θετικό πρόσημο. Ο άνθρακας (CO 2 ) που αφομοιώνεται μέσω της φωτοσύνθεσης θα πρέπει να υπερτερεί του άνθρακα που χάνεται μέσω της αναπνοής και της φωτοαναπνοής (στα C 3 φυτά). Το πλεόνασμα του άνθρακα αντιπροσωπεύει.

4 Πλεόνασμα ίσον βιομάζα Τι αντιπροσωπεύει το πλεόνασμα στο ισοζύγιο άνθρακα; Το πλεόνασμα του άνθρακα αντιπροσωπεύει τη βιομάζα που θα συσσωρευτεί κατά τη διάρκεια του βιολογικού κύκλου του φυτού. Μέρος (ή όλο) αυτού αντιπροσωπεύει το συγκομιζόμενο προϊόν.

5 Η σημασία των ισοζυγίων Για ποιον λόγο τα ισοζύγια θα πρέπει να είναι θετικά; 1. H εισροή ενέργειας μέσω της φωτοσύνθεσης θα πρέπει να επαρκεί να υποστηρίξει όχι μόνο τις ανάγκες συντήρησης, αλλά και ανάπτυξης του οργανισμού. 2. Το ισοζύγιο άνθρακα (αφομοίωση άνθρακα/απώλειες άνθρακα) θα πρέπει να έχει και αυτό θετικό πρόσημο. Ο άνθρακας (CO 2 ) που αφομοιώνεται μέσω της φωτοσύνθεσης θα πρέπει να υπερτερεί του άνθρακα που χάνεται μέσω της αναπνοής και της φωτοαναπνοής (στα C 3 φυτά). Το πλεόνασμα του άνθρακα αντιπροσωπεύει το κέρδος σε βιομάζα. 3. Το υδατικό ισοζύγιο (μεταφορά νερού από τη ρίζα/απώλειες νερού από τα φύλλα) θα πρέπει να μην είναι ελλειμματικό. Εάν είναι τότε το φυτό υφίσταται αφυδάτωση η έκταση της οποίας είναι προοδευτικά τόσο μεγαλύτερη όσο μεγαλύτερο είναι το έλλειμμα νερού.

6 Παράγοντες που επηρεάζουν τα ισοζύγια ενέργειας, άνθρακα και νερού 1. Θερμοκρασία. 2. Υγρασία (εδαφική και ατμοσφαιρική). 3. Φως (ποσότητα (ένταση) και ποιότητα (φασματική σύσταση) της ηλιακής ακτινοβολίας). 4. Συγκέντρωση CO 2.

7 Χαρακτηριστικά του φωτός και ποσοτικές και ποιοτικές διακυμάνσεις της ακτινοβολίας Από τι εξαρτάται η ποσότητα της ακτινοβολίας που δέχεται ένα φυτό; 1. Ώρα της ημέρας, αζιμούθιο του ηλιακού δίσκου (ελέγχεται από το γεωγραφικό πλάτος). 2. Θέση των φύλλων στην κόμη (σκίαση των εσωτερικών φύλλων από τα εξωτερικά αρχιτεκτονική της κόμης). 3. Κλίση και γεωμετρία του ελάσματος (μηχανικές ιδιότητες των φυτικών οργάνων). 4. Οπτικές ιδιότητες των φυτικών ιστών και οργάνων. 5. Τεχνητά περιβάλλοντα. Από τι εξαρτάται η ποιότητα της ακτινοβολίας που δέχεται ένα φυτό; 1. Θέση των φύλλων στην κόμη (σκίαση των εσωτερικών φύλλων από τα εξωτερικά αρχιτεκτονική της κόμης). 2. Ώρα της ημέρας (μπλε ώρα, χρυσή ώρα). 3. Τεχνητά περιβάλλοντα.

