Информация

Използване на слънчева светлина в биологични процеси

Използване на слънчева светлина в биологични процеси


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Слънчевата светлина се използва от зелените растения при фотосинтезата, но се използва и от животните за синтеза на витамин D. Има ли прилики между двата процеса и как всъщност се използва светлинната енергия?


Ние не го получаваме от слънцето, той е синтезиран.

Хората могат да го получат…

  • чрез хранене.
  • чрез синтез в кожата, който зависи от UV лъчението. Слънцето е основният източник на това (радиация, а не витамин), а синтезът в кожата - основен източник на витамин. Въпреки това, той се нуждае от допълнителна модификация в черния дроб или бъбреците, за да стане биоактивен. UV лъчението е необходимо и директно причинява отваряне на циклична молекулна структура, променяйки холестерола в превитамин D3.

За повече подробности вижте глава „Биосинтез“ на https://en.wikipedia.org/wiki/Vitamin_D


Прилики

Въпреки големите общи различия, има някои основни прилики в двата процеса:

  • Светлинната енергия възбужда електрона до по-високо енергийно ниво.
  • Ковалентната връзка се разрушава, когато електронът се движи на друго място. Този процес се нарича „фотолиза“ и е чисто химичен.

Разлики

Разликата е в това какво се случва с възбудения електрон и степента на участие на клетъчните протеини и липиди:

  • При синтеза на витамин D електронът просто се премества "спонтанно" към друга връзка в новата молекула, която се образува. Това е краят на въпроса и ензимите не участват в тази реакция.
  • При фотосинтезата светлината първо се улавя от фоторецепторите и се насочва към мястото на фотолиза. След фотолиза, сътрудничеството на много протеини в сложен процес в система с мембранна връзка гарантира, че възбуденият електрон се прехвърля в NAD+, образувайки NADH, редуциращата мощност за последващото превръщане на въглероден диоксид във фосфоглицерат. (Генерира се и електрохимичен мембранен потенциал, позволяващ преобразуването на АДФ в АТФ, чиято хидролиза се използва за образуване на С-С връзките на фосфоглицерата.)

Синтез на витамин D

Стъпката на фотолиза в синтеза на витамин D е показана по -долу:

Молекулата предшественик се образува от холестерол в поредица от ензимни реакции и произведеният витамин D3 (всъщност резултат от спонтанно пренареждане на молекулата на първоначалния продукт) може да се метаболизира допълнително в ензимни процеси (вж. Berg и др. за повече подробности). Фотолизата на връзката, посочена в червено, обаче е чисто химическа.

Човек може да попита защо други електрони не се издигат до по -високо енергийно ниво и съответните връзки се скъсват. Други електрони могат да бъдат възбудени, но при липса на подходящ реакционен път към съединение с по-ниска термодинамична свободна енергия, електронът ще падне обратно към първоначалното си енергийно ниво, освобождавайки топлина. В случай на 7-дехидрохолестерол, координираната система с двойна връзка осигурява подходящ реакционен път към продукт с по-ниска свободна енергия. Може да се мисли за светлина (с подходяща дължина на вълната), осигуряваща енергията на активиране на реакцията (преодоляване на енергийната бариера, произтичаща от по-високата свободна енергия на междинния продукт на реакцията).

Фотосинтеза

Реакциите на фотосинтезата, които използват светлинна енергия (т.нар. „светлинни реакции“) включват две сложни фотосистеми, които са описани в стандартни текстове, напр. Берг и др.. Опростената диаграма разглежда само цялостния фотолитичен процес.

Молекулата, подложена на фотолиза тук, е вода - двете H -O връзки се разрушават и се произвежда кислород. В този случай обаче продуктът е случайно да даде възможност на електрона да намали NAD+. (Химичното окисляване е отстраняване на електрони и намаляване на тяхното добавяне.) Както беше споменато по-горе, тази сложна серия от реакции също води до електрохимичен градиент в хлоропласта. Движението на водородни йони през АТФ синтаза в тилакоидната мембрана на стромата на хлоропласта превръща ADP в ATP (по подобен начин на този при окислително фосфорилиране).

