Хлоропласти: будова та функції

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Будова

Устрій хлоропласта включає в себе внутрішню і зовнішню мембрану, (як і в клітині, вони грають роль захисного бар’єру), міжмембранний простір, строму, тилакоїди, грани, ламели, люмен. Ось так будова хлоропласту виглядає на зображенні. Як бачимо з картинки всередині хлоропласту є напіврідкий простір, іменований стромою і плескаті диски – це тилакоїди. Останні об’єднані в стопки, названі гранами, і самі грани з’єднані один з одним за допомогою довгих тілакоїдів, які називають ламелами. Саме в тілакоїдах знаходиться важливий зелений пігмент – хлорофіл. У напіврідкій стромі хлоропласту знаходяться його молекули ДНК і РНК, а також рибосоми, що забезпечують цій важливій органелі певну автономність всередині клітини. Крім цього в стромі хлоропласту є зерна крохмалю, які утворюються при надлишку вуглеводів, утворених при фотосинтетичній активності.

Функції

Найважливіша функція хлоропласту – це, звичайно ж, здійснення фотосинтезу. Про цей дивовижний процес на нашому сайті є окрема велика стаття. Проте, нагадаємо, що при фотосинтезі хлоропластами рослинних клітин за допомогою сонячного світла здійснюється синтез глюкози з вуглекислого газу і води. При цьому в якості важливого «побічного продукту» виділяється кисень. Основним фотосинтезуючим пігментом в цьому процесі є хлорофіл, локалізований в мембранах тілакоїдів, саме тут проходять світлові реакції фотосинтезу. Крім хлорофілу тут же присутні ферменти і переносники електронів. Цікавий факт: хлоропласти намагаються розташуватися в клітині таким чином, щоб їх тилакоїдні мембрани знаходилися під прямим кутом до сонячного світла. Або кажучи простою мовою, хлоропласти в клітині завжди тягнуться на світло.

Будова хлорофілу

Що ж стосується будови самого хлорофілу, то він складається з довгого вуглеводного хвоста і порфіринової головки. Хвіст його гідрофобний, тобто боїться вологи, тому занурений в тилакоїд, головка навпаки любить вологу і знаходиться в рідкій субстанції хлоропласта – стромі. Поглинання сонячного світла здійснюється саме головкою хлорофілу. До слова біологами розрізняється кілька різних видів хлорофілу: хлорофіл a, хлорофіл b, хлорофіл c1, хлорофіл c2 і так далі, всі вони володіють різним спектром поглинання сонячного світла. Але найбільше в рослинах саме хлорофілу а.

Рекомендована література та корисні посилання

• Белякова Г. А. Водоросли и грибы // Ботаника: в 4 т. / Белякова Г. А., Дьяков Ю. Т., Тарасов К. Л. — М.: Издательский центр «Академия», 2006. — Т. 1. — 320 с. — 3000 экз. — ISBN 5-7695-2731-5.
• Карпов С.А. Строение клетки протистов. — СПб.: ТЕССА, 2001. — 384 с. — 1000 экз. — ISBN 5-94086-010-9.
• Lee, R. E. Phycology, 4th edition. — Cambridge: Cambridge University Press, 2008. — 547 с. — ISBN 9780521682770.

Автор: Павло Чайка, головний редактор журналу Пізнавайка

При написанні статті намагався зробити її максимально цікавою, корисною та якісною. Буду вдячний за будь-який зворотний зв’язок та конструктивну критику у вигляді коментарів до статті. Також Ваше побажання/питання/пропозицію можете написати на мою пошту [email protected] або у Фейсбук.

Чим робот відрізняється від автомата, у чому відмінність? Що краще – коробка робот або автомат?

Сьогодні кількість модифікацій і різновидів автоматичних коробок передач зростає з кожним днем. Ще зовсім недавно автолюбителі всього світу дізналися про те, що існує стандартна АКПП з гідротрансформатором. Пізніше машини стали укомплектовувати безступінчастими варіаторами. І тепер з’явилися роботизовані КПП. Багато хто ще не довіряє цьому свіжому технічному рішенню. Так що краще – «автомат» або «робот»? У чому відмінності між цими коробками, що вибрати рядовому автолюбителю?

