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電 位 振 動 周 波 数 の 温 度 依 存 性 . 実 験 デ ー タ は . 図 3‑ 3 (a) に 示 し た も の と 同 ー で あ る . 直 線 は 最 小 自 乗 法 に よ り 決 定 し た .

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図 3 ‑ 6

後 で 行 な っ た 実 験 が 多 か っ た た めデータ は そ の 周 辺 に 集 中 し て い る.図 3‑4の周 波 数 ・ 伸 長 速 度 平 面 に お け る デ ー タ と 同様に. 周 波数・ 温 度 平 面上 で も か な り の ば

ら つ き が 見 ら れ る . し か し な が ら ， 28⁰C付 近 の 分 布 と 20⁰C付 近 の 分 布 を 比 較 す る と . 温 度 が 高 い ほ ど 周 波 数 も 高 い 傾 向 が 明 ら か に 見 て 取 れ る .

様 々 な 現 象 の 温 度 依 存 性 を 表 す 指 標 の 1つ と し て 温 度 係 数 が あ る (58 ，59 ) 温 度 係 数Q10は . 生 命 活 動 に 関 係 の あ る 化 学 反 応 な ど に 対 す る 温 度 の 彫響を表す 指標で あ り . 温 度 が 10⁰C上 昇 し た 時 の 数 値 が 何 倍 に な る か を 表 し て い る . 植 物 に は 様 々 な 時 間 振 動 的 現 象 が 見 ら れ る が . 例 え ば 広 く 知 ら れ て い る サ ー カ デ ィ ア ン リ ズ ム ( 概 日リズム)では温度が変わっても周期は変動せず.温度係数は Q10~1 である. 一方 通常の化学反応の反応速度は潟度に強く依存 し調度係数 Qlo~2 で・あり. 生物の生理

学 的 温 度 範 囲 に お い て の 酵 素 が 触 媒 す る 反 応 に つ い て も 同 程 度 の 値 を 持 ち . 呼吸 作 用 で はQ10は2"，3， 光 合 成 で はQ10は1"，2で あ る事が 知 ら れ て い る はo) 図 3‑6の中 で 示 し た 直 線 は 最 小 自 乗 法 で 決 定 し た も の で あ る が . 周 波 数 を 反 応 速 度 と み な し て . こ の 直 線 の20⁰C及 び30⁰Cに お け る 周 波 数 の 値 か ら 温 度 係 数 を 求 め る と ，Q10斗 .7と 化 学 反 応 速 度 に お け る 値 と 同 程 度 の 値 に な っ た .

さ ら に . 図 3 ‑ 6で 示 し た 実 験 デ ー タ を 基 に し て . 温 度 依 存 性 が 化 学 反 応 を反映 し て い る と 仮 定 し た 時 の 活 性 化 エ ネ ル ギ ー を 求 め て み る . 化 学 反 応 の 絶 対 温度Tに お け る 反 応 速 度 定 数 を

k( T )

と す る と . こ れ ら の 聞 に は 一 般 的 に

lnk(T) 

= 

B 

‑ 一 一‑

Ea 

_{R T}  

^{( 3 . 1 )} 

という

A r r h e n i u s

の 式 と 呼 ば れ る 関 係 式 が 成 立 す る . こ こ で ， Rは気体定数，

B

とEa.

は 反 応 条 件 に 固 有 な 定 数 で あ り ， Eaは 活 性 化 エ ネ ル ギ ー と 呼 ば れ 温 度 依 存 性 の 一 つ の 指 標 と な る も の で あ る . こ の 時 . 反 応 速 度 定 数

k ( T )

と温度Tの 関 係 を 横 軸 を 絶 対 温 度 の 逆 数 . 縦 軸 を 反 応 速 度 の 対 数 と し て プ ロ ッ ト す る と 直 線 関 係 が 得 ら れ る . こ

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の 直 線 の 傾 き か ら . 活 性 化 エ ネ ル ギ ー