Резултатът от фотолизата в този случай е осигуряването на молекулярна редуцираща мощност и „енергия“, които ще бъдат използвани за преобразуване на 1-C въглероден диоксид в 3-C редуцирана захар в отделна серия от реакции, които сами по себе си не включват светлинна енергия (те се наричат ​​„тъмни реакции“, въпреки че очевидно не трябва да се случват на тъмно).

Coda

Въпреки че често се чува свободно споменаване на светлинната енергия, използвана за „направа“ на витамин D или захари, това може да бъде доста подвеждащо. Бих предложил, че е по-добре да се изрази какво постига светлинната енергия в химически термини и след това да се постави това в контекста на съответния синтетичен процес.


Използване на слънчевата светлина в биологичните процеси - Биология

Забелязали ли сте някога, че растенията се нуждаят от слънчева светлина, за да живеят? Изглежда малко странно, нали? Как може слънчевата светлина да бъде вид храна? Е, слънчевата светлина е енергия, а фотосинтезата е процесът, който растенията използват, за да вземат енергията от слънчевата светлина и да я използват за превръщане на въглеродния диоксид и водата в храна.

Три неща, от които растенията трябва да живеят

Растенията се нуждаят от три основни неща, за да живеят: вода, слънчева светлина и въглероден диоксид. Растенията дишат въглероден диоксид точно както ние дишаме кислород. Когато растенията вдишват въглероден диоксид, те издишват кислород. Растенията са основният източник на кислород на планетата Земя и ни помагат да живеем.

Сега знаем, че растенията използват слънчевата светлина като енергия, те получават вода от дъжд и получават въглероден диоксид от дишането. Процесът на приемане на тези три основни съставки и превръщането им в храна се нарича фотосинтеза.

Как растенията улавят слънчевата светлина?

Растенията улавят слънчевата светлина с помощта на съединение, наречено хлорофил. Хлорофилът е зелен, поради което толкова много растения изглеждат зелени. В началото може да си помислите, че е зелен, защото иска да абсорбира и използва зелена светлина. От нашето изследване на светлината обаче знаем, че цветът, който виждаме, всъщност е цветът на светлината, която се отразява. Така че хлорофилът всъщност отразява зелената светлина и абсорбира синя и червена светлина.

Повече подробности за фотосинтезата

Вътре в клетките на растението има структури, наречени хлоропласти. В тези структури се намира хлорофилът.

Има две основни фази на процеса на фотосинтеза. В първата фаза слънчевата светлина се улавя от хлоропластите и енергията се съхранява в химикал, наречен АТФ. Във втората фаза АТФ се използва за създаване на захар и органични съединения. Това са храните, които растенията използват, за да живеят и растат.

Първата фаза на процеса трябва да има слънчева светлина, но втората фаза може да се случи без слънчева светлина и дори през нощта. Втората фаза се нарича цикъл на Калвин, защото е открита и описана от учения Мелвин Калвин.

Въпреки че растенията се нуждаят от слънчева светлина и вода, за да живеят, различните растения се нуждаят от различно количество от всяко. Някои растения се нуждаят само от малко вода, докато други се нуждаят от много. Някои растения обичат да са на пряка слънчева светлина през целия ден, докато други предпочитат сянката. Изучаването на нуждите на растенията може да ви помогне да научите къде да ги засадите във вашия двор и как най -добре да ги поливате, така че те да процъфтяват.

Сега знаем, че растенията се нуждаят от слънчева светлина, вода и въглероден диоксид, за да живеят. Те приемат тези три компонента и използват хлорофил, за да ги превърнат в храна, която използват за енергия, и кислород, който издишват и ние използваме за живот. Всички растения използват фотосинтеза, така че всички те се нуждаят от малко слънчева светлина.


