Фотосинтез

Световая энергия способна вызвать весьма различные действия— вызвать фотосинтез (превращение поглощенной солнечной энергии в организме в химическую, необходимую для его роста), осуществить реакцию полимеризации (образование больших полимерных молекул из исходных атомов и малых молекул), а также образование простых молекул, произвести разложение полимерных и простых молекул на составные части (например, разложение бромистого серебра на серебро и бром в процессе фотографирования, разложение в зеленых частях растений углекислоты и т, д.), вызвать селективную химическую реакцию и т. д. [c.353]

Содержание кислорода в морской воде зависит от множества факторов, основными из которых являются следующие фотосинтез водорослей, развитие бактерий, перемешивание воды. Большая поверхность соприкосновения моря с воздухом, перемешивание слоев воды морскими течениями, приливами и отливами, также способствуют насыщению морской воды кислородом воздуха и хорошему притоку его к металлическим поверхностям сооружений. [c.37]

Первый период начало его теряется в глубине тысячелетий, конец — V—VII вв. В это время человек обходился мускульной силой (сначала своей, а потом и животных), теплом Солнца, а позже — костра. Источником мускульной силы служила химическая энергия пиш,и, получаемая за счет энергии солнечного излучения с помош ью процесса фотосинтеза, в результате которого образуется растительный покров Земли. Энергетические ресурсы не только восстанавливались, но их запасы еш,е и возрастали. Окружающая среда не подвергалась загрязнению . [c.14]

Академик Н. Н. Семенов предлагает [26] уже теперь взяться за решение еще двух проблем, в основе которых лежит использование двух естественных биологических процессов в определенных искусственных условиях 5) накопление органических топлив в виде растительного покрова Земли, ускоренно выращиваемого с помощью усовершенствованного процесса фотосинтеза, 6) создание химических топлив путем технического освоения энергетических реакций, протекающих в живых организмах (подробнее см. 38). [c.96]

Однако генеральное решение проблемы обеспечения человечества достаточным количеством анергии многие специалисты видят не в СЭГ, а в овладении механизмом искусственного фотосинтеза. Даже физик-атомщик Ф. Жолио-Кюри считал, что не столько атомная энергия, сколько массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу, произведет подлинный переворот в энергетике мира. Но для этого,— пишет Н. Н. Семенов,— надо решить очень трудную научную задачу — найти пути проведения реакции фотосинтеза, т. е. получения органических соединений на базе СОа и воды под действием солнечной энергии вне организма. Безграничные запасы СОа содержатся в виде карбонатов. И если нам удастся решить указанную проблему, мы сможем всегда получить ежегодно количество органических продуктов в 60 раз больше, чем мы добываем сейчас подземных ископаемых. Вот главная цель решения проблемы использования солнечной энергии [26]. [c.136]

Примером чрезвычайно быстрого и высокоэффективного естественного процесса является, как известно, рост водоросли хлореллы, КПД фотосинтеза которой достигает 20% с лишним, а объем биомассы в течение дня возрастает в 7 раз [c.137]

В среднем теоретический КПД превращения солнечной энергии в теплоту сгорания органических веществ за счет фотосинтеза составляет 12—15%. Эта цифра получается исходя из того, что только 25% видимого света, составляющего около 50% солнечного излучения, можно превратить в химическую энергию конечных продуктов. [c.137]

Четвертый путь — ускорение процесса фотосинтеза. [c.136]

Исключительное место занимает на Земле трансформация, концентрация и аккумуляция энергии в процессе фотосинтеза. При этом с помощью хлорофилла -- зеленого пигмента растений — концентрируется и накапливается низкопотенциальная световая энергия Солнца, которая превращается в химическую энергию растительной массы — органических веществ, синтезирующихся из углекислого газа и воды. На этом процессе стоит весь свет . [c.151]

Итак, пока в известной нам части Вселенной материальный мир эволюционирует от более упорядоченных состояний к менее упорядоченным, от неоднородного к однородному, от концентрированной энергии к рассеянной, от малых значений энтропии ко все большим. Но в далеком прошлом и у нас должны были протекать обратные процессы, иначе не накопились бы предметные и энергетические ресурсы на Земле и в Солнечной системе. Так, может быть, наступит время, когда эти процессы вновь потекут естественно Или будет открыта возможность проводить их искусственно Ведь и сейчас в процессе естественного фотосинтеза, благодаря которому существует жизнь на Земле, хотя и медленно, но происходит концентрация энергии и уменьшение энтропии. Этот процесс доставляет человечеству ежегодно 80 миллиардов тонн органических веществ, что в 10 раз превосходит все добываемое за это же время органическое топливо (уголь, нефть, газ). Не удивительно поэтому, что нобелевский лауреат-атомщик Фредерик Жолио-Кюри считал, что не столько атомная энергия, сколько массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу, произведет подлинный переворот в энергетике мира . Искусственный фотосинтез — величайшая научная проблема. [c.190]

