påvirkning av oksygenkonsentrasjon i området 0-21% på fotosyntese i intakte blader av en rekke høyere planter har blitt undersøkt.
Fotosyntetisk co2-fiksering av høyere planter er markert hemmet av oksygen i konsentrasjoner ned til mindre enn 2%. Inhiberingen øker med oksygenkonsentrasjon og er omtrent 30% i en atmosfære på 21% O2 og 0,03% Co.2. Utvilsomt utøver oksygen i normal luft en sterk hemmende effekt på fotosyntetisk Co2-fiksering av landplanter under naturlige forhold.
den hemmende effekten av oksygen produseres raskt og fullt reversibel.
graden av inhibering er uavhengig av lysintensiteten.kvanteutbyttet For co2-fiksering, dvs. helningen av den lineære delen Av kurven for Co2-opptak versus absorbert kvanta, hemmes i samme grad som lysmettet hastighet ved alle oksygenkonsentrasjoner som studeres.Ulike arter av høyere planter, som varierer sterkt i fotosyntetisk respons på lysintensitet og Co2-konsentrasjon, og med lette mettede roller Av Co2-fiksering som varierer med en faktor på mer enn 10 ganger, viser en bemerkelsesverdig likhet i deres respons på oksygenkonsentrasjon. Derimot, da de ble studert under de samme forholdene som de høyere plantene, viste de grønne alger Chlorella og Ulva ikke‐noen målbar hemming av fotosyntetisk Co2-fiksering. Likhet, økningen i fluorescensintensitet med økende oksygenkonsentrasjoner funnet i høyere planter, ble heller ikke sett I Chlorella. De nåværende resultatene, sammen med tidligere data om algerens fotosyntetiske respons til oksygenkonsentrasjon, indikerer at fotosyntetisk apparat av høyere planter avviker betydelig fra alger i følsomhet for oksygen.
den hemmende effekten av oksygen på fotosyntetisk co2-fiksering i høyere planter er noe høyere ved bølgelengder som exciterer fortrinnsvis fotosystem I. Også Emerson-forbedringen Av Co2-fiksering målt når en langt rød stråle med lav intensitet påføres på bakgrunn av rødt lys, er større under lav oksygenkonkontrusjon enn under luft. Målinger av reversible lysinduserte absorbansendringer viser at endringen ved 591 nm, sannsynligvis forårsaket av pla.stocyanin, påvirkes kun av oksygenkonsentrasjon hvis photosystem II er begeistret. den reduserende effekten på plastocyanin, forårsaket av eksitering av dette systemet, reduseres med økende oksygenkonsentrasjon. Fra disse resultatene foreslås det at et mulig sted for hemming av oksygen er i elektronbærerkjeden mellom de to fotosystemene. Oksygen kan fungere som en elektron akseptor på dette stedet, forårsaker redusere makt til å reagere tilbake med molekylært oksygen. Denne hypotesen tar imidlertid ikke hensyn til like hemninger av kvanteutbyttet og lysmettet hastighet av fotosyntetisk CO2-opptak.
gjennom fotosyntetiske prosessanlegg ta opp karbondioksid og utvikle oksygen. Den nåværende høye konsentrasjonen av molekylært oksygen i atmosfæren anses generelt å ha oppstått av aktiviteten til fotosyntetiske organismer. Effekten av oksygenkonsentrasjon synes derfor å være et problem av stor interesse, ikke bare innen biofysikk og biokjemi av fotosyntese, men også i økologi og andre grener av biologi.Det ble oppdaget Av Warburg (1920) at høye konsentrasjoner av oksygen hemmer frekvensen av fotosyntetisk oksygenutvikling i den encellede algen Chlorella. Siden da har det blitt bekreftet av ulike forfattere at oksygenkonsentrasjoner i området 21-100 prosent har en markert hemmende effekt på fotosyntese, spesielt ved metning av lysintensiteter. Det er noen bevis på at under forhold når karbondioksidkonsentrasjon begrenser fotosyntese, kan inhiberingen bli åpenbar selv i 21 prosent oksygen. Hemmingen er ikke vurdert til å virke ved lav lysintensitet. En gjennomgang om emnet har blitt gitt Av Turner and Brittain (1962).Ulike hypoteser har blitt fremsatt for å forklare den hemmende effekten av oksygen, ofte referert Til Som Warhurg-effekten. Noen forfattere favoriserer ideen om enzymhemming; Turner et al. (1958) at en eller flere enzymer i karbonreduksjonssyklusen er inaktivert av oksygen: lirianlals (1962) at enzymer av det oksygenutviklende komplekset er inhihited. Andre hypoteser gjelder tilbakereaksjoner der molekylært oksygen tas opp, og dermed reversere fotosyntetisk prosess. Disse reaksjonene inkluderer fotooksidasjon, fotorespirasjon og Mehler-reaksjonen (Tamiya et al., 1957). For tiden er det ingen allment akseptert hypotese som forklarer effekten.
de ofte motstridende resultatene som disse hypotesene var basert på, er hovedsakelig oppnådd på alger. Den første observasjonen av en hemmende effekt på fotosyntese i en høyere plante ble gjort hy McAlister og Myers (1940) i hveteblader. De fant at det fotosyntlietiske CO2-opptaket var markant lavere i luft enn i en atmosfære på ca. 0,5 prosent oksygen. VED CO2-konsentrasjonen som ble brukt (0,03%) var hemmingen tilstede både ved høye og moderate lysintensiteter. Ingen data ble oppnådd ved lav lysintensitet.selv om studien av effekten av oksygenkonsentrasjon på fotosyntese i høyere planter synes å være av stor interesse, spesielt siden det naturlige miljøet til de fleste landplanter er en atmosfære med et oksygeninnhold på 21 prosent, har det tiltrukket seg svært lite oppmerksomhet. Til forfatterens kunnskap har ingen grundig undersøkelse om emnet blitt publisert.den foreliggende investigalion er rettet mot å belyse fotosyntetisk respons av høyere planter til oksygenkonsentrasjoner opp til normal luft. Data presenteres som viser at fotosyntetisk co2-fiksering i intakte blader av høyere planter, uavhengig av lysintensitet, er sterkt hemmet av oksygen i normal luft, og at den pholosyntetiske responsen på oksygen avviker betydelig fra grønne alger. Den foreliggende investigalion er rettet mot å belyse fotosyntetisk respons av høyere planter til oksygenkonsentrasjoner opp til normal luft. Data presenteres som viser at fotosyntetisk co2-fiksering i intakte blader av høyere planter, uavhengig av lysintensitet, er sterkt hemmet av oksygen i normal luft, og at den pholosyntetiske responsen på oksygen avviker betydelig fra grønne alger.