כיצד מאוחסנת אנרגיה סולארית בצמחים? אחת השאלות הבסיסיות שהאדם מנסה להבין ולענות עליה כשהוא רואה שהצמחים נמצאים בראש שרשרת המזון.
השמש או אנרגיית השמש הם מקור האנרגיה הרב ביותר שיש לנו, הוא בן כ-4.6 מיליארד שנים, עם עוד 5 מיליארד שנים של דלק מימן לשרוף במהלך חייו.
אנרגיה סולארית, האנרגיה שמעורבת כמעט בכל תגובה אחרת שמתרחשת על פני כדור הארץ. לא ניתן להדגיש יתר על המידה את השימושים באנרגיה סולארית.
מאספקת אור שמש להישרדות האדם, הדלקת הנורות שלנו מחממות ואפילו קירור פני האדמה והמים, אנחנו יכולים גם להמיר אותו לחשמל כדי להפעיל כל דבר, החל מקמקרוואנים לבתים בפרברים ועד לחנויות, לתהליך תעשייתי וגם, הגורם העיקרי לפוטוסינתזה. להתרחש.
בתקופה האחרונה, יש שימוש נוסף באדם הכולל שימוש באנרגיה סולארית כאנרגיה מתחדשת לחשמול והפעלת אנרגיה אחרת. אחד משימושי הפתיחה של אנרגיית השמש במערכת השמש הוא השימוש באנרגיה סולארית בגידול צמחים בתהליך שאנו יכולים לקרוא לו פוטוסינתזה.
אז כדי לענות על השאלה איך מאוחסנת אנרגיית השמש בצמחים? אנו יכולים פשוט להעלות השערה על ידי אמירה שאנרגיה סולארית מאוחסנת בצמחים בתהליך המכונה פוטוסינתזה. תצטרך לקרוא כדי להוכיח אם ההשערה שלנו נכונה או שגויה.
תוכן העניינים
מדוע צמחים אוגרים אנרגיה סולארית?
צמחים הם היצרנים שיש לנו בשרשרת המזון ובמהלך הפוטוסינתזה - התהליך שבו צמחים מייצרים מזון, צמחים לוכדים אנרגיית אור עם העלים שלהם. אנרגיה זו שנלכדה מסייעת לצמיחת הצמח.
הם גם משתמשים באנרגיה של השמש כדי לשנות מים ופחמן דו חמצני לסוכר הנקרא גלוקוז.
גלוקוז משמש את הצמחים לאנרגיה ולהכנת חומרים אחרים כמו תאית ועמילן. תאית משמשת לבניית קירות תאים. עמילן מאוחסן בזרעים ובחלקי צמחים אחרים כמקור מזון. זו הסיבה שחלק מהמזונות שאנו אוכלים, כמו אורז ודגנים, עמוסים בעמילן.
השאר מאוחסן ולאחר מכן מועבר לצרכן כאשר הוא נצרך על ידי צמח, חיה או אדם אחר. זאת אומרת, אנרגיה שנאגרה במהלך הפוטוסינתזה מתחילה את זרימת האנרגיה והפחמן לאורך שרשרת המזון.
שוב, אנו יכולים לחשוב מאיפה מגיע החמצן שאנו שואפים. 20% מהחמצן שאנו נושמים מגיע מצמחים. השאר, למרות שעדיין עוברים פוטוסינתזה, אינם מסווגים בדרך כלל כצמחים. אלה הם פיטופלנקטונים קטנים או מיקרוסקופיים הממוקמים באוקיינוסים.
האם כל המפעלים אוגרים אנרגיה סולארית?
כן. כל הצמחים מאחסנים אנרגיה סולארית כמו שאנרגיה סולארית היא מה שדורש את הישרדותם. פוטוסינתזה שעונה על השאלה "כיצד מאוחסנת אנרגיית השמש בצמחים?" נחוץ להישרדות וצמיחה של צמחים ולכן, כדי שצמחים ישרדו, הם צריכים לאגור אנרגיה סולארית.
כיצד מאוחסנת אנרגיה סולארית בצמחים?
זה הכי פופולרי עבור כולם לדבר על אנרגיה סולארית בתחרויות אחרות כמו שימוש באנרגיה סולארית כמקור אנרגיה מתחדשת לייצור חשמל, אבל בואו נראה, איך מאוחסנת אנרגיית השמש בצמחים?
החלק בספקטרום האלקטרומגנטי של אנרגיית השמש שנאגר ומשמש את הצמחים לפוטוסינתזה במהלך תהליכים כימיים ופיזיקליים אחרים בצמחים הוא החלק הקטן של ספקטרום האור הנראה.
