可以模拟光合作用反应吗?

发布网友 发布时间：2022-07-27 19:28

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好二三四 时间：2022-10-12 11:36

现在已经可以模拟光合作用的某些阶段，但整体模拟还未成熟。

主要难题有两方面，一是光合作用的反应体系，反应链长，难于在一个反应室当中模拟，二是效率问题，光合反应产生的糖对于人类来说，模拟的效率低于直接从植物当中获得的效率，没有紧迫性。

光合作用通常是指绿色植物，包括藻类吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧的过程。

进行光合作用的细菌不具有叶绿体，而直接由细胞本身进行，属于原核生物的蓝藻同样含有叶绿素，和叶绿体一样进行产氧光合作用，事实上，普遍认为叶绿体是由蓝藻进化而来的。其它光合细菌具有多种多样的色素，称作细菌叶绿素或菌绿素，但不氧化水生成氧气，而以其它物质作为电子供体，不产氧光合细菌包括紫硫细菌、紫非硫细菌、绿硫细菌、绿非硫细菌和太阳杆菌等。

热心网友 时间：2024-11-30 02:37

从1772年英国化学家Priestley的蜡烛燃烧实验（初中生物讲过）开始至今，光合作用的研究已经持续200多年之久，相关领域的学者拿诺奖也有好几回了，当然现在仍然有诺奖潜力。在生物分子水平上我觉得很多结构上的东西已经慢慢清晰了，如叶绿素a,b的空间结构，到了化学反应过程还是一知半解，如果深入扯到物理机制，量子理论的东西，那就是得去 nature， science找几篇综述，再脑补量子力学才能懂一点点的节奏了。据我所知，光合作用光反应中电子能量传递效率很高，近乎100%，这个是我们期待能深刻理解并开发应用的一个关键环节。光合作用的机理研究现在还是很热门，人工光合作用方面也有一大波人在做，模拟出来应该是可以的，只是复杂程度和反应过程可能连发现者本人也不能讲得十分明白，毕竟上帝创造光合作用的代码程序我们还没有办法拿到。如果上升到产品化器件化的问题，我貌似还没了解到有相关的产品，因为此时需要考虑成本和工艺的产业化，蛮烧钱的，如果弄出来的产品大家都买不起，那就还有很多开发和优化的空间。最后插几句话，上帝向我们展示了如此高效的能源技术，使得我们得以生存，我们期待人工光合作用实现后可以在未来部分解决能源短缺的问题，但对于人类来说最好的生存方式仍然是绿树蓝天，最优的能源利用依然是大自然光合作用。

热心网友 时间：2024-11-30 02:37

当然近二十年的研究给我们带来了许多许多新的问题，很多还很棘手。不过很多科学家们都将目标关注于”高效、快速“，因为这正是自然界早已做到但我们却一直无法理解的地方。所以人工模拟光合作用，一方面是开发新能源的实际意义，另一方面是让我们能够更好地理解自然的理论意义（事实上对我来说，我更关注于后者）。现在人工模拟光合作用在化学领域的研究已经取得非常大的进展，甚至可以说已经到达一个瓶颈。在分子层面，已经有非常非常多的有机、无机结构被设计合成出来，并且绝大部分都具有良好的性能。不仅如此，这些分子背后的物理化学机理也相当成熟，计算化学也在这个领域做出了巨大的贡献。但是，真正像自然界一样，将这些独立的组成部分整合到一起，并使之互相兼容且正常的运转，却显得非常困难。化学家在研究各个部分的时候，只针对某一个部分进行优化，却无法顾及整合时所产生的兼容性问题，导致了今天这个局面。这并不是科学家们的疏忽，而是一直以来的研究思路和手段的*。我以为，能够将这些已有的研究成果，无论是基本原理还是合成结构，良好地整合统一并正常工作，是接下来一代甚至几代科学家所需要完成的。这绝不是一个简单的任务，因为这不仅要求研究者有着良好地化学背景（有机化学、无机化学、物理化学、计算化学等等），在进一步扩大器件尺度的过程中还会遇到更多非化学问题。但是总的来说，向自然界学习，解决太阳能向化学能转化储存的问题，人工模拟光合作用已经是一个非常成熟的理念了。只不过从科学研究的角度上看，这个领域还有待成熟。

热心网友 时间：2024-11-30 02:38

2月9号，哈佛大学的科学家团队在美国国家科学院院刊上刊*文展示了他们最新的成果，他们在诺塞拉的仿生树叶这个系统中，新加入了一种细菌，把分离出来的氢气和二氧化碳结合，成功地合成了异丙醇，就是俗称的“火酒”，一种液体燃料。这个成果，被认为是新能源*路上重要的一步，诺塞拉表示，他们的 目标是让人们拥有仅靠阳光和水就可以驱动的个人能源站，而目前，他们紧接下来的挑战是通过改良催化剂和细菌进一步提高这种仿生树叶对光能的转化效率。