Только растения поглощают солнечную энергию: 1. Только растения могут поглощать энергию солнечного излучения. 2. Потребляя неорганические вещества ( углекислый газ,…

Подведём итоги главы 3 «Основные процессы жизнедеятельности растений»

1. Ответьте на вопросы.
1. Весной добывают сладкий берёзовый сок. Для этого в коре берёзы делают разрез. От какого (восходящего или нисходящего) тока веществ берут этот сок ?
Нисходящего.
2. Что произойдет с берёзой, если у неё взять очень много сока ?
Усохнет, так как в соке содержатся органические вещества, необходимые растению.
3. Почему бесполое размножение так широко представлено в царстве растений, т.к. обеспечивает их быстрое расселение и захват новых территорий.

2. Отметьте знаком «+» номера правильных утверждений.
1. Только растения могут поглощать энергию солнечного излучения.
5. Зелёные растения поглощают энергию солнечного света и преобразуют её в энергию химических связей.
6. С появлением на Земле зелёных растений образовался атмосферный кислород.
7. Дыхание – это расщепление сложных органических веществ на более простые, неорганические , и освобождение энергии химических связей.
8. Обмен веществ – это питание и дыхание растений.
9. Размножение свойственно всем живым организмам.
10. Оплодотворение происходит в зародышевом мешке.
11. Опыление у цветковых – это перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика.
14. Двойное оплодотворение – это слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого – с центральным ядром зародышевого мешка.
15. Половое размножение – это оплодотворение.

3. Заполните пропуски в тексте. Допишите предложения.
1. Растения получают необходимую для жизнедеятельности энергию с помощью фотосинтеза. Это воздушное питание.
2. Растения образуют органические вещества в процессе фотосинтеза.
3. Существует два типа питания, которые различаются тем , что в процессе воздушного (или фотосинтеза) питания происходит и образуются, а в процессе растение поглощает минеральные соли и воду.
4. Экологические факторы – это факторы: температуры, освещения, влажности, доступности кислорода, наличия минеральных веществ, создающие окружающую среду, в которой  развивается растение.
5. Индивидуальное развитие организма растения зависит от суточной периодичности, так как в течение суток происходит смена дня к ночи.
6. Сезонная периодичность характеризуется сменой температуры. Это влияет на такие процессы жизнедеятельности растений, как фотосинтез и испарение воды.

4. Отметьте знаком «+» правильный ответ.
1. У растений различают два типа размножения
г) половое и бесполое.
2. Зигота – особая клетка, образовавшаяся в результате:
в) слияния сперматозоида (спермия) с яйцеклеткой.
3. Двойное оплодотворение происходит у цветковых растений в результате:
б) слияния одного спермия с яйцеклеткой, а другого – с центральным ядром зародышевого мешка.
4. Преимущества вегетативного размножения состоят в том, что:
а) дочерние растения в значительной степени повторяют качества материнского организма.

ПОГЛОЩЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ РАСТЕНИЯМИ ПРИ ОПТИМАЛЬНОМ СБАЛАНСИРОВАННОМ МИНЕРАЛЬНОМ ПИТАНИИ Ермохин Ю.И.

, Склярова М.А., Гоман Н.В.

2016 №1

Страницы: 18-23

 


ПОГЛОЩЕНИЕ СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ РАСТЕНИЯМИ ПРИ ОПТИМАЛЬНОМ СБАЛАНСИРОВАННОМ МИНЕРАЛЬНОМ ПИТАНИИ


 ЕРМОХИН ЮРИЙ ИВАНОВИЧ1, СКЛЯРОВА МАРИНА АЛЕКСАНДРОВНА1,
ГОМАН НАТАЛЬЯ ВИКТОРОВНА1 
1 ФГБОУ ВО «Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина»

 



КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:
 

 


СОЛНЕЧНАЯ ЭНЕРГИЯ, ФОТОСИНТЕЗ, ОПТИМАЛЬНОЕ МИНЕРАЛЬНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ,УРОЖАЙНОСТЬ, SOLAR ENERGY, PHOTOSYNTHESIS, OPTIMAL MINERAL NUTRITION, YIELD



АННОТАЦИЯ:
 

Фотосинтетическая функция зеленого растения лежит в основе формирования урожая. Между фотосинтезом растений и их продуктивностью существует прямая зависимость. Для изучения количественной связи между размерами площади листьев, длительностью и интенсивностью их работы с величиной урожая сельскохозяйственных культур были заложены полевые опыты на черноземных почвах Западной Сибири и Северного Казахстана в период с 2004 по 2007 гг. Для определения количества солнечной энергии, поглощенной растениями, применяли суммарное уравнение фотосинтеза с учетом молекулярных масс, участвующих в реакции соединений, которые использовались в последующих балансовых расчетах. В результате проведенных опытов с различными культурными растениями выявлено увеличение интенсивности фотосинтеза и степени поглощения энергии растениями при оптимальном сбалансированном питании азотом, фосфором, калием и рядом микроэлементов в среднем на 44% по сравнению с растениями, не получившими оптимальное питание. Многолетними исследованиями отмечена эффективность использования азота и фосфора при аккумуляции солнечной энергии на оптимальном уровне для каждой культуры и соотношении N:P ≈ 11,5 в целых растениях. Исследованиями по диагностике и оптимизации минерального питания зерновых, кормовых, пропашных и овощных культур установлено, что оптимальное сбалансированное питание каждой культуры по основным макро- и микроэлементам есть основа лабильности фотосинтетического аппарата, успешность его адаптации к быстрым изменениям освещенности, влагообеспеченности, температурным факторам внешней среды, что позволяет более активно синтезировать углеводы, и в конечном итоге повышать биосинтез сухого вещества и урожайность.

 




ОПИСАНИЕ НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ:
 

 


The absorption of solar energy by plants at optimal balanced mineral nutrition

 


Yermokhin Y.I.1, Sklyarovа M.A.1, Goman N.V.1 

 


1 Omsk state agrarian University named after P. A. Stolypin

 

The photosynthetic function of green plant underlies crop formation. The bond of the photosynthesis with plant productivity is considered to be direct one. The relation between leaf area, the duration, intensity of their activity and the crop yield was studied in field experiments on chermozem soils in Western Siberia and Northern Kazakhstan in 2004-2007. The solar energy quantity assimilated by plants was determined with the use of general photosynthesis equation, taking into account molecular masses of the reactants, which were inserted in the subsequent calculations. The increase of photosynthesis intensity and energy assimilation by plants that received optimal balanced nutrition with nitrogen, phosphorus, potassium and some trace elements to 44% on average compared with the plants that did not receive optimal nutrition were revealed in the experiments with various cultivated plants. The effectiveness of nitrogen and phosphorus utilization in the process of soliar energy accumulation at the optimal level for each crop and ratio N:P = 11.5 per total plant biomass were established in long-term investigations. The research on the diagnosis and optimization of mineral nutrition of cereals, forage and vegetable crops revealed that the optimal balanced nutrition of each crop with the main macro- and trace elements was the foundation of lability of photosynthesic apparatus, its successful adaptation to rapid changes of light, humidity, and temperature factors of the external environment, that enable more active hydrocarbon synthesis and ultimately the increase of dry matter biosynthesis and yield.

 

 

  • < Назад
  • Вперёд >

Впитывая солнце: искусственный фотосинтез обещает чистый, устойчивый источник энергии

WEST LAFAYETTE, Ind. — Люди могут делать много вещей, на которые не способны растения. Мы можем ходить, мы можем говорить, мы можем слышать, видеть и трогать. Но у растений есть одно важное преимущество перед людьми: они могут получать энергию непосредственно из солнца.

Этот процесс превращения солнечного света непосредственно в полезную энергию, называемый фотосинтезом, вскоре может стать подвигом, который люди смогут повторить, чтобы использовать солнечную энергию для получения чистого, сохраняемого и эффективного топлива. Если это так, это может открыть совершенно новый рубеж чистой энергии. За один час на Землю в виде солнечного света попадает достаточно энергии, чтобы удовлетворить все потребности человеческой цивилизации в энергии на целый год.

Юлия Пушкарь, биофизик и профессор физики в Научном колледже Пердью, может найти способ использовать эту энергию, имитируя растения.

Юлия Пушкарь
Загрузить изображение

Энергия ветра и солнечная энергия, использующая фотоэлектрические элементы, являются двумя основными доступными формами экологически чистой энергии. Добавление третьего — синтетического фотосинтеза — резко изменит ландшафт возобновляемых источников энергии. Способность легко хранить энергию, не требуя громоздких батарей, значительно улучшит способность людей обеспечивать общество чистым и эффективным питанием.

Как ветряные турбины, так и фотогальваника имеют обратную сторону с точки зрения воздействия на окружающую среду и усложняющих факторов. Пушкарь надеется, что искусственный фотосинтез сможет обойти эти ловушки.

«Мы и другие исследователи по всему миру невероятно усердно работаем, чтобы найти доступную энергию», — сказал Пушкарь. «Энергия чистая и устойчивая, которую мы можем создать из нетоксичных, легкодоступных элементов. Наш искусственный фотосинтез — это путь вперед».

Фотосинтез — это сложный танец процессов, посредством которых растения преобразуют солнечное сияние и молекулы воды в полезную энергию в виде глюкозы. Для этого они используют пигмент, обычно знаменитый хлорофилл, а также белки, ферменты и металлы.

Самый близкий к искусственному фотосинтезу процесс, которым сегодня обладают люди, — это фотогальваническая технология, при которой солнечный элемент преобразует солнечную энергию в электричество. Этот процесс, как известно, неэффективен и способен улавливать только около 20% солнечной энергии. С другой стороны, фотосинтез радикально более эффективен; он способен хранить 60% солнечной энергии в виде химической энергии в связанных биомолекулах.

Эффективность простых фотоэлектрических элементов — солнечных панелей — ограничена способностью полупроводников поглощать световую энергию и способностью элемента производить энергию. Этот предел ученые могли бы превзойти с помощью синтетического фотосинтеза.

«У искусственного фотосинтеза нет фундаментальных физических ограничений», — сказал Пушкарь. «Вы можете очень легко представить себе систему с эффективностью 60%, потому что у нас уже есть прецедент естественного фотосинтеза. И если мы станем очень амбициозными, мы можем даже представить себе систему с эффективностью до 80%.

«Фотосинтез чрезвычайно эффективен, когда речь идет о расщеплении воды — первом этапе искусственного фотосинтеза. Белки фотосистемы II в растениях делают это тысячу раз в секунду. Мгновение — и готово».

Группа Пушкарь имитирует этот процесс, создавая собственный аналог искусственного листа, который собирает свет и расщепляет молекулы воды для получения водорода. Водород можно использовать в качестве топлива сам по себе с помощью топливных элементов или добавлять к другим видам топлива, таким как природный газ, или встраивать в топливные элементы для питания всего, от автомобилей и домов до небольших электронных устройств, лабораторий и больниц. Ее последнее открытие, понимание того, как молекулы воды расщепляются во время фотосинтеза, было недавно опубликовано в журнале Chem Catalysis: Cell Press.

Ученые в лаборатории Пушкаря экспериментируют с природными белками фотосистемы II и комбинациями синтетических катализаторов, пытаясь понять, что работает лучше всего и почему. Она также отдает приоритет использованию соединений и химикатов, которые широко распространены на Земле, легкодоступны и нетоксичны для планеты.

Прогресс в области искусственного фотосинтеза осложняется тем фактом, что фотосинтез настолько многогранен, что оплакивают студенты биохимии во всем мире.

