Электричество из живых растений, зеленые электростанции. Электричество в растениях
Загадки простой воды. Раритетные издания. Наука и техника
Всеволод Арабаджи
Электричество в организме растений
Жизнь растений связана с влагой. Поэтому электрические процессы в них наиболее полно проявляются при нормальном режиме увлажнения и затухают при увядании. Это связано с обменом зарядами между жидкостью и стенками капиллярных сосудов при протекании питательных растворов по капиллярам растений, а также с процессами обмена ионами между клетками и окружающей средой. Важнейшие для жизнедеятельности электрические поля возбуждаются в клетках. В состоянии равновесия мембраны растительных клеток непроницаемы для ионов кальция и проницаемы для ионов калия.
Выход ионов через клеточную мембрану сообщает клетке отрицательный заряд; По достижении равновесия в распределении ионов калия мембранный потенциал приобретает предельное значение потенциала покоя. При раздражении растения изменяется проницаемость клеточных мембран для ионов кальция. Ионы кальция поступают в клетку и уменьшают ее отрицательный заряд. За счет нарушения равновесия в распределении зарядов возникает пик мембранного потенциала, который в виде электрического импульса распространяется вдоль поверхности клеток. Последующий выход из клеток ионов калия возвращает мембранный потенциал к равновесию. Скорость распространения импульсов раздражения по клеткам растений составляет несколько сантиметров в секунду (по нервам животных раздражение распространяется в сотни раз быстрее). Малая скорость распространения раздражений по организму растений связана с их общей неподвижностью.
Особенно активно электрические процессы протекают в клетках корней, поскольку именно через эти клетки поступают питательные соки к растущим побегам. Конечные разветвления корней и верхушек побегов растений всегда заряжены отрицательно относительно стебля. У некоторых растений вблизи корчей в течение нескольких часов происходят колебания электрического потенциала с периодом около 5 минут и амплитудой в несколько милливольт. Наиболее значительные колебания отмечаются у самого кончика корня. Об интенсивности электрических процессов в корневых клетках можно судить по величине протекающего через них тока. Исследованиями установлено, что через каждый 1мм2 поверхности корня протекает ток около 0,01 микроампера.
Поврежденное место в тканях растений всегда заряжается отрицательно относительно неповрежденных участков, а отмирающие участки растений приобретают отрицательный заряд по отношению к участкам, растущим в нормальных условиях.
Одностороннее освещение листа возбуждает электрическую разность потенциалов между освещенными и неосвещенными его участками и черешком, стеблем или корнем. Эта разность потенциалов выражает реакцию растения на изменения в его организме, связанные с началом или прекращением процесса фотосинтеза.
В практике распыления ядохимикатов в сельском хозяйстве выяснено, что на свеклу и яблоню в большей мере осаждаются химикаты с положительным зарядом, на сирень – с отрицательным. Несомая ветром цветочная пыльца имеет отрицательный заряд, приближающийся по величине к заряду пылинок при пылевых бурях, Вблизи теряющих пыльцу растений резко изменяется соотношение между положительными и отрицательными легкими ионами, что благоприятно сказывается на дальнейшем развитии растений.
Заряженные семена культурных растений имеют сравнительно высокую электропроводность и поэтому быстро теряют заряд. Семена сорняков ближе по своим свойствам к диэлектрикам и могут сохранять заряд более длительное время. Это используется для отделения на конвейере семян культурных растений от сорняков.
Прорастание семян в сильном электрическом поле (например, вблизи коронирующего электрода) приводит к изменениям высоты и толщины стебля и густоты кроны развивающихся растений. Происходит это в основном благодаря перераспределению в организме растения под влиянием внешнего электрического поля объемного заряда. Если в результате исследований удастся найти сумму наиболее благоприятных для развития растений характеристик действующего извне электрического поля, выращивание растений в парниках в еще большей мере будет подчинено воле человека.
Значительные разности потенциалов в организме растений возбуждаться не могут, поскольку растения не имеют специализированного электрического органа. Поэтому среди растений не существует «древа смерти», которое могло бы убивать живые существа своей электрической мощностью.
