光合作用光能捕获与能量传递的结构基础研究

光合作用作为地球上生物利用太阳能的重要反应,一直是科学研究关注的重点,是植物抗逆性研究、作物高产研究的热点。光合作用根据其反应阶段可以分为基于光能吸收传递转化的光反应和基于CO2同化等酶促过程的暗反应。光反应作为植物利用太阳能的原初反应,光能的吸收传递和转化主要发生在植物叶片或者藻类的类囊体膜上,由光系统II(PSII)、细胞色素b6f(Cytb6f)、光系统I(PSI)、ATP合酶(ATP Synthase)共同完成,光反应会产生NADPH和ATP两种用于暗反应的还原剂(同化力),并释放氧气。目前最常用的测量光合作用光反应的手段是叶绿素荧光仪法。近几年随着冷冻电镜技术的发展,有关类囊体膜蛋白超级复合物结构解析的报道越来越多。在国内,中国科学院植物研究所、中国科学院生物物理研究所、清华大学的科研人员在该领域成果卓著,已经成功解析了菠菜PSII–LHCII、豌豆PSI-LHCI、玉米PSI-LHCI&LHCII、水......阅读全文

光合作用光能捕获与能量传递的结构基础研究

光合作用作为地球上生物利用太阳能的重要反应,一直是科学研究关注的重点,是植物抗逆性研究、作物高产研究的热点。光合作用根据其反应阶段可以分为基于光能吸收传递转化的光反应和基于CO2同化等酶促过程的暗反应。光反应作为植物利用太阳能的原初反应,光能的吸收传递和转化主要发生在植物叶片或者藻类的类囊体膜上,由

新型纳米天线能捕获超过90%的光能量

  目前的太阳能电池板利用太阳能效率很低,只能利用所获得光源的约20%。据美国物理学家组织网5月17日(北京时间)报道,美国密苏里大学工程人员开发出一种柔软的太阳能薄片,能捕获超过90%的光能量,并计划在5年内制造出可用于消费领域的样机。相关设计与制造过程在《太阳能工程》杂志上有详细介

我国学者揭示蓝藻光系统I捕获光能和电子传递结构基础

  2月10日,国际学术期刊《自然-植物》(Nature Plants)在线发表了题为Structural basis for energy and electron transfer of the photosystem I–IsiA–flavodoxin supercomplex 的研究论文,该

Nature子刊:绿藻光系统I高效捕获及传递光能的分子机制

   放氧光合作用利用太阳能产生氧气及碳水化合物,为地球上几乎全部生物提供生存的基础。放氧光合生物(包括植物、真核藻类和蓝藻)有两个光系统,分别是光系统I(PSI)和光系统II(PSII)。  植物和藻类中的光系统I是由核心复合物和外周的捕光蛋白复合物(LHCI)组成的多亚基膜蛋白-色素复合物,其通

蓝藻光合作用环式电子传递的结构基础研究获进展

  1月30日,《自然-通讯》(Nature Communications)期刊以Article形式发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组、章新政研究组及中科院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所米华玲研究组的合作研究成果,题为Structural basis for electr

蓝藻光合作用环式电子传递的结构基础研究获进展

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生物物理所-绿藻光系统I高效捕获及传递光能的分子机制

  3月8日,Nature Plants 杂志在线发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组与章新政研究组的合作研究成果,题为Antenna arrangement and energy transfer pathways of a green algal photosystem I-LHCI

能量传递的特性

一是物质的高能量总是主动地向同种低能量物质传递,低能量物质只能被动吸收同种高能量。二是物质能量转化式传递和递进式传递。三是物质能量在同级介质中容易传递,在上级介质中传递能力差些,在下级介质中不容易传递四是能量传递必须由粒子作为介质而波动传递,其形式都是“波粒二相性”。因为能量不能离开物质,所以能量只

能量传递的原理

能量传递可发生在同一自由度或不同自由度之间。例如仅发生平动-平动能量交换的碰撞为弹性碰撞。其它的传能方式有:转动-平动、转动-转动、振动-振动、振动-平动、振动-转动等在同一势能面上进行的传能以及电子-平动、电子-振动和电子-电子等涉及物种电子态变化的传能。

