Kuidas päikeseenergiat taimedes salvestatakse? üks põhiküsimusi, mida inimene püüab mõista ja sellele vastata, nähes, et taimed on toiduahela tipus.
Päike või päikeseenergia on meie kõige rikkalikum energiaallikas, see on umbes 4.6 miljardit aastat vana ja selle eluea jooksul tuleb põletada veel 5 miljardit aastat vesinikkütust.
Päikeseenergia, energia, mis osaleb peaaegu kõigis teistes Maa pinnal toimuvates reaktsioonides. Päikeseenergia kasutamist ei saa üle tähtsustada.
Alates inimeste ellujäämiseks päikesevalguse pakkumisest, meie lambipirnide valgustamisest, mis soojendab ja isegi jahutab maad ja veepinda, saame selle muundada elektriks, et toita kõike alates matkabussidest, äärelinna kodudest kuni kauplusteni, tööstusprotsessideni ja ka fotosünteesi peamiseks teguriks. ilmnema.
Viimastel aegadel on inimene leidnud rohkem kasutust, sealhulgas päikeseenergia kasutamist taastuvenergiana elektrifitseerimiseks ja muudeks energiatoiminguteks. Üks päikeseenergia sissejuhatavaid kasutusviise päikesesüsteemis on päikeseenergia kasutamine taimede kasvu protsessis, mida võime nimetada fotosünteesiks.
Et siis vastata küsimusele, kuidas päikeseenergiat taimedes salvestatakse? Võime lihtsalt püstitada hüpoteesi, öeldes, et päikeseenergia salvestub taimedes fotosünteesina tuntud protsessi kaudu. Peaksite läbi lugema, et tõestada, kas meie hüpotees on õige või vale.
Sisukord
Miks taimed päikeseenergiat salvestavad?
Taimed on meie tootjad toiduahelas ja fotosünteesi ajal – protsessis, mille käigus taimed toodavad toitu, taimed püüavad oma lehtedega valgusenergiat kinni. See lõksus olev energia aitab kaasa taime kasvule.
Samuti kasutavad nad päikeseenergiat vee ja süsinikdioksiidi muutmiseks suhkruks, mida nimetatakse glükoosiks.
Taimed kasutavad glükoosi energia saamiseks ja muude ainete, nagu tselluloos ja tärklis, tootmiseks. Tselluloosi kasutatakse rakuseinte ehitamiseks. Tärklist säilitatakse seemnetes ja teistes taimeosades toiduallikana. Seetõttu on mõned toidud, mida sööme, nagu riis ja teraviljad, täis tärklist.
Ülejäänu ladustatakse ja transporditakse seejärel tarbijale, kui seda tarbib mõni muu taim, loom või inimene. See tähendab, et fotosünteesi käigus salvestatud energia alustab energia ja süsiniku sissevoolu toiduahelasse.
Jällegi võime mõelda, kust pärineb sissehingatav hapnik. 20% hapnikust, mida me sisse hingame, pärineb taimedest. ülejäänuid, kuigi nad siiski läbivad fotosünteesi, ei liigitata tavaliselt taimede hulka. Need on väikesed või mikroskoopilised fütoplanktonid, mis asuvad ookeanides.
Kas kõik taimed salvestavad päikeseenergiat?
Jah. Kõik taimed salvestavad päikeseenergiat, nagu päikeseenergia on see, mis nende ellujäämiseks on nõudnud. Fotosüntees, mis vastab küsimusele "kuidas päikeseenergia taimedes salvestatakse?" on vajalik taimede ellujäämiseks ja kasvuks, nii et taimede ellujäämiseks peavad nad salvestama päikeseenergiat.
Kuidas päikeseenergiat taimedes salvestatakse?
Kõigi jaoks on kõige populaarsem rääkida päikeseenergiast muudel võistlustel, nagu päikeseenergia kasutamine taastuva energiaallikana elektri tootmiseks, kuid vaatame, kuidas päikeseenergiat taimedes salvestatakse?
Päikeseenergia elektromagnetilise spektri osa, mida taimed salvestavad ja kasutavad fotosünteesiks taimedes muude keemiliste ja füüsikaliste protsesside käigus, on nähtava valguse spektri väike osa.
