Как зависит интенсивность фотосинтеза от освещённости?

Коротко: чем больше света, тем быстрее идёт фотосинтез — но только до определённого предела. Дальше наступает насыщение, а при чрезмерно сильном свете возможна фотоподавленность (фотоинабиция).

Если разложить по этапам, получается классическая «световая кривая» фотосинтеза (P–I curve):

1. Очень слабый свет
   Скорость фотосинтеза почти нулевая. Растение расходует кислород на дыхание, а синтез почти не компенсирует потери. Точка, где чистая скорость становится равной нулю (фотосинтез = дыхание), называется световой компенсационной точкой.

2. Нарастание освещённости (слабый → средний свет)
   Скорость фотосинтеза растёт почти линейно: больше фотонов — больше возбужденных хлорофиллов, быстрее идут световые реакции, больше АТФ и НАДФ•Н для цикла Кальвина. Здесь свет — ограничивающий фактор.

3. Средний → сильный свет (насыщение)
   Рост замедляется и выходит на плато: другие факторы становятся «узким горлышком» — концентрация CO₂, активность Рубиско, температура, скорость регенерации РУФ (RuBP), перенос электронов и т.п. На этом плато увеличение света почти не повышает продуктивность. У разных растений порог насыщения разный: у светолюбивых (солнечных) — выше, у теневыносливых — ниже; у C₄ обычно насыщение на более высоких уровнях света, чем у C₃.

4. Чрезмерно сильный свет
   Начинается фотоподавленность: повреждаются фотосистемы (особенно ФСII), накапливаются активные формы кислорода, включаются защитные механизмы (негативная фотохимическая дезактивация, ксантфилловый цикл). Итог — падение чистой скорости фотосинтеза.

Несколько важных нюансов:

• Речь обычно о чистом фотосинтезе (брутто минус дыхание). Потому кривая стартует ниже нуля и пересекает его в точке компенсации.

• Спектр важен: «эффективная освещённость» зависит от длины волны (синий/красный поглощаются лучше, чем зелёный).

• Температура и CO₂ смещают форму кривой: при тёплых оптимальных условиях и повышенном CO₂ насыщение наступает позже и плато выше.

• У молодых листьев и при дефиците азота/магния (мало хлорофилла, ферментов) насыщение наступает раньше.

Итого зависимость такова: при низкой освещённости — почти линейный рост, затем выход на плато из-за перехода ограничений к неосветительным факторам, а при экстремальном свете — снижение из-за фотоинабиции. У разных видов и в разных условиях положение компенсационной точки, точка насыщения и высота плато отличаются.