8 Χαρακτηριστικά του φωτός και ποσοτικές και ποιοτικές διακυμάνσεις της ακτινοβολίας πυρηνικές ή ηλεκτρονιακές μεταπτώσεις (αλλαγή spin), ταλαντώσεις ελεύθερων ηλεκτρονίων κινήσεις παραμόρφωσης της μοριακής δομής μοριακές περιστροφές ηλεκτρονιακές μεταπτώσεις εξώτατων στοιβάδων ηλεκτρονιακές μεταπτώσεις εσώτατων στοιβάδων ηλεκτρονιακές μεταπτώσεις β α ρ έ ω ν στο ιχε ίω ν, π υ ρ η νικέ ς σχά σε ις Απ οτελέσ μα τα σ ε μ ορ ια κό επ ίπ εδο κοσμική ακτινοβολία ακτίνες γ ακτίνες Χ υπεριώδες (UV) υπέρθυρο (IR) μικροκύματα ραδιοκύματα Μ ήκος κύματος (cm ) Π ερ ιοχή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας UV 300 ιώδες κυανό ( )( ) 400 πράσσινο ( ) 500 κίτρ ινο πορτοκαλί ( )( ) 600 κόκκινο κοντινό ( ) υπέρυθρο IR 1000 Περιοχή ορατού Αντιπ ρ οσ ωπ ευ τικό μήκος κύ μα τος (nm 39, 9 29, 9 23, 9 19, 9 17, 1 15,0 12,0 Ενέργεια φωτονίων (Jou les/e in ) 95,0 71, 5 57, 2 47, 7 40, 9 35,9 28,7 Ενέργεια φωτονίων (Kcal/E in )

9 Αλληλεπίδραση της ακτινοβολίας με την ύλη Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας με την ύλη 1. Διέλευση 2. Εκτροπή της πορείας διάδοσης των φωτονίων a) Ανάκλαση b) Σκέδαση 3. Απορρόφηση

10 Σκέδαση Rayleigh

13 Αντιπροσωπευτικά φωτεινά περιβάλλοντα ένταση φωτός και ποσοστά (%) φωτονίων ανά φασματική περιοχή συνθήκες φωτονιακή ροή (μmol φωτονίων m -2 s -1 ) μπλε πράσινο κόκκινο εγγύς IR άπλετο φως κάτω από φυλλωσιά (LAI=4) κάτω από 5 mm εδάφους κάτω από 1 m καθαρού νερού 60 0,

14 Αντιπροσωπευτικά φωτεινά περιβάλλοντα ένταση φωτός και ποσοστά (%) φωτονίων ανά φασματική περιοχή συνθήκες φωτονιακή ροή (μmol φωτονίων m -2 s -1 ) μπλε πράσινο κόκκινο εγγύς IR άπλετο φως κάτω από φυλλωσιά (LAI=4) κάτω από 5 mm εδάφους κάτω από 1 m καθαρού νερού ,

17 Αντιπροσωπευτικά φωτεινά περιβάλλοντα

18 Το ενεργειακό ισοζύγιο εξαρτάται από τη παροχή ενέργειας Τι είναι το σημείο αντιστάθμισης φωτισμού; 1. Εάν τα στόματα παραμένουν ανοικτά παρουσία φωτισμού, η φωτοσυνθετική ταχύτητα εξαρτάται από την ένταση της φωτεινής ακτινοβολίας. 2. Όταν η ένταση πάρει χαμηλές τιμές, το καθαρό ισοζύγιο στις ανταλλαγές Ο 2 (ή CO 2 ) μηδενίζεται, δηλ. η ταχύτητα της φωτοσύνθεσης αντισταθμίζεται από την ταχύτητα της αναπνοής. 3. Στην κατάσταση αυτή έχει επιτευχθεί το σημείο αντιστάθμισης φωτισμού.

