Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://kodomo.fbb.msu.ru/FBB/StudentScience/themes_2008s/Borisov_AYu.doc Дата изменения: Sat Feb 2 20:41:53 2008 Дата индексирования: Tue Oct 2 12:34:46 2012 Кодировка: koi8-r

Борисов Александр Юрьевич 30.01.2008
Доктор физ-мат наук, профессор биофизики, главный научный сотрудник.
Отдел фотосинтеза
Корпус А, к. 416
E-mail: borissov@belozersky.vsu.ru Договориться о встрече по тел.
495-4382307 (утром 8-00 до 11-00, вечером с 18-00 до 23-00)

ТЕМА Преобразование солнечного света хлорофилл-белковым
аппаратом фотосинтезирующих организмов.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ СТУДЕНЧЕСКОЙ РАБОТЫ.
По-видимому, лишь использование энергии Солнца может разрешить
углубля-ющийся мировой энергетический кризис. Полупроводниковые солнечные
батареи остаются нерентабельными из-за высокой трудо- и энергоемкости
производства сперхчистых кристаллов.
Однако в Природе существует глобальная солнечная энергетика -
фотосинтез растений. Энергия, запасаемая в его годовой биомассе, в
несколько раз превышает годовые потребности человечества. Первичная
конверсия поглощенной световой энергии осуществляется у
фотосинтезирующих организмов молекулами хлорофиллов, в тонких (около
4.10-7 см) белково-липидных мембранах в энергию электрических зарядов
(микрофотобатареи!). Затем эти заряды в форме протонов, ионов натрия и
калия протекают обратно через встроенные в мембраны АТФ-азы, преобразуя
энер-гию электрохимическую в энергию «биологического топлива», молекулы
АТФ. Хотя эффективность преобразования солнечной энергии у
полупроводников примерно в 2 раза выше чем при фотосинтезе, последний
имеет несомненные достоинства. Его микробатареи работают без
кристаллических структур, без сверхчистоты и однород-ности молекул,
синтез биомембран осуществляется в Природе «мягким» экологичным методом
самосборки групп молекул, с помощью той же энергии Солнца!
На сегодня более 80% потребляемой человечеством энергии получается
за счет сжигании нефти, угля и газа, т.е. продуктов, запасенных мировым
фотосинтезом на протяжении миллиардов прошлых лет. Серьезные трудности
с нефтью уже начались и резко усилятся через 10-15 лет. По моему
мнению, человечество сможет выжить, лишь освоив процессы усвоения
световой энергии Солнца природным фотосинтезом.
В предлагаемой студенческой работе предполагается.
А) Ознакомиться с основной схемой первичных процессов фотосинтеза у
класса пурпурных фотобактерий.
Б) Ознакомиться с оптическими методами определения количеств молекул
хлоро-филлов (Хл) в активных биомембранах и кинетик окислительно-
восстановительных реакций Хл в процессах переноса и преобразования
энергии поглощенного света.
В) Основная работа. На основе А) и Б): использовать имеющиеся
данные для построения компьютерной модели «down-hill - стекания»
энергии поглощенного света у фотосинтезирующих организмов от
коротковолновых (высокоэнергетичных) молекул Хл к длинноволновым и от
последних - на комплексы Хл-белковых центров, преобразу-ющих энергию
поглощенного света в биохимическую энергию предшественников АТФ.
Имеется в виду не просто учебная, а оригинальная работа с уклоном
в математиче-ское моделирование. При успешной работе есть все
предпосылки для подачи статьи в научный журнал с международным
рейтингом. Оптимально участие двух студентов.