В процессе эволюции растения выработали совершенный аппарат фотосинтеза, позволяющий за счет энергии Солнца, поглощенной хлорофиллом (основным пигментом растений), превращать углекислоту и воду в органические вещества и получать из связанного кислорода свободный. Так, стабилизируя количество углекислоты в атмосфере, растения накапливают солнечную энергию, являясь ее гигантским аккумулятором. [c.46]

Кислород относится к самым распространенным элементам земной коры. Химически он является самым активным неметаллом. В. И. Вернадский писал, что свободный кислород является самым могущественным деятелем из всех известных нам химических тел земной коры . Он входит практически во все жизненно важные молекулы. Исключительно велика его роль в процессах фотосинтеза выделяясь, кислород поступает в атмосферу. Примерно за 2000 лет весь атмосферный кислород проходит через живое вещество. [c.55]

Почти вся энергия поступает на поверхность Земли от Солнца, за исключением небольшого количества теплоты за счет радиоактивности земной коры, наличия раскаленного земного ядра, а также гравитационной энергии взаимодействия Земли с Луной и Солнцем. Даже органическое топливо, используемое сегодня, обязано своим происхождением фотосинтезу растительности болот доисторической эпохи. Однако не весь поток энергии солнечного излучения, интенсивность которого составляет примерно 1,4 кВт/м утилизируется примерно 30—40 % этого потока энергии рассеивается прямым отражением. Коэффициент отражения (альбедо) зависит от характерных особенностей поверхности, на которую падают лучи Солнца, т.е. от того, является ли она песчаной пустыней, снежной равниной, водной гладью, облачностью и т. д. [c.19]

В сущности, имеются лишь один поглотитель и один аккумулятор двуокиси углерода— органические вещества и воды Мирового океана. Живые растения и органические вещества, которыми они питаются, поглощают большое количество СО2 в процессе фотосинтеза и азотфиксирующих реакций. Повышение концентрации СО2 в атмосфере привело бы к увеличению интенсивности фотосинтеза при усло- [c.300]

Реальные возможности промыщленного использования энергии Солнца многие ученые видят в разработке технологий, которые бы копировали фотосинтез, т. е. процесс, происходящий в растениях, в ходе которого углекислый газ под действием света превращается в органические соединения. [c.205]

Действительно, энергия, поступающая на Землю от Солнца, огромна. Всего за три дня Солнце посылает на Землю столько энергии, сколько содержится ее во всех разведанных запасах топлива. И хотя только третья часть этой энергии достигает Земли — остальные две трети отражаются или рассеиваются атмосферой,— даже эта ее часть более чем в полторы тысячи раз превосходит все остальные используемые человеком источники энергии, вместе взятые Топливо, которое используется в современной энергетике, своим происхождением обязано Солнцу. Это его энергию с помощью фотосинтеза преобразовали растения в зеленую массу, которая в результате длительных процессов превратилась в уголь. Именно благодаря Солнцу возникает круговорот воды в природе, обеспечивая нас энергией рек и океанов. [c.176]

Значение pH морской воды может в некоторой (очень слабой) степени зависеть от фотосинтеза растений. В светлое время суток растения поглощают двуокись углерода и тем самым влияют на pH. В приповерхностных слоях морской воды содержание двуокиси углерода определяется также обменом с атмосферой. [c.23]

Ученые подсчитали КПД этого совершающегося повсеместно в природе превращения. Он оказался очень небольшим, для культурных растений 1—2 процента. Если прибавить еще все те потери, которые неизбежны при дальнейших превращениях энергии в тепловых электростанциях, в которых сегодня используют энергию топлива, то получится еще более мизерный результат. Биологи, растениеводы, работая над важнейшей задачей повышения КПД фотосинтеза, нашли, что очень интенсивно этот процесс идет у некоторых видов водорослей. Опыты с [c.203]

Ними проводились в Японии, США и других странах. В условиях максимально благоприятных температур, при повышенном содержании углекислого газа удавалось вырастить очень солидный урожай — до 50 и выше тонн водорослей на гектар бассейна. Подсчеты показывают, что если будет достигнут теоретически возможный КПД фотосинтеза, равный примерно 12,5 процента, и удастся снимать по 250 тонн водорослей с гектара, то в этом случае электроэнергия, вырабатываемая электростанцией, сжигающей в сухом виде водоросли или использующая полученный в специальных бродильных чанах метан, уже не будет слишком дорогой. Но пока фотосинтез может считаться перспективным только для получения пищевых продуктов, но не энергетического топлива. [c.204]

Разве можно сравнить коэффициент полезного действия, уже сегодня достигнутый в полупроводниковых гелиоэлектростанциях, с тем, которые обеспечивают включение в цепь превращений природного фотосинтеза [c.205]

Системы биологического преобразования. Можно выделить четыре направления использования животного и растительного мира в качестве биологических источников энергии — переработка бытовых, сельскохозяйственных и промышленных отходов энергетические плантации применение генной инженерии для улучшения урожайности растений и процессов, имитирующих фотосинтез. [c.222]

Биологические воздействия в сильной степени влияют на надежность н работоспособность изделий, причем больше всего существует грибковых образований, относящихся к низшим растениям, не имеющим фотосинтеза. Оптимальными условиями развития плесневых грибков являются относительная влажность воздуха более 85 %, температура - -20н-+30 °С и застой воздуха. [c.16]

Биологический фактор (обрастание подводной части конструкции различными морскими растительными и животными организмами мшанками, балянусами, диатомеями, кораллами) значительно ускоряет коррозию металлов в морской воде, вызывая разрушение защитных покрытий (что наблюдается в присутствии ба-лянусов), неравномерную аэрацию и щелевую коррозию. Кроме того, некоторые организмы (например, диатомеи) в результате фотосинтеза выделяют кислород, что ускоряет коррозию, так как [c.400]

Под действием света могут происходить процессы диссоциации молекул, присоединения атомов к молекулам. Различные химические реакции, протекающие под действием света, называются фотохимическими реакциями. Наиболее значительными в живой природе являются фотохимические процессы фотосинтеза. В жизни человека большую роль играет способность глаза воспринимать свет. Поглощение фотона света в светочувствительной клетке сетчатки приводит к разложению молекулы белка — родопсина. При разложении молекулы родопсина возникает сигнал, который по нервным волокнам передается мозгу. В темноте родопсин иосстачавливается, и клетки снова становятся способны к восприятию света. [c.305]

Под воздействием света в веществе могут происходить разнообразные химические превращения, которые принято называть фотохимическими реакциями. Многие из них играют важную роль в природе и технике. В первую очередь следует отметить процесс фотосинтеза, протекающий в зеленых растениях и представляющий собой сложный окислительно.посстано-внтельный процесс, сочетающий в себе фотохимические и ферментативные реакции. При фотосинтезе н растениях под действием света образуются органические вещества (углеводы, белки, жиры) из углекислого газа, воды, минеральных солей азота, фосфора и других элементов. Фотосинтез является основным процессом образования органических веществ на Земле, определяющим круговорот углерода, кислорода и других элементов, а также основным механизмом трансформации солнечной энергии [c.188]

В биохимии меченые атомы позволили выяснить ряд важнейших моментов сложного и фундаментального для всего растительного мира процесса фотосинтеза. Раньше было известно, что результатом фотосинтеза является эндотермическое превращение в листьях растений атмосферного углекислого газа в глюкозу eHjaOe под действием солнечного света [c.679]

Было ясно, что эта реакция идет через какие-то быстро протекающие промежуточные стадии. Но механизм этих промежуточных реакций долгие годы не поддавался прямому исследованию. Использование меченых атомов позволило перейти от догадок к экспериментальному исследованию. Так, используя воду, обогащенную изотопом (как говорят, с кислородной меткой), установили, что кислород в реакции (13.13) выделяется из воды, а не в результате разложения СОа, как считалось раньше. Дальнейшие сведения о механизме фотосинтеза были получены в опытах с углекислым гззрм, меченным по углероду изотопами и g . В этих опытах [c.679]

Источником кислорода служит не только воздушная среда, но и процесс фотосинтеза высших растений, который в некстгорых случаях приводит к локальному повьшюнию концентрации растворенного в воде кислорода и усилению действия коррозионных пар дифференциальной аэрации. Содержание кислорода в морской воде достигает 12 мг/л. Наибольшее количество кислорода содержится в поверхностных слоях воды. С увеличением глубины оно уменьшаете , а начиная с определенной глубины, может опять возрастать. Так, например, в воде Тихого океана содержание кислорода составляет, г/л на поверхности - 5,8 на глубине 700 м - 0,25 1500 м - 1,00. В воде Атлантического океана этот показатель соответственно равен 4,59 3,11 и 5,73 г/л [28]. [c.14]

Фотосинтез — процесс ассимиляции углейислоты растительными организмами за счет энергии солнечных лучей, при этом освобож--дается кислород. [c.37]

