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光合作用

1800
在复古的环境中,温室展示了正在进行光合作用的植物。.

(图片仅供参考)

光合作用是植物、藻类和一些细菌将光能转化为化学能的过程。阳光提供能量,将二氧化碳和水转化为葡萄糖(一种用于储存能量的糖)和作为副产品的氧气。总的简化化学方程式为 [latex]6CO_2 + 6H_2O + \text{光能}\rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2[/latex].

光合作用过程在植物细胞的叶绿体内主要分为两个阶段。第一阶段是在类木质膜中进行的依赖光的反应。在这里,叶绿素等色素从阳光中吸收光子。这种能量被用来在一个叫做光解的过程中分裂水分子,从而释放出氧气、质子和电子。从光中获取的能量被转化为两种短期储能分子:ATP(三磷酸腺苷)和 NADPH(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸盐)。第二阶段称为 卡尔文循环 或称暗反应,发生在叶绿体的基质中。该循环不直接需要光,而是利用第一阶段产生的ATP和NADPH。在卡尔文循环中,大气中的二氧化碳被“固定”成有机分子,并转化为葡萄糖。 高能 植物可以利用糖分进行生长、新陈代谢或以淀粉的形式储存。整个过程是地球上几乎所有生命的基础,为大多数生态系统提供能量,并产生大气中的氧气。

UNESCO Nomenclature: 2417
- 植物生理学

类型

生物过程

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • 斯蒂芬-黑尔斯(Stephen Hales)提出的植物由大气层滋养的观点
  • 约瑟夫-普里斯特利发现植物可以 ‘恢复 ’被燃烧的蜡烛 ‘伤害 ’的空气
  • 安托万-拉瓦锡关于氧气和燃烧的研究成果
  • 用于观察叶绿体等植物细胞结构的显微镜的发展

应用程序

  • 农业和园艺
  • 生物燃料生产(例如,来自藻类)
  • 碳封存 和 气候变化 减缓
  • 太空探索中的生命支持系统
  • 植物衍生化合物的药物开发
  • 了解全球碳和氧循环

专利:

NA

潜在创新理念

  • 光合作用效率更高的转基因作物
  • 利用水和阳光生产氢燃料的人工光合作用装置
  • 生物建筑,其外墙由充满藻类的面板制成,可产生能源和清洁空气
  • 用于长期太空任务的自给自足闭环生态系统
  • 利用光合生物检测环境毒素的生物传感器
  • development of novel 催化剂 inspired by the water-splitting complex in photosystem ii
  • 垂直农场通过特定光谱进行优化,以最大限度地提高光合作用产量
  • 利用工程微生物将二氧化碳转化为有用产品的碳捕获技术
  • 由光合作用淀粉制成的可生物降解塑料
  • 可穿戴 devices that monitor plant health by measuring chlorophyll fluorescence
相关内容: 光合作用、叶绿素、光能、化学能、二氧化碳、氧气、葡萄糖、植物、藻类、卡尔文循环。.

历史背景

光合作用

1800
1800-05-02
1880
1900
1910
1921
1930
1930
1800
1834-01-01
1880
1902
1920
1928
1930

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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