Използване на слънчевата светлина в биологичните процеси - Биология

Програмата за биологични и екологични изследвания (BER) подкрепя научни изследвания и съоръжения за постигане на прогнозно разбиране на сложни биологични, земни и екологични системи с цел повишаване на енергийната и инфраструктурната сигурност на нацията. Програмата се стреми да открие основната биология на растенията и микробите, докато те реагират и променят своята среда. Тези знания позволяват реинженеринг на микроби и растения за енергийни и други приложения. Изследванията на BER също така подобряват разбирането на динамичните процеси, необходими за моделиране на земната система, включително атмосферни, земни маси, океан, морски лед и подземни процеси.

През последните три десетилетия BER промени биологичната и науката за земната система. Ние помогнахме за картографирането на човешкия геном и положихме основите на съвременната биотехнология. Ние бяхме пионери в първоначалното изследване на атмосферната и океанската циркулация, което в крайна сметка доведе до модели на климата и земната система. През последното десетилетие изследванията на BER постигнаха значителен напредък в биологията, подкрепяйки производството на биогорива и биопродукти от възобновяема биомаса, оглавиха напредъка в секвенирането на генома и геномната наука и засилиха възможностите за прогнозиране на екосистемните и глобалните модели, използващи най-бързите компютри в света.

BER поддържа три потребителски съоръжения на Office of Science на DOE, потребителско съоръжение за измерване на атмосферното излъчване (ARM), Лаборатория за молекулярни науки за околната среда (EMSL) и Съвместен институт за геноми (JGI). Тези съоръжения съдържат уникални научни инструменти и възможности от световна класа, които са достъпни за цялата изследователска общност на конкурентна основа, партньорска проверка. Освен това бяха създадени четири изследователски центъра за биоенергия на DOE, които да продължат иновативни изследвания на ранен етап върху био-продукти, чиста енергия и технологии за биоенергия от следващо поколение.


Как живите същества получават и използват енергия?

Растенията получават енергия от слънцето и използват въглероден диоксид и вода в процеса, наречен фотосинтеза, за да произвеждат енергия под формата на захари. Животните използват захари, доставяни от растения и други организми, за да произвеждат енергия под формата на аденозин трифосфат (АТФ).

Всички живи организми получават материята и енергията си от околната среда, независимо дали е от въздуха, почвата, водата или храната. Учените измислиха пирамидата на енергията, за да обяснят как енергията се движи по хранителната верига. Пирамидата съдържа производители, първични потребители, вторични потребители и третични потребители. Производители, като растения, са в дъното на пирамидата. Производителите не консумират други организми за енергия. Първичните потребители разчитат на инсталации за своята енергия, а вторичните потребители разчитат на първични консуматори за своята енергия. На върха на пирамидата са третични консуматори или разградители, които получават енергия от вторични консуматори. Разложителите разграждат разлагащите се организми, за да получат тяхната енергия. Клетките в живите организми се нуждаят от енергия, за да поддържат своите структури и функции, както и да растат и да се размножават. Живите организми също произвеждат електрическа енергия и могат да правят копия на ДНК молекули, използвайки АТФ. Енергията се използва и за преместване на мускулите и пренасяне на сигнали от мозъка до различни нерви.


Отрицателни (вредни) ефекти на UV

Предизвиква рак на кожата - UV е екологичен канцероген за човека. Това е най-известният и универсален агент, причиняващ рак в нашата среда. Има много убедителни доказателства, че всеки от трите основни типа рак на кожата (базалноклетъчен карцином, плоскоклетъчен карцином и меланом) се причинява от излагане на слънце. Изследванията показват, че до 90% от рака на кожата се дължат на UV радиация.