Электризация снега в метелях
Оглавление
Текст издания:
Арабаджи Всеволод Исидорович. Загадки простой воды. М.: «Знание», 1973
Дата публикации:
7 сентября 2001 года
n-t.ru
Потенциал покоя (мВ) | Потенциал действия (мВ) | ||||||
На прикосновение рукой. | На шум | На музыку. | На полив. | На ранение | |||
Классика | Хеви-метал | ||||||
1.Фикус | 11-13 | 5-63 | 11 | 0 | 100 | 82 | 148 |
2.Молочай | 25 | 12-78 | 30 | 5 | 64 | 59 | 112 |
3.Каланхоэ | 30 | 3-52 | 52 | 8 | 118 | 64 | 152 |
doc4web.ru
Электричество в жизни растений - PDF
Электрический ток в газах
И. В. Яковлев Материалы по физике MathUs.ru Электрический ток в газах Темы кодификатора ЕГЭ: носители свободных электрических зарядов в газах. При обычных условиях газы состоят из электрически нейтральных
ПодробнееЭЛЕКТРОТЕХНОЛОГИИ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
Сагинбаева Кымбат Кенжегалиевна магистр естественных наук, преподаватель РГП на ПХВ «Кокшетауский государственный университет им. Ш. Уалиханова» Басенов Базарбай Калимович старший преподаватель Кокшетауский
ПодробнееВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА НА РОСТ РАСТЕНИЙ.
Научно-исследовательская работа ВЛИЯНИЕ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА НА РОСТ РАСТЕНИЙ. Выполнил: Демьяненко Степан Денисович ученик 4б класса Муниципального бюджетного Общеобразовательного учреждения «Трёхпротокская
ПодробнееЗачем растениям свет?
Муниципальное общеобразовательное учреждение Калиновская средняя общеобразовательная школа Красногвардейского района Белгородской области Научно-исследовательская работа Зачем растениям свет? Работу выполнил:
ПодробнееЗадания А17 по физике
Задания А17 по физике 1. Исследования по изучению и объяснению явлений, наблюдающихся при облучении металлов светом, выполненные А.Г. Столетовым, А. Эйнштейном и другими учеными в конце XIX начале XX веков,
ПодробнееЛекц ия 5 Проводники в электрическом поле
Лекц ия 5 Проводники в электрическом поле Вопросы. Условия равновесия и распределение зарядов в проводнике. Напряженность электрического поля вблизи поверхности проводника. Электростатический генератор
ПодробнееРезервный урок-блицтурнир
Резервный урок-блицтурнир Физика в живой природе Цели урока: Повторение материала по теме «Электрические явления»; проверка знаний, сообразительности, умения логически мыслить. Правила игры: - Вопросы
ПодробнееПояснительная записка.
Пояснительная записка. Декоративное цветоводство выращивание красивых и необычных цветов, всегда считалось увлекательным занятием. В настоящее время существует огромное количество видов растений, которые
ПодробнееА. А. Елисеева, Е. В. Павлова
11 класс, МБОУ СОШ 5 г. Светлый ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ УРОЖАЙНОСТИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ КУЛЬТУР С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОЛИЗА ВОДЫ Научный руководитель: Т. Г. Скулкина учитель физики. Как известно,
ПодробнееГибискус садовый. Уход
Все чаще в весеннее время (да и в летнее тоже) на прилавках цветочных магазинов и рынков, наравне с саженцами знакомых декоративно цветущих растений, можно увидеть и садовую экзотику. Например, саженцы
ПодробнееЖизненный цикл растений
Жизненный цикл растений БИОЛОГИЯ РАСТЕНИЯ ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ РАСТЕНИЙ Раздел 1: Размножение растений Как размножаются растения? Растения могут размножаться половым и бесполым способом. Суть полового размножения
ПодробнееРабота 5.2 Изучение фотоэффекта
Работа 5. Изучение фотоэффекта Оборудование: фотоэлементы, блок питания, регулятор напряжения, источники света, монохроматор, вольтметр, гальванометр. Введение Среди различных явлений, в которых проявляется
ПодробнееЛабораторная работа 3.3
Лабораторная работа 3.3 ИЗУЧЕНИЕ ВНЕШНЕГО ФОТОЭФФЕКТА И.Л. Дорошевич Цели работы: 1. Изучить основные закономерности внешнего фотоэффекта. 2. Построить вольт-амперные характеристики фотоэлемента при различных
ПодробнееНаучно исследовательская работа
Научно исследовательская работа Выполнил Абрамовский Роман Евгеньевич, учащийся 4 класса МБОУ Степновская СОШ Руководитель: Абрамовская Оксана Геннадьевна, учитель информатики МБОУ Степновская СОШ 2 ОГЛАВЛЕНИЕ