简述能量传递的原理

  能量传递可发生在同一自由度或不同自由度之间。例如仅发生平动-平动能量交换的碰撞为弹性碰撞。  其它的传能方式有:转动-平动、转动-转动、振动-振动、振动-平动、振动-转动等在同一势能面上进行的传能以及电子-平动、电子-振动和电子-电子等涉及物种电子态变化的传能。

能量传递的影响因素

能量传递的影响因素物质能量传递的大小与物质的质量和波动的频率成正比。物质的质量越大、频率愈高,则所传递的能量就更大,反之传递地能量就小。

研究揭示叶绿素d型蓝藻光系统利用远红光的结构基础

放氧光合作用是大规模利用太阳能把二氧化碳和水合成有机物并放出氧气的过程,几乎是一切生命生存和发展的基础。放氧光合作用光能向化学能转化的原初反应,通常由位于植物、藻类及蓝藻等光合生物类囊体膜上的光系统在可见光的驱动下完成。Acaryochloris marina(A. marina)是以叶绿素d(Ch

原初反应转变的方式

①放热激发态的叶绿素分子在能级降低时以热的形式释放能量,此过程又称内转换(internal conversion)或无辐射退激(radiationless deexcitation)。如叶绿素分子从第一单线态降至基态或三线态,以及从三线态回至基态时的放热。这些都是无辐射退激。另外吸收蓝光处于第二单线

在硅藻特有捕光天线蛋白复合体结构研究中取得突破

  硅藻是海洋中最“成功”的浮游光合生物之一,它们通过光合作用贡献了地球上每年约20%的原初生产力,且在地球的元素循环和气候变化中发挥重要作用,这与硅藻特有的捕光天线蛋白“岩藻黄素-叶绿素a/c蛋白复合体”(Fucoxanthin chlorophyll a/c protein,FCP)的功能密切相

匡廷云院士团队揭示硅藻特有捕光天线蛋白复合体结构

  硅藻是海洋中最“成功”的浮游光合生物之一,它们通过光合作用贡献了地球上每年约20%的原初生产力,且在地球的元素循环和气候变化中发挥重要作用,这与硅藻特有的捕光天线蛋白“岩藻黄素-叶绿素a/c蛋白复合体”(Fucoxanthin chlorophyll a/c protein,FCP)的功能密切相

太阳光能量光谱分布

匿名用户2013-07-12可见光占百分之43.红外光占百分之48.3,紫外光占8.7。所以说贴防紫外线膜没什么影响

原初反应吸收与传递激发态

激发态是不稳定的状态,经过一定时间后,就会发生能量的转变,转变的方式有以下几种:①放热激发态的叶绿素分子在能级降低时以热的形式释放能量,此过程又称内转换(internal conversion)或无辐射退激(radiationless deexcitation)。如叶绿素分子从第一单线态降至基态或三

能量传递的概念和方式

能量传递,energy transfer ,简称为传能,是一种分子通过碰撞进行的能量传递、转移或交换的现象。能量传递可发生在同一自由度或不同自由度之间。例如仅发生平动-平动能量交换的碰撞为弹性碰撞。其他的传能方式有:转动-平动、转动-转动、振动-振动、振动-平动、振动-转动等在同一势能面上进行的传能

关于能量传递的特性介绍

     一、 能量传递的特性  1、是物质的高能量总是主动地向同种低能量物质传递,低能量物质只能被动吸收同种高能量。  2、是物质能量转化式传递和递进式传递。  3、是物质能量在同级介质中容易传递,在上级介质中传递能力差些,在下级介质中不容易传递  4、是能量传递必须由粒子作为介质而波动传递,其形

光合作用基础知识:原初反应(图)

光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质,将光合作用分为三个阶段(表4-1):1.光能的吸收、传递和转换成电能,主要由原初反应完成;2.电能转变为活跃化学能,由电子传递和光合磷酸化完成;3.活跃的化学能转变为稳定的化学能,由碳同化完成。原初反应(primary reaction)是指从

