Поделка фотосинтез своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

Преобразование солнечного света в альтернативные формы энергии могло бы решить проблему потребления невозобновляемых ресурсов топлива. Можно ли увеличить урожайность, биомассу и избавиться от продовольственного кризиса таким способом?

Как происходит реакция фотосинтеза

Суть фотосинтеза в том, что энергия видимого света превращается в энергию химических связей органических веществ.

Иначе говоря, с помощью энергии света организм отрывает электроны от молекулы и переносит их на молекулы углекислого газа, восстанавливая и превращая в молекулы органического вещества, которое потом можно будет опять окислить, получив энергию.

Вся система реакций фотосинтеза растений в одной схеме: 6СО₂ + 6H₂O = глюкоза (С₆H₁₂О₆) + 6О₂.

Одна из ключевых стадий этого сложного и многоступенчатого процесса — связывание углекислого газа. При этом углекислый газ присоединяется к соединению, называемому рибулоза(1,5)бифосфат, — это сахар с двумя фосфатными группами.

А направляет эту реакцию фермент — рибулозобисфосфаткарбоксилаза, или рубиско (RuBisCO).

RuBisCO — это фермент, который представляет собой абсолютно комплекс из 16 сразу белковых цепей. Большинство ферментов катализирует тысячи химических превращений каждую секунду.

Однако рубиско обрабатывает всего от 3 до 10 молекул углекислого газа в зависимости от условий. Такое низкое качество работы фермента можно компенсировать лишь его количеством: по массе на него приходится до 30% всех водорастворимых белков растений, что делает его самым распространенным белком на планете.

Виды фотосинтеза

У живых организмов есть два типа пигментов, способных выполнять функцию фотосинтетических приемников (антенн).

У подавляющего большинства организмов роль антенн играют хлорофиллы; менее распространен случай, при котором в качестве антенны служит производное витамина А ретиналь. В соответствии с этим выделяют хлорофилльный и бесхлорофилльный фотосинтез.

Система бесхлорофилльного фотосинтеза отличается значительной простотой организации, в связи с чем предполагается эволюционно первичным механизмом запасания энергии электромагнитного излучения. Эффективность бесхлорофилльного фотосинтеза как механизма преобразования энергии сравнительно низка (на один поглощенный квант переносится лишь один H + ).

Хлорофилльный фотосинтез отличается от бактериородопсинового значительно большей эффективностью запасания энергии. На каждый эффективно поглощенный квант излучения против градиента переносится не менее одного H + .

Аноксигенный

Аноксигенный (или бескислородный) фотосинтез протекает без выделения кислорода. К аноксигенному фотосинтезу способны пурпурные и зеленые бактерии, а также гелиобактерии.

Оксигенный

Оксигенный, или кислородный фотосинтез сопровождается выделением кислорода в качестве побочного продукта. При оксигенном фотосинтезе осуществляется нециклический электронный транспорт, хотя при определенных физиологических условиях осуществляется исключительно циклический электронный транспорт. В качестве донора электронов при нециклическом потоке используется крайне слабый донор электронов — вода.

Проблема голода в сельском хозяйстве

Население Земли, несмотря на второй демографический переход, постоянно растет. Если бы мы могли по своему желанию увеличивать плодородность соразмерно росту населения, большой проблемы бы не было.

Однако сегодня человек освоил где-то треть пригодных для сельского хозяйства земель. Практически все пригодные для этого территории Южной Азии, на Ближнем Востоке и Северной Америке уже распаханы, а освоение оставшихся районов грозит нам эрозией.

Место на планете может просто закончиться, поэтому нужно находить новые способы увеличивать производство продуктов. Это ранее уже удавалось сделать.

Как ускорить фотосинтез

Краеугольный камень этой проблемы — рубиско, фермент, о котором мы уже говорили.

Однако это оказалось не так легко. Направленный мутагенез отдельных аминокислотных остатков не привел к каким-либо заметным результатам.

Также к нему применяли метод прямой эволюции ферментов: в нем методом внесения случайных мутаций создается огромная коллекция генных вариантов рубиско. Все это разнообразие применили на кишечной палочке — Escherichia coli. При использовании такого подхода исследователям удалось увеличить активность рубиско цианобактерий, отлично работающей в клетках кишечной палочки.

