Биологическое действие света

Свет играет огромную роль в живой природе. Под влиянием света происходит важнейший процесс в жизни зеленых растений – синтез органических соединений из неорганических. При этом выделяется свободный кислород, а энергия света аккумулируется растениями и переводится в химическую.

Свет поглощается в основном пигментом зеленых растений – хлорофиллом. Активированные светом молекулы хлорофилла участвуют в процессе межмолекулярного переноса электронов. Поглощенная энергия перераспределяется между молекулами и связями и инициирует цепь сложных химических реакций, приводящих к образованию углеводов и других органических соединений. Схематически этот процесс можно представить так:

.

Интенсивность протекания фотосинтеза зависит от многих факторов. В частности, наблюдения показывают, что он идет быстрее, если растение находится в электрическом поле определенной полярности. Главным источником органической биомассы и поставщиком атмосферного кислорода на Земле являются растения. Они используют около 2% падающей на них солнечной энергии, и в среднем каждый квадратный дециметр поверхности зеленых листьев усваивает из атмосферы 10 мг углекислого газа в 1 час. Продукция фотосинтеза на всем земном шаре составляет 4•10¹⁰ т связанного углерода в год.

Свет вызывает фотохимические реакции в фоторецепторах сетчатки глаза человека. Молекулы зрительного пигмента – родопсина – активируются фотонами света и распадаются, давая начало сложному процессу зрительного восприятия.

Ультрафиолетовое излучение оказывает на живые организмы сильное биологическое действие. Мощным источником УФ-излучения является Солнце, но земная атмосфера поглощает его коротковолновую часть (λ <200 нм). Поверхности Земли достигают фотоны с энергией 3-7 эВ, достаточной для разрушения химических связей в некоторых белковых молекулах, что служит началом фотохимических реакций. В результате этих реакций в живом организме образуются новые биологически активные вещества. Под действием ультрафиолетовых лучей в коже синтезируется важный для нормальной жизнедеятельности организма витамин D. УФ-лучи проникают сквозь кожу человека на глубину до 0,5 мм. Небольшие их дозы полезны для человека, они оказывают на него укрепляющее и закаливающее действие. Однако передозировка может вызвать тяжелые ожоги, привести к повреждению макромолекул, появлению мутаций. Пигмент (загар), образующийся под кожей при облучении, являясь продуктом фотохимических реакций, защищает организм от избыточного действия ультрафиолетовых лучей. Искусственным источником УФ-лучей является ртутно-кварцевая лампа. Она применяется в лечебно-профилактических целях (облучение людей, животных), для дезинфекции помещений (бактерицидное действие).

ИК-излучение проникает в тело на глубину до 2 см и вызывает местный разогрев.

Глава 11

ФИЗИКА АТОМА