Fizica fotosintezei
Particulele de lumină numite fotoni emanând de la soare cad în mod accidental în moleculele de clorofilă și în alte pigmenți de absorbție a luminii care sunt concentrate în interiorul celulelor fiecărei frunze, precum și în interiorul fiecărei bacterii fotosintetice. Dar, de îndată ce energia fotonului este introdusă, acesta nu mai este nesistematic. Într-un fel sau altul, este îndreptată spre un flux constant spre centrul de reacție fotosintetic al celulei, unde se utilizează ulterior cu o eficiență maximă pentru conversia dioxidului de carbon în zaharoză. Începând cu anii 1930, oamenii de știință au recunoscut că această cale trebuie descrisă prin mecanica cuantică, ceea ce indică faptul că particulele, cum ar fi electronii, acționează adesea ca valuri. Fotonii, izbitoare de moleculele antenei, ridică valurile de la electronii încărcați - excitoni, ca o piatră care pulverizează apă într-o baltă. Aceste excitoni sunt mai mult
sunt transferate dintr-o moleculă a celeilalte, până când ajung în centrul de reacție. Dar calea lor este un salt ciudat și necontrolat, așa cum credeau oamenii de știință inițial? Poate mișcarea lor să fie mai organizată? Unii cercetători moderni au arătat că excitonii pot fi coerenți, iar undele lor se pot propaga în mai multe molecule, în timp ce continuă să urmeze în mod concertat și să se întărească reciproc.
Coerența cuantică a valurilor
De ce nu se colapsă coerența?
Dar cum poate coerența cuantică să dureze destul de mult pentru a fi utilă în fotosinteză? Majoritatea fizicienilor ar presupune că la temperaturile ambientale, haosul molecular din vecinătate din celulă distruge aproape instantaneu coerența. Simularea computerizată efectuată de Lloyd și de unii dintre colegii săi sugerează răspunsul: un zgomot nesistematic în mediul înconjurător poate crește probabil eficiența transferului de energie în fotosinteză decât scăderea. Sa dovedit că excitonul poate cădea uneori într-o capcană în anumite locuri ale lanțului fotosintetic, dar simularea arată că zgomotul ambiental îl poate agita destul de bine fără a distruge coerența. Astfel, conform Lloyd, mediul eliberează excitonul și îi permite să continue calea.
Ce este capilaritatea?
Suprafața lichidului turnat în vas în partea sa mijlocie este orizontală, la pereții vasului este întotdeauna curbată. O parte concavă sau curbată a unui lichid pe suprafața apei este numită menisc. În vasele largi, menisci, care captează doar o mică suprafață în apropierea pereților, nu schimbă presiunea lichidului. În vasele înguste, de exemplu, în tuburi subțiri-capilare, meniscul captează întreaga suprafață și astfel influențează presiunea lichidului care se schimbă sub suprafața curbată.
Capsele în plante
Nutriția plantelor se datorează absorbției umidității și substanțelor nutritive din sol, ceea ce este posibil datorită prezenței capilarelor în sistemul de rădăcină și tulpini de plante. Explicația capilarității este necesară la cultivarea solului. De exemplu, pentru o evaporare mai intensă a umidității din sol, este necesară compactarea acesteia. În acest caz, se formează capilari în sol și umiditatea se ridică de-a lungul lor și se evaporă. Pentru a reduce evaporarea, solul este slăbit, distrugând capilarele, iar umiditatea durează mai mult în sol.
fotosinteză
Concluzii: Faza ușoară a fotosintezei este un proces fiziologic foarte complex de conversie a energiei, care are loc în cloroplaste (pe thylakoide granulare). Se știe că energia solară nu poate participa direct la formarea materiei organice, deci în transformarea acestei energii nesfârșite, semnificația biologică de bază a fazei luminoase este. Energia soarelui este stocată în legăturile compușilor chimici (ATP și NADP * H), care în viitor pot participa la alte procese de fotosinteză (fază întunecată). Faza ușoară a fotosintezei este un proces biologic foarte complex, care necesită o înțelegere a legilor fizicii și chimiei. Și, de asemenea, integrarea lor ulterioară în știința biologică, numai în lumina acesteia vom putea înțelege și înțelege pe deplin importanța acestui proces pentru biosfera planetei noastre.
Datorită activității noastre de cercetare, am aflat cât de importante sunt procesele fizice, cum ar fi evaporarea capilarității și, în special, importanța fotosintezei.