ПодробнееЛабораторная работа 11 А
Лабораторная работа 11 А ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОСТОЯННОЙ ПЛАНКА И РАБОТЫ ВЫХОДА ФОТОКАТОДА МЕТОДОМ ЗАДЕРЖИВАЮЩЕГО ПОТЕНЦИАЛА Цель работы экспериментальная проверка уравнения Эйнштейна для внешнего фотоэффекта;
ПодробнееÎôîðìëåíèå è ìàêåò Å. Åíåíêî
ÓÄÊ 635.9 ÁÁÊ 42.3 Ï14 Îôîðìëåíèå è ìàêåò Å. Åíåíêî Ï14 Ïàëüìû è äðóãèå ýôôåêòíûå êîìíàòíûå ðàñòåíèÿ. Ì. : Ýêñìî, 2011. 48 ñ. : èë. (Öâåòî íàÿ êîëëåêöèÿ äëÿ ñàäà è îãîðîäà). ISBN 978-5-699-45681-9 Ïàëüìà
ПодробнееФОТОЭФФЕКТ Учебно-методическое пособие
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ ФОТОЭФФЕКТ Учебно-методическое пособие Томск Издательский Дом Томского государственного
Подробнее"Комнатные растения"
Конспект занятия по экологии в подготовительной к школе группе на тему: "Комнатные растения" Подготовила: воспитатель МБДОУ д/с 6 Чернова Е.Н. г.рассказово 2015г. Дата проведения: 13 мая 2015г. Время проведения:
ПодробнееЛекц ия 18 Электрический ток в вакууме
Лекц ия 8 Электрический ток в вакууме Вопросы. Электрический ток в вакууме. Термоэлектронная эмиссия. Электронные лампы (диод и триод) и их использование. 8.. Вакуум. Электрический ток в вакуумном диоде
ПодробнееСекреты хорошей рассады
На подоконнике можно успешно выращивать не только декоративные, но и некоторые овощные культуры, которые не только украсят помещение, но и дадут вполне приличный урожай. Пикировка рассады Можно, конечно,
ПодробнееБлок «Б» задание на соответствие задание
Описание контрольных измерительных материалов для проведения промежуточной аттестации 6 класс 1. Документы, определяющие содержание проверочной работы Содержание и структура проверочной работы определяются
ПодробнееИсследование характеристик фоторезистора
Работа 42 Исследование характеристик фоторезистора Цель работы Ознакомиться с принципом действия фоторезистора и исследовать его вольт-амперные, световые и спектральную характеристики, оценить ширину запрещенной
ПодробнееThermo Scientific Модель 60i Принцип действия
Thermo Scientific Модель 60i Принцип действия Анализатор Модель 60i выполняет измерения концентраций с использованием технологии недисперсионной инфракрасной спектроскопии (NDIR). Модель 60i объединяет
ПодробнееГлава V. СТРОЕНИЕ АТОМА И АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ
КВАНТОВАЯ ФИЗИКА V Строение атома и атомные спектры Глава V. СТРОЕНИЕ АТОМА И АТОМНЫЕ СПЕКТРЫ 23. Строение атома 1. Опыт Резерфорда В конце 19-го века английский учёный Дж. Томсон открыл электрон и установил,
ПодробнееКак сделать водородный топливный элемент
Как сделать водородный топливный элемент Топливный элемент - устройство, которое непосредственно превращает химическую энергию топлива в электричество. По принципу работы топливный элемент подобен гальваническим
ПодробнееПроект «Посадка семян цветка Бальзамин»
Проект «Посадка семян цветка Бальзамин» Методический паспорт проекта Тип проекта: исследовательский средней продолжительности групповой. Срок реализации проекта: (1 месяц) Участники проекта: воспитанники
ПодробнееОценка в баллах 3 4 5
Материалы для промежуточной аттестации по физике для учащихся 8 класса Спецификация Цель работы: определить уровень образовательных достижений учащихся по физике за курс 8 класса основной школы. Документы,
ПодробнееГенератор релаксационных колебаний
Специализированный учебно-научный центр - факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Школа имени А.Н. Колмогорова Кафедра физики Общий физический практикум Лабораторная работа 3.14 Генератор релаксационных колебаний
ПодробнееИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ
3. Лабораторная работа 21 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ Цели работы: 1) экспериментально исследовать квазистационарное электрическое поле, построить картину эквипотенциальных поверхностей и линий
Подробнееdocplayer.ru
Электричество в организме растений. Загадки простой воды. Вс. Арабаджи
Знания нельзя купить, здесь их дают бесплатно!
