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湖北開展“數(shù)學(xué)和應(yīng)用研究”等重點(diǎn)專項(xiàng)推薦申報(bào)工作
日前，湖北省科技廳開展“數(shù)學(xué)和應(yīng)用研究”等重[詳細(xì)]
神奇的光合作用 現(xiàn)代技術(shù)探索植物“制氧”的奧秘
2023年05月05日 15:15:21
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：小王 點(diǎn)擊量：6966
氧氣是維持生命的重要物質(zhì)，是人類賴以生存的重要資源。從生理學(xué)角度來說，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，人類的新陳代謝及各項(xiàng)生理機(jī)能才能維持正常。而這個(gè)過程中，人會(huì)不斷的從自然環(huán)境中攝入氧氣來確保身體狀況，這個(gè)過程便是我們熟悉的呼吸作用。
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】氧氣是維持生命的重要物質(zhì)，是人類賴以生存的重要資源。從生理學(xué)角度來說，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，人類的新陳代謝及各項(xiàng)生理機(jī)能才能維持正常。而這個(gè)過程中，人會(huì)不斷的從自然環(huán)境中攝入氧氣來確保身體狀況，這個(gè)過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(xiàn)象——植物的光合作用。
事實(shí)上，這并非什么“冷知識(shí)”，因?yàn)榫退闶切∨笥岩仓拦夂献饔脮?huì)將二氧化碳轉(zhuǎn)化為氧氣，但事實(shí)上，光合作用形成氧氣的過程卻是植物學(xué)一個(gè)重要的課題，甚至在很長(zhǎng)一段時(shí)間，人們對(duì)于該作用的了解都停留在宏觀層面。而就在最近，美國和德國兩個(gè)科研團(tuán)隊(duì)成功揭示了光合作用過程中氧氣形成的微觀細(xì)節(jié)，而這一成果對(duì)于后續(xù)能源發(fā)展或許也有重要的意義。
根據(jù)相關(guān)報(bào)道，美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)將從藍(lán)綠藻中提取的分子簇排列在傳送帶上，使其被可見光脈沖照射開始裂解水，之后利用高能X射線脈沖捕捉到了此過程中原子的排列情況，從而記錄下了光合作用的微觀細(xì)節(jié)。細(xì)節(jié)表明，一種被稱為光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)的蛋白質(zhì)復(fù)合物會(huì)在分子簇被第四個(gè)光子擊中后的幾百萬分之一秒內(nèi)分解水分子，并產(chǎn)生一種新結(jié)構(gòu)的氧，這種氧原子會(huì)像在水中那樣與氫結(jié)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(jié)合。德國柏林自由大學(xué)團(tuán)隊(duì)則借助可見光、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(參考資料來源：科技日?qǐng)?bào))。
該研究成果對(duì)于人類進(jìn)一步探索植物有著重要的意義，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)，或許能在未來為人類開發(fā)將水轉(zhuǎn)化為氫燃料的設(shè)備提供重要支持。
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