首次观察到光合作用中能量转化的量子机制

据美国每日科学网站近日报道,英国科学家首次在室温下观察到光合作用中能量转化的量子机制——相干作用(一种状态相互叠加的量子效应),并证明,正是这一量子机制使光合作用能很好地面对环境干扰。出版在《科学》杂志的最新研究有助于科学家们研制出新一代转化效率更高的太阳能电池。 提高太阳光的有效转化率是科学家们孜孜以求的目标,他们希望借此降低人类对化石能源的依赖。光合生物和某些细菌已掌握了这一过程:在万亿分之一秒内,其内的光合天线蛋白会将吸收到的太阳光的95%输送至光合反应中心,从而驱动光合作用。 此前,已有多个研究团队证明,这一高效的能量输送过程与一个量子力学现象——相干作用相关。但迄今为止,还没有人在室温下直接观察到这一机制。现在,格拉斯哥大学的科学家做到了这一点。 为了观察到这种量子机制,该校光子科学研究所(ICFO)的尼克·范·胡思特领导的研究团队研发出一种极具开创性的实验技术,将超快的光谱学技术推到了单分子尺度......阅读全文

调制叶绿素荧光仪的发展

  1983年,WALZ公司首席科学家,德国乌兹堡大学教授Ulrich Schreiber博士利用调制技术和饱和脉冲技术,设计制造了全世界第一台脉冲振幅调制(Pulse-Amplitude-Modulation,PAM)荧光仪——PAM-101/102/103。所谓调制技术,就是说用于激发荧光的测量

光合有效辐射跟纬度有关吗

科普中国·科学百科:光合有效辐射1.5万 43"光合有效辐射科普中国 | 本词条由“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目审核审阅专家江长胜太阳辐射中对植物光合作用有效的光谱成分成为光合有效辐射(PAR,photosynthetically active radiation),波长范围380~71

胶体量子点太阳能电池转化效率创新纪录

  据物理学家组织网7月30日(北京时间)报道,加拿大多伦多大学和沙特阿拉伯阿卜杜拉国王科技大学的科研人员称,借助在胶体量子点(CQD)薄膜领域获得的突破,他们利用低价材料制成了迄今为止效率最高的胶体量子点太阳能电池,转化效率可达7%。这比此前同类电池的转化效率提升了37%,创造了新的

par光合有效辐射

光合有效辐射是指太阳辐射中能被绿色植物利用进行光合作用 的那部分能量,英文简称为PAR, photosynthetically active radiation的首字母缩写。光合有效辐射是形成生物量的基本能源,直接影响着植物的生长、发育、产量和产品质量。PAR有三种计量系统:1、光学系 统,用光照度

细胞呼吸和光合作用有什么关系?

细胞呼吸和光合作用之间存在着密切的关系,主要体现在以下几个方面:物质循环:光合作用产生的有机物(如葡萄糖)和氧气,为细胞呼吸提供了物质基础。而细胞呼吸产生的二氧化碳则是光合作用的原料。通过这种方式,碳、氧等元素在生物圈内不断循环。能量转换:光合作用将光能转化为化学能,储存于有机物中。细胞呼吸则将有机

什么是光合作用的原初反应?

光合作用的第一幕是原初反应(primary reaction)。它是指光合作用中从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程,其中包含色素分子对光能的吸收、传递和转换的过程。两个光系统(PSⅠ和PSⅡ)均参加原初反应。当波长范围为400 ~ 700 nm的可见光照射到绿色植物时,聚光色素系统

真黄金打造的人工杂种细菌

  经过特殊处理的热醋穆尔氏菌(Moorella thermoacetica,M. thermoacetica)通过人工光合作用能更有效地生产太阳能燃料。  在化学学院教授Peidong Yang的领导下,M. thermoacetica作为第一个进行人工光合作用的非光敏细菌首次登场。  细菌膜表面

能量公式

对于原子序数为Z的原子,俄歇电子的能量可以用下面经验公式计算:EWXY(Z)=EW(Z)-EX(Z)-EY(Z+ Δ)-Φ式中, EWXY(Z):原子序数为Z的原子,W空穴被X电子填充得到的俄歇电子Y的能量。EW(Z)-EX(Z):X电子填充W空穴时释放的能量。EY(Z+Δ):Y电子电离所需的能量。