— Реакция очень сложная, — сказал Пушкарь. «Химия расщепления молекул воды чрезвычайно сложна и сложна».

Ученые работают над искусственным фотосинтезом с 1970-х годов. Это долгое время, но не тогда, когда вы помните, что для эволюции фотосинтеза потребовались миллионы лет. Мало того, ученые считают, что, в отличие от полета, общения или интеллекта, фотосинтез развился только один раз — около 3 миллиардов лет назад, всего около 1,5 миллиарда лет существования Земли.

Пушкарь утверждает, что в течение следующих 10-15 лет будет достигнут достаточный прогресс, чтобы коммерческие системы искусственного фотосинтеза могли появиться в сети. Ее исследования финансируются Национальным научным фондом.

О Научном колледже

Научный колледж Университета Пердью постоянно занимается математическими и научными знаниями, которые составляют основу инноваций. Около 350 штатных преподавателей проводят исследования, изменившие мир, и предоставляют преобразующее образование более чем 1200 аспирантам и 4300 студентам. Колледж представляет собой сообщество учащихся, которое разрабатывает практические решения для самых сложных задач сегодняшнего дня с помощью программ на получение степени в области наук о жизни, физических наук, вычислительных наук, математики и науки о данных.

Об Университете Пердью

Университет Пердью — ведущее государственное исследовательское учреждение, разрабатывающее практические решения самых сложных задач современности. Purdue занимает 5-е место в рейтинге самых инновационных университетов США по версии US News & World Report и проводит исследования, которые меняют мир, и невероятные открытия. Стремясь к практическому и онлайн-обучению в реальном мире, Purdue предлагает преобразующее образование для всех. Стремясь обеспечить доступность и доступность, Purdue заморозила обучение и большинство сборов на уровне 2012–2013 годов, что позволило большему количеству студентов, чем когда-либо, получить высшее образование без долгов. Посмотрите, как Purdue никогда не останавливается в настойчивом стремлении к следующему гигантскому скачку, на https://purdue.edu/.

Писатель, контакт для СМИ: Бриттани Стефф; 765-494-7833; [email protected] 

Источник : Юлия Пушкарь: [email protected]

Журналисты, посещающие кампус : Журналисты должны следовать протоколам Protect Purdue, а номер Campus 

    3 открыт, но номер

      3 открыт, людей в помещениях может быть ограничено. Мы будем максимально любезны, но вас могут попросить выйти или сообщить из другого места.
    • Чтобы обеспечить доступ, особенно к зданиям кампуса, мы рекомендуем вам связаться с контактным лицом службы новостей Purdue, указанным в выпуске, чтобы сообщить им характер визита и место, где вы будете его посещать. Представитель службы новостей может обеспечить безопасный доступ и может сопровождать вас в кампусе.
    • Правильно носите маски для лица внутри любого здания кампуса и правильно носите маски для лица на открытом воздухе, когда социальное дистанцирование не менее шести футов невозможно.

    РЕФЕРАТ

    Достигают ли многоядерные 3d-металлические катализаторы образования связи O–O за счет радикального сочетания или за счет нуклеофильной атаки воды? WNA лидирует в [Co 4 O 4 ] n+

    Роман Ежов, Алиреза Карбахш Равар, Габриэль Бери, Пол Ф. Смит и Юлия Пушкарь Каталитическое окисление воды

    0 DOI необходимый процесс производства чистой энергии на основе концепции искусственного фотосинтеза. Здесь мы предлагаем in situ spectroscopic and computational analysis for the closest known photosystem II analog, [Co 4 O 4 ] n+ ([Co 4 O 4 Py 4 Ac 4 ] 0 , Py = пиридин и Ac = CH 3 COO — ), который катализирует электрохимическое окисление воды. In situ расширенная тонкая структура поглощения рентгеновских лучей обнаруживает ультракороткую часть Co IV = O (∼1,67 Å), ключевое промежуточное соединение для образования связи O–O. Анализ теории функции плотности показывает, что промежуточное соединение имеет два Co IV центры и единица Co IV =O сильнорадикального характера, достаточная для поддержания перехода Co IV =O + H 2 O = Co–OOH + H + , где карбоксильный лиганд принимает протон и мостиковый кислород стабилизируют пероксид через водородную связь. Предлагаемый механизм нуклеофильной атаки водой объясняет все предыдущие спектроскопические данные ядра Co 4 O 4 4+ . Наши результаты важны для проектирования и разработки эффективных катализаторов окисления воды, которые способствуют достижению конечной цели получения чистой энергии за счет искусственного фотосинтеза.

