光合成は地球上で見られる最も注目すべき生化学的プロセスの1つであり、植物が太陽光を利用して水と二酸化炭素から食物を作ることを可能にします。 科学者によって行われた簡単な実験は、光合成の速度が温度、pH、光の強さなどの変数に決定的に依存していることを示しています。 光合成速度は通常、植物から放出される二酸化炭素の量を検出することによって間接的に測定されます。
光合成のしくみ
光合成は、植物や一部の細菌がブドウ糖を製造するプロセスを定義します。 科学者はこのプロセスを次のように要約します：太陽光、二酸化炭素+水=ブドウ糖+酸素を使用します。 このプロセスは、葉の細胞にある葉緑体と呼ばれる特別な構造内で発生します。 最適な光合成速度は、局所的な大気からより多くの二酸化炭素を除去し、より多くのグルコースを生成します。 植物内のブドウ糖レベルを測定することは難しいので、科学者は光合成速度を測定する手段として二酸化炭素の同化またはその放出の量を利用します。 たとえば、夜間、または条件が整っていない場合、植物は二酸化炭素を放出します。 最大光合成速度は植物種によって異なりますが、トウモロコシなどの作物は二酸化炭素を達成できます 同化率は、1時間あたり1立方フィートあたり0.075オンス、または1時間あたり1デシメートルあたり100ミリグラムです。 一部の植物の最適な成長を達成するために、農家は湿度や温度などの条件を調整する温室に植物を保管します。 光合成の速度が変化する3つの温度レジームがあります。
低温
酵素は、生物が生化学反応を行うために使用するタンパク質分子です。 タンパク質は非常に特殊な形状に折りたたまれているため、目的の分子に効率的に結合できます。 華氏32度から50度（摂氏0度から10度）の低温では、光合成を行う酵素が効率的に機能せず、これにより光合成速度が低下します。 これはブドウ糖の生産の減少につながり、発育阻害をもたらします。 温室内の植物の場合、温室ヒーターとサーモスタットを設置することでこれを防ぎます。
中温
華氏50度から68度、または摂氏10度から20度の中温では、光合成酵素は最適なレベルで機能するため、光合成速度は高くなります。 問題の特定の植物に応じて、最良の結果を得るには、温室サーモスタットをこの範囲内の温度に設定します。 これらの最適な温度では、制限要因は葉への二酸化炭素の拡散になります。
高温
華氏68度または摂氏20度を超える温度では、酵素がこの温度では効率的に機能しないため、光合成の速度が低下します。 これは、葉への二酸化炭素の拡散が増加しているにもかかわらずです。 華氏104度（摂氏40度）を超える温度では、光合成を行う酵素の形状と機能が失われ、光合成速度が急速に低下します。 光合成速度対温度のグラフは、ピーク速度が室温近くで発生する湾曲した外観を示しています。 最適な光と水を提供するが、熱くなりすぎる温室または庭は、あまり活発に生産しません。