Но на этом ученые не сдались. Они придумали новую идею: увеличить количество рубиско, так как листья растений буквально заполнены им. Для этого авторы использовали ГМО-методы. Однако одной лишь сверхэкспрессии генов рубиско не хватало — для сборки фермента необходимо что-то еще.

За прошедшие годы выяснилось, что в сборке рубиско принимают участие сразу несколько белков-укладчиков — RAF1 и RAF2 (RuBisCO Assembly Factor). Подобные белки (их называют шапероны), как правило, стабилизируют цепь собираемого белка во время сборки, давая ему время свернуться правильным образом.

Поэтому авторы учли эти условия, и в результате общее содержание рубиско в листьях трансгенной кукурузы выросло на 30%.

Из-за этого совсем не весь дополнительный фермент оказался вовлечен в процесс фотосинтеза. Однако вопреки всему итоговая фиксация углекислого газа все-равно выросла на 15%. Это заметно ускорило рост ГМ-кукурузы.

В результате исследования китайским ученым в 2020 году удалось ускорить фотосинтез водорослей и цветка. Ученые ускорили фотосинтез зеленой водоросли Chlorella pyrenoidosa и высшего растения Arabidopsis thaliana с помощью светособирающего полимера. Полимер повышал их активность фотосинтетических систем за счет электростатического и гидрофобного связывания со стенками фотосинтезирующих клеток.

По словам авторов, благодаря хорошей способности поглощать зеленый свет, растворимости в воде и биосовместимости подобные синтетические полимеры потенциально пригодны для применения в производстве биотоплива, а также развития энергетики и экологии.

Вывод

В настоящее время фотоэлектрические элементы, действующие в водяной среде, работоспособны, но явно несовершенны. Искусственный фотосинтез все-таки вполне эффективен в качестве инструмента для связывания атмосферного углерода и при этом дает стабильный поток заряженных частиц (протонов и электронов).

Таким образом, фотосинтезирующие элементы можно было бы сочетать с солнечными батареями — например, уже сегодня устанавливаемыми на крышах частных домов в США.

Солнечная батарея могла бы отдавать часть получаемой энергии на электролиз. В таком случае подключенные к ней фотоэлектрические элементы участвовали бы в связывании углекислого газа и расщеплении воды с получением водорода, который является экологически чистым топливом.

Развитие катализаторов для таких процессов позволило бы не ограничиваться воспроизведением обычного фотосинтеза, а синтезировать, например, белки или ферменты. Мы уже научились масштабировать солнечные батареи, поэтому могли бы вместе с ними масштабировать и фотоэлектрические элементы.

Подобные технологии могли бы поспособствовать разложению токсичных отходов или пластика, давая на выходе водород и энергию.

Если вам нравится делать различные яркие поделки, то это отличный способ поработать с вашим ребенком. Дети очень ценят внимание. Чем больше будете уделять времени его развитию, тем одаренней он будет. Также можете столкнуться с потребностью изготовления к известной праздничной дате.

В День космонавтики в школьных и дошкольных учреждениях проходят выставки рукоделия, где ребятишки показывают индивидуальные изделия. Ознакомьтесь с частью занимательных приемов для изготовления макета космического объекта.

Принадлежности для труда

Космические сюжеты изготавливаются из всего, что находится под руками, что вышло из употребления или приготовлено только к процессу рукоделия для поделок в домашнюю комнату малышей, детсад, школу.

Несколько сфер разных по размеру.
Принадлежности, чтобы рисовать.
Иллюстрации и полосы газет.
Обойный клейстер.
Тонкая фанерка, поролон.
Нить и проволока для петли к изделиям.
Компакт-диски.
Бутылки из пластика.
Пластичная масса для лепки.
Пищевая алюминиевая фольга и много другое.

Создание

Конструируя систему галактик и изображая ее реалистичность, желательно изучить тон и объем. Посмотрите:

Солнце – золотой.
Меркурий – блеклый, хмурый.
Венера – соломенный с беловатыми разводами.
Земля – темно-синий с зеленоватым.
Марс – алый.
Юпитер – красно-оранжевый с белесой примесью.
Сатурн – ярко-желтый.
Уран – голубой.
Нептун – бирюзовый.
Плутон – бежевый.