Жизнь растений связана с влагой. Поэтому электрические процессы в них наиболее полно проявляются при нормальном режиме увлажнения и затухают при увядании. Это связано с обменом зарядами между жидкостью и стенками капиллярных сосудов при протекании питательных растворов по капиллярам растений, а также с процессами обмена ионами между клетками и окружающей средой. Важнейшие для жизнедеятельности электрические поля возбуждаются в клетках. В состоянии равновесия мембраны растительных клеток непроницаемы для ионов кальция и проницаемы для ионов калия.
Выход ионов через клеточную мембрану сообщает клетке отрицательный заряд; По достижении равновесия в распределении ионов калия мембранный потенциал приобретает предельное значение потенциала покоя. При раздражении растения изменяется проницаемость клеточных мембран для ионов кальция. Ионы кальция поступают в клетку и уменьшают ее отрицательный заряд. За счет нарушения равновесия в распределении зарядов возникает пик мембранного потенциала, который в виде электрического импульса распространяется вдоль поверхности клеток.
Последующий выход из клеток ионов калия возвращает мембранный потенциал к равновесию. Скорость распространения импульсов раздражения по клеткам растений составляет несколько сантиметров в секунду (по нервам животных раздражение распространяется в сотни раз быстрее). Малая скорость распространения раздражений по организму растений связана с их общей неподвижностью.
Особенно активно электрические процессы протекают в клетках корней, поскольку именно через эти клетки поступают питательные соки к растущим побегам. Конечные разветвления корней и верхушек побегов растений всегда заряжены отрицательно относительно стебля. У некоторых растений вблизи корчей в течение нескольких часов происходят колебания электрического потенциала с периодом около 5 минут и амплитудой в несколько милливольт.
Наиболее значительные колебания отмечаются у самого кончика корня. Об интенсивности электрических процессов в корневых клетках можно судить по величине протекающего через них тока. Исследованиями установлено, что через каждый 1мм2 поверхности корня протекает ток около 0,01 микроампера.
Поврежденное место в тканях растений всегда заряжается отрицательно относительно неповрежденных участков, а отмирающие участки растений приобретают отрицательный заряд по отношению к участкам, растущим в нормальных условиях.
Одностороннее освещение листа возбуждает электрическую разность потенциалов между освещенными и неосвещенными его участками и черешком, стеблем или корнем. Эта разность потенциалов выражает реакцию растения на изменения в его организме, связанные с началом или прекращением процесса фотосинтеза.
В практике распыления ядохимикатов в сельском хозяйстве выяснено, что на свеклу и яблоню в большей мере осаждаются химикаты с положительным зарядом, на сирень – с отрицательным. Несомая ветром цветочная пыльца имеет отрицательный заряд, приближающийся по величине к заряду пылинок при пылевых бурях, Вблизи теряющих пыльцу растений резко изменяется соотношение между положительными и отрицательными легкими ионами, что благоприятно сказывается на дальнейшем развитии растений.
Заряженные семена культурных растений имеют сравнительно высокую электропроводность и поэтому быстро теряют заряд. Семена сорняков ближе по своим свойствам к диэлектрикам и могут сохранять заряд более длительное время. Это используется для отделения на конвейере семян культурных растений от сорняков.
Прорастание семян в сильном электрическом поле (например, вблизи коронирующего электрода) приводит к изменениям высоты и толщины стебля и густоты кроны развивающихся растений. Происходит это в основном благодаря перераспределению в организме растения под влиянием внешнего электрического поля объемного заряда. Если в результате исследований удастся найти сумму наиболее благоприятных для развития растений характеристик действующего извне электрического поля, выращивание растений в парниках в еще большей мере будет подчинено воле человека.
