Question

Фермент РуБисКО осуществляет одну из ключевых реакций фотосинтеза - фиксацию 1 молекулы углекислого газа с затратой 1 молекулы АТФ. Однако тот же фермент имеет сродство к кислороду, при этом вместо фиксации углерода происходит частичное окисление органики также с затратой 1 молекулы АТФ. Данное явление называется фотодыханием, и в ходе этого процесса растение не запасает энергию, а тратит её. Известные данные: при соотношении карбоксилазной (фиксация CO2) и оксигеназной (фиксация O2) реакций 1:2 (далее К:О =1:2 ) энергетический баланс растения равен нулю; в условиях нашей атмосферы К:О обычных растений составляет 2:1; К:О обычных растений прямо пропорционально содержанию CO2 в атмосфере; у некоторых растений (кукуруза, сахарный тростник) имеется дополнительная система защиты РуБисКО от кислорода, в результате в условиях нашей атмосферы К:О таких растений составляет 3:2, но нулевой баланс достигается при содержании CO2 в воздухе, равном 0.003% (содержание кислорода не меняется); среднее содержание CO2 в атмосферном воздухе - 0,04%, O2 - 20,95% (по объёму); график зависимости К:О от концентрации CO2 - прямая линия (в обоих случаях). Рассчитайте, при какой концентрации CO2 в воздухе растения обоих типов будут иметь одинаковую эффективность фотосинтеза (одинаковое К:О)? В ответе укажите концентрацию в % с точностью до 3 знаков после запятой. Пример записи ответа: 0.004

Answer 1

Я конечно не эксперт, но вот что есть (ответ мой!):
5:2=0(баланс)
3:2 =0(баланс)
5 = ?% CO2
3 = 0,003% CO2
2:2=0 (одинаковое К:О)
2 = x
x = 0,003% * 2 / 3 = 0,002%
Ответ: 0,002%

Answer 2

Фотосинтез и концентрация CO2

Фермент РуБисКО играет ключевую роль в фотосинтезе, фиксируя углекислый газ в процессе карбоксилазной реакции. Однако, этот же фермент имеет аффинитет к кислороду, что приводит к частичному окислению органических соединений в процессе оксигеназной реакции, с затратой 1 молекулы АТФ. Это явление называется фотодыханием, в результате которого растение тратит энергию, а не запасает её.

При соотношении карбоксилазной и оксигеназной реакций 1:2 (К:О = 1:2), энергетический баланс растения равен нулю. В условиях нашей атмосферы соотношение К:О обычных растений составляет 2:1 и прямо пропорционально содержанию CO2 в атмосфере. Однако, у некоторых растений, таких как кукуруза и сахарный тростник, имеется дополнительная система защиты РуБисКО от кислорода, что приводит к соотношению К:О равному 3:2 в условиях нашей атмосферы.

Среднее содержание CO2 в атмосферном воздухе составляет 0.04%, а O2 - 20.95% (по объёму). График зависимости К:О от концентрации CO2 является прямой линией в обоих случаях.

Расчёт концентрации CO2

Для расчёта концентрации CO2, при которой растения обоих типов будут иметь одинаковую эффективность фотосинтеза (одинаковое К:О), необходимо учесть соотношение К:О для обычных растений (2:1) и для растений с дополнительной системой защиты РуБисКО (3:2).

Приравняем эти два соотношения и найдем концентрацию CO2: 2x = 3y, где x - концентрация CO2 для обычных растений, y - концентрация CO2 для растений с дополнительной системой защиты РуБисКО.

Таким образом, y = (2/3)x.

Подставим