中科院院士最新成果登Science封面

  本期Science杂志以封面文章的形式,推出了中国科学院和日本冈山大学的最新研究成果。研究人员获得了一个重要蛋白超复合体的高分辨率晶体结构,可以帮助人们进一步理解这种极为有效的太阳能转换器。  植物通过大型蛋白复合体、叶绿素和其他辅因子将光能转化为化学能量。捕光复合物LHC I包围着光系统I(P

绿藻竟然利用这种超分子实现光捕获

  11月25日,国际学术期刊《自然-植物》(Nature Plants)在线发表了题为Structural insight into light harvesting for photosystem II in green algae 的论文,该项工作由中国科学院生物物理研究所柳振峰课题组和日本国

藻类水下光合作用的蛋白结构和功能破解了

  光合作用为生物的生存提供了能量和氧气,为利用不同环境下的光能,光合生物进化出了不同的色素分子和色素结合蛋白。硅藻是一种丰富和重要的水生光合真核生物,占地球总原初生产力的20%。硅藻含有岩藻黄素/叶绿素结合膜蛋白(FCPs),该色素蛋白使硅藻具有独特的光捕获和光保护及快速适应光强度变化的能力。  

如何实现高效捕光?我国学者在Nature发表最新结果

  国际学术期刊《自然-植物》(Nature Plants)在线发表了题为Structural insight into light harvesting for photosystem II in green algae 的论文,该项工作由中国科学院生物物理研究所柳振峰课题组和日本国立基础生物学研

研究发现植物光合作用中高效捕光的超分子机器结构

  8月25日,《科学》杂志发表了中国科学院生物物理研究所常文瑞/李梅研究组、章新政研究组与柳振峰研究组的最新合作研究成果。该项工作报道了豌豆光系统II-捕光复合物II超级复合物的高分辨率电镜结构,揭示了植物在弱光条件下进行高效捕光的超分子基础。  光合作用是地球上最为重要的化学反应之一。植物、藻类

能量传递上转换的几种形式

能量传递上转换(Energy Transfer Upconversion,ETU)能量传递上转换的研究始于1966年,Auzel提出激发态稀土离子之间可以发生能量传递过程,这使得人们意识到通过能量传递可以实现上转换发光。而在此之前,人们对于能量传递现象的理解一直局限于激发态离子将能量传递给基态离子。

关于能量传递上转换的介绍

  能量传递上转换(Energy Transfer Upconversion,ETU)能量传递上转换的研究始于1966年,Auzel提出激发态稀土离子之间可以发生能量传递过程,这使得人们意识到通过能量传递可以实现上转换发光。而在此之前,人们对于能量传递现象的理解一直局限于激发态离子将能量传递给基态离

分子间能量传递“拍照”成功

  中国科学技术大学单分子科学团队的董振超研究小组利用精心设计的局域电场增强的亚纳米空间分辨的电致发光技术,在国际上首次实现分子间相干偶极耦合的成像观察,即在单分子水平上对分子间能量传递特征成功“拍照”。国际权威学术期刊《自然》31日发表了这项成果。  人们直觉上通常认为,分子间的能量传递就像足球队

植物光系统I膜蛋白超分子复合物结构研究获重要进展

  5月29日,Science期刊以长文(Article)的形式并作为封面文章发表了中国科学院植物研究所沈建仁和匡廷云研究团队的突破性研究成果——高等植物光系统I(PSI)光合膜蛋白超分子复合物2.8 Å的世界最高分辨率晶体结构,文章题为Structural basis for energy tra

中科院院士发表Science封面文章

  本期Science杂志以封面文章的形式,推出了中国科学院和日本冈山大学的最新研究成果。研究人员获得了一个重要蛋白超复合体的高分辨率晶体结构,可以帮助人们进一步理解这种极为有效的太阳能转换器。  植物通过大型蛋白复合体、叶绿素和其他辅因子将光能转化为化学能量。捕光复合物LHC I包围着光系统I(P