Значительные разности потенциалов в организме растений возбуждаться не могут, поскольку растения не имеют специализированного электрического органа. Поэтому среди растений не существует «древа смерти», которое могло бы убивать живые существа своей электрической мощностью.
Знаете ли вы?
Что такое батиплан? (из Википедии)
Батиплан или подводный самолёт - это подводный аппарат, который использует для погружения гидродинамическую силу «подводных крыльев» вместо балластных цистерн.
По принципу действия батиплан является «подводным планёром», спущенный с судна он плавает на поверхности воды, а при буксировке под действием гидродинамических сил погружается и может быть удержан рулями на заданной глубине.
Батипланы способны погружаться на глубину до 100—200 метров. При потере хода батиплан всплывает.
Батипланы транспортируются на специально оборудованных судах, а в рабочем положении буксируются ими. По кабель-тросу может осуществляться подача электроэнергии с судна-носителя, обмен информацией и телефонная связь.
Экипаж Батиплана составляет 1-2 овека и размещается в прочном герметичном корпусе с иллюминаторами. Снаружи имеются светильники или прожекторы. Батипланы используются для наблюдения под водой за работой тралов, для подводных кино-фотосъёмок и для подводных исследований.
Устали? - Отдыхаем!
Вверх
class-fizika.ru
Электричество в растениях - Прожект
Об электричестве в живых организмах нам сейчас известно достаточно много.
Еще с опытов Гальвани Л. известно об электрических сигналах заставляющих мышцы сжиматься.
То что сигналы по нервным волокнам двигаются в виде электрических импульсов. И даже об электрическом поле вокруг живого регистрируемом эффектом Кирлианов.
В растениях также существуют процессы с применением электричества.
В отличие от нас, где электрические импульсы двигаются по нервным окончаниям, в растении они не локализованы в какой-то отдельной ткани.
Разность электрических потенциалов позволяет корням всасывать правильные ионы нужных химических элементов. Та же самая разность заставляет эти ионы двигаться к нужным тканям по системе сосудов.
Благодаря электрическим импульсам происходит ряд быстрых движений растений: мимозы стыдливой, и движения лепестков некоторых цветков.
Положительный заряд электричества дает возможность сухой пыльце перескакивать на пчел вылетающих из улья с отрицательным зарядом на волосках.
Поэтому пчела собирает пыльцу практически не касаясь цветка:
https://youtu.be/EfxUlBUtqn0
Электрический заряд в растении не постоянен. Он меняется как в стадии покоя, так и при резком изменении, и при повреждении растения.
На видео эксперимента с крапивой я ножом срубил стебель и сразу произошло резкий скачек электричества.
Кроме того растение обменивается электрическими потенциалами с окружающей средой: почвой и соседними растениями в том числе и разных видов.
Так в опыте с рядом растущими рядом крапивой и ясноткой трижды менялась полярность электрического потенциала взаимодействия между этими растениями.
У древесных растений тоже наблюдается колебания электрических потенциалов между рядом растущими деревьями. Но значительно более медленное.
Снял ролик с небольшой серией экспериментов про электричество в растениях. На глобальные выводы он не претендует, просто как иллюстрация.
https://youtu.be/BDiaV8PrSU0
Получается, что если у нас информация передается электрическими импульсами, то и у растений- тоже передается. И боль растения тоже чувствуют.
При этом растения связаны через почву и через нее обмениваются электрическими импульсами с соседями. А значит лес можно представить как единый живой организм с единой нервной системой. И может информация по лесу распространяется со скоростью нервного импульса.
cergey-p.livejournal.com
Электричество из живых растений, технологии будущего
Голландская компания Plant-e превращает энергию живых растений в электричество, которое может использоваться людьми в своих нуждах.
Электричество из растений
В настоящее время множество исследовательских групп занимаются поисками методов получения энергии буквально «из чистого воздуха». Один из таких методов уже удалось обнаружить специалистам голландской компании Plant-e, которые очень пристально и тщательно изучили некоторые процессы, протекающие в живой природе. Для получения электрической энергии они используют один из побочных продуктов фотосинтеза, процесса, протекающего в растущих растениях, и этот метод может принести электричество тем людям, которые живут на значительном удалении от всех благ цивилизации.
Технология, разработанная специалистами компании Plant-e, работает на тех же самых принципах, что и старый школьный опыт, в котором в качестве источника энергии выступает клубень обыкновенного картофеля. Однако, разработанный голландцами метод не требует нанесения повреждений самому растению.
Электричество из живых растений
Голландцы высаживают растения особого вида в специальные пластиковые контейнеры, площадь которых равна приблизительно четверти квадратного метра. Эти растения интенсивно растут и за счет процессов фотосинтеза вырабатывают некоторые виды сахаристых соединений. Количество сахара, вырабатываемого растениями, существенно превышает потребности самого растения и его излишки «сбрасываются» через корневую систему обратно в почву. Сахар, выработанный растениями и попавший в почву, начинает достаточно активно реагировать с атмосферным кислородом и в ходе протекающей химической реакции получается множество свободных электронов. Электроды, погруженные в почву, собирают эти свободные электроны, превращая их в электрический ток, а количество получаемого при этом электричества достаточно для того, чтобы обеспечить потребности светодиодных осветительных приборов, точек доступа Wi-Fi или зарядки аккумуляторных батарей мобильных электронных устройств.
Используя свою технологию, компания Plant-e в ноябре 2014 года начала реализацию программы «Starry Sky». В рамках этой программы при помощи энергии, получаемой от растений, было запитано около 300 уличных осветительных приборов, несколько точек доступа Wi-Fi и точек зарядки мобильных телефонов, располагающихся возле офиса компании в Вагенингене и на территории военного музея, бывшего военного завода, склада и базы HAMbrug возле Амстердама.
Основатели компании Plant-e надеются, что разработанная ими биологическая технология получения электрической энергии сможет найти свое применение в некоторых бедных регионах земного шара удаленных от центров цивилизации, там, где природные условия максимально благоприятны для роста растений и где, в силу различных причин не получается использовать другие технологии получения экологически чистой энергии.
Зеленые электростанции, получаем электричество
Непосредственная трансформация световой энергии в электрическую лежит в основе работы генераторов, содержащих хлорофилл. Хлорофилл под действием света может отдавать и присоединять электроны. М. Кальвин в 1972 году выдвинул идею создания фотоэлемента, в котором в качестве источника электрического тока служил бы хлорофилл, способный при освещении отнимать электроны от каких-то определенных веществ и передавать их другим. Кальвин использовал в качестве проводника, контактирующего с хлорофиллом, оксид цинка. При освещении этой системы в ней возникал электрический ток плотностью 0,1 микроампера на квадратный сантиметр.
Этот фотоэлемент функционировал сравнительно недолго, поскольку хлорофилл быстро терял способность отдавать электроны. Для продления времени действия фотоэлемента был использован дополнительный источник электронов — гидрохинон. В новой системе зеленый пигмент отдавал не только свои, но и электроны гидрохинона. Расчеты показывают, что такой фотоэлемент площадью 10 квадратных метров может обладать мощностью около киловатта.
История развития
Японский профессор Фудзио Такахаси для получения электроэнергии использовал хлорофилл, извлеченный из листьев шпината. Транзисторный приемник, к которому была присоединена солнечная батарейка, успешно работал. Кроме того, в Японии проводятся исследования по преобразованию солнечной энергии в электрическую с помощью цианобактерий, выращенных в питательной среде. Тонким слоем их наносят на прозрачный электрод из оксида цинка и вместе с противоэлектродом погружают в буферный раствор. Если теперь бактерии осветить, то в цепи возникнет электрический ток.
В 1973 году американцы У. Стокениус и Д. Остерхельт описали необычный белок из мембран фиолетовых бактерий, обитающих в соленых озерах Калифорнийских пустынь. Его назвали бактериородопсином. Любопытно отметить, что бактериородопсин появляется в мембранах галобактерий при недостатке кислорода. Дефицит же кислорода в водоемах возникает в случае интенсивного развития галобактерий. С помощью бактериородопсина бактерии усваивают энергию Солнца, компенсируя тем самым возникший в результате прекращения дыхания дефицит энергии.
Бактериородопсин, что это?
