Photosynthesis: Theory and Experiment

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The approach we developed earlier to describe the chains of conjugate enzymatic reactions of the photosynthesis process for the first time made it possible to propose a strict mathematical model of non-rectangular hyperbola, which describes the dependence of the speed of photosynthesis on the intensity of light (I), the concentration of CO2 and the interaction of these two factors. The fundamental parameters of this model are light (IK) and carbon dioxide (CK) substrate constants, as well as hyperbola curvature (γ), conjugation parameters (rIP and rCP) and maximum photosynthesis rate (Pm). Special straightening coordinates are proposed, in which the entire hyperbole family has the form of a straight line. The main parameters can only be found when constructing experimental data in straightening coordinates. The proposed non-rectangular hyperbola model is applicable both for describing the process of photosynthesis in seaweed and higher plants, and for absorbing vitamin B12 by algae, and the dependence of the rate of food consumption by zooplankton and fish.

About the authors

V. I. Zvalinsky

V.I. Il'ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: biomar@mail.ru
Russian Federation, Vladivostok

References

  1. Blackman F.F. Optima and limiting factors // Ann. Bot. 1905. V. 19. P. 281.
  2. Baly E.C.C. The kinetics of photosynthesis // Proc. R. Soc. B. 1935. V. 117. P. 218.
  3. Michaelis L., Menten M.L. Die kinetik der invertinwirkung // Biochem. Z. 1913. V. 49. P. 333.
  4. Рабинович Е. Фотосинтез. Москва: Иностранная литература, 1953. Т. 2. 652 с.
  5. Talling J.F. Photosynthetic characteristics of some freshwater plankton diatoms in relation to underwater radiation // New Phytol. 1957. V. 56. P. 29.
  6. Jassby A.D., Platt T. Mathematical formulation of the relationship between photosynthesis and light for phytoplankton // Limnol. Oceanogr. 1976. V. 21. P. 540.
  7. Platt T., Gallegos C., Harrison W.G. Photoingibition of photosynthesis in natural assemblages of marine phytoplankton // J. Mar. Res. 1980. V. 38. P. 687.
  8. Звалинский В.И., Литвин Ф.Ф. Зависимость фотосинтеза от концентрации углекислоты, интенсивности и спектрального состава света // Физиология растений. 1988. Т. 35. С. 444.
  9. Звалинский В.И. Формирование первичной продукции в море // Известия ТИНРО. 2006. Т. 147. С. 276.
  10. Haxo F.T., Blinks L.R. Photosynthetic action spectra of marine algae // J. Gen. Physiol. 1960. V. 33. P. 389.
  11. Звалинский В.И., Литвин Ф.Ф. Стационарная кинетика цепей сопряженных циклических реакций // Биохимия. 1986. Т. 51. С. 1741.
  12. Гудвин Т., Мерсер Э. Введение в биохимию растений. Москва: Мир, 1986. Т. 1. 392 с.
  13. NOAA Greenhouse Gas Marine Boundary Layer: ftp://ftp.cmdl.noaa.gov/ccg/co2/in-situ.
  14. Liu J., Wang X., Rong Z., Gao Y., Zhang G., Wang W., Ge L., Mao Y., Guo Z., Wang Q., Zhao Ch. Modified non-rectangular hyperbola equation with plant height for photosynthetic light-response curves of Potentilla anserina and Elymus nutans at various growth phases in the Heihe River Basin, Northwest China // J. Arid Land. 2019. V. 11. P. 764.
  15. Monod I. La technique de culture continue. Theoretic and application // Ann. Inst. Pasteur. Microbiol. 1950. V. 79. P. 390.
  16. Shiotani T., Uye S. Selective feeding of the calanoid copepod Calanus sinicus on the natural microplankton assemblage, with special reference to microzooplankton // North Pacific Marine Organization (PICES) Ninth Annual Meeting Report (October 20–28, 2000). Hakodate, Hokkaido, Japan. 2000. P. 133.
  17. Ивлев В.С. Экспериментальная экология питания рыб. Киев: Наукова думка. 1977. 272 с.
  18. Kishi M.J., Kashiwai M., Ware D.M., Megrey B.A., Eslinger D.L., Werner F.E., Aita M.N., Azumaya T., Fujii M., Hashimoto Sh., Huang D., Iizumi H., Ishida Y., Kang S., Kantakov G.A. et al. NEMURO – a lower trophic level model for the North Pacific marine ecosystem // Ecol. Model. 2007. V. 202. P. 12.
  19. Vichi M., Pinardi N., Masina S. A generalized model of pelagic biogeochemistry for the global ocean ecosystem. Part I: theory // J. Mar. Syst. 2007. V. 64. P. 89.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (452KB)
3.

Download (436KB)
4.

Download (276KB)
5.

Download (571KB)
6.

Download (400KB)

Copyright (c) 2023 В.И. Звалинский

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».