Проекты

Изменение скорости фотосинтеза под влиянием магнитных полей различной индуктивности

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Старт в медицину» открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» в секции «Биофизика»

Направление работы: Физиология растений, Магнитобиология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 1534
Предметы: Физика, Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Старт в медицину» открытой городской научно-практической конференции «Старт в медицину» 2021 года

Актуальность

В процессе жизнедеятельности растения обычно ориентируются на такие факторы внешней среды, как свет, температура, содержание СО2, уровень углекислоты в атмосфере, содержание минеральных элементов в почве и её влагоёмкость. Наиболее важным фактором для процессов роста и развития растений является свет, его направление, качественные и количественные характеристики. Однако важно учитывать ещё два фактора внешней среды, которые, как правило, не учитываются при анализе физиологии растений. Это электрическое поле атмосферы и электромагнитное поле Земли.

Цель

Выявить зависимость скорости фотосинтеза от некоторых внешних факторов, в частности  – от переменного и постоянного магнитных полей различной индуктивности.

Задачи

1. Проанализировать материалы исследований за 2016–2020 гг. по темам магнитобиологии и биофизики.

2. Поставить научный эксперимент для определения изменения скорости фотосинтеза под действием магнитного поля различной интенсивности.

3. Статистически обработать данные.

Оснащение и оборудование, использованное в работе

• Катушка индуктивности

• Выпрямитель переменного тока

Описание

В начале работы автор изучил вопрос зависимости скорости фотосинтеза от постоянных и переменных магнитных полей различной индуктивности.

Для проведения исследования использовалась имитация начальной стадии фотосинтеза – реакция Хилла, которая подобна начальной стадии фотосинтеза – световой фазе.

Был сделан полигон с использованием катушки индуктивности для создания переменного магнитного поля (МП) и специальной реакции по имитации фотосинтеза вместо изучения влияния на самих листьях растений. Это дало возможность провести большее количество экспериментов, не тратя время на формирование растения, и помогло избежать погрешности в площади, разного качества растений и т.д. Для изменения действия на растения меняли частоту или силу магнитной индукции.

В качестве реактива Хилла взяли гексацианоферрат калия (III), он способен менять цвет под действием солнечных лучей. Чтобы измерить скорость реакции фотосинтеза использовали спектрофотометр. Выясняли, какое количество вещества прореагировало с водой за определённое время, таким образом, смогли измерить и сравнить с другими образцами, находящимися в разных условиях.

Контрольная группа. Для того чтобы в пробирку, в которой протекала реакция, поступало такое же количество солнечного света, нижняя её часть была закрашена, т. к. экспериментальная группа стояла внутри катушки индуктивности, которая не пропускает часть солнечного света.

Группа с постоянным магнитным полем. Для создания постоянного магнитного поля использовали катушку индуктивности, подключённую к выпрямителю переменного тока. Меняли значения силы тока и тем самым меняли внешний фактор. Пробирка с протекающей в ней реакцией стояла внутри катушки, чтобы влияние постоянного магнитного поля было максимальным при данных условиях. После получения данных всех групп выявили средние значения для скорости протекания реакции, полученные результаты сравнили с данными других групп.

Группа с переменным магнитным полем. Для получения переменного магнитного поля также использовали катушку индуктивности, на ней меняли значение силы тока и частоту. Значения переменного магнитного поля для реакции Хилла подбирали разные в целях выявления наиболее благоприятной среды для её протекания.

Результаты

1. Постоянное магнитное поле не оказывает сильного влияния на протекание реакции, так как оно не способно создавать микротоки.
2. Переменное магнитное поле существенно оказывает влияние на протекание реакции, так как порождает электрическое поле и меняет скорость реакции.

Вывод

Действие магнитного поля реализуется на разных уровнях организации растения и на различных этапах его жизненного цикла.