Kautsky-effektus

A Kautsky-effektus (más néven tranziens fluoreszcenciának , klorofill-fluoreszcencia-indukciónak vagy fluoreszcencia-bomlásnak ) a klorofill-lumineszcencia változása, amely akkor következik be, amikor a növény levelét előzetesen alkalmazkodják a sötétséghez. Ezt a jelenséget H. Kautsky és A. Hirsch fedezte fel 1931-ben.

Amikor a sötéthez való alkalmazkodáshoz elegendő ideig sötétben lévő fotoszintetikus sejteket fénynek tesszük ki, a fluoreszcencia intenzitása jellemzően egy sor nem monoton változáson megy keresztül, amelyet fotoszintetikus aktivitás indukál. A fluoreszcens jel intenzitása először élesen növekszik, majd fokozatosan csökken.

A klorofill fluoreszcencia intenzitásának a megvilágítás kezdete utáni időtől való függőségét indukciós görbének vagy klorofil fluoreszcencia indukciós görbének nevezik. A görbe érzékeny azokra a változásokra, amelyek a fotoszintetikus apparátusban a különböző környezeti feltételekhez való alkalmazkodás során fellépnek, ezért a Kautsky-effektust használják a fotoszintézis tanulmányozására .

Magyarázat

A klorofillmolekulák által elnyelt minden fénykvantum egy elektront visz át az alapállapotból egy gerjesztett állapotba . A fotoszintézis során a klorofill molekula a gerjesztett állapotból az alapállapotba kerül, és a gerjesztési energia kis része (normál körülmények között 3-5%) vörös klorofill fluoreszcencia formájában disszipálódik . A klorofill fluoreszcencia indikátor funkciója abból adódik, hogy a fluoreszcens sugárzás egy alternatív módja a gerjesztett elektron energiájának pazarlásának, amely elsősorban fotokémiai reakciókra fordítódik, vagy hő formájában disszipálódik. A fluoreszcencia hozama általában akkor éri el a csúcsát, amikor a fotokémiát és a hőtermelést maximálisan elnyomjuk. Ezért a fluoreszcencia hozamának változásai a fotokémiai hatékonyság és a hőleadás változásait tükrözik.

Ha egy mintát (alga levelét vagy szuszpenzióját) fénnyel besugározzuk, a fluoreszcencia intenzitása folyamatosan növekszik a mikro- vagy ezredmásodperces tartományban. A csúcs általában 300-500 ezredmásodpercnél jelentkezik. Néhány másodperc múlva az intenzitás csökken, és elér egy platót. A fluoreszcencia kezdeti emelkedése általában a II. fotorendszer (PSII) reakcióközpont telítettségének tulajdonítható. A hosszú távú sötét adaptáció miatt a fotoszintetikus apparátus nem tud megbirkózni a fényárammal, és egy speciális P 700 klorofillpár gerjesztett elektronjai ahelyett, hogy külső hordozókhoz szállítanák őket, visszatérnek, megszabadulva a gerjesztési energiától, ami általában a II. fotorendszer fénygyűjtő komplexeinek fluoreszcenciája formájában bocsátják ki . Így a fotokémiai kioltás a kezdeti expozíciós periódusban az expozíciós idővel növekszik, a fluoreszcencia intenzitásának megfelelő növekedésével együtt. A fluoreszcencia intenzitás későbbi időközönkénti lassú csökkenését többek között a nem fotokémiai kioltás  , a fotoszintetikus organizmusok védekező mechanizmusának aktiválása okozza, amely a túlzott megvilágítás káros hatásainak eltávolításához szükséges.

Irodalom