עכשיו, איך צמחים לוכדים את האור הזה הוא עם מולקולות פיגמנט כמו כלורופיל A שסופג כחול-סגול וקנה, משקף צבע ירוק, כלורופיל B שסופג כחול וכתום ומשקף את הצבע הירוק ופיגמנטים אחרים כמו בטא קרוטן שנותנים לצמחים כמו גזר את שלהם. צֶבַע.
על פי ספקטרום הספיגה של פיגמנטים שונים, תראה שכולם מגיעים לשיא במקומות שונים מה שמאפשר לאורגניזמים פוטוסינתטיים להיות יעילים מאוד בלכידת אורכי גל שונים, אך לרוב הפיגמנטים הפוטוסינתטיים יש ספיגה נמוכה באזור הירוק של אורך הגל ( 500-600).
אז, צמחים אינם משתמשים באור ירוק בצורה יעילה כלל וזו הסיבה שהירוק מועבר ומשתקף וזו הסיבה שצמחים מראים ירוק או נניח שבגלל זה יש לכלורופיל את הצבע הירוק.
אנרגיה סולארית מאוחסנת בצמחים על ידי מה שאנו פשוט מכירים כפוטוסינתזה.
כעת, כדי להראות שאנרגיה סולארית נחוצה לפוטוסינתזה, נלך בעקבות דוגמה מעשית.
חומרים נדרשים
- עציץ בריא
- זכוכית שעון
- מבחנה
- שתי כוסות עם מים
- תמיסת יוד
- כּוֹהֶל
- ניירות שחורים
- מבער בונזן
- מִצבָּטַיִם
- מעמד לחצובה עם גזה תיל
- ושחרור
התַהֲלִיך
- קח עציץ בריא ושמור אותו בחדר חשוך למשך 24 שעות,
- לאחר 24 שעות, כסו את אחד העלים שלו בצד העליון והתחתון בחתיכות נייר שחורות,
- שים את הצמח לאור השמש למשך 3 עד 4 שעות,
- לאחר 3 עד 4 שעות, תלפו את העלה שכיסיתם בחתיכות נייר שחורות והסירו את פיסות הנייר השחורות שעליו,
- הרתיחו את העלה במים כדי להרוג אותו,
- לאחר הרתיחה של העלה במים, מרתיחים אותו שוב באלכוהול,
- בסיום, שטפו את העלה במים קרים והניחו אותו בכוס שעון,
- כעת, שפכו עליו כמה טיפות של תמיסת יוד
תצפית
העלה שנחשף לאור השמש יהפוך לכחול, ובחלק הנותר אין שינוי בצבע
סיכום
זה מראה שאור השמש הכרחי לפוטוסינתזה.
עכשיו, מהי פוטוסינתזה?
זהו התהליך המאפשר לכל החיים לחיות, השפעות לא יתאימו לבצע שום תהליך הכולל אנרגיה מבלי לשאת את האנרגיה הכימית הנאגרת על ידי אורגניזמים פוטוסינתטיים בסוכרים. ובכל זאת, התהליך העובדתי של הפוטוסינתזה הוא מסובך.
פוטוסינתזה מתרחשת בכלורופלסטים של צמחים. רק מילימטר מרובע של עלה מכיל כלורופלסטים! הכלורופלסט אחראי לצבע הצמח ומכיל צבעי כלורופיל ירוקים וכן צבעי קרוטנואידים אדומים, כתומים או צהובים.
מכיוון שצבעים אלו יכולים לספוג רק אנרגיית אור שהיא צבע ספציפי, צבעי הכלורופיל הירוק סופגים את קרני השמש החשובות יותר מכחול עד סגול ומשקפים ירוק, בעוד שצבעי קרוטנואידים סופגים את קרני השמש הירוקות הפחות חשובות ומשקפים צהוב או אדום.
האם ידעת שזאת בעצם הסיבה שצמחים משנים צבעים במהלך העונות השונות? כשהשמש לא כל כך חזקה באזור שנמצא בעונת הסתיו או האביב, הכלורופילים הירוקים לא יכולים להשתמש באור הפחות חשוב, ולכן הצמחים חוזרים להשתמש בצבעי קרוטנואידים כדי להאריך את תהליך הפוטוסינתזה עד לחורף.
צבעי הקרוטנואידים בצבעים שונים משתלטים ומולידים את הצמחים המבריקים בצבעי אדום, כתום וצהוב. חבורה של צבעי כלורופיל וקרוטנואידים פועלים יחד ויוצרים "תסביך אנטנה". הראשון מבין המתחמים הללו הוא מערכת צילום 2, בעלת צבעים רבים המחוברים למרכז תגובה.
