光合作用中氧气形成细节揭示

据《自然》杂志3日发表的论文,美国和德国两个科研团队首次揭示了光合作用过程中氧气如何形成的微观细节,了解光合作用过程中的水分解对于开发将水转化为氢燃料的设备非常重要。 光合作用是植物、藻类和一些细菌利用阳光创造生长所需能量的过程。此前的研究表明,只需要4个连续的光子撞击植物的分子结构,就可启动光合作用。这些光子被锰、钙和氧原子团吸收,然后分解植物的水分子,释放出氧气。但几十年来,研究人员一直无法了解第四个光子撞击这些原子团后会发生什么。 在最新研究中,劳伦斯伯克利国家实验室的简·科恩及其同事利用高能X射线脉冲,捕捉到了光合作用的微观细节。他们将从蓝绿藻中提取的分子簇排列在传送带上,使其被可见光脉冲照射,开始裂解水,X射线捕捉到了此过程中原子的排列情况。 结果发现,在被第四个光子击中后,一种被称为光系统II(PSII)的蛋白质复合物会在几百万分之一秒内分解水分子。而且,氧形成了一些新结构。在这个阶段,氧原子不会像在水中那......阅读全文

光合作用始于单个光子

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关于光合作用的光合色素及光系统

  1. 光合色素  叶绿体由双层膜、类囊体和基质三部分组成。类囊体是单层膜同成的扁平小囊,沿叶绿体的长轴平行排列。膜上含有光合色素和电子传递链组分,光能向化学能的转化是在类囊体上进行的。类囊体膜上的色素有两类:叶绿素和橙黄色的类胡萝卜素,通常叶绿素和类胡萝卜素的比例约为3 : 1,而叶绿素a(ch

上海生科院发现降低光合作用光系统天线大小

  提高冠层光能利用效率是进一步大幅度提高作物产量的重要途径。然而,由于光合作用涉及的能量转化、传递及CO2固定相关的碳代谢过程极度复杂,而且冠层内部光、温环境具有高度时空异质性,鉴定提高冠层光能利用效率的分子改造途径是当前光合作用研究的重要难题。  中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所朱

植物所发表光系统II结构及光合作用水氧化机理研究综述

  在地球上生命进化的一大突破是具有放氧光合作用生物的产生,它能利用太阳能裂解水,放出氧气,将太阳能转变为生物可利用的化学能。光驱动的水裂解反应是放氧光合生物利用太阳能进行光合作用链式反应的第一步,发生于高等植物、藻类和放氧蓝藻等光合生物类囊体膜上的光系统II中。迄今为止,自然界只有光系统II可以在

光合作用中氧气形成细节揭示

  据《自然》杂志3日发表的论文,美国和德国两个科研团队首次揭示了光合作用过程中氧气如何形成的微观细节,了解光合作用过程中的水分解对于开发将水转化为氢燃料的设备非常重要。  光合作用是植物、藻类和一些细菌利用阳光创造生长所需能量的过程。此前的研究表明,只需要4个连续的光子撞击植物的分子结构,就可启动

光合作用中氧气形成细节揭示

  据《自然》杂志3日发表的论文,美国和德国两个科研团队首次揭示了光合作用过程中氧气如何形成的微观细节,了解光合作用过程中的水分解对于开发将水转化为氢燃料的设备非常重要。  光合作用是植物、藻类和一些细菌利用阳光创造生长所需能量的过程。此前的研究表明,只需要4个连续的光子撞击植物的分子结构,就可启动

激光晶体的聚光系统及滤光系统说明

   激光晶体的核心,是由激活粒子(都为金属)和基质两部分组成,激活粒子的能级结构决定了激光的光谱特性和荧光寿命等激光特性,基质主要决定了工作物质的理化性质。根据激活粒子的能级结构形式,可分为三能级系统(如红宝石激光器)与四能级系统(如Er:YAG激光器)。工作物质的形状目前常用的主要有圆柱形、平板

什么是光系统?