Причинява слънчево изгаряне – UV изгаря кожата. Слънчевото изгаряне е изгаряне, което се получава, когато кожните клетки са увредени. Това увреждане на кожата се причинява от усвояването на енергия от UV лъчите. Допълнителна кръв тече към увредената кожа в опит да я възстанови, поради което кожата ви се зачервява, когато сте изгорени от слънцето.

Уврежда имунната система -Прекомерното излагане на UV лъчение има вредно потискащо действие върху имунната система. Учените смятат, че слънчевото изгаряне може да промени разпределението и функцията на белите кръвни клетки, които се борят с болестта при хората до 24 часа след излагане на слънце. Многократното прекомерно излагане на UV лъчение може да причини още повече увреждане на имунната система на организма. Имунната система защитава организма от бактерии, микроби, вируси, токсини и паразити (болести и инфекции). Можете да видите колко ефективна е имунната система, като погледнете колко бързо нещо се разпада, когато умре и имунната система спре да работи.

Уврежда очите - Продължителното излагане на UV или висок интензитет на UV (например в шезлонгите) уврежда тъканите на очите и може да причини „изгаряне“ на очната повърхност, наречено „снежна слепота“ или фотокератит. Ефектите обикновено изчезват в рамките на няколко дни, но могат да доведат до допълнителни усложнения по -късно в живота. През 1998 г. Вестник на Американската медицинска асоциация съобщава, че дори ниските количества слънчева светлина могат да увеличат риска от развитие на увреждане на очите, като катаракта (която, ако не се лекува, ще причини слепота), птеригиум и пингвекула. UV увреждането на очите е кумулативно, така че никога не е твърде късно да започнете да защитавате очите.

Остарява кожата - UV ускорява стареенето на кожата, тъй като UV разрушава колагена и съединителната тъкан под горния слой на кожата. Това причинява бръчки, кафяви „чернодробни“ петна и загуба на еластичност на кожата. Разликата между тена на кожата, бръчките или пигментацията от долната страна на ръката на човек и горната страна на същата ръка илюстрират ефектите от излагането на слънце върху кожата. Обикновено горната страна на ръката е имала повече излагане на слънце и показва по-големи щети от слънцето. Тъй като фотостареенето на кожата е кумулативно, никога не е късно човек да започне програма за слънцезащита. В противен случай, въпреки че тенът може да изглежда добре сега, може да платите за него с набръчкана кожена кожа или рак на кожата по -късно.

Отслабва пластмасите - Много полимери, използвани в потребителските стоки (включително пластмаси, найлон и полистирол) се разграждат или губят здравина поради излагане на UV светлина.

Избледнява цветовете – Много пигменти (използвани за оцветяване на храни, козметика, тъкани, пластмаса, боя, мастило и други материали) и багрила абсорбират UV и променят цвета си. Тъканите, обзавеждането и картините се нуждаят от защита от UV (флуоресцентни лампи, както и слънчева светлина), за да се предотврати промяна или загуба на цвят.


Изчислителната биология превръща идеите в хипотези

И накрая, компютрите промениха биологията, като направиха размити концепции строги и проверими. Ето един пример от моето собствено изследване: в продължение на десетилетия изследователите на рака обсъждат идеята, че генетичната хетерогенност между клетките в един и същ тумор помага да се направи ракът устойчив на терапия [6]. Това е проста идея: колкото по -разнообразна е клетъчната популация, толкова по -вероятно е дадена подгрупа от клетките е устойчива на терапия и може да възстанови тумора, след като всички други клетки бяха убити.

Но как точно можете да измерите „генетичната хетерогенност“ и колко голямо е влиянието й върху развитието на резистентност? За да отговорим на тези въпроси, трябваше да превърнем идеята в проверима хипотеза. Използвахме геномни подходи за измерване на промените в раковите геноми на различни места при пациент и след това дефинирахме количествени мерки за хетерогенност, които могат да бъдат сравнени статистически с клинична информация за резистентност към лечението. И наистина, ние открихме доказателства в подкрепа на първоначалната идея, че хетерогенността определя устойчивостта [7].