צבעים אלה הופכים לבלתי יציבים כאשר פוטונים מהשמש פוגעים בהם. הם גם מעבירים את חוסר האיזון למרכז תגובה. במרכז התגובה, טלאי המכונה pheophytin מקבל את חוסר האיזון וצריך לוותר על כמה אלקטרונים, שעוברים לסדרה של תגובות המכונה שרשרת העברת האלקטרונים.
בזמן ההעברה, אלקטרונים ממולקולות H2O מחליפים את האלקטרונים האבודים של pheophytin ונלקחים על ידי הפרדת אטום החמצן מאטומי המימן שלו.
החמצן משתחרר לאטמוספירה והמימנים מונחים במקום זמני. המימן במקום הזמני הזה הוא חלק חשוב בהחלט בפוטוסינתזה שנקבל בעוד זמן מה.
שרשרת הובלת האלקטרונים זורקת בסופו של דבר אלקטרונים מיותרים שנלקחו מפיאופיטין לתוך "תסביך אנטנה" חלופי הנקרא Photosystem 1 הפועל בדומה למערכת הצילום האחרונה, אך מפעיל את האלקטרונים שנשמטו אלה במרכז התגובה.
האלקטרונים משמשים לייצור NADPH, שיש לו חלק חשוב בהכנת סוכר.
ראשית, בואו נחזור למימנים שהוכנסו למקום זמני. הנקודה הזמנית מכילה מספר רב של אטומי המימן הללו, שרוצים להגיע לאזור שבו הם פחות מרוכזים. לפיכך, הכלורופלסטים רק נותנים למימן לנוע דרך חור קטן כלפי חוץ שאליו מחוברת משאבה.
התנועה של חציית המימנים מייצרת אנרגיה בצורה של ATP, בדומה לאופן שבו סכרים הידרואלקטרים משתמשים במים הזורמים דרכם כדי לסובב מחוללי אנרגיה.
למולקולות ATP יש אטומים גדולים שלא אוהבים להיות אחד ליד השני וכל הזמן דוחקים זה את זה, כך שתאים יכולים להשתמש באנרגיה של האטומים העפים זה מזה כאשר מולקולות ATP נשברות לצורך אנרגיה.
אבל ATP לא ממש יציב, אז צמחים קולטים CO2 ומשתמשים ב-NADPH ממערכת 1 כדי להמיר את האנרגיה לסוכרים, שגם להם יש אטומים שדוחפים זה את זה למטה. ייצור סוכר זה אוגר את אנרגיית השמש ומאפשר להתרחש חיים ביולוגיים.
אז בפעם הבאה שאתם שורפים חתיכת עץ או אוכלים ספגטי, זכרו שאתם משתמשים באנרגיה שנאגרה מהשמש.
שאלות נפוצות
- היכן מאוחסנת אנרגיה סולארית בפוטוסינתזה?
פוטוסינתזה היא מסלול מאוד מורכב וביוכימי הכולל מספר תגובות כימיות.
אבל בסופו של דבר ממירה אנרגיית אור, מים ופחמן דו חמצני לסוכר וחמצן המשתחררים לאטמוספירה והסוכרים מעובדים גם מאוחסנים כגלוקוז, סוכרוז ועמילנים, פחמן דו חמצני מגיב עם ריבוז 1,5 ביספוספט האנזים רוביסקו.
בסופו של דבר, הוא מסנתז גליצרלדהיד-3-פוספט מתוך מחזור קלווין ועל ידי כך הסוכרים יכולים להפוך לגלוקוז, סוכרוז או לאחסן כפולימרים של סוכר הנקרא עמילן. חלק מהסוכרים עוברים את שלבי הגליקוליזה לפיהם הם נכנסים למחזור TCA וזרחון חמצוני כדי ליצור בסופו של דבר כמות גדולה של ATP המשמשת בתא למסלולים שונים אחרים.
אז, האנרגיה שמגיעה מאנרגיית האור מומרת לסוכרים וחמצן שאותם סוכרים מאוחסנים לסוגים שונים ומשמשים למסלולים הבאים שהתא זקוק להם לצמיחה והישרדות.
המלצות
- מאפיינים שונים של צמחי מים
. - 10 המינים הכי בסכנת הכחדה בקנדה
. - 40 חברות האנרגיה הסולארית המובילות לפי מדינות
. - 7 השימושים המובילים באנרגיה סולארית | יתרונות וחסרונות
. - 9 סוגי זיהום מים
. - דלדול משאבי טבע, סיבות, השפעות ופתרונות
. - דברים שכדאי לזכור בעת תכנון מערכת תאורת רחוב סולארית
איש סביבה מונע תשוקה בעל פה. כותב תוכן מוביל בחברת EnvironmentGo.
אני שואף לחנך את הציבור על הסביבה ובעיותיה.
זה תמיד היה על הטבע, אנחנו צריכים להגן ולא להרוס.