Nüüd püüavad taimed seda valgust pigmendimolekulidega nagu klorofüll A, mis neelab sinililla ja pilliroogu, peegeldades rohelist värvi, klorofüll B, mis neelab sinist ja oranži ning peegeldab rohelist värvi, ja muud pigmendid, nagu beetakaroteen, mis annavad taimedele, nagu porgand värvi.
Vastavalt erinevate pigmentide neeldumisspektritele näete, et need kõik saavutavad haripunkti erinevates kohtades, võimaldades fotosünteetilistel organismidel olla väga tõhusad erinevate lainepikkuste hõivamisel, kuid enamikul fotosünteetilistest pigmentidest on lainepikkuse rohelises piirkonnas madal neeldumine ( 500–600).
Nii et taimed ei kasuta rohelist valgust üldse väga tõhusalt ja seetõttu kandub ja peegeldub roheline ning seepärast näitavad taimed rohelist või oletame, et sellepärast on klorofüllil roheline värv.
päikeseenergia salvestatakse taimedes, mida me lihtsalt tunneme fotosünteesina.
Nüüd, et näidata, et päikeseenergia on fotosünteesi jaoks vajalik, järgime praktilist eeskuju.
Vajalikud materjalid
- Tervislik potitaim
- kellaklaas
- Katseklaas
- Kaks keeduklaasi veega
- Joodi lahus
- Alkohol
- Mustad paberid
- Bunseni põleti
- Tangid
- Traatmarliga statiivialus
- Dropper
Protsess
- Võtke terve potitaim ja hoidke seda 24 tundi pimedas ruumis,
- 24 tunni pärast katke üks selle leht ülemisest ja alumisest küljest musta paberitükiga,
- Pange taim 3–4 tunniks päikesevalguse kätte,
- 3–4 tunni pärast kitkuge leht, mille katsite mustade paberitükkidega, ja eemaldage sellelt mustad paberitükid,
- Keetke leht vees, et see tappa,
- Pärast lehe keetmist vees keetke see uuesti alkoholis,
- Kui olete valmis, peske leht külmas vees ja asetage see kellaklaasi,
- Nüüd valage sellele mõned tilgad joodilahust
Tähelepanek
Päikesevalguse käes olnud leht muutub siniseks ja ülejäänud osas värv ei muutu
Järeldus
See näitab, et päikesevalgus on fotosünteesiks vajalik.
Nüüd, mis on fotosüntees?
See on protsess, mis võimaldab kogu elul elada, efektid ei sobiks ühegi energiaga seotud protsessi läbiviimiseks ilma fotosünteetiliste organismide poolt suhkrutesse salvestatud keemilist energiat kandmata. Siiski on fotosünteesi faktiline protsess keeruline.
Fotosüntees toimub taimede kloroplastides. Ainult ruutmillimeeter lehest sisaldab kloroplaste! Kloroplast vastutab taimede värvi eest ja sisaldab nii rohelisi klorofülli värve kui ka punaseid, oranže või kollaseid karotenoidvärve.
Kuna need värvid suudavad neelata ainult teatud värvi valgusenergiat, neelavad rohelised klorofüllvärvid olulisemad sinised kuni violetsed päikesekiiri ja peegeldavad rohelist, karotenoidvärvid aga vähemtähtsaid rohelisi päikesekiiri ja peegeldavad kollast või punast.
Kas teadsite, et see on põhjus, miks taimed erinevatel aastaaegadel värve muudavad? Kui päike ei ole nii tugev piirkonnas, mis on sügis- või kevadhooajal, ei saa rohelised klorofüllid kasutada vähem olulist valgust, mistõttu taimed naasevad karotenoidvärvide kasutamise juurde, et pikendada fotosünteesi protsessi talveni.
Erinevat värvi karotenoidvärvid võtavad võimust ja toovad esile särava punase, oranži ja kollase värvi taimed. Hunnik klorofülli ja karotenoidseid värve töötavad koos ja moodustavad "antennikompleksi". esimene neist kompleksidest on fotosüsteem 2, millel on arvukalt värve ühendatud reageerimiskeskusega.
Need värvid muutuvad ebastabiilseks, kui päikese footonid neid tabavad. Samuti edastavad nad tasakaalustamatuse reageerimiskeskusesse. Reageerimiskeskuses võtab feofütiinina tuntud plaaster vastu tasakaalustamatuse ja peab loobuma mõnedest elektronidest, mis lähevad elektronide transpordiahelana tuntud reaktsioonide seeriasse.
