Влияние света на люминесценцию растений

Цай, Миншэн Отделение материаловедения (ОМ)
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

Разработана методика изучения переменной флюоресценции хлорофилла в листьях растений при различных уровнях возбуждения и различных спектральных составах актиничного излучения с использованием PAM технологи регистрации индукционных кривых.
Измерены индукционные кривые флюоресценции листа растения диффенбахия компакта при возбуждении монохроматическим излучением из области спектра 430…670 нм.
Методом РАМ спектроскопии изучено влияние соотношения потоков светодиодного облучения (актиничного) сине-белыми и красными светодиодами при различных соотношениях потоков этих типов светодиодов на процессы фотосинтеза и определены параметры фотосинтетической активности растения на ранней стадии фотосинтеза в листе растения при выбранных условиях облучения растения.

Введение…………………………………………………………………………………………………………………………………….. 13

1. Обзор литературы ………………………………………………………………………………………………………………….. 15

1.1. Фотосинтез …………………………………………………………………………………………………………………… 15

1.2. Хлорофилл и его роль в фотосинтезе …………………………………………………………………………… 18

1.2.1. Строение …………………………………………………………………………………………………………….. 18

1.2.2. Хлорофилл и фотосинтез ……………………………………………………………………………………. 20

1.2.3. Электронный транспорт …………………………………………………………………………………….. 24

1.3. Фотолюминесценция хлорофилла ……………………………………………………………………………….. 26

1.3.1. Синглет-синглетные переходы …………………………………………………………………………… 27

1.3.2. Триплет-синглетные переходы [19] ……………………………………………………………………. 29

1.4. Переменная флюоресценция хлорофилла ……………………………………………………………………. 30

1.4.1 Индукционные кривые флуоресценции ……………………………………………………………… 30

1.4.2 Модулированная флуоресценция………………………………………………………………………… 33

1.4.3. Флуоресценция – индикатор состояния фотосинтезирующей системы …………….. 36

2. Методика измерения люминесценции …………………………………………………………………………………… 37

3. Экспериментальные результаты …………………………………………………………………………………………… 39

3.1. Методика измерения переменной флюоресценции ……………………………………………………… 39

3.2. Определение оптимальных условий и возможностей установки для изучения влияния
света различного спектрального состава и потоков на первичные стадии фотосинтеза. …. 41

3.2.1. Спектры люминесценции листьев……………………………………………………………………… 41

3.2.2 Возможности установки для измерения индукционных кривых по традиционной
стационарной технологии……………………………………………………………………………………………. 44

3.2.3. Влияние актиничного излучения на кинетику замедленной флюоресценции
листьев (постоянное возбуждение) ……………………………………………………………………………… 49

3.3. Динамика флуоресценции при модулированном возбуждении (РАМ технология) …….. 53

4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение ……………………………… 56

4.1 Оценка коммерческого и инновационного потенциала научных исследований с точки
зрения ресурсоэффективности и ресурсосбережения …………………………………………………………. 56

4.1.1 Потенциальный потребитель результатов исследований …………………………………… 56

4.1.2 Анализ конкурентных технологических решений ……………………………………………… 57
4.1.3 SWOT-анализ ………………………………………………………………………………………………………. 59

4.1.4 Оценка готовности проекта к коммерциализации ……………………………………………… 61

4.1.5 Методы коммерциализации результатовнаучно-технического исследования …… 63

4.2. Инициация проекта ……………………………………………………………………………………………………… 64

4.3. Планирование управления научно-техническим проектом ………………………………………… 66

4.3.1. Иерархическая структура работ проекта …………………………………………………………… 66

4.3.2 Планирование научно-исследовательских работ………………………………………………… 67

4.3.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) ……………………………………………. 73

4.4. Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и
экономической эффективности исследования ……………………………………………………………………… 77