19 Το ενεργειακό ισοζύγιο εξαρτάται από τη παροχή ενέργειας Τι είναι το σημείο αντιστάθμισης φωτισμού; 1. Εάν τα στόματα παραμένουν ανοικτά παρουσία φωτισμού, η φωτοσυνθετική ταχύτητα εξαρτάται από την ένταση της φωτεινής ακτινοβολίας. 2. Όταν η ένταση πάρει χαμηλές τιμές, το καθαρό ισοζύγιο στις ανταλλαγές Ο 2 (ή CO 2 ) μηδενίζεται, δηλ. η ταχύτητα της φωτοσύνθεσης αντισταθμίζεται από την ταχύτητα της αναπνοής. 3. Στην κατάσταση αυτή έχει επιτευχθεί το σημείο αντιστάθμισης φωτισμού.

20 Το ενεργειακό ισοζύγιο εξαρτάται από τη παροχή ενέργειας Ποια είναι τα τμήματα της καμπύλης φωτός; 1. Όταν η ένταση ακτινοβολίας παίρνει τιμές ανώτερες του σημείου αντιστάθμισης, η καμπύλη παρουσιάζεται με δύο μορφές: a. Εκείνη κατά την οποίαν ο περιοριστικός παράγοντας είναι η ένταση φωτεινής ακτινοβολίας (ευθύγραμμο τμήμα της καμπύλης), και b. εκείνη κατά την οποίαν περιοριστικός παράγοντας αναδεικνύεται πλέον η συγκέντρωση του CO 2 (τμήμα της καμπύλης με κύρτωση προς τα κάτω).

21 Το ενεργειακό ισοζύγιο εξαρτάται από τη παροχή ενέργειας Ποια είναι τα τμήματα της καμπύλης φωτός; 1. Όταν η ένταση ακτινοβολίας παίρνει τιμές ανώτερες του σημείου αντιστάθμισης, η καμπύλη παρουσιάζεται με δύο μορφές: a. Εκείνη κατά την οποίαν ο περιοριστικός παράγοντας είναι η ένταση φωτεινής ακτινοβολίας (ευθύγραμμο τμήμα της καμπύλης), και b. εκείνη κατά την οποίαν περιοριστικός παράγοντας αναδεικνύεται πλέον η συγκέντρωση του CO 2 (τμήμα της καμπύλης με κύρτωση προς τα κάτω).

22 Το σημείο αλλαγής του σημείου αλλαγής της μορφής της καμπύλης εξαρτάται από το CO2

23 Το ενεργειακό ισοζύγιο εξαρτάται από τη παροχή ενέργειας Ποιοι είναι οι περιοριστικοί παράγοντες της φωτοσύνθεσης; 1. Τα επίπεδα της έντασης της ηλιακής ακτινοβολίας. 2. Η τροφοδοσία του χλωροπλάστη με CO 2 3. Το νερό; 4. Η θερμοκρασία;

24 Το ισοζύγιο άνθρακα εξαρτάται από το άνοιγμα των στομάτων Ποιοι παράγοντες ελέγχουν το άνοιγμα των στομάτων; 1. Φως. 2. Συγκέντρωση CO 2 στο μεσόφυλο.

25 Ο μηχανισμός των στοματικών κινήσεων

26 Ο μηχανισμός των στοματικών κινήσεων

27 Το ισοζύγιο άνθρακα εξαρτάται από το άνοιγμα των στομάτων Πως το φως ελέγχει το άνοιγμα των στομάτων; Η επίδραση της ακτινοβολίας στο άνοιγμα των στομάτων έχει δύο συνιστώσες: 1. Η πρώτη είναι φωτοσυνθετική και για αυτήν ευθύνεται το σύνολο της φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας. 2. Η δεύτερη συνιστώσα είναι μη-φωτοσυνθετική αλλά σε αυτήν το μπλε φως συγκεκριμένα λειτουργεί ως σήμα προκαλώντας περαιτέρω άνοιγμα των στομάτων.