Ülekandmise ajal asendavad H2O molekulide elektronid feofütiini kadunud elektronid ja eraldatakse hapnikuaatomi eraldamisel selle vesinikuaatomitest.
Hapnik vabaneb atmosfääri ja vesinikud paigutatakse ajutisse kohta. Selles ajutises kohas olev vesinik on fotosünteesi väga oluline osa, mille saame mõne aja pärast kätte.
Elektronide transpordiahel heidab lõpuks feofütiinist võetud üleliigsed elektronid alternatiivsesse "antennikompleksi" nimega Photosystem 1, mis toimib analoogselt viimase fotosüsteemiga, kuid annab neile reageerimiskeskuses pigem toite.
Elektrone kasutatakse NADPH valmistamiseks, millel on oluline osa suhkru valmistamisel.
Kõigepealt pöördume tagasi ajutisse kohta paigutatud vesiniku juurde. Ajutises kohas on palju neid vesinikuaatomeid, mis tahavad minna piirkonda, kus nad on vähem kontsentreeritud. Seega lasevad kloroplastid vesinikudel liikuda läbi väikese augu väljapoole, mille külge on ühendatud pump.
Üle vesiniku liikumine genereerib energiat ATP kujul, analoogselt sellele, kuidas hüdroelektrijaamad kasutavad neid läbivat vett energiageneraatorite pöörlemiseks.
ATP molekulidel on suured aatomid, millele ei meeldi kõrvuti olla ja nad tõukuvad üksteist pidevalt eemale, mistõttu saaksid rakud ära kasutada üksteisest eemale lendavate aatomite energiat, kui ATP molekulid energia saamiseks lõhutakse.
Kuid ATP ei ole päris stabiilne, nii et taimed võtavad endasse CO2 ja kasutavad Photosystem 1 NADPH-d, et muuta energia suhkruteks, millel on ka aatomid, mis üksteist alla suruvad. See suhkrutootmine salvestab päikeseenergiat ja võimaldab kogu bioloogilisel elul tekkida.
Seega, järgmine kord, kui põletate puutükki või sööte spagette, pidage meeles, et kasutate päikeselt kogutud energiat.
KKK
- Kuhu fotosünteesi käigus salvestatakse päikeseenergia?
Fotosüntees on väga keeruline ja biokeemiline rada, mis hõlmab mitmeid keemilisi reaktsioone.
Kuid lõppkokkuvõttes muudab valgusenergia, vee ja süsinikdioksiidi suhkruks ja hapnikuks, mis vabaneb atmosfääri ning suhkruid töödeldakse ka glükoosi, sahharoosi ja tärklisena säilitatuna, süsinikdioksiid reageerib riboos-1,5-bisfosfaadiga, rubisko ensüümiga.
Lõppkokkuvõttes sünteesib see Calvini tsüklist välja glütseraldehüüd-3-fosfaadi ja seeläbi võivad suhkrud muutuda glükoosiks, sahharoosiks või ladustada suhkru polümeeridena, mida nimetatakse tärkliseks. Mõned suhkrud läbivad glükolüüsi etapid, mille käigus nad sisenevad TCA tsüklisse ja oksüdatiivsesse fosforüülimisse, et tekitada lõpuks suur kogus ATP-d, mida kasutatakse rakus erinevatel muudel radadel.
Seega muundatakse valgusenergiast saadav energia suhkruteks ja hapnikuks, mida need suhkrud salvestatakse erinevat tüüpi ja kasutatakse järgnevateks radadeks, mida rakk vajab kasvuks ja ellujäämiseks.
Soovitused
- Veetaimede erinevad omadused
. - 10 kõige ohustatumat liiki Kanadas
. - 40 parimat päikeseenergia ettevõtet riikide lõikes
. - 7 parimat päikeseenergia kasutusviisi | Eelised ja miinused
. - 9 veereostuse liiki
. - Loodusvarade ammendumine, põhjused, tagajärjed ja lahendused
. - Asjad, mida päikeseenergia tänavavalgustussüsteemi projekteerimisel meeles pidada
Hingelt kirest juhitud keskkonnakaitsja. EnvironmentGo juhtiv sisukirjutaja.
Püüan avalikkust keskkonna ja selle probleemide alal harida.
See on alati olnud seotud loodusega, me peaksime kaitsma, mitte hävitama.