光合有效辐射仪简介

  太阳辐射中能被绿色植物用来进行光合作用的那部分能量成为光合有效辐射,简称PAR。该有效辐射波长范围大致为300-800纳米范围内。它是植物最重要的能量来源,是形成生物量的基本能源,直接影响着植物的生长、发育、产量和产品质量。由此,光合有效辐射计的研发也就成了发展所需,光量子计的生产,提高了农业、

光量子记录仪在引种和育种中的作用

    光是植物生长发育过程中的重要环境因子,除了为光合作用提供能量外,还能作为信号因子,在作物的生长发育方面起到重要调节。从种子的萌芽、根系生长、叶片生长、叶绿素的合成、光合作用速率等方面综述光对作物生长发育的影响。正因如此,现在有科研人员会借助光量子记录仪对光合有效辐射进行测量研究。     

有关光合作用的简述

  1、什么是光合作用:  绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物(如淀粉),并且释放出氧的过程,就叫光合作用。  2、光合作用的意义:  (1)光合作用制造的有机物,不仅是绿色植物自身的营养物质,而且是动物和人的食物来源,以及多种工业原料(如棉、麻、糖、橡胶等)的来源

科学家解密光合作用“椅子魔术”关键一环

  日前,西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心孙立成实验室在探索这一未解之谜的过程中取得阶段性进展。他们利用超级计算机和量子力学理论,揭示了天然光合作用中O-O键产生前的化学催化过程。研究成果以《O-O键形成之前自然界水氧化催化剂的可逆异构化》为题发表在《美国化学会志》上。  目前已经探明,光合作用

光合作用的主要研究进展

  17世纪以前,普遍认为植物生长所需的全部元素是从土壤中获得的。  17世纪中叶,荷兰科学家Van Helmont进行了柳树盆栽实验。连续5年只浇水,柳树重量增加了75 kg,土壤质量只减少了60 g。因此,他错误地认为柳树生长所需的物质主要不是来自土壤,而是来自灌溉土壤的水。   1771年,英

光合作用的研究进展

17世纪以前,普遍认为植物生长所需的全部元素是从土壤中获得的。17世纪中叶,荷兰科学家Van Helmont进行了柳树盆栽实验。连续5年只浇水,柳树重量增加了75 kg,土壤质量只减少了60 g。因此,他错误地认为柳树生长所需的物质主要不是来自土壤,而是来自灌溉土壤的水。1771年,英国牧师、化学家

光合作用的研究历史及发展现状

17世纪以前,普遍认为植物生长所需的全部元素是从土壤中获得的。 17世纪中叶,荷兰科学家Van Helmont进行了柳树盆栽实验。连续5年只浇水,柳树重量增加了75 kg,土壤质量只减少了60 g。因此,他错误地认为柳树生长所需的物质主要不是来自土壤,而是来自灌溉土壤的水。 1771年,英国牧师、化

便携式光合仪的操作流程

  便携式光合仪(光合作用测定仪)分析光合作用的重要意义光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面:  1.制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球

世界经济论坛评选的十大新兴技术-液体活检等上榜

  世界经济论坛在本届夏季达沃斯论坛期间发布了"2017年度全球十大新兴技术榜单(Top 10 Emerging Technologies 2017)",其中包括液体活检,从空气中提取饮用水技术,能将二氧化碳转化为燃料的“人工树叶”等一系列突破性技术入选。  该榜单由世界经济论坛与《科学美国人》杂志

新型人造树叶可提升光合作用效能及储存太阳能

光合作用是绿色植物利用太阳的光能,把二氧化碳和水制造合成为有机物质并释放氧气的过程,其产生的有机物主要是碳水化合物。植物的光合作用,在制造无机碳化物的同时,也把太阳能转变为化学能,储存在所形成的有机化合物中。有机物中所存储的化学能,除了供植物本身和全部异养生物之用外,更重要的是可供人类营养和活动的能

光合有效辐射计参与研究光合有效辐射与光照强度的关系

在植物生理研究中,测定植物的光合作用其中一项重要的研究工作。一般来说,测光照强度有两种方法:光照度和光合作用有效能量,而光合有效辐射计就是用于测定光合作用有效能量。光照度又简称照度一般是指是植物受光表面上光通量的面密度,即单位面积的光通量。故照度是表示受光表面被照亮程度的一个量,单位为勒克斯(Lux

