La photosynthèse est l'un des processus biochimiques les plus remarquables de la Terre et permet aux plantes d'utiliser la lumière du soleil pour fabriquer de la nourriture à partir d'eau et de dioxyde de carbone. Des expériences simples menées par des scientifiques montrent que le taux de photosynthèse dépend de manière critique de variables telles que la température, le pH et l'intensité de la lumière. Le taux de photosynthèse est généralement mesuré indirectement en détectant la quantité de dioxyde de carbone libérée par les plantes.
Comment fonctionne la photosynthèse

La photosynthèse définit le processus par lequel les plantes et certaines bactéries fabriquent du glucose. Les scientifiques résument le processus comme suit: en utilisant la lumière du soleil, le dioxyde de carbone + eau \u003d glucose + oxygène. Le processus se produit au sein de structures spéciales appelées chloroplastes situées dans les cellules des feuilles. Des taux de photosynthèse optimaux conduisent à l'élimination de plus grandes quantités de dioxyde de carbone de l'atmosphère locale, produisant de plus grandes quantités de glucose. Étant donné que les niveaux de glucose dans les plantes sont difficiles à mesurer, les scientifiques utilisent la quantité d'assimilation de dioxyde de carbone ou sa libération comme moyen de mesurer les taux de photosynthèse. Pendant la nuit, par exemple, ou lorsque les conditions ne sont pas favorables, les plantes libèrent du dioxyde de carbone. Les taux de photosynthèse maximaux varient selon les espèces végétales, mais des cultures telles que le maïs peuvent atteindre des taux d'assimilation du dioxyde de carbone aussi élevés que 0,075 once par pied cube par heure, ou 100 milligrammes par décimètre par heure. Pour obtenir une croissance optimale de certaines plantes, les agriculteurs les conservent dans des serres qui régulent des conditions telles que l'humidité et la température. Il existe trois régimes de température au cours desquels le taux de photosynthèse change.
Basse température

Les enzymes sont des molécules de protéines utilisées par les organismes vivants pour effectuer des réactions biochimiques. Les protéines sont repliées dans une forme très particulière, ce qui leur permet de se lier efficacement aux molécules d'intérêt. À basses températures, entre 32 et 50 degrés Fahrenheit - 0 et 10 degrés Celsius - les enzymes qui effectuent la photosynthèse ne fonctionnent pas efficacement, ce qui diminue le taux de photosynthèse. Cela conduit à une diminution de la production de glucose et entraînera un retard de croissance. Pour les plantes à l'intérieur d'une serre, l'installation d'un chauffage et d'un thermostat de serre empêche cela de se produire.
Températures moyennes

À des températures moyennes, entre 50 et 68 degrés Fahrenheit, ou 10 et 20 degrés Celsius, le photosynthétique les enzymes fonctionnent à leur niveau optimal, de sorte que les taux de photosynthèse sont élevés. Selon la plante en question, réglez le thermostat de serre à une température dans cette plage pour de meilleurs résultats. À ces températures optimales, le facteur limitant devient la diffusion de dioxyde de carbone dans les feuilles.
Hautes températures

À des températures supérieures à 68 degrés Fahrenheit, ou 20 degrés Celsius, le taux de photosynthèse diminue parce que les enzymes ne fonctionne pas aussi efficacement à cette température. Et ce malgré l'augmentation de la diffusion du dioxyde de carbone dans les feuilles. À une température supérieure à 104 degrés Fahrenheit - 40 degrés Celsius - les enzymes qui effectuent la photosynthèse perdent leur forme et leur fonctionnalité, et le taux de photosynthèse diminue rapidement. Le graphique du taux de photosynthèse en fonction de la température présente une apparence courbe avec le taux de crête se produisant près de la température ambiante. Une serre ou un jardin qui fournit la lumière et l'eau optimales, mais devient trop chaud, produit moins vigoureusement.