4.4.1. Оценка абсолютной эффективности исследования ………………………………………………. 77

5. Социальная ответственность ………………………………………………………………………………………………… 86

Заключение ……………………………………………………………………………………………………………………………….. 99

Литература ………………………………………………………………………………………………………………………………. 101

Приложение …………………………………………………………………………………………………………………………….. 106

Для выбора оптимального спектрального состава излучения светодиодных
облучателей на разных стадиях роста и развития растений требуется
оперативный метод контроля их состояния. Это можно сделать на основе
информации о процессах, вызывающих и сопровождающих фотосинетез,
который является комплексным показателем физиологического состояния
растений. Такая информация позволит оперативно управлять процессом
выращивания растений, предотвращать нарушения роста, например, из-за
влияния факторов окружающей среды.
На ранней стадии роста определение состояния здоровья растений обычно
проводится путем субъективного визуального осмотра или химического
анализа. Визуальный осмотр не может обеспечить цифровое управление.
Методы химического анализа громоздки и неэффективны, а также уничтожают
живые растения.
В настоящее время основными неразрушающими методами определения
скорости фотосинтеза являются методы определения скорости поглощения
углекислого газа или скорости выделения кислорода. Это достаточно сложные
и длительные методы.
Эффективным и оперативным способами оценки процессов фотосинтеза
могут быть методы получения информация о начальных стадиях фотосинтеза.
Эти стадии определяются процессами диссипации поглощенной молекулами
хлорофилла энергии солнечной радиации. Поглощенные кванты в виде
первичных электронных возбуждений могут мигрировать в клетке и, в
конечном итоге, расходовать свою энергию на фотохимические процессы
(фотосинтез и др.), на нагрев (в тепло) или люминесценцию при переходе
хлорофилла в основное состояние.
Поэтому люминесценция может использоваться для получения
информации о процессах фотосинтеза и, следовательно, для оперативного
контроля процессов роста и развития растений.
Цель работы — разработка люминесцентных методов контроля состояния
растений и исследование влияния спектрального состава возбуждающего, в том
числе актиничного, излучения на кинетику замедленной флуоресценции
хлорофилла в модельных растениях.
Задачи:
1. Разработать установку для измерения переменной люминесценции
хлорофилла в листе растения.
2. Исследовать возможности установки и разработать методику
(последовательность, режимы) измерений переменной флюоресценции в
стационарном и РАМ режимах возбуждения.
3. Измерить переменную флюоресценцию листьев растения и определить
основные параметры первичной стадии фотосинтеза
1. Обзор литературы
1.1. Фотосинтез
Фотосинтез – преобразование зелёными растениями и некоторыми бакте-
риями энергии света в энергию химических связей органических веществ [1].
Фотосинтез является единственным способом для высших растений
получать энергию из внешнего мира и основой для осуществления
жизнедеятельности высших растений. Свет поглощается хлорофиллам а и b и
другими пигментами (каротиноиды, фикобилины) в хлоропластах и хроматофо-
рах клеток. Приведенный ниже анализ литературных источников сделан на
основе монографий и обзорных статей, представленных в [1-14].
Хлоропласты (рис.1.1) используют свой хлорофилл для преобразования
энергии света в химическую энергию, превращая CO2 в воду и сахар. У высших
растений хлоропласты представляют собой двояковыпуклые или
плосковыпуклые линзы. Клетки мезофилла высших растений обычно содержат
50-200 хлоропластов, которые могут составлять 40% цитоплазмы. Хлоропласт
содержит три разные мембраны: наружную мембрану, внутреннюю мембрану и
тилакоидную мембрану. Он обычно содержит около 1000 тилакоидов внутри
хлоропласта. Класс капсул имеет в среднем 200 цепей переноса электронов
(CET) и приблизительно 105 молекул пигмента. Пигментами в хлоропласте
являются хлорофилл а, хлорофилл b и каротиноиды.

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Рима С.
    5 (18 отзывов)
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный универси... Читать все
    Берусь за решение юридических задач, за написание серьезных научных статей, магистерских диссертаций и дипломных работ. Окончила Кемеровский государственный университет, являюсь бакалавром, магистром юриспруденции (с отличием)
    #Кандидатские #Магистерские
    38 Выполненных работ
    Евгений А. доктор, профессор
    5 (154 отзыва)
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - ... Читать все
    Более 40 лет занимаюсь преподавательской деятельностью. Специалист в области философии, логики и социальной работы. Кандидатская диссертация - по логике, докторская - по социальной работе.
    #Кандидатские #Магистерские
    260 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    Анастасия Б.
    5 (145 отзывов)
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическо... Читать все
    Опыт в написании студенческих работ (дипломные работы, магистерские диссертации, повышение уникальности текста, курсовые работы, научные статьи и т.д.) по экономическому и гуманитарному направлениях свыше 8 лет на различных площадках.
    #Кандидатские #Магистерские
    224 Выполненных работы
    Катерина В. преподаватель, кандидат наук
    4.6 (30 отзывов)
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации... Читать все
    Преподаватель одного из лучших ВУЗов страны, научный работник, редактор научного журнала, общественный деятель. Пишу все виды работ - от эссе до докторской диссертации. Опыт работы 7 лет. Всегда на связи и готова прийти на помощь. Вместе удовлетворим самого требовательного научного руководителя. Возможно полное сопровождение: от статуса студента до получения научной степени.
    #Кандидатские #Магистерские
    47 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Мария М. УГНТУ 2017, ТФ, преподаватель
    5 (14 отзывов)
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ... Читать все
    Имею 3 высших образования в сфере Экологии и техносферной безопасности (бакалавриат, магистратура, аспирантура), работаю на кафедре экологии одного из опорных ВУЗов РФ. Большой опыт в написании курсовых, дипломов, диссертаций.
    #Кандидатские #Магистерские
    27 Выполненных работ
    Виктор В. Смоленская государственная медицинская академия 1997, Леч...
    4.7 (46 отзывов)
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выв... Читать все
    Имеют опыт грамотного написания диссертационных работ по медицине, а также отдельных ее частей (литературный обзор, цели и задачи исследования, материалы и методы, выводы).Пишу статьи в РИНЦ, ВАК.Оформление патентов от идеи до регистрации.
    #Кандидатские #Магистерские
    100 Выполненных работ
    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Люминесцентные и температурные характеристики YAG – керамики переменного состава
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Спектрально-кинетические характеристики композиций полиметилметакрилата/ CdS: Ln(111)
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Адресные таблички с автономной подсветкой
    📅 2018год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка светового ансамбля парка Суворова г. Томска
    📅 2021год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Разработка осветительной установки для объектов деревянного зодчества
    📅 2019год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)
    Расчет и конструирование светодиодного светильника с заданным светораспределением
    📅 2020год
    🏢 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (ТПУ)