Това е само един от многото примери, в които е необходим количествен изчислителен подход, за да се превърне размитата идея в проверима хипотеза. Изчислителната биология се отличава с дестилирането на огромни количества сложни данни в нещо, което може да бъде тествано в мократа лаборатория, като по този начин оформя и насочва експериментално проследяване.


Защо тези теми са важни?

Разбирането на ролята на слънчевата радиация в климатичната система на Земята може да ни помогне да схванем важни понятия като:

Причините за сезоните.

Сезоните са причинени от наклона на земната ос. Наклонената ос означава, че северната и южната част на Земята не получават равни количества слънчева радиация (енергия на единица площ). Когато южното полукълбо е наклонено към слънцето, то е лято в южното полукълбо и зима в северното полукълбо. (Принцип 1в)

Причината за възникването на ледникови периоди.

Ледниковите епохи са причинени от промени в разпределението на слънчевата радиация, получена по повърхността на Земята. Пътят на земната орбита не е постоянен. Вариациите в орбиталния път на Земята причиняват промяна на слънчевата радиация, достигаща до всяка точка на земната повърхност. (Принцип 1г)

Как количеството енергия, излъчвано от слънцето (яркостта на слънцето) се променя с течение на времето.

Изходът на слънцето не е постоянен. Неговата яркост (общата енергия, излъчвана от слънцето) се е увеличила през геоложкото време и варира леко в по-кратки времеви скали.

Защо неотдавнашното затопляне на климата не е причинено от увеличаване на слънчевата енергия.

Изходната енергия на слънцето не се е променила достатъчно през последните десетилетия, за да отчете повишенията на температурите, наблюдавани през същото време. (Принцип 1д)

Повечето форми на енергия, които хората използват, са получени от слънчева енергия.

Много форми на енергия, които хората използват, в крайна сметка произлизат от слънчевата радиация, като храна, въглеводороди (като петрол и природен газ), вятърна енергия, водноелектрическа енергия и, разбира се, слънчева енергия.


Еволюция на биосферата

По време на дългата история на Земята, форми на живот са променили драстично химичния състав на биосферата. В същото време химичният състав на биосферата е повлиял на това кои форми на живот обитават Земята. В миналото скоростта, с която хранителните вещества са били трансформирани от една химическа форма в друга, не винаги е била равна на тяхното преобразуване обратно в първоначалната им форма. Това доведе до промяна в относителните концентрации на химикали като въглероден диоксид и кислород в биосферата. Намаляването на въглеродния диоксид и увеличаването на атмосферния кислород, което се случи с течение на времето, се дължи на фотосинтезата, протичаща по -бързо от дишането. Въглеродът, който присъства в атмосферата като въглероден диоксид, сега се намира в находища на изкопаеми горива и варовикови скали.

Учените смятат, че увеличаването на концентрацията на кислород в атмосферата е повлияло на развитието на живота. Едва когато кислородът достигна високи концентрации, каквито съществуват на Земята днес, многоклетъчни организми като нас можеха да се развият. Ние се нуждаем от високи концентрации на кислород, за да се приспособим към високите ни нива на дишане и не бихме могли да оцелеем, ако биосферата не беше променена от организмите, дошли преди нас.


Блог STEMvisions

Когато огладнеете, вземете лека закуска от хладилника или килера. Но какво могат да направят растенията, когато огладнеят? Вероятно сте наясно, че растенията се нуждаят от слънчева светлина, вода и дом (като почва), за да растат, но откъде получават храната си? Правят си го сами!

Растенията се наричат ​​автотрофи, защото могат да използват енергия от светлината, за да синтезират или произвеждат свой собствен източник на храна. Много хора вярват, че „хранят“ растение, когато го поставят в почвата, поливат го или го поставят на слънце, но никое от тези неща не се счита за храна. По-скоро растенията използват слънчева светлина, вода и газовете във въздуха, за да произвеждат глюкоза, която е форма на захар, от която растенията се нуждаят, за да оцелеят. Този процес се нарича фотосинтеза и се извършва от всички растения, водорасли и дори някои микроорганизми. За да извършват фотосинтеза, растенията се нуждаят от три неща: въглероден диоксид, вода и слънчева светлина.

Приемайки вода (H2O) през корените, въглероден диоксид (CO2) от въздуха и светлинна енергия от Слънцето, растенията могат да извършват фотосинтеза, за да произвеждат глюкоза (захари) и кислород (O2). КРЕДИТ: mapichai/Shutterstock.com

Точно като вас, растенията трябва да поемат газове, за да живеят. Животните поемат газове чрез процес, наречен дишане. По време на процеса на дишане животните вдишват всички газове в атмосферата, но единственият газ, който се задържа и не се издишва веднага, е кислородът. Растенията обаче поемат и използват въглероден диоксид
за фотосинтеза. Въглеродният диоксид навлиза през малки дупки в листата, цветята, клоните, стъблата и корените на растението. Растенията също се нуждаят от вода, за да се хранят. В зависимост от околната среда достъпът на растението до вода ще варира. Например, пустинни растения, като кактус, имат по -малко налична вода от лилипата в езерце, но всеки фотосинтезиращ организъм има някаква адаптация или специална структура, предназначена да събира вода. За повечето растения корените са отговорни за абсорбирането на вода.

Последното изискване за фотосинтеза е важно, тъй като осигурява енергия за производството на захар. Как едно растение приема молекули въглероден диоксид и вода и прави молекула храна? Слънцето! Енергията от светлината предизвиква химическа реакция, която разгражда молекулите на въглеродния диоксид и водата и ги реорганизира, за да образува захар (глюкоза) и кислород. След като захарта се произвежда, тя се разгражда от митохондриите до енергия, която може да се използва за растеж и възстановяване. Произвежданият кислород се освобождава от същите малки дупчици, през които е влязъл въглеродният диоксид. Дори отделеният кислород служи за друга цел. Други организми, като животни, използват кислород, за да подпомогнат оцеляването си.

Ако трябва да напишем формула за фотосинтеза, тя ще изглежда така:

Целият процес на фотосинтеза е пренос на енергия от Слънцето към растение. Във всяка създадена молекула захар има малко енергия от Слънцето, която растението може или да използва, или да съхранява за по -късно.

Представете си грахово растение. Ако това грахово растение образува нови шушулки, то изисква голямо количество захарна енергия, за да стане по-голямо. Това е подобно на начина, по който ядете храна, за да станете по -високи и по -силни. Но вместо да ходи до магазина и да купува хранителни стоки, граховото растение ще използва слънчева светлина, за да получи енергия за изграждане на захар. Когато граховите шушулки
са напълно пораснали, растението може вече да не се нуждае от толкова захар и да я съхранява в клетките си. Идва гладен заек и решава да изяде част от растението, което осигурява енергията, която позволява на заека да се върне обратно в дома си. Откъде идва енергията на заека? Помислете за процеса на фотосинтеза. С помощта на въглероден диоксид и вода граховата шушулка използва енергията от слънчевата светлина, за да изгради захарните молекули. Когато заекът изяде граховата шушулка, той косвено получава енергия от слънчевата светлина, която се съхранява в захарните молекули в растението.