光合作用的光化学反应是由两个包括光合色素在内的光系统完成的,即光系统Ⅰ(简称PSⅠ)和光系统Ⅱ(简称PSⅡ)。每个光系统均具有特殊的色素复合体等物质。

酶标仪滤光系统

酶标仪最简单的是用滤光方式来划分。一般来说,可以分为滤光片型和光栅型两大类。也有一些酶标仪里面同时装上了滤光片和光栅。但是滤片和光栅并不能同时完成同一个检测,本质上还只是把滤片和光栅放在了一起,并没有使两者糅合而产生新的技术突破。 光栅型滤光系统具有使用方便,可以进行光谱扫描,灵活性等优点。当

光系统Ⅰ的组成

与PSⅡ相似,PSⅠ是由LHCⅠ和PSⅠ-RC组成,但是没有与放氧有关的锰簇合物和外周蛋白。PSⅠ-RC中的Chl-a也组成特殊的分子对,在原初光化学反应中起到原初电子供体作用的是P700 。最新的分辨率为3.4A的X射线晶体结构解析表明,PSⅠ是一个不对称的结构单元,晶胞参数为:a 5214.27

Nature:首次在室温获得工作状态光系统II的高分辨率结构

  美国能源部Lawrence Berkeley国家实验室领导的研究团队,使用X射线无电子激光器(XFEL)获得了光系统II在工作状态的首个高分辨率3D图像,空间分辨率达到2.25 Å。这一重要研究成果发表在十一月二十一日的Nature杂志上。  数十年来,人们一直想知道植物如何将水分解成氧气、质子

Science:解析出日光杆菌光合作用反应中心的结构

  每天,充足的太阳光照射地球。如果我们能够更加高效地捕获所有的这些能量,那么就能够很多倍地提供地球所需的能量。  鉴于如今的太阳能电池板仅具有有限的太阳能捕获效率(当前,80%以上的太阳能以热量的形式丧失),科学家们一直从自然中寻求灵感以便更好地理解光合植物和光合细菌捕获太阳光的方式。  如今,在

新研究揭示光合作用中氧气形成微观细节

  众所周知,光合作用是植物、藻类和一些细菌利用光产生生长所需能量的过程。  近日,两个研究小组揭示了光合作用过程中氧气形成的微观细节。从该尺度了解光合作用有望促进清洁燃料开发。相关研究发表于《自然》。  此前的研究发现,4个连续的光粒子或光子撞击植物分子结构即可启动光合作用。这些光子被锰、钙和氧原

光系统Ⅰ的催化过程

PS I 的作用中心色素分子P700,周围有LHC I ,P700激发态的电子原初受体是叶绿体a分子A0,次级受体A1为2个叶醌分子,再将电子传递给一个含4Fe-4S中心的铁硫蛋白(FeSx),最后电子供给含2Fe-2S中心的铁氧还蛋白(Fd),最后在Fd NADP还原酶(FNR)的催化下,将NAD

光系统Ⅱ的功能特点

PSⅡ的功能是利用从光中吸收的能量将水裂解,并将其释放的电子传递给质体醌,同时通过对水的氧化和PQB2-的还原在类囊体膜两侧建立H+质子梯度。PSⅡ行使功能的前提是吸收光能,PSⅡ将LCHⅡ吸收的光能传递给PSⅡ反应中心,使中心色素产生一个高能电子,并传递给原初电子受体。这一过程产生了带正电荷的供体

光系统的主要组成

光系统(photosystem,PS),是进行光吸收的功能单位,是由叶绿素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物。每一个光系统含有两个主要成分∶捕光复合物(light -harvesting complex,LHC)和光反应中心复合物(reaction-center complex)。光系统中的光吸收

光子被光子散射证据首次找到

  据物理学家组织网16日报道,欧洲核子中心(CERN)的ATLAS探测器中,发现了高能量下光子被光子散射的首个直接证据。这一过程极为罕见,两个光子相互作用并改变了方向,这证实了量子电动力学的最早预测之一。  ATLAS探测器项目物理协调员丹·托沃里说:“这是里程碑式的成果,是光在高能量下自身相互作

关于光合磷酸化的基本介绍

  光合磷酸化(photophosphorylation)是植物叶绿体的类囊体膜或光合细菌的载色体在光下催化腺二磷(ADP)与磷酸(Pi)形成腺三磷(ATP)的反应。有两种类型:循环式光合磷酸化和非循环式光合磷酸化。前者是在光反应的循环式电子传递过程中同时发生磷酸化,产生ATP。后者是在光反应的非循

光合磷酸化的概念

光合磷酸化(photophosphorylation)是植物叶绿体的类囊体膜或光合细菌的载色体在光下催化腺二磷(ADP)与磷酸(Pi)形成腺三磷(ATP)的反应。有两种类型:循环式光合磷酸化和非循环式光合磷酸化。前者是在光反应的循环式电子传递过程中同时发生磷酸化,产生ATP。后者是在光反应的非循环式