Бактериородопсин можно выделить из галобактерий, поместив эти солелюбивые создания, прекрасно чувствующие себя в насыщенном растворе поваренной соли, в воду. Тотчас же они переполняются водой и лопаются, при этом их содержимое смешивается с окружающей средой. И только мембраны, содержащие бактериородопсин, не разрушаются из-за прочной “упаковки” молекул пигмента, которые образуют белковые кристаллы (еще не зная структуры, ученые назвали их фиолетовыми бляшками). В них молекулы бактериородопсина объединены в триады, а триады — в правильные шестиугольники. Поскольку бляшки значительно крупнее всех других компонентов галобактерий, их нетрудно выделить путем центрифугирования. После промывки центрифугата получается пастообразная масса фиолетового цвета. На 75 процентов она состоит из бактериородопсина и на 25 — из фосфолипидов, заполняющих промежутки между белковыми молекулами.
Фосфолипиды — это молекулы жиров в соединении с остатками фосфорной кислоты. Другие вещества в центрифугате отсутствуют, что создает благоприятные условия для экспериментирования с бактериородопсином. К тому же это сложное соединение очень устойчиво к факторам внешней среды. Оно не утрачивает активности при нагревании до 100 °С и может храниться в холодильнике годами. Бактериородопсин устойчив к кислотам и различным окислителям. Причина его высокой устойчивости обусловлена тем, что эти галобактерии обитают в чрезвычайно суровых условиях — в насыщенных солевых растворах, какими, по существу, являются воды некоторых озер в зоне выжженных тропическим зноем пустынь.
В такой чрезвычайно соленой, да к тому же еще и перегретой, среде организмы, обладающие обычными мембранами, существовать не могут. Это обстоятельство представляет большой интерес в связи с возможностью использования бактериородопсина в качестве трансформатора световой энергии в электрическую.
Если выпавший в осадок под воздействием ионов кальция бактериородопсин осветить, то с помощью вольтметра можно обнаружить наличие электрического потенциала на мембранах. Если выключить свет, он исчезает. Таким образом, ученые доказали, что бактериородопсин может функционировать как генератор электрического тока.
Белковые-генераторы
В лаборатории известного ученого, специалиста в области биоэнергетики В. П. Скулачева тщательно исследовались процесс встраивания бактериородопсина в плоскую мембрану и условия функционирования его в качестве светозависимого генератора электрического тока. Позднее в этой же лаборатории были созданы электрические элементы, в которых использовались белковые генераторы электрического тока. В этих элементах имелись мембранные фильтры, пропитанные фосфолипидами с бактериородопсином и хлорофиллом. Ученые полагают, что подобные фильтры с белками-генераторами, соединенные последовательно, могут служить в качестве электрической батареи. Исследования по прикладному использованию белков-генераторов, выполненные в лаборатории В. П. Скулачева, привлекли к себе пристальное внимание ученых. В Калифорнийском университете создали такую же батарею, которая при однократном использовании в течение полутора часов заставляла светиться электрическую лампочку.
Результаты экспериментов вселяют надежду, что фотоэлементы на основе бактериородопсина и хлорофилла найдут применение в качестве генераторов электрической энергии. Проведенные опыты — первый этап в создании новых видов фотоэлектрических и топливных элементов, способных трансформировать световую энергию с большой эффективностью. Уже совсем скоро наступит день, когда человечество научится получать «электричество из растений».
Смотрите также по этой теме:
Альтернативные источники энергии в наши дни.
Электрическая энергия. Необычные способы её получения.
Будем рады, если подпишетесь на наш Блог!
powercoup.by
Электричество в растениях (часть 1)
Удивительный мир растений
Электричество в растениях (часть 1)
Среди многочисленных физиологических процессов, постоянно протекающих в тканях и органах растений. пожалуй, наиболее загадочны биоэлектрические явления. Еще со времени открытия Л. Гальвани электрических процессов в живых тканях электрофизиологам были известны так называемые токи повреждения. При разрезании поперек волокон мышечного аппарата животного и подведении одного контакта гальванометра к срезу, а другого - к продольной неповрежденной поверхности, прибор зафиксировал разность электрических потенциалов в 0,1 В. Последующие измерения токов повреждения на растительных тканях показали аналогичные результаты. Причем поверхности срезов стеблей, листьев, репродуктивных органов и корней всегда по отношению к неповрежденной ткани имели отрицательный заряд. Выяснилось также, что в момент гибели некоторых растительных тканей резко возрастает электрический потенциал. Когда, например, индийский ученый Д. Бос соединил с гальванометром посредством игольчатых микроэлектродов внешнюю и внутреннюю части зеленой горошины, а затем нагрел ее до 60 о С, было зарегистрировано напряжение в 0,5 В. Тогда удивленный исследователь подсчитал, что если 500 пар половинок горошин собрать в определенном порядке в серии, то электрическое напряжение составит 500 В. Хорошо, что повар не знает об опасности, которая ему угрожает, когда он готовит это особенное блюдо. К счастью для него, горошины сами не соединяются в упорядоченные цепи!