28 Το ισοζύγιο άνθρακα εξαρτάται από το άνοιγμα των στομάτων Πως το φως ελέγχει το άνοιγμα των στομάτων; Η επίδραση της ακτινοβολίας στο άνοιγμα των στομάτων έχει δύο συνιστώσες: 1. Η πρώτη είναι φωτοσυνθετική και για αυτήν ευθύνεται το σύνολο της φωτοσυνθετικά ενεργής ακτινοβολίας. 2. Η δεύτερη συνιστώσα είναι μη-φωτοσυνθετική αλλά σε αυτήν το μπλε φως συγκεκριμένα λειτουργεί ως σήμα προκαλώντας περαιτέρω άνοιγμα των στομάτων.

29 Το ισοζύγιο άνθρακα εξαρτάται από το άνοιγμα των στομάτων Πως το φως ελέγχει το άνοιγμα των στομάτων; Η επίδραση της φωτοσυνθετικής συνιστώσας της ακτινοβολίας στο άνοιγμα των στομάτων έχει τα παρακάτω χαρακτηριστικά: 1. Εξαρτάται από την ένταση της ακτινοβολίας.

30 Το ισοζύγιο άνθρακα εξαρτάται από το άνοιγμα των στομάτων Πως το φως ελέγχει το άνοιγμα των στομάτων; Η επίδραση της φωτοσυνθετικής συνιστώσας της ακτινοβολίας στο άνοιγμα των στομάτων έχει τα παρακάτω χαρακτηριστικά: 1. Εξαρτάται από την ένταση της ακτινοβολίας.

31 Το ισοζύγιο άνθρακα εξαρτάται από το άνοιγμα των στομάτων Πως το φως ελέγχει το άνοιγμα των στομάτων; Η επίδραση της φωτοσυνθετικής συνιστώσας της ακτινοβολίας στο άνοιγμα των στομάτων έχει τα παρακάτω χαρακτηριστικά: 1. Εξαρτάται από την ένταση της ακτινοβολίας. 2. Ευθύνεται περίπου για το ήμισυ του ανοίγματος.

32 Το ισοζύγιο άνθρακα εξαρτάται από το άνοιγμα των στομάτων Πως το μπλε φως ελέγχει το άνοιγμα των στομάτων; Η επίδραση της μπλε ακτινοβολίας στο άνοιγμα των στομάτων έχει τα παρακάτω χαρακτηριστικά: 1. Είναι ταχεία και αντιστρεπτή αντίδραση (από πράσινο φως). 2. Ο μηχανισμός εδράζεται αποκλειστικά στα καταφρακτικά κύτταρα.

33 Η επίδραση της έλλειψης νερού στο άνοιγμα των στομάτων

34 Η επίδραση της έλλειψης νερού στο άνοιγμα των στομάτων Αποδοτικότητα χρήσης νερού ( WUE ) ( g CO / g H O x 10-2 ) Φωτοσυνθετικός ρυθμός (Τ) (g CO m -2 2 h -1 ) Διαπνευστικός ρυθμός (Τ) (g H O m -2 2 h -1 ) Στοματική αγωγιμότητα ( cm s -1 )

35 Το διαπνευστικό πηλίκο και η επιλογή φυτών προς καλλιέργεια Εφαρμογές Το διαπνευστικό πηλίκο και η επιλογή φυτών προς καλλιέργεια Η παραγωγικότητα ή/και επιβίωση των φυτών στο φυσικό τους περιβάλλον εξαρτάται αφενός μεν από την διαθεσιμότητα νερού στο έδαφος, αφετέρου από κρίσιμα χαρακτηριστικά του φυτικού οργανισμού, όπως: 1. Από την ικανότητα άντλησης νερού από το έδαφος 2. Από την ικανότητα εγκλιματισμού σε συνθήκες έλλειψης νερού 3. Από το διαπνευστικό πηλίκο. Το διαπνευστικό πηλίκο είναι το πηλίκο της ταχύτητας της διαπνοής προς την ταχύτητα της φωτοσύνθεσης.

