ИЗКУСТВЕНАТА ФОТОСИНТЕЗА
Животът на Земята е немислим без фотосинтезата. Водораслите, висшите растения и някои типове бактерии непосредствено използуват слънчевото лъчение за «производство» на основни хранителни вещества; от своя страна животните живеят на гърба на растенията, като превръщат тяхната зелена маса в жизненоважни продукти. Следователно фотосинтезата е онзи първичен преобразовател, който по-нататък захранва цялотс Многообразие ла земния живот.
Без нея не можем да си представим и функционирането на нашата цивилизация. Почти 95% от използуваните днес горива — нефтът, природният газ, каменните въглища, различните видове биомаса — са концентрирана чрез фотосинтеза слънчева енергия.
Погледнато глобално, фотосинтезата е реакция, при която лъчистият поток се превръща в химична енергия на растителните тъкани. От лявата страна на химичното уравнение стоят водата и въглеродният двуокис, от дясната — някакъв въглехидрат и кислород. Тази простота обаче е измамна; междинно протичат множество сложни биохимични превръщания, чието разгадаване все още е трудна задача за науката. Биофизиците са заели вече подстъпите към нея и не е далеч денят, когато изкуствената фотосинтеза ще стане факт.
Сигурно ще попитате: а защо е необходима тя?
Първо, защото натрупаната през десетките милиони години енергия на природните горива ще бъде изразходвана само за няколко поколения. Второ, защото технизацията става причина рязко да се покачи съдържанието на въглероден двуокис в атмосферата; едно от последствията (не най-опасното) е «парниковият ефект», който може да стане катастрофален за климатичното равновесие. И трето, защото стотици милиони хора гладуват, макар реколтите да са високи; ефективността на природната фотосинтеза не ни задоволява и на всяка цена трябва да бъде повишена.
Нека се обърнем към цифрите. В изкуствени условия фотосинтезата има максимален коефициент на полезно действие 30%. Химическите реакции протичат само под действието на видимата област от слънчевия спектър, а тя е половината от общия по- ток — следователно ефективността спада до 15%. Около 40% от видимата светлина се отразява във водните басейни или попада в пустинни области — общата ефективност спада на 9%. Като се има предвид, че 40% от органичния материал се синтезира (почти без полза за нас) от фитопланктона — микроскопични растения по повърхността на океана — и много повече в растенията в горите, джунглите, тундрата и т.н., ефективността става много, много ниска. Нека дадем точната цифра: само 0,1% от слънчевия поток работи директно за изхранването на човека! Казано в абсолютна стойност — ЗЛО21 джаула.
Ето този толкова нисък процент смущава съвременната наука. Ерозията на почвата пречи да се увеличават площите с култури; реколтите могат да се повишат до определена граница, но за сметка на внасянето на микроелементи, които често се оказват опасни за здравето. Остава едно решение: да се повиши до максимална степен ефективността на фотосинтезата.
Това ще бъде една от големите задачи на XXI век. На първо време ще бъдат построени изкуствени фотосистеми; в тях като фоторецептори ще се използуват хлорофилът и други пигменти, изолирани от клетките, и ферментни системи, също взети направо от природата. Сиреч човекът ще използва на готово необходимите компоненти, но създавайки «изкуствени листа» с площ десетки и стотици квадратни метри.
Растенията синтезират белтъчини, нуклеинови киселини, липиди, въглехидрати, но те са само част от потребностите на човека. За да се получат пълноценни белтъчини, тези първични продукти трябва да минат през «преработвателния завод» на животните, където се синтезират биохимични съединения от много по-висш порядък. А не може ли тази вторична преработка да бъде заобиколена, тоест да се разработят фотосистеми, които да синтезират ценни съединения директно от слънчевата светлина? Тук думата има генното инженерство. Трябва да бъдат създадени хибридни гени с доста странни качества — получаване на полуживотни-полурастения. Ние все още не знаем как може да стане това, но задачата е принципно решима.
Известно е, че водородът е горивото на бъдещето. Още преди повече от четири десетилетия беше забелязано, че в анаеробни (без достъп на кислород) условия едноклетъчни водорасли губят способността си да отделят кислород и започват да произвеждат газообразен водород. Това сега наричаме фотоотделяне на водород от растителните клетки. Успехите са насърчаващи и вероятно след две-три десетилетия голяма част от горивото за транспортните средства ще се добива по този начин.
Много важно е разумното оползотворяване на биомасата — стъбла, корени, дървесина и дървени отпадъци, които не се използуват за хранене на животните и човека. Всички те съдържат изключително ценно съединение — целулоза. По-нататъшната преработка на целулозата е една от главните задачи пред биохимията. Може по химичен път или чрез ферменти от нея да се получи гликоза, от която след това да се синтезират някои белтъчини. От целулозата може да се получават спирт и горивни газове — водород и метан.
