神奇的光合作用 現代技術探索植物“制氧”的奧秘 世界熱文

(資料圖)

氧氣是維持生命的重要物質，是人類賴以生存的重要資源。從生理學角度來說，氧氣是維持肌體免疫功能活力的關鍵，只有在一定比例的氧氣環境下，人類的新陳代謝及各項生理機能才能維持正常。而這個過程中，人會不斷的從自然環境中攝入氧氣來確保身體狀況，這個過程便是我們熟悉的呼吸作用。

眾所周知，呼吸作用可以簡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？這就要提到一個重要的自然現象——植物的光合作用。

事實上，這并非什么“冷知識”，因為就算是小朋友也知道光合作用會將二氧化碳轉化為氧氣，但事實上，光合作用形成氧氣的過程卻是植物學一個重要的課題，甚至在很長一段時間，人們對于該作用的了解都停留在宏觀層面。而就在最近，美國和德國兩個科研團隊成功揭示了光合作用過程中氧氣形成的微觀細節，而這一成果對于后續能源發展或許也有重要的意義。

根據相關報道，美國勞倫斯伯克利國家實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節。細節表明，一種被稱為光系統Ⅱ(PSⅡ)的蛋白質復合物會在分子簇被第四個光子擊中后的幾百萬分之一秒內分解水分子，并產生一種新結構的氧，這種氧原子會像在水中那樣與氫結合，也不會聚集成一個更大的氧分子，但可能會短暫地與PSⅡ的另一部分結合。德國柏林自由大學團隊則借助可見光、紅外光 依次照射PSⅡ，揭示了光合作用的關鍵步驟——三個質子在氧原子和PSⅡ的其余部分之間交換了一個電子(參考資料來源：科技日報)。

該研究成果對于人類進一步探索植物有著重要的意義，除此之外，也有利于新能源產業的發展。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，如果該研究能進一步得到推進，或許能在未來為人類開發將水轉化為氫燃料的設備提供重要支持。

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