36 Το διαπνευστικό πηλίκο και η επιλογή φυτών προς καλλιέργεια Είδος Διαπνευστικό πηλίκο (kg απαιτούμενου νερού για κάθε kg παραγόμενης ξηρής ουσίας) Μηδική 850 Σόγια 650 Βρώμη, πατάτα 580 Σιτάρι 550 Σακχαρότευτλα 380 Καλαμπόκι 350 Σόργο 300 Κάκτοι και παχύφυτα 125

37 Η επίδραση της έλλειψης νερού στο άνοιγμα των στομάτων Μεσημβρινή καταστολή: Το μεσημβρινό κλείσιμο των στομάτων που συνοδεύεται από γενικότερη καταστολή της φωτοσυνθετικής λειτουργίας. Χαρακτηρίζει τα αείφυλλα σκληρόφυλλα και τα φρύγανα της μεσογειακής χλωρίδας. Διαπνευστικό πηλίκο: Το πηλίκο της ταχύτητας της διαπνοής προς την ταχύτητα της φωτοσύνθεσης. Στην πράξη υπολογίζονται τα kg νερού που διαπνέονται για κάθε kg βιομάζας που παράγεται.

38 Η επίδραση της έλλειψης νερού στο άνοιγμα των στομάτων Πως τα φυτά αποτρέπουν την αφυδάτωση; 1. Κλείνουν τα στόματα. Το σήμα συναγερμού δίνεται από μια ορμόνη που ονομάζεται αμπσισικό οξύ. a. Η ορμόνη αυτή συντίθεται στα φύλλα (στους χλωροπλάστες) ή στη ρίζα (στην περίπτωση αυτή μεταφέρεται στα φύλλα μέσω των αγγείων του ξύλου). b. Προκαλεί ταχεία απόσβεση της διαβάθμισης συγκέντρωσης οσμωλυτών μεταξύ καταφρακτικών και γειτονικών επιδερμικών κυττάρων. Αποτέλεσμα αυτής είναι η απώλεια σπαργής των καταφρακτικών κυττάρων και το κλείσιμο των στομάτων. 2. Ενεργοποιείται μια σειρά ανατομικών, βιοχημικών και φυσιολογικών μηχανισμών εγκλιματισμού.

39 Τα ισοζύγια άνθρακα και νερού επηρεάζονται από τη συγκέντρωση του CO 2 Τι είναι το σημείο αντιστάθμισης CO 2 ; 1. Όταν η συγκέντρωση CO 2 πάρει χαμηλές τιμές, το καθαρό ισοζύγιο στις ανταλλαγές Ο 2 (ή CO 2 ) μηδενίζεται. 2. H φωτοσυνθετική ταχύτητα της φωτοσύνθεσης αντισταθμίζεται από την ταχύτητα της αναπνοής και της φωτοαναπνοής. 3. Στην κατάσταση αυτή έχει επιτευχθεί το σημείο αντιστάθμισης CO 2

40 Τα ισοζύγια άνθρακα και νερού επηρεάζονται από τη συγκέντρωση του CO 2 Τι είναι το σημείο αντιστάθμισης CO 2 ; 1. Όταν η συγκέντρωση CO 2 πάρει χαμηλές τιμές, το καθαρό ισοζύγιο στις ανταλλαγές Ο 2 (ή CO 2 ) μηδενίζεται. 2. H φωτοσυνθετική ταχύτητα της φωτοσύνθεσης αντισταθμίζεται από την ταχύτητα της αναπνοής και της φωτοαναπνοής. 3. Στην κατάσταση αυτή έχει επιτευχθεί το σημείο αντιστάθμισης CO 2

41 Τα ισοζύγια άνθρακα και νερού επηρεάζονται από τη συγκέντρωση του CO 2 Γιατί οι στοματικές κινήσεις εξαρτώνται από το CO 2 ; 1. Σε συνθήκες ικανοποιητικών επιπέδων φωτισμού, η συνεχής αφομοίωση CO 2 από τα κύτταρα του μεσοφύλλου έχει ως αποτέλεσμα την ταχεία πτώση της συγκέντρωσης του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους. 2. Η επικράτηση χαμηλών συγκεντρώσεων CO 2 στο εσωτερικό ενός φύλλου προκαλεί άνοιγμα των στομάτων, ενώ υψηλές συγκεντρώσεις CO 2 προκαλούν το κλείσιμο.

42 Τα ισοζύγια άνθρακα και νερού επηρεάζονται από τη συγκέντρωση του CO 2 Γιατί οι στοματικές κινήσεις εξαρτώνται από το CO 2 ; 3. Με τη ρύθμιση αυτή επιτυγχάνεται ο συντονισμός της φωτοσυνθετικής λειτουργίας με το μηχανισμό των κινήσεων των καταφρακτικών κυττάρων: Το άνοιγμα των στομάτων επιφέρει ταχύτερη διάχυσή του από την ατμόσφαιρα προς το εσωτερικό του φύλλου και επομένως αύξηση της φωτοσυνθετικής ταχύτητας. 4. Σε συνθήκες ανεπαρκών επιπέδων φωτισμού ή στη διάρκεια της νύκτας η φωτοσύνθεση υπολειτουργεί ή παρεμποδίζεται πλήρως, οπότε η συγκέντρωση CO 2 στο εσωτερικό του φύλλου αυξάνεται με ταχείς ρυθμούς (γιατί;). Αφού δεν υπάρχει ανάγκη πλέον εισόδου του CO 2 της ατμόσφαιρας, τα στόματα κλείνουν προκειμένου να μην υπάρξουν άσκοπες απώλειες νερού.

43 Τα ισοζύγια άνθρακα και νερού Σημείο αντιστάθμισης φωτισμού: Η ένταση ακτινοβολίας στην οποία η ταχύτητα αφομοίωσης CO 2 αντισταθμίζεται από τη ταχύτητα έκλυσης CO 2, οπότε η καθαρή ανταλλαγή αερίων μηδενίζεται. Σημείο αντιστάθμισης της θερμοκρασίας: Η θερμοκρασία στην οποία η ταχύτητα αφομοίωσης CO 2 αντισταθμίζεται από τη ταχύτητα έκλυσης CO 2, οπότε η καθαρή ανταλλαγή αερίων μηδενίζεται. Σημείο αντιστάθμισης CO 2 : Η συγκέντρωση CO 2 στην οποία η ταχύτητα αφομοίωσης CO 2 αντισταθμίζεται από τη ταχύτητα έκλυσης CO 2, οπότε η καθαρή ανταλλαγή αερίων μηδενίζεται.

44 Οι ακραίες θερμοκρασίες διαταράσσουν τα ισοζύγια Πως η θερμοκρασία επηρεάζει τα ισοζύγια; 1. Η αύξηση της θερμοκρασίας του περιβάλλοντος προκαλεί αύξηση της διαφοράς δυναμικών νερού μεταξύ του εσωτερικού του φύλλου και της ατμόσφαιρας και ως εκ τούτου τείνει να αυξηθεί η ταχύτητα διαπνοής. 2. Εάν τα στόματα παραμένουν ανοιχτά, η φωτοσυνθετική ταχύτητα αυξάνεται αυξανομένης της θερμοκρασίας έως ένα βέλτιστο όριο. Αύξηση της θερμοκρασίας πέραν του βέλτιστου ορίου επιφέρει ελάττωση της φωτοσυνθετικής ταχύτητας για δύο κυρίως λόγους: a. Οι ταχύτητες της φωτοαναπνοής και της αναπνοής αυξάνονται με ταχύτερους ρυθμούς έναντι αυτών της φωτοσύνθεσης b. Οι υψηλές θερμοκρασίες προκαλούν δυσλειτουργίες στις μεμβράνες των θυλακοειδών των χλωροπλαστών. Η λειτουργία του φωτοσυστήματος ΙΙ εμφανίζεται ιδιαίτερα ευαίσθητη έναντι των υψηλών θερμοκρασιών.

