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高等植物における光合成に及ぼす酸素濃度の影響

多くの高等植物の無傷の葉の光合成に0-21%の範囲の酸素濃度の影響が調査されている。

高等植物の光合成Co2固定は、2%未満の濃度の酸素によって著しく阻害される。 阻害は酸素濃度とともに増加し、約30%の雰囲気中で21%のO2および0.03%のCoである。2. したがって、間違いなく、通常の空気中の酸素は、自然条件下での陸上植物の光合成Co2固定に強い阻害効果を発揮する。

酸素の抑制効果は急速に生成され、完全に可逆的である。

阻害の程度は、光強度とは無関係である。

Co2固定の量子収率、すなわちCo2取り込み対吸収量子の曲線の線形部分の傾きは、研究されたすべての酸素濃度で光飽和速度と同程度に阻害さ

高等植物の多様な種は、光強度とCo2濃度に対する光合成応答が大きく変化し、Co2固定の光飽和役割が10倍以上異なるため、酸素濃度に対する応答に顕著な類似性を示している。 対照的に、高等植物と同じ条件下で研究した場合、緑藻クロレラおよびウルバは、光合成Co2固定の測定可能な阻害を示さなかった。 類似性は,高等植物で見られる酸素濃度の増加に伴う蛍光強度の増加もクロレラでは見られなかった。 酸素濃度に対する藻類の光合成応答に関する以前のデータと一緒に,高等植物の光合成装置は酸素に対する感受性において藻類のそれとはかなり異なることを示した。

高等植物における光合成Co2固定に対する酸素の阻害効果は、優先的に光化学系Iを励起する波長でやや高い。 また、低強度の遠赤ビームが赤色光の背景に課されたときに測定されるCo2固定のエマーソン増強は、低酸素コンコン下では空気下よりも大きい。 可逆的な光誘起吸光度の変化の測定は、おそらくplaによって引き起こされる591nmでの変化を明らかにする。ストシアニンは、光化学系IIが励起された場合にのみ酸素濃度の影響を受ける。 この系の励起によって引き起こされるプラストシアニンに対する還元効果は,酸素濃度の増加とともに減少した。 これらの結果から,酸素による阻害の可能性のある部位は二つの光系間の電子キャリア鎖にあることが示唆された。 酸素はこの部位で電子受容体として作用し、還元力を分子酸素と反応させる可能性がある。 しかし、この仮説は、量子収率と光合成CO2取り込みの光飽和速度の等しい阻害を説明していません。

光合成プロセスを介して植物は二酸化炭素を取り込み、酸素を進化させます。

光合成プロセスを介して植物は二酸化炭素を取り、酸素を 大気中の分子酸素の現在の高濃度は、一般的に光合成生物の活性から生じたと考えられている。 したがって、酸素濃度の影響は、光合成の生物物理学および生化学の分野だけでなく、生態学および生物学の他の枝においても、大きな関心のある問題

高濃度の酸素が単細胞藻類クロレラの光合成酸素発生速度を阻害することがWarburg(1920)によって発見されました。 それ以来、様々な著者によって、21-100パーセントの範囲の酸素濃度が、特に飽和光強度で光合成に対して顕著な阻害効果を有することが確認されている。 二酸化炭素濃度が光合成を制限する条件下では、21パーセントの酸素でも阻害が明らかになる可能性があるといういくつかの証拠がある。 この阻害は、低光強度で作用するとは考えられていない。 この主題に関するレビューは、Turner and Brittain(1962)によって与えられている。

酸素の阻害効果を説明するために、様々な仮説が提唱されており、一般にウォーバーグ効果と呼ばれている。 いくつかの著者は、酵素阻害の考えを支持する;Turner et al. (1 9 5 8)炭素還元サイクルの1つ以上の酵素が酸素によって不活性化されること:lirianlals(1 9 6 2)酸素発生複合体の酵素が活性化されること。 他の仮説は、分子酸素が取り込まれ、光合成プロセスを逆転させるバック反応に関係している。 これらの反応には、光酸化、光呼吸、およびMehler反応が含まれる(Tamiya e t a l., 1957). 現時点では、効果を説明する一般的に受け入れられている仮説はありません。

これらの仮説が基づいていたしばしば矛盾する結果は、主に藻類に基づいて得られている。 高等植物における光合成に対する阻害効果の最初の観察は、小麦の葉におけるhy McAlister and Myers(1940)で行われた。 彼らは、光syntlietic CO2取り込みは、約0.5パーセントの酸素の雰囲気よりも空気中で著しく低かったことがわかりました。 使用されたCO2濃度(0.03%)では、阻害は、高および中程度の光強度の両方で存在していた。 低光強度ではデータは得られなかった。

高等植物の光合成に対する酸素濃度の影響の研究は大きな関心事であると思われるが、特にほとんどの陸上植物の自然環境は酸素content有量21%の大気であるため、ほとんど注目されていない。 著者の知識には、この主題に関する徹底的な調査は出版されていない。

本研究は、高等植物の酸素濃度に対する光合成応答を通常の空気のそれまで解明することに向けられている。 データは、光強度に関係なく、高等植物の無傷の葉における光合成CO2固定が強く、通常の空気中の酸素によって阻害され、酸素に対するpholosynthetic応答が緑藻のそ 本研究は,高等植物の酸素濃度に対する光合成応答を正常空気のそれまでの解明に向けたものである。 データは、光強度に関係なく、高等植物の無傷の葉における光合成CO2固定が強く、通常の空気中の酸素によって阻害され、酸素に対するpholosynthetic応答が緑藻のそ

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