Из ниток

Это самый распространенный вариант, для изготовления планеты. Для работы вам понадобятся основные компоненты. Дальнейшие действия просты:

Надуйте надувной шар.
Прокалите мыльный пузырь клея иглой, и протяните нить. Она пропитается клеем.
Возьмите ее за край, и начинаете в хаотичном порядке наматывать на шарик, формируя довольно плотную сеточку.
Отставьте будущую планету до полного высыхания клея.
Как только это произошло, прокалите шарик, выньте его из заготовки.
Изучите карту Мира или глобус, и раскрасьте на шаре все материки в соответствующие цвета.

Затем соорудите постамент и закрепите поделку. Если вариант с окрашиванием вам не подходит, все участки суши можно изготовить из фетра, и приклеить их на поверхность шара, а саму поделку вам нужно раскрасить в синий цвет.

Папье-маше

Свою нишу в рукоделии нашла французская методика изготовления копий предметов. Возьмите:

Надувной шар.
Старые газеты, любая другая тонкая бумага.
Клейстер.
Набор для рисования.

Сварите клейстер. Рецепт изготовления можно легко найти в Интернете.
Разорвите газетные листы на небольшие бумажки в большом количестве.
Обмакивая в клей отдельные кусочки газеты, приклеивайте их наслоением на шар.
Дайте высохнуть. Сушка на воздухе потратит большое количество времени. Допускается использовать духовку на низком подогреве.
При наклеивании образуются неровности, не пытайтесь их сгладить. Они сформируют отличные объемные элементы наружности планеты.
Проткните острием шарик внутри и при помощи проделанное зазор извлеките его остаток.

Далее разрежьте страницы на маленькие квадратики. Сложите их, формируя кратеры. Края воронки тщательно приклейте к лунной поверхности. Снова просушите. Если из проволоки соорудить петлицу, получиться подвесная Луна.

Из пластилина

Пластичный материал идеального подойдет для лепки поделок с дошколятами. В процессе лепки разрабатывается подвижность пальцев, а воображение углубляет духовный восприятие мира. Будут необходимы:

Пластилин.
Основа, например одноразовая чашка.
Краски и кисти.

Возьмите основу и закрасьте в темновато-синеватый оттенок. Есть возможность применить любой цвет, какой позволяет ваше воображение.
По краю блюда нарисуйте звезды, разместите главные планеты и астероиды.

Смело экспериментируйте, изображая галактику. Совсем не обязательно лепить в точности Луну, Юпитер или Плутон.

Например, сделайте шар из темно-зеленого пластилина. Кратерами на Луне будут голубые пятна. Прикрепите их на макете космического тела. Саму модель установите на основании.

Паперкрафт

Поделки в этой технике характеризуются гранями, поэтому даже шар там выглядит несколько угловатым. Тем не менее такие изделия интересны многим мастерам. При изготовлении используется плотная бумага.

Лучше всего, если на выкройке сразу будут обозначены все континенты, чтобы вам не пришлось это делать вручную, а если это еще и цветная копия глобуса, то сборка поделки не займет много времени.

Набивание из шерсти-это новшество, увеличивающее свою известность. Можно создавать оригинальные изделия. Вам понадобятся:

Пряжа.
Пенополистирол.
Иглы для валяния.
Нейлоновые чулки.
Средство для посуды и жидкость.
Бумажные салфетки.
Проволока и плоскогубцы.

Вырежьте из поролона маленькую окружность.
Подготовьте красную шерсть, немного белой.
Оберните шар красными нитками. Смочите в нагретой водой.
Добавьте поверх чуточку мыльного средства и начинайте вкраплять белую нить в будущую планету.
Затем тщательно поваляйте мяч промеж рук и опустите в прохладную.

Если нужно, действие повторите. Нацеливайтесь на нечеткость изделия. Удалите излишки воды.

Подушки-планеты

Нежные и мягкие думочки внесут изюминку в ваш интерьер, сделают его уютным. Возьмите:

Образец небесного тела.
Любое сырье, с которым комфортно работать.
Наполнитель.

Пошаговая инструкция:

По шаблону сделайте наволочки.
Сшейте их на изнаночной стороне, выверните оставляя прорезь для заполнения.
Забейте внутренность синтепоном.