Можем да благодарим на фотосинтезата за хляб! Пшеничните зърна, като тези на снимката, се отглеждат на огромни полета. Когато се берат, те се смилат на прах, който можем да разпознаем като брашно. КРЕДИТ: Елена Швейцер/Shutterstock.com

Хората, други животни, гъбички и някои микроорганизми не могат да произвеждат храна в собствените си тела като автотрофи, но все пак разчитат на фотосинтеза. Чрез прехвърлянето на енергия от Слънцето към растенията, растенията изграждат захари, които хората консумират, за да управляват ежедневните ни дейности. Дори когато ядем неща като пиле или риба, ние прехвърляме енергия от Слънцето в телата си, защото в един момент един организъм консумира фотосинтезиращ организъм (например, рибите ядат водорасли). Така че следващия път, когато вземете лека закуска, за да попълните енергията си, благодарете на Слънцето за това!

Това е откъс от Структура и функция единица от нашата продуктова линия от учебни програми, Science and Technology Concepts TM (STC). Моля, посетете нашия издател, Carolina Biological, за да научите повече.

[БОНУС ЗА УЧИТЕЛИ] Гледайте „Фотосинтеза: Заслепени от светлината“, за да изследвате погрешните схващания на учениците за материята и енергията във фотосинтезата и стратегиите за предизвикване на идеи на учениците, които да се справят или да ги надградят.


Национална учебна програма за фуражи и пасища

Всички растения, включително фуражните култури, се нуждаят от относително големи количества азот (N) за правилен растеж и развитие. Биологична азотфиксация (BNF) е терминът, използван за процес, при който азотният газ (N2) от атмосферата е включена в тъканта на някои растения. Само избрана група растения може да получи N по този начин с помощта на почвени микроорганизми. Сред фуражните растения групата растения, известни като бобови растения (растения от ботаническото семейство Fabaceae), са добре известни с това, че могат да получават N от въздуха N2.

При производството на фураж този процес може да бъде много важен, защото означава, че така необходимия N може да бъде получен от три източника: атмосферата чрез BNF, почвата и от торове. Производителите на фуражи, които намират начини да увеличат максимално количеството азот, получен от атмосферата чрез BNF, ще могат да намалят разходите си за торове, като същевременно запазят плодородието на почвата, високите нива на фуражния протеин и високите добиви.

Процесът, чрез който някои фуражни култури могат да включат N2 от въздуха в тъканите им участва растение гостоприемник (известен също като макросимбионт). Например: люцерна и микроорганизъм (известен също като микросимбионт), който е свързан с растението гостоприемник, функционират в това, което се нарича симбиотична връзка или симбиоза. Симбиотичната връзка е тази, при която два организма образуват взаимноизгодна връзка. При повечето фуражни култури вторият организъм е бактерия, която се среща естествено в почвата. Бактерията, която най -често се включва в фуражните култури, е популярна като ризобия, тъй като е класифицирана като част от бактериалния род, известен като Ризобиум.

Тези почвени бактерии заразяват корените на растението и образуват структури, известни като нодули. Химичните реакции, т.е. процесът, известен като BNF, протичат в нодулите.

Въпреки че процесът включва редица сложни биохимични реакции, той може да бъде обобщен по относително прост начин със следното уравнение:

Уравнението по -горе показва, че една молекула азотен газ (N2) се комбинира с осем водородни йона (известни също като протони) (8Н+) за образуване на две молекули амоняк (2NH3) и две молекули водороден газ (2Н2). Тази реакция се провежда от ензим, известен като нитрогеназа. 16-те молекули АТФ (АТФ = аденозин трифосфат, съединение, съхраняващо енергия) представляват енергията, необходима за протичането на BNF реакцията. В биохимичен план 16 АТФ представлява относително голямо количество растителна енергия. По този начин процесът на BNF е „скъп“ за централата по отношение на потреблението на енергия. Какъв е крайният източник на тази енергия, необходим за BNF? Слънцето чрез процеса на фотосинтеза. Като амоняк (NH3) се образува, той се превръща в аминокиселина като глутамин. Азотът в аминокиселините може да се използва от растението за синтезиране на протеини за неговия растеж и развитие.


Гледай видеото: Хоопонопоно: Синяя Солнечная Вода. Часть 1 (Декември 2022).