45 Το σημείο αντιστάθμισης της θερμοκρασίας Τι είναι το σημείο αντιστάθμισης της θερμοκρασίας; 1. Αυξανομένης της θερμοκρασίας ανατρέπεται το ισοζύγιο της ταχύτητας αφομοίωσης του CO 2 (μέσω της φωτοσύνθεσης) και της ταχύτητας έκλυσης CO 2 (μέσω της αναπνοής και της φωτοαναπνοής), σταδιακά εις βάρος της πρώτης. H φωτοσυνθετική ταχύτητα της φωτοσύνθεσης αντισταθμίζεται από την ταχύτητα της αναπνοής και της φωτοαναπνοής. 2. Σε μια ορισμένη θερμοκρασία οι ταχύτητες αφομοίωσης και έκλυσης CO 2 μέσω των δύο λειτουργιών εξισώνονται, οπότε επέρχεται το σημείο αντιστάθμισης της θερμοκρασίας. 3. Αυξανομένης περαιτέρω της θερμοκρασίας επικρατεί η έκλυση CO 2, δηλ. το ισοζύγιο άνθρακα παίρνει πλέον αρνητικές τιμές. Η επιδείνωση του ισοζυγίου της ταχύτητας αφομοίωσης CO 2 σε υψηλές θερμοκρασίες είναι περισσότερο έντονη στα C 3 φυτά (γιατί;).

46 Οι ακραίες θερμοκρασίες διαταράσσουν τα ισοζύγια

47 Οι ακραίες θερμοκρασίες διαταράσσουν τα ισοζύγια Πως η χαμηλή θερμοκρασία επηρεάζει τα ισοζύγια; 1. Οι επικράτηση χαμηλών θερμοκρασιών διαταράσσει επίσης το ενεργειακό ισοζύγιο. Σε χαμηλές θερμοκρασίες η φωτοσυνθετική συσκευή είναι ευάλωτη έναντι της φωτοπαρεμπόδισης (διότι η παραγωγή ATP και NADPH στις φωτεινές αντιδράσεις συνεχίζεται απρόσκοπτα, εφόσον υπάρχει επαρκής ένταση ηλιακής ακτινοβολίας (γιατί;), αλλά οι ενζυμικές αντιδράσεις (κύκλος Calvin) στις οποίες καταναλώνονται τα υποστρώματα αυτά παρεμποδίζονται). 2. Επομένως στις ψυχρές ημέρες του χειμώνα με έντονη ηλιοφάνεια η επικράτηση φωτοπαρεμπόδισης και η πρόκληση ζημιών στη φωτοσυνθετική συσκευή είναι σύνηθες φαινόμενο.

48 Οι ακραίες θερμοκρασίες διαταράσσουν τα ισοζύγια περίσσεια CO 2 περίσσεια φωτός φωτοσύνθεση ένταση φωτός φωτοσύνθεση συγκ. CO 2

49 Πως αποκρίνονται τα φυτά στις συνθήκες του περιβάλλοντος;

53 Πως αποκρίνονται τα φυτά στις συνθήκες του περιβάλλοντος; -2-1 φωτοσυνθετικός ρυθμός (μmol CO 2 m s ) C 45 C θερμοκρασία ( C)

54 Πως αποκρίνονται τα φυτά στις συνθήκες του περιβάλλοντος; Προσαρμογή: Κατάλληλες τροποποιήσεις σε επίπεδο δομών ή/και λειτουργιών που καθορίζονται γενετικά και εμφανίζονται μέσω της διαδικασίας της επιλογής για ένα διάστημα αρκετών γενεών. Εγκλιματισμός: Επίκτητες τροποποιήσεις μορφολογικών ή/και φυσιολογικών χαρακτηριστικών οι οποίες συμβαίνουν κατά τη διάρκεια του βιολογικού κύκλου ενός φυτικού οργανισμού, ως απάντηση στην αλλαγή των συνθηκών του περιβάλλοντος. Ικανότητα εγκλιματισμού: Το εύρος και η ένταση των επίκτητων τροποποιήσεων ενός φυτικού οργανισμού όταν μεταβάλλονται οι συνθήκες του περιβάλλοντος.