Некоторая разность потенциалов была установлена и между различными частями тканей в различных органах неповрежденных растений. Но наблюдавшие за поведением растений исследователи заметили, что в зависимости от ряда обстоятельств природа образования в них электрического тока неодинакова. Поэтому токи, возникающие в естественных условиях в неповрежденных органах растений и их тканях, а также токи, образующиеся в результате повреждения тканей, стали называть токами покоя. А токам, возникающим в живых тканях под влиянием различных раздражителей, дали название токов действия. Прекрасным наглядным доказательством проявления токов действия у растений является механизм складывания листьев под влиянием внешних раздражителей у мимозы стыдливой и венериной мухоловки, имеющих ткани, способные резко сокращаться.
К настоящему времени получена достаточная информация об электрических явлениях, сопровождающих в растениях процессы фотосинтеза, дыхания, передвижения веществ по их тканям. Открыты электрические ритмы растений. Если, к примеру, поместить в воду кончик корня молодого растения гороха посевного и между различными точками корня и наружной средой (водой) измерять разность потенциалов, этот показатель будет периодически изменяться с интервалом 5-20 мин. Амплитуда этих колебаний снижается по мере удаления от кончика корня, а их частота сильно зависит от температуры окружающей среды.
Важна и очень интересна роль электрических явлений и в жизни цветков. Процессы опыления и оплодотворения у них зависят от содержания электрических зарядов как в женских генеративных органах, так и в пыльце. Электрический потенциал пыльцевых зерен обусловливает их жизнеспособность и активность. Электризация пестиков, в свою очередь, обеспечивает успешное прорастание родственной пыльцы и образование завязи.
У некоторых перекрестноопыляемых растений электрические импульсы цветков способствуют их переопылению, приводя в движение тычинки даже при легком прикосновении к цветку. Это явление можно наблюдать у цветков василька посевного (синего), подсолнечника однолетнего, барбариса обыкновенного. Очень хорошо видны такие движения у артишока. При встряхивании его цветка движение тычинок напоминает ритуальный танец: верхние концы тычиночных нитей с пыльниками сначала склоняются в одну сторону, а затем - в другую. При этом тычинки быстро укорачиваются, а из каждого пыльника выделяется капля жидкости, содержащая пыльцу. Теперь насекомое - возмутитель спокойствия - не в состоянии пробраться между изгибающимися тычинками, не измазавшись основательно в этой жидкости. Вот так и переносится пыльца с одного цветка на другой. А "танцовщицы"-тычинки после оплодотворения утрачивают свою подвижность, сколько ни встряхивай растение!
Своеобразно устроен опылительный механизм и у барбариса обыкновенного. У основания каждого лепестка находится по 2 желёзки, выделяющие много нектара. В нормальном состоянии тычинки плотно прижаты к несколько загнутым лепесткам, но как только насекомое, желающее полакомиться нектаром, прикоснется к их внутренней стороне, обладающей высокой чувствительностью, тычинки резко изгибаются внутрь, ударяют пыльниками по телу насекомого и выбрасывают на него пыльцу. При посещении другого цветка насекомое оставляет эту пыльцу на его рыльце. Аналогичную картину можно наблюдать и на цветках люцерны. Сорвав небольшую веточку этого цветущего растения. осторожно введите тонкий стебелек какого-либо злака внутрь цветка. Если в нем еще не побывал хоботок пчелы, шмеля или другого насекомого, по соломинке мгновенно ударят похожие на длинный язык сросшиеся в одну трубочку тычинки, а из созревших пыльников высыплется пыльца. Когда эту роль выполняет насекомое, оно неизбежно становится переносчиком пыльцы с одного цветка на другой.
У некоторых растений посещения цветков насекомыми вызывают движение пестиков, а у липы мелколистной и крупнолистной даже стимулируют усиленное выделение нектара.
Рекомендуем ознакомится: http://www.valleyflora.ru
worldunique.ru