E &

の 値 を 得 る 事 が で き る . 図

3‑6

で 示 し た 電 位 振 動 の 周 波 数 の 温 度 依 存 性 の デ ー タ を . 横 軸 を 絶 対 温 度 の 逆 数 . 縦 軸 を 周 波 数 の 対 数 と し て 書 き 直 し た も の が 図 3‑ 7で あ る . 最 小 自 乗 法 に よ り 推 定 し た 直 線 を 図 3‑ 7中 に 示 し て い る が . 直 線 の 傾 き は ー2031Kと な り . 活 性 化 エ ネ ル ギ ー は E&=

9249cal/molと い う 値 が 得 ら れ た . こ の 値 は . 典 型 的 な 酵 素 反 応 の 活 性 化 エ ネ ル ギ ー に 近 い 値 で あ る は1) 

こ れ ま で の 実 験 で は . 温 度 を 一 定 に 保 っ て30分 間 の 伸 長 速 度 と 電 位 振 動 を 測 定 し た が . 今 度 は 1本 の 根 に お い て 長 時 間 測 定 を 行 い . 途 中 で 温 度 を 変 え て み た と き に 根 の 伸 長 速 度 や 電 位 振 動 に ど の よ う な 影 響 が 見 ら れ る か を 調 べ て み た . 図 3‑8及 び図 3‑9に2つ の 例 を 示 す .

図 3‑8は 温 度 を20.5⁰Cから23⁰Cに 変 化 さ せ た 時 の 電 位 振 動 の 挙 動 を 表 し た 例 で あ る . 測 定 の 前 半90分 間 温 度 を20.5⁰Cに 保 っ て い る が ， 測 定 開 始 時 に は あ ま り 明 確 に 現 れ て い な か っ た 電 位 振 動 が30分 位 か ら 徐 々 に 現 れ は じ め . 1 [時間位では振幅も

l m V

以 上 の は っ き り と し た 波 形 が 観 測 さ れ て い る . こ の よ う に . 長 い 時 間 が 経 過 す る 中 で ， 電 位 振 動 が 強 く 現 れ た り . は っ き り 現 れ な か っ た り す る 事 は し ば し ば 見 ら れ る 現 象 で あ る . 温 度20.5⁰Cに お け る 振 動 周 期 は . 14.8分 で あ っ た . 測 定 か ら90分 後 に 温 度 設 定 を23⁰Cに 変 更 し た が . 約 15分 後 に は 一 定 温 度 に 達 し て い る . こ の 時 . 電 位 は 振 動 が 持 続 し た ま ま 連 続 的 に 振 動 周 期 が 変 化 し て い く の で は な く . 温 度 を 変 化 さ せ た 直 後 か ら 不 連 続 的 な 変 化 を 見 せ て い る . 温 度 変 化 を 刺 激 と し て 感 知 し た た めか. 90分 か ら 110分 ま で は 電 位 振 動 が 消 え . 不 規 則 な 変 動 を 示 し て い る の が 判 る .

し か し な が ら . 110分 よ り 以 降 は 再 び 安 定 し た 大 き な 振 動 波 形 を 示 す よ う に な り . 3時 間 の 測 定 を 終 了 す る ま で 振 動 は 持 続 し て い る . 後 半 の23⁰Cに お け る 振 動 周 期 は 約8.7分 で あ り . 前 半 の 温 度20.5⁰Cで の 周 期 14.8分 に 比 べ て 短 か く な っ て い る . 他 の 測 定 結 果 も 同 様 な 傾 向 が 見 ら れ た . こ の 様 に . 1本 の 根 に つ い て 温 度 を 変 化 さ せ て 連 続 的 に 電 位 測 定 を 行 な っ た 場 合 も . 多 数 本 測 定 し た 場 合 と 同 様 に . 温 度 が 高 い

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ドキュメント内 電気的方法による植物の成長の診断と制御に関する 基礎的研究 (ページ 89-92)