Към средата на следващия век вероятно ще настъпи истинско царство на фотобиониката. В лабораторни условия ще бъдат създавани изкуствени растения с различни качества и точно определени функции. Тези нови чудати творения на човека ще живеят по най-слънчевите територии и ще дават странни плодове. Енергията на нашата звезда ще се използува пълноценно: за гориво, за вкусна и калорична растителна и животинска храна, може би за някои специални материали. Човекът и растенията ще станат приятели, защото имат насъщна нужда от взаимопомощ
Прочетено: 369 пъти
Здравейте! Вероятно използвате блокиращ рекламите софтуер. В това няма нищо нередно, много хора го правят. |
Но за да помогнете този сайт да съществува и за да имате достъп до цялото съдържание, моля, изключете блокирането на рекламите. |
Ако не знаете как, кликнете тук |
Изкуствената фотосинтеза
Безплатни реферати, есета, доклади, анализи и всякакви теми свързани с биологията.
Биофизика, биохимия, молекулрна биология, морфология, цитология, хистология, ембриология, анатомия, физиология, генетика, онтология, геронтология, филогения, таксономия, палеонтология, екология, патология
Биофизика, биохимия, молекулрна биология, морфология, цитология, хистология, ембриология, анатомия, физиология, генетика, онтология, геронтология, филогения, таксономия, палеонтология, екология, патология
Отиди на
- Въпроси, информация, новини
- ↳ Въпроси и проблеми, свързани с Kaminata.net
- ↳ Информация и новини
- ↳ Анкети
- ↳ Поздрави!!!
- Обсъждане
- ↳ Лафчета, лични проблеми, въпроси и още
- ↳ Любопитни новини
- ↳ Всичко за електронната цигара
- ↳ Поезия, лично и чуждо творчество!!!
- ↳ Миг в кадър
- ↳ Спам, спам, спам!!!
- Забавление и образование
- ↳ Музика
- ↳ Филми
- ↳ Книги
- ↳ Всякакви игри
- ↳ Форумни игри
- ↳ Реферати, есета, доклади, анализи
- ↳ Заявки за сваляне от Помагало
- ↳ Биология
- ↳ Български език
- ↳ География
- ↳ Геодезия, геология
- ↳ Геополитика
- ↳ Геофизика
- ↳ Европейска интеграция
- ↳ Екология
- ↳ Журналистика
- ↳ Информатика, IT, интернет
- ↳ Икономика
- ↳ История
- ↳ Литература
- ↳ Математика
- ↳ Медицина
- ↳ Механика
- ↳ Митология
- ↳ Педагогика
- ↳ Политология, политика
- ↳ Полиция, отбрана, национална сигурност
- ↳ Право
- ↳ Психология
- ↳ Радиоелектроника
- ↳ Религия
- ↳ Социология и социална политика
- ↳ Статистика
- ↳ Технически науки
- ↳ Транспорт
- ↳ Туризъм
- ↳ Физика и астрономия
- ↳ Физкултура и спорт
- ↳ Философия
- ↳ Химия
- ↳ Чужди езици
- ↳ Други
- Свободно време
- ↳ Свободно време
- ↳ Спорт
- ↳ Авто-мото
- ↳ Кулинария и рецепти
- ↳ Салати, предястия, аламинути
- ↳ Супи
- ↳ Ястия с месо
- ↳ Ястия с птиче месо
- ↳ Десерти и тестени ястия
- ↳ Ястия с риба
- ↳ Вегетариански ястия
- ↳ Пици
- ↳ Напитки и коктейли
- ↳ Други
- Компютри, интернет, програмиране
- ↳ Хардуер
- ↳ Интернет свят
- ↳ Софтуер
- ↳ Линукс - инсталация, настройки, проблеми
- Мобилен свят
- ↳ GSM новини, проблеми и въпроси
- ↳ Полезни нещица
- Много смях и закачки
- ↳ Вицове и смешни истории
- ↳ Забавни клипове и картинки
- ↳ Развлечения, тъпизми и всякакви подобни
- Архив
- ↳ Архив
- ↳ Софтуерни продукти
- ↳ Аудио и видео
- ↳ Изображения
- ↳ Текстови редактори
- ↳ Браузъри
- ↳ Windows инструменти
- ↳ Инсталация
- ↳ Антивирус
- ↳ Почистване и отпимизация
- ↳ Чертане и 3D моделиране
- ↳ Отдалечен достъп
- ↳ Плейъри
- ↳ Хард диск инструменти и бекъп
- ↳ CD/DVD/BlueRay инструменти
- ↳ FTP клиенти
- ↳ Интернет/Мрежи
- ↳ Програмиране
- ↳ Архивни мениджъри
- ↳ OCR - оптично разпознаване на текст
- ↳ Друг софтуер
- ↳ IT Новини