Інтенсивність фотосинтезу є найважливішим фактором, що впливає на врожайність сільськогосподарських рослин. Тому вивчення різних впливів, що впливають на фотосинтез, цілком ймовірно, повинно привести до підвищення ефективності сільського господарства.
Теоретично інтенсивність якого біохімічного процесу, Який (як, наприклад, фотосинтез) включає серію реакцій, буде обмежуватися найбільш повільною реакцією цієї серії. Наведемо приклад: для темнових реакцій потрібні відновлені НАДФ і АТФ, отже, вони залежать від світових реакцій, в ході яких утворюються ці сполуки. При слабкому освітленні швидкість їх утворення дуже мала для забезпечення максимальної швидкості протікання темнових реакцій, тому можна говорити, що світло в даному випадку є лімітуючим фактором.
Сформулюємо принцип лімітуючих факторів: Якщо на хімічний процес впливає більше одного фактора, То швидкість цього процесу обмежується тим фактором, значення якого найбільш близько до мінімального: зміна саме цього фактора прямо впливає на цей процес.
Вперше цей принцип був сформульований Блекменом (Blackman) в 1905 р. З тих пір було показано, що інші фактори, такі як концентрація діоксиду вуглецю та інтенсивність освітлення, взаємодіють один з одним і одночасно є лімітуючими факторами, хоча один з них зазвичай має більш важливе значення. Проаналізуйте вплив одного з факторів, наприклад інтенсивності освітлення, вивчивши малюнок, і спробуйте відповісти на наступні питання:
На малюнку представлені результати чотирьох експериментів, В яких один і той же експеримент проводився при різних температурах і різних концентраціях діоксиду вуглецю.
З результатів експериментів видно, що, коли інтенсивність освітлення перестає бути лімітуючим фактором, ними стають температура і концентрація діоксиду вуглецю. Реакції, контрольовані ферментами, такі як темнова реакції фотосинтезу, чутливі до змін температури; так, збільшення температури з 15 до 25 ° С призводить до зростання інтенсивності фотосинтезу (порівняйте результати експериментів 2 і 1 або 4 і 3) в тому випадку, якщо світло не є лімітуючим фактором. Концентрація діоксиду вуглецю також може бути лімітуючим фактором темнових реакцій (порівняйте результати експериментів 2 і 4 або 1 і 3). Наприклад, в експерименті 2 лімітуючими факторами є і температура і концентрація діоксиду вуглецю, тому збільшення будь-якого з них призводить до зростання інтенсивності фотосинтезу.