В наши дни в магазинах тканей можно найти самые разнообразные цветные полотна: от темного однотонного синего до пространств, пропитанных звездами. Выбирайте ткань, которая вам нравится.

Мы рассмотрели лишь небольшую часть способов создания самодельных планетных систем. В чем преимущества этих методов? Создание красочных узоров поможет вашему ребенку проявить любопытство и задуматься во время работы. Выбирайте удобный для вас способ и приступайте к созданию новых планет!

Атомная бомба своими руками? Мы увидим насколько это легко - сделать атомное устройство в домашних условиях, за 10 легких шагов, и при этом - без раздражающего вмешательства местных властей или судов. Проект будет стоить от $5,000 до $30,000 долларов, в зависимости от того, как вы представляете себе конечный продукт. Мы пишем все действия "шаг-за-шагом".

1. Сначала, достаньте приблизительно 110 кг оружейного плутония у вашего местного поставщика. Атомные электростанции не рекомендуются, поскольку тамошние инженеры очень огорчаются в связи с большими пропажами плутония. Мы предлагаем вам войти в контакт с вашей местной террористской группировкой, или их филиалом в вашей местности.

2. Пожалуйста помните: этот плутоний, особенно очищенный, несколько опасен. Вымойте ваши руки с мылом и теплой водой после обработки материала, и не позволите вашим детям или домашним животным играть с ним или есть его. Любая пыль плутония является превосходным средством от насекомых.

3. Сделайте металлическую коробку чтобы разместить атомное устройство. Наиболее подходящие варианты: морозильная камера от старого холодильника, эмалированное ведро (не зря же вы его держите в своей квартире) .

4. Сделайте из плутония 2 полусферы и расположите их с прокладкой приблизительно в 4см. Используйте клейстер чтобы скрепить плутониевую пыль.

5. Теперь достаньте приблизительно 220 кг тротила. Гелигнит - еще лучше, но с ним больше возни. Ваш поставщик будет счастлив обеспечить вас этим продуктом.

6. Расположите Гелигнит вокруг сложенных полушарий построенных в шаге 4. Если вы не можете найти Гелигнит, можете свободно использовать ТНТ скрепленный пластилином. Цветной пластилин тоже подойдет.

7. Вложите структуру сделанную в шаге 6 в коробку, сделанную в шаге 3. Используйте сильный клей типа "Super Glue" для связки полушарий с коробкой чтобы предотвратить случайную детонацию которая может возникнуть из-за вибрации или ударов.

8. Чтобы взорвать устройство, достаньте механизм радиоуправления (МРУ) , как в РК моделях самолетов и автомобилей. Далее нужен детонатор, чтобы взорвать тротил. Эти детонаторы должны быть в магазинах типа "Юный техник".

9. Теперь скройте законченное устройство от соседей и детей. Гараж не рекомендуется из-за частого появления там людей и большого диапазона температур которые там бывают. Атомные устройства, как известно, могут сами взорваться в этих неустойчивых условиях. Шкафчик под сливом кухни будет вполне подходящим местом.

10. Теперь вы - гордый владелец работающего атомного устройства! В этом сезоне это последний писк моды!

В будущем люди станут покрывать крыши домов новым металл-органическим материалом, тем самым производя энергию для хозяйства и очищая воздух во дворе.

Группа ученых из Университета Центральной Флориды и Университета штата Флорида создали новый материал, который под действием видимого света за счет искусственного фотосинтеза перерабатывает углекислый газ в органические вещества.

Попытки воспроизвести фотосинтез – преобразование энергии солнечного света в энергию химических связей, предпринимаются давно, но в последнее время они активизировались в связи с глобальным потеплением. Дело в том, что CO₂, служащий исходным сырьем для фотосинтеза, по вкладу в парниковый эффект уступает только водяному пару, содержащемуся в атмосфере.

В дальнейшем ученые собираются увеличить КПД искусственного фотосинтеза и количество перерабатываемого CO₂, а также адаптировать свой материал для других диапазонов видимого света. Они также предложили концепцию, заключающуюся в создании на заводах с большим количеством выбросов парниковых газов специальных очистных станций, которые будут перерабатывать выделяемый производством CO₂, перерабатывать его в энергию и возвращать ее на завод.

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Читайте также: