PNAS：日本科学家发现红外线能使植物进行光合作用

顾汉现

PNAS：日本科学家发现红外线能使植物进行光合作用


日期: 2010-02-22  


        日本京都大学三室守教授领导的一个研究小组发现，尽管植物光合作用吸收的光能高低有所不同，但其效率相同。这一发现使低电力粮食生产成为可能。研究成果发表在近日美国《国家科学院院刊》的网络版上。



　　光合作用能释放氧气和糖分，是“地球生命的维持装置”。光合作用生物可利用光能进行电分解水制成氧气，而水的分解需要较高电压，在生物中却难以实现标准电位为1.1伏以上的高电压，因此，水的电解反应成了光合作用系统中最大的谜团。



　　光合作用系统利用叶绿素吸收光能来发电，与太阳能电池原理相同。一般的光合作用生物含有能吸收可见光的叶绿素a，但研究小组此前发现唯一可利用近红外线进行光合作用的海洋蓝藻也能利用叶绿素d发电。研究小组比较叶绿素d和叶绿素a后发现，叶绿素d获得的电压偏低，但能制作水分解所需的氧化还原电位。此外，虽然叶绿素种类有所不同，其电位保持不变。这一结果表明，无论光合作用生物利用的叶绿素种类是否相同，都能获得一定的氧化电位进行水分解反应，这也意味着光合作用的水电分解反应都是同一原理。



　　此次研究证明，除肉眼可见的太阳光外，肉眼不可见的低能量红外线同样可使植物进行同等效率的光合作用。研究小组今后将针对波长更长、能量更弱的红外线进行试验，确认生物能够在何种低能量程度上进行光合作用。(陈超)