    Биосфера | Определение, ресурсы, циклы, примеры и факты

    Экологические сферы Земли

    Смотреть все СМИ

    Похожие темы:
    Население
    биогеографический регион
    биоразнообразие
    трофическая пирамида
    микробиом

    Просмотреть весь связанный контент →

    Популярные вопросы

    Что такое биосфера?

    Биосфера представляет собой тонкий поддерживающий жизнь слой поверхности Земли, простирающийся от нескольких километров вглубь атмосферы до глубоководных жерл океана. Он состоит из живых организмов и неживых факторов, из которых организмы получают энергию и питательные вещества.

    Какова роль биосферы?

    Биосфера поддерживает всю жизнь на Земле, от 3 до 30 миллионов видов растений, животных, грибов, одноклеточных прокариот, таких как бактерии, и одноклеточных эукариот, таких как простейшие.

    Что такое абиотические и биотические компоненты биосферы?

    Два компонента биосферы называются абиотическим и биотическим. Абиотическая, или неживая, часть каждой экосистемы включает поток энергии, питательных веществ, воды и газов, а также концентрации органических и неорганических веществ в окружающей среде. Второй компонент — это биотическая часть, или часть живых организмов, в которую входят производители, консументы и редуценты.

    Какие основные циклы происходят в биосфере?

    Основными циклами, происходящими в биосфере, являются цикл углерода, цикл азота, цикл серы, цикл фосфора и гидрологический (водный) цикл.

    Сводка

    Прочтите краткий обзор этой темы

    биосфера , относительно тонкий поддерживающий жизнь слой поверхности Земли, простирающийся от нескольких километров вглубь атмосферы до глубоководных жерл океана. Биосфера представляет собой глобальную экосистему, состоящую из живых организмов (биоты) и абиотических (неживых) факторов, из которых они получают энергию и питательные вещества.

    До появления жизни Земля была унылым местом, каменистым шаром с мелководными морями и тонкой полосой газов, в основном двуокиси углерода, монооксида углерода, молекулярного азота, сероводорода и водяного пара. Это была враждебная и бесплодная планета. Это строго неорганическое состояние Земли называется геосферой; она состоит из литосферы (горная порода и почва), гидросферы (вода) и атмосферы (воздух). Энергия Солнца безжалостно бомбардировала поверхность первобытной Земли, и со временем — миллионы лет — химические и физические действия привели к появлению первых признаков жизни: бесформенных желеобразных сгустков, которые могли собирать энергию из окружающей среды и производить больше себе подобных. . Это зарождение жизни в тонком внешнем слое геосферы создало так называемую биосферу, «зону жизни», отводящую энергию оболочку, которая использует материю Земли для создания живого вещества.

    Биосфера представляет собой систему, характеризующуюся непрерывным круговоротом вещества и сопровождающим его потоком солнечной энергии, в котором некоторые крупные молекулы и клетки самовоспроизводятся. Вода является основным предрасполагающим фактором, поскольку от нее зависит вся жизнь. Элементы углерод, водород, азот, кислород, фосфор и сера в сочетании с белками, липидами, углеводами и нуклеиновыми кислотами обеспечивают строительные блоки, топливо и направление для создания жизни. Поток энергии необходим для поддержания структуры организмов путем образования и расщепления фосфатных связей. Организмы являются клеточными по своей природе и всегда содержат какую-то закрывающую мембранную структуру, и все они имеют нуклеиновые кислоты, которые хранят и передают генетическую информацию.