При фотосинтезе увеличииается не только концентрация энергии, но и порядок в структуре вещества. Происходит переход от беспорядочного — устойчивого состояния, когда молекулы углекислого газа и воды свободно носятся в газе и жидкости, к плотному, упорядоченному и потому менее устойчивому состоянию крупных органических молекул. [c.151]

А теперь для иллюстрации несколько цифр, которые, как принято считать, говорят сами за себя . Процесс фотосинтеза называют эндергоническим , поскольку при нем возрастает свободная энергия растений. Он дает около 3-101 т органического углерода в год, химическая энергия которого в 100 раз превышает энергию добываемого за это же время угля и в 10 000 раз — энергию движения воды, используемую в мире. [c.151]

Для обеспечения человечества продовольствием советские ученые из научного центра в Пущине предлагают построить 10-этажный комплекс — теплиду с квадратным основанием, сторона которого 70 км Такая фабрика, давая по нескольку урожаев в год, сможет прокормить 450 миллионов человек, но обойдется в 9 триллионов рублей Большие надежды возлагаются на водоросль хлореллу, КПД фотосинтеза которой составляет 25%, а объем биомассы за день возрастает в 7 раз С гектара моря в год можно собрать более 40 т сухой хлореллы. [c.189]

В этом живописном мифе, думается, вряд ли стоит обращать внимание на такое противоречие, как поля тюльпанов (пусть даже диких и бледных) и отсутствие солнечного света (а как же фотосинтез ). Ведь мудрый мифотворец может возразить там существует особый источник энергии, который заменяет им Солнце. Иначе откуда берется тепловой поток внутри Земли, идущий к ее поверхности, равный 26 ТДж/с, что всего лишь в 8300 раз меньше среднего потока энергии солнечного излучения, который получает Земля [c.23]

Вторая стадия — ферментация, или выделение газа, в процессе которой и получается метан. На этой стадии органические кислоты служат питательной средой для метанообразующих бактерий конечные продукты процесса — двуокись углерода, метан, а также небольшие примеси сероводорода (H2S), аммония (NH4), меркаптанов и аминов. Эти примеси и, придают газу неприятный запах. В основном процесс микробного брожения представляет собой механизм, разрушающий связи С—С и С—Н с образованием СО2 и Н2О Б сущности, это процесс, противоположный фотосинтезу. Количество получаемых газов может быть различным, однако состав смеси приблизительно следующий 50 % метана и 50 % двуокиси углерода. Изменяя физические пара- [c.132]

На поведение алюминия как амфотерного металла значительное влияние оказывает и pH. В период фотосинтеза pH морской воды равен 9,7 [85]. Поэтому наряду с депассивирующим действием хлор-ионов и щелочность морской воды способствует разрущению защитной пленки на поверхности алюминия. В результате этого установление отрицательных значений потенциала на алюминиевых сплавах в морской воде вполне закономерно. [c.55]

Наиболее реакционноспособным компонентом чистой атмосферы является кислород, накопление которого происходит в результате фотосинтеза в биосфере. Генерация и потребление кислорода осуществляется в практически замкнутом цикле синтеза и микробиологическо- [c.7]

Концентрация растворенного кислорода в морской воде может достигать 12 мг/кг [4]. Фотосинтез зеленых растений, волнение иа поверхности II другие факторы повышают содержание кислорода в воде, а поглощение кислорода при разложении погибших организмов, наоборот, снижает. Сезонные колебания уровня растворенного кислорода в данной точке океана, связанные с действием перечисленных факторов, будут отра каться н на коррозионных процессах. [c.20]

В масштабе отдельных регионов, однако, солнечная энергия может стать важным фактором помимо ее биологической роли, фотосинтеза. Для ее использования не требуется технологического скачка такого типа, какой был необходим для использования атомной энергии. Необходим скачок, сходный с тем, который привел к миниатюризации ламповых радиоприемников и компьютеров. Малая интенсивность используемого потока энергии требует дешевых и надежных коллекторов, а прерывистый характер работы — устройств накопления энергии. Во многих странах ведутся работы — от создания крупных термальных станций, устройств сбора, преобразования и накопления энергии вплоть до маленьких домашних печей, между странами — работы по созданию систем энергоснабжения отдельных домов, энергопитания спутников, специальных солнечных печей, например, французами в Пиринеях. [c.40]

Те же самые соображения применимы к исследованиям и разработкам, проводимым в области создания искусственных материалов, способных воздействовать на процессы фотосинтеза. По свидетельству проф. Мэлвина Кэлвина, лауреата Нобелевской премии, некоторые материалы позволят получить к. п. д., равный 75 %. [c.225]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...