积温仪研究温度变化对植物叶片酶活性的影响

温度是影响植物生长、发育和产量的一个主要环境因素。许多研究表明,温度影响RuBPcase活性、荧光吸收特性、光合效率、呼吸作用、光呼吸和光抑制作用以及光系统反应活性等诸多生理过程,所以温度对植物的影响一直是人们关注的问题,现代科学的发展很多先进仪器如积温仪等开始应用在植物的研究上了。许多学者从超微结

光系统的结构和成分

光系统(photosystem,PS),是进行光吸收的功能单位,是由叶绿素、类胡萝卜素、脂和蛋白质组成的复合物。每一个光系统含有两个主要成分∶捕光复合物(light -harvesting complex,LHC)和光反应中心复合物(reaction-center complex)。光系统中的光吸收

光系统Ⅱ的结构和特点

光系统Ⅱ(photosystem Ⅱ complex,PSⅡcomplex)是类囊体膜中的一种光合作用单位,它含有两个捕光复合物和一个光反应中心。构成PSⅡ的捕光复合物称为LHCⅡ,而将PSⅡ的光反应中心色素称为P680,这是由于PSⅡ反应中心色素(pigment,P)吸收波长为680nm的光。

光系统Ⅰ抗体简介及分类

PHYTOAB公司最新研发了许多用于光合作用研究的抗体。并且有些抗体是蛋白A纯化或免疫亲和纯化的兔多克隆抗体,可以广泛应用于Western blot , ELISA等。 光合作用相关抗体 PSIPSI的主要亚基包括PsaA和PsaB,是光系统I的密切相关蛋白,参与P700,A0 (chlorophy

氮气浓缩仪是光反应的阶段的链接仪器

叶绿体是植物细胞内重要、普遍的质体,它是进行光合作用的细胞器。叶绿体利用其叶绿素将光能转变为化学能,把CO2与水转变为糖。叶绿体是世界上成本低、创造物质财富多的生物工厂 光反应又称为光系统电子传递反应(photosythenic electron-transfer reaction)。在反应过程

叶绿素荧光参数及定义

叶绿素荧光参数是一组用于描述植物光合作用机理和光合生理状况的变量或常数值,反映了植物“内在性 ”的特点 , 被视为是研究植物光合作用与环境关系的内在探针 。   为了统一叶绿素荧光参数名称, 在1990年召开的国际荧光研讨会上对上述的大部分参数给出了标准术语( standard nomenclatu

植物所等-绿藻光系统I超级复合物结构解析方面取得进展

  光合生物的光系统I(PSI)是一个极高效率的光能吸收和转化系统,几乎每一个吸收的光子都能产生一个电子,其量子转化效率超过90%。因此PSI高效吸能、传能和转能的结构基础受到科学家的广泛关注。目前,原核生物蓝藻、真核生物红藻和高等植物PSI超级复合物结构都已被解析,然而绿藻PSI的高分辨率结构长期

Nature:0.000000000001秒!“破译”光合作用!

光合作用也称光能合成(photosynthesis),是很多植物、藻类和蓝菌等生产者利用光能把水、二氧化碳或者硫化氢等无机物转变成可以储存化学能的有机物(比如碳水化合物)的生物过程。尽管它是地球上最著名和研究最透彻的过程之一,但科学家们发现光合作用仍然有很多秘密需要被揭开。剑桥大学化学系Jenny

生物物理所揭示光合作用状态转换机制

  4月17日,Plant Cell 期刊在线发表了中国科学院生物物理研究所柳振峰课题组关于植物光合作用状态转换磷酸酶(TAP38/PPH1)底物识别机制的研究成果,题为Structural Mechanism Underlying the Specific Recognition between

电子束曝光系统

  电子束曝光是利用电子束在涂有感光胶的晶片上直接描画或投影复印图形的技术,它的特点是分辨率高(极限分辨率可达到3~8μm)、图形产生与修改容易、制作周期短。它可分为扫描曝光和投影曝光两大类,其中扫描曝光系统是电子束在工件面上扫描直接产生图形,分辨率高,生产率低。投影曝光系统实为电子束图形复印系统,

光系统是如何被发现的?

早在1943年,爱默生(Emerson)以绿藻和红藻为材料,研究其不同光波的量子产额(quantum yield )(即植物通过一个光量子所固定的二氧化碳分子数或放出的氧分子数),发现当光子波长大于685nm(远红光)时,虽然仍被叶绿素大量吸收,但量子产额急剧下降,这种现象被称为红降现象(red d