    Вся жизнь на Земле в конечном счете зависит от зеленых растений, а также от воды. Растения используют солнечный свет в процессе, называемом фотосинтезом, для производства пищи, которой питаются животные, и для производства в качестве побочного продукта кислорода, необходимого большинству животных для дыхания. Сначала океаны и суша кишели большим количеством нескольких видов простых одноклеточных организмов, но постепенно эволюционировали все более сложные растения и животные. Взаимоотношения развивались таким образом, что определенные растения росли вместе с некоторыми другими растениями, а животные, связанные с растениями и друг с другом, образовывали сообщества организмов, включая сообщества лесов, лугов, пустынь, дюн, болот, рек и озер. Живые сообщества и их неживая среда неразрывно взаимосвязаны и постоянно взаимодействуют друг с другом. Для удобства любой сегмент ландшафта, включающий биотические и абиотические компоненты, называется экосистемой. Озеро является экосистемой, когда оно рассматривается в совокупности не только как вода, но и как питательные вещества, климат и вся жизнь, содержащаяся в нем. Данный лес, луг или река также являются экосистемой. Одна экосистема переходит в другую вдоль зон, называемых экотонами, где встречается смесь видов растений и животных из двух экосистем. Лес, рассматриваемый как экосистема, представляет собой не просто древостой, а комплекс почвы, воздуха и воды, климата и минералов, бактерий, вирусов, грибов, трав, трав и деревьев, насекомых, рептилий, амфибий. , птиц и млекопитающих.

    Другими словами, абиотическая, или неживая, часть каждой экосистемы в биосфере включает потоки энергии, питательных веществ, воды и газов, а также концентрации органических и неорганических веществ в окружающей среде. Биотическая, или живая, часть включает три основные категории организмов в зависимости от их способов получения энергии: первичные производители, в основном зеленые растения; потребители, к которым относятся все животные; и редуценты, к которым относятся микроорганизмы, расщепляющие остатки растений и животных на более простые компоненты для повторного использования в биосфере. Водные экосистемы включают морскую среду и пресноводную среду на суше. Наземные экосистемы основаны на основных типах растительности, таких как леса, пастбища, пустыни и тундра. С каждой такой растительной провинцией связаны определенные виды животных.

    Экосистемы могут быть далее подразделены на более мелкие биотические единицы, называемые сообществами. Примеры сообществ включают организмы в зарослях сосен, на коралловом рифе и в пещере, долине, озере или ручье. Основное внимание в сообществе уделяется живому компоненту, организмам; исключаются абиотические факторы внешней среды.

    Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
    Подпишитесь сейчас

    Сообщество представляет собой совокупность популяций видов. В сосновом насаждении может быть много видов насекомых, птиц, млекопитающих, каждый из которых является отдельной единицей размножения, но каждый зависит от других в своем дальнейшем существовании. Кроме того, вид состоит из индивидуумов, отдельных функциональных единиц, идентифицируемых как организмы. За пределами этого уровня единицами биосферы являются единицы организма: системы органов, состоящие из органов, органов из тканей, тканей из клеток, клеток из молекул и молекул из атомарных элементов и энергии. Таким образом, прогрессия, идущая вверх от атомов и энергии, ведет к меньшему количеству единиц, более крупных и сложных по структуре на каждом последующем уровне.

    Эта статья посвящена составу биосферы и исследует отношения между ее основными компонентами, включая человека. Рассматриваются характеристики и динамика биологических популяций и сообществ, а также взаимодействия, составляющие первичные стабилизирующие связи между составляющими организмами. Должное внимание также уделяется моделям распределения этих биотических единиц и процессам, которые привели к таким моделям. Подробно рассматриваются основные водные и наземные экосистемы Земли. Другие моменты включают в себя преобразования энергии и переносы внутри биосферы и циклический поток материалов, необходимых для жизни.