• Роботизована КПП
• Як влаштована роботизована КПП
• Привід роботизованих КПП
• Привід та область застосування
• Керування
• Робот з подвійним зчепленням
• Як працює «робот»?
• Коробка «робот» і «автомат»: різниця
• Плюси і мінуси
• Візуальні відмінності
• Яку трансмісію вибрати

Роботизована КПП

Така КПП або ж «коробка-робот» – це не автомат.

Насправді, це механічна трансмісія, де функції відключення зчеплення і перемикання передачі проходять в автоматичному режимі. Назва такої системи говорить про те, що водій автомобіля і дорожні умови формують лише вхідні дані. А вся робота всередині КПП проводиться за допомогою електронного блоку за певними алгоритмами. Це головна відмінність коробки: «робот» від «автомата» різниться цим в першу чергу.

«Робот» – це комфорт АКПП, висока надійність, а також економія палива – адже він є механікою. При цьому роботизована коробка часто набагато дешевша за класичні автоматичні рішення. Сьогодні багато популярних і навіть невідомих автомобільних брендів оснащують свої авто саме такими установками. Вже є виробники, які встановили такі коробки на всю лінійку: від бюджетних моделей до преміум класу.

Як влаштована роботизована КПП

Чим «робот» відрізняється від «автомата»? Як мінімум своїм пристроєм. «Роботи» також можуть відрізнятися між собою. Однак є в цих вузлах дещо спільне. Це МКПП, де перемиканням і зчепленням управляє електроніка. У подібних рішеннях застосовують фрикційну систему зчеплення.

Вона може бути як однодисковою, так і багатодіковою. У сучасних КПП зазвичай застосовують подвійне зчеплення. Це дозволяє уникнути втрат у потужності та динаміці. В основі «роботів» лежить звична механіка. На провадженнях застосовуються вже готові рішення. Наприклад, у роботизованих системах SpeedShift використовується база АКПП 7G-Tronic від «Мерседес». Тут просто замість гідротрансформатора встановили диски зчеплення.

Модель SMG від BMW – це шестиступенева механічна КПП з електрогідравлічним приводом зчеплення. Так, що по технічній частині різниця між «роботом» і «автоматом» – відсутність гідротрансформатора та інша електроніка. Ось і всі відмінності.

Привід роботизованих КПП

КПП-роботи бувають гідравлічними або електричними. Якщо модель має останній привід, тоді в якості нього використовують сервомотори і механізми. Якщо він гідравлічний, то робота здійснюється за допомогою гідроциліндрів, які управляються за допомогою електромагнітних клапанів. Фахівці та маркетологи називають цю систему електрогідравлічним приводом. Такими коробками оснащені деякі моделі Opel і Ford. Також може бути використаний гідромеханічний вузол спільно з електричним двигуном. Мотор у цьому випадку служить для переміщення основного циліндра зчеплення.

Електропривод відрізняється більш повільною роботою. Середня швидкість перемикання становить близько 0,3-0,5 с. А споживання енергії – значно менше. Системи на гідро-приводі забезпечують постійний тиск, а, значить, енергетичні витрати будуть вище. Однак, гідравліка набагато швидше. Подібні рішення встановлюються на спортивні автомобілі через високу швидкість роботи.

Привід та область застосування

Електричні «роботи» застосовуються частіше на бюджетних моделях автомобілів. Серед популярних коробок можна виділити: Allshift – Mitsubishi, Dualogic – Fiat, 2-Tronic – Peugeot. Гідравліку встановлюють на дорожчі моделі.

Керування

Управляє робо-КПП спеціальна електронна система. У неї входять різні датчики, ЕБУ, а також виконавчі системи. Датчики спостерігають за основними параметрами. Ще в гідравлічних системах відстежується рівень тиску, температура. Датчики віддають інформацію в блок управління. На підставі отриманих сигналів, блок формує керуючі імпульси на виконавчу частину за певними алгоритмами. Керуючий блок знаходиться в постійній взаємодії з багатьма вузлами в авто.

У гідравлічних системах, крім усього цього, в блок управління також входить гідравлічний елемент, що забезпечує управління роботою гідравліки. Це ще одна відмінність «робота» від «автомата».

