神奇的光合作用 現代技術(shù)探索植物“制氧”的奧秘 世界熱文

(資料圖)

氧氣是維持生命的重要物質(zhì)，是人類(lèi)賴(lài)以生存的重要資源。從生理學(xué)角度來(lái)說(shuō)，氧氣是維持肌體免疫功能活力的關(guān)鍵，只有在一定比例的氧氣環(huán)境下，人類(lèi)的新陳代謝及各項生理機能才能維持正常。而這個(gè)過(guò)程中，人會(huì )不斷的從自然環(huán)境中攝入氧氣來(lái)確保身體狀況，這個(gè)過(guò)程便是我們熟悉的呼吸作用。

眾所周知，呼吸作用可以簡(jiǎn)單的理解成人體吸收氧氣排出二氧化碳的過(guò)程，因此世界上幾乎所有的生物呼吸都是在消耗氧氣的，那么自然界的氧氣含量又是如何得到平衡的呢？這就要提到一個(gè)重要的自然現象——植物的光合作用。

事實(shí)上，這并非什么“冷知識”，因為就算是小朋友也知道光合作用會(huì )將二氧化碳轉化為氧氣，但事實(shí)上，光合作用形成氧氣的過(guò)程卻是植物學(xué)一個(gè)重要的課題，甚至在很長(cháng)一段時(shí)間，人們對于該作用的了解都停留在宏觀(guān)層面。而就在最近，美國和德國兩個(gè)科研團隊成功揭示了光合作用過(guò)程中氧氣形成的微觀(guān)細節，而這一成果對于后續能源發(fā)展或許也有重要的意義。

根據相關(guān)報道，美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗室的研究團隊將從藍綠藻中提取的分子簇排列在傳送帶上，使其被可見(jiàn)光脈沖照射開(kāi)始裂解水，之后利用高能X射線(xiàn)脈沖捕捉到了此過(guò)程中原子的排列情況，從而記錄下了光合作用的微觀(guān)細節。細節表明，一種被稱(chēng)為光系統Ⅱ(PSⅡ)的蛋白質(zhì)復合物會(huì )在分子簇被第四個(gè)光子擊中后的幾百萬(wàn)分之一秒內分解水分子，并產(chǎn)生一種新結構的氧，這種氧原子會(huì )像在水中那樣與氫結合，也不會(huì )聚集成一個(gè)更大的氧分子，但可能會(huì )短暫地與PSⅡ的另一部分結合。德國柏林自由大學(xué)團隊則借助可見(jiàn)光、紅外光 依次照射PSⅡ，揭示了光合作用的關(guān)鍵步驟——三個(gè)質(zhì)子在氧原子和PSⅡ的其余部分之間交換了一個(gè)電子(參考資料來(lái)源：科技日報)。

該研究成果對于人類(lèi)進(jìn)一步探索植物有著(zhù)重要的意義，除此之外，也有利于新能源產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前氫能被寄以厚望，但氫燃料的提取卻依舊存在許多難點(diǎn)需要解決，而植物光合作用的過(guò)程，一定程度上也為水分解提供了新的方向，如果該研究能進(jìn)一步得到推進(jìn)，或許能在未來(lái)為人類(lèi)開(kāi)發(fā)將水轉化為氫燃料的設備提供重要支持。

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