叶绿素的荧光现象

光合色素的荧光现象和磷光现象叶绿素溶液在透射光下呈绿色,而在反射光下呈红色,这种现象称为叶绿素荧光现象。叶绿素为什么会发荧光呢?当叶绿素分子吸收光量子后,就由最稳定的、能量的最低状态-基态(ground state)上升到不稳定的高能状态-激发态(excited state)。叶绿素分子有红光和蓝光

解释叶绿素的荧光现象

光合色素的荧光现象和磷光现象叶绿素溶液在透射光下呈绿色,而在反射光下呈红色,这种现象称为叶绿素荧光现象。叶绿素为什么会发荧光呢?当叶绿素分子吸收光量子后,就由最稳定的、能量的最低状态-基态(ground state)上升到不稳定的高能状态-激发态(excited state)。叶绿素分子有红光和蓝光

光合作用测定仪的多方面意义表现

    光合作用是植物进行营养交换的重要过程,是植物将无机物质转换成有机物质、转化并储存太阳能、使大气中的氧和二氧化碳的含量保持平衡的过程,因此可以说光合作用与植物生长乃至人类的生存都有密切的关系。因此,利用光合作用测定仪测定植物的CO2浓度、叶片温度、光合有效辐射、叶室温湿度成了现代农业种植中的重

中科院与上海深化院市合作共推量子信息和成果转化

  7月26日,中国科学院与上海市政府院市合作座谈会暨签约仪式在上海市人民政府举行。会议旨在深化中科院与上海市的院市合作,将量子信息国家实验研发平台作为双方合作的重要组成部分,共同推动量子信息科学研究和成果转化。中科院院长、党组书记白春礼,上海市委副书记、市长杨雄,上海市委常委、浦东新区区委书记沈晓

江雷团队提出从离子学到量子离子学的生物信息转化技术

  传统的神经记录技术是基于从离子学到电子学的生物信息转换,虽被广泛研究,但其在神经科学和脑科学领域进展很小。2018年,中国科学院院士、中国科学院理化技术研究所研究员江雷将生物孔道中离子和分子以单链的量子方式快速传输定义为“量子限域超流体”(Sci. China. Mater., 2018, 61

我国学者提出从离子学到量子离子学的生物信息转化技术

  传统的神经记录技术是基于从离子学到电子学的生物信息转换,虽被广泛研究,但其在神经科学和脑科学领域进展很小。2018年,理化所江雷院士将生物孔道中离子和分子以单链的量子方式快速传输定义为“量子限域超流体”(Sci. China. Mater., 2018, 61, 1027)。随后,他们提出离子和

什么叫光合强度?通常如何表示

光合强度即光合作用强度,指的是植物在光照下,单位时间、单位面积同化二氧化碳的量。光合作用强度常用单位为:毫克二氧化碳/平方分米/小时。  光合作用,即光能合成作用,是指含有叶绿体绿色植物、动物和某些细菌,在可见光的照射下,经过光反应和碳反应(旧称暗反应),利用光合色素,将二氧化碳(或硫化氢)和水转化

叶绿素与光合作用

  光合作用(Photosynthesis)是绿色植物利用叶绿素等光合色素和某些细菌(如带紫膜的嗜盐古菌)利用其细胞本身,在可见光的照射下,将二氧化碳和水(细菌为硫化氢和水)转化为储存着能量的有机物,并释放出氧气(细菌释放氢气)的生化过程。同时也有将光能转变为有机物中化学能的能量转化过程。植物之所以

红蓝光植物生长箱模拟植物光合作用的意义是什么?

   红蓝光植物生长箱光合作用的重要意义:光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面:    一、制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球上的绿色

红蓝光植物生长箱模拟植物光合作用的意义

    红蓝光植物生长箱光合作用的重要意义:光合作用为包括人类在内的几乎所有生物的生存提供了物质来源和能量来源。因此,光合作用对于人类和整个生物界都具有非常重要的意义。光合作用的意义可以概括为以下几个方面:    一、制造有机物。绿色植物通过光合作用制造有机物的数量是非常巨大的。据估计,地球

光合有效辐射计分析光照强度对银杏产量的影响

银杏依靠太阳辐射的能量转化成生物能量来维持生命活动。光对银杏的生态作用主要是光照强度和光谱成分等的对比关系构成。银杏有90~95%的干物质是通过光合作用形成的,其中种子的产量约占总光合产物的30~40%。光照强度的测量可以使用光合有效辐射计来进行测量。银杏树是喜光植物,要求较强的光照才能满足其光合作