Робот з подвійним зчепленням

Головний недолік подібних рішень – довгий час спрацювання. Це призводить до ривків і провалів у динаміці. Все це в комплексі знижує комфорт управління. Але це було раніше. Зараз цю проблему вирішили двома зчепленнями, що забезпечило швидке перемикання без втрат у потужності. Ще одна відмінність «робота» від «автомата» наступна: при одній передачі водій може вибрати іншу і, якщо необхідно, увімкнути її без будь-яких перерв. Такі системи називають переселективними коробками. Жодне автоматичне рішення поки не може такого запропонувати.

Ще одна перевага систем з подвійним зчепленням – висока швидкість роботи. Вона тут залежить лише від швидкості перемикання муфт. Це застосовано в популярній DSG від «Фольксваген». Чим «робот» відрізняється від «автомата»? Варто сказати про компактні розміри першого і малу вагу. Це дуже актуально для невеликих малолітражних моделей авто. Крім компактності, відзначають велике енергоспоживання. Висока швидкість роботи з постійною віддачею крутячого моменту дає можливість отримати хорошу розгінну динаміку і економію пального.

Як працює «робот»?

Що стосується роботи, то тут доступно два режими – автоматичний і напівавтоматичний. У першому випадку ЕБУ за датчиками реалізує закладені алгоритми. У кожній роботизованій коробці є ручний режим. Він аналогічний роботі Tiptronic на більшості «автоматів». Цей режим дозволяє послідовно переходити від нижчої передачі до вищої за допомогою селектора.

Коробка «робот» і «автомат»: різниця

Якщо поглянути на обидві системи з точки зору експлуатації, то відмінностей небагато. У випадку з «автоматом» відсутнє управління зчепленням. Робот же ним керує, але повністю автоматично. «Робот» – це механіка, автомат – гідромеханічна система. У цьому і криється відмінність його від «автомата».

Важливо брати до уваги розгін із запізненням. Рідина в автоматичній трансмісії не може відразу впоратися з впливом відомого валу. Вони зчеплені не дуже жорстко – це свого роду «запобіжник». Трансформатор буде обертатися вільно навіть тоді, коли щось заклинить. Коефіцієнт корисної дії гідротрансформатора невеликий, тому частина потужності пропадає. Якщо двигун відключено, «автомат» не може працювати.

Плюси і мінуси

Чим «робот» відрізняється від «автомата»? Як мінімум ціною. Серед достоїнств можна виділити надійну конструкцію.

В основі – механіка, яка вже досить вивчена і перевірена. За своєю надійністю РКПП значно перевершує і варіатор, і «автомат». Також вважається, що застосування РКПП може сприяти меншій витраті пального. Так, деякі власники заявляють про економію до 30%. Роботизована коробка споживає меншу кількість олії. Так, тут вистачить 2-3 літрів, а варіатор з’їсть 7. Число передач дорівнює кількості на механічній трансмісії.

Механіка значно простіше і дешевше ремонтується, хоча автолюбителі пишуть на форумах, що обслуговування досить дороге. Але більшу частину поломок можна виконати своїми руками, маючи необхідний досвід. Також збільшено ресурс дисків зчеплення. В умовах міста водій часто стоїть у заторах, а на підйомах функція ручного управління буде дуже корисною. Серед недоліків – відсутність можливості прошивки агрегату.

Швидкість роботи нижче, ніж на автоматі. У місті потрібно перемикатися на напівавтоматичний режим. На підйомах розмикається зчеплення.

Візуальні відмінності

Якщо автолюбителі не знають, як відрізнити «автомат» від «робота», то, вибираючи автомобіль, варто поглянути на селектор. Якщо є знак P, тоді це автомат. Якщо є тільки N і R, тоді це «робот».

Яку трансмісію вибрати

Якщо порівняти плюси і мінуси, то жодна трансмісія переваг не має. Інакше виробники б вже випускали найкраще рішення. Вибір залежить більше від особистих уподобань. Важко сказати, що краще: «автомат» або «робот». Потрібно відзначити, що АКПП – це плавність, РКПП – динаміка. Отже, ми з’ясували, чим «робот» відрізняється від «автомата».