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光合作用论文权威发布_简述光合作用的整个过程(2024年12月精准访谈)

内容来源：合毅科技所属栏目：观点更新日期：2024-12-03

光合作用论文

「科研」Solar-powered animal cells by University of Tokyo。正式论文刚刚在线发表在Proc Jpn Acad Ser B Phys Biol Sci. 2024 Oct 31，IF4.4: Incorporation of photosynthetically active algal chloroplasts in cultured mammalian cells towards photosynthesis in animals在培养的哺乳动物细胞中加入具有光合作用活性的藻类叶绿体以促进动物的光合作用。纯细胞水平的工作，也是很有创意了网页链接

日本先进科学技术研究所（JAIST）和东京大学科学家携手，研制出一种新型水凝胶。这种水凝胶能够模拟自然界的光合作用，利用阳光分解水，获得氢气和氧气。相关论文发表于最新一期《化学通讯》杂志。氢是一种极具前景的清洁燃料，燃烧干净，副产品只有水。然而，目前的氢气生产方法往往依赖化石燃料。最新研究能利用大自然中的阳光和水，以环保的方式生产氢气。未来，人们有望利用这种方式生成的“绿氢”，为工业、交通和能源存储系统供电。新型水凝胶中充满钌络合物和铂纳米粒子等功能分子，这些分子共同模拟光合作用。该水凝胶的关键部分是作为框架的聚合物网络，这些网络有助于控制电子转移，对提高能量转换效率至关重要。此外，此前的人造光合作用系统存在分子“扎堆”的问题，当这些分子聚集在一起时，它们就无法有效地工作，从而大大降低氢气产量。而新型水凝胶使用聚合物网络，有效防止了这些分子“扎堆”。团队计划接下来扩大这种水凝胶的生产规模，并确保它们能长期稳定。

如何通过EPQ拿到剑桥大学的offer？ 𐟌Ÿ剑桥大学offer持有者的经验分享今年的牛津剑桥录取已经尘埃落定，剑桥大学的offer持有者W同学分享了一条宝贵的申请经验：通过完成EPQ项目，他找到了自己真正感兴趣的专业方向。 W同学在个人陈述中特别强调了做EPQ的经历，这在他的申请过程中起到了至关重要的作用。剑桥大学官网明确表示，他们高度青睐EPQ项目。W同学选择了最前沿的生化技术领域作为EPQ的主题，未来打算学习自然科学。 𐟓šEPQ项目的经历 W同学在EPQ论文中探讨了半人工光合作用系统（SAPS）的研究现状和未来前景。在这个过程中，他学会了使用各种工具，如Google Doc、Sci-hub、Google Scholar和Grammarly等。导师非常耐心地教他如何使用这些工具，改正论文格式和标点符号，并关注学生的学习进度。通过EPQ项目，W同学不仅加深了对课题领域的理解，还培养了研究和独立学习的能力。越来越多的牛剑G5申请者也开始瞄准这个“加分利器”。 𐟌ž暑期是EPQ准备的关键期暑期是做EPQ项目的关键期，尤其是对于IGCSE阶段的学生来说，可以提前准备。如果你打算在24年申请，还可以赶上末班车。暑期做EPQ拥有时间上的优势，忙碌的学期中我们要专注于课堂学习和课外活动，而利用暑期来完成就可以有更充分的准备。 EPQ项目需要学生们具备自主研究和独立思考的能力，这样可以帮助他们更好地适应大学的学习和研究，同时也为学生们的未来职业生涯做好准备。

【半导体/微生物复合体系用于太阳能到化学能转化】11月20日，新加坡国立大学刘斌院士团队在期刊Chem上发表研究论文网页链接。该研究总结了半导体/微生物复合体系在半人工光合作用中的应用进展，全面概述了生物/非生物界面的电子转移机制及制氢、二氧化碳减排等领域的最新成就。文章深入探讨了当前面临的挑战，并提出了构建高效电子转移杂化界面的建议和具有前景的研究方向，为该领域的未来发展提供了指导和借鉴。

「细菌也能感知季节变化」《Science》的一项研究表明：细菌也能感知季节变化。听起来是不是有点反直觉？？一般来说，人们认为只有复杂生物才有日常时钟和节律感知能力。但关于蓝细菌（旧称蓝藻）的研究显示，即使是单个细菌细胞也能get生物钟。简单说，蓝藻是一种通过光合作用从阳光中产生能量的细菌，分裂前在实验室仅能存活约5小时。但在如此短的时间内，它们还能预测寒冷天气的到来并做好准备。咋发现的？？[看书] 时间拨回到1986年，南非植物生理学家 Nathana㫬 Grobbelaar 在研究蓝藻时发现—— 蓝藻在模拟的夜间环境中能够更有效地处理氮。这是在单细胞生物体中观察到的第一个昼夜内部节律。后来，有科学家开始探索维持生物体生物钟运作的【分子机制】。在1993年和1998年的论文中，几位科学家鉴定出3个与蓝藻生物钟相关的基因及其编码蛋白：KaiA、KaiB 和 KaiC。("kai" 在日语中意味着 "循环") 具体来说，KaiA 和 KaiB 的相互作用导致 KaiC 蛋白增加一个磷酸基团，并以节奏的方式释放它，与昼夜的周期同步。而且令人惊讶的是，这一完整的循环过程不仅在细胞内发生，还能在细胞外、试管中的松散分子中进行。这表明生物钟的工作机制可以在【细胞环境之外】独立运作。然后就来到Science的最新论文，时间生物学家Lu㭳a Jabbur将实验设计为—— 将蓝藻分为三组，每组分别暴露在模拟不同季节的光照和黑暗周期中。 - 冬季组：8 小时光照 + 16 小时黑暗 - 春分组：12 小时光照 + 12 小时黑暗 - 夏季组：16 小时光照 + 8 小时黑暗每组蓝藻在相应的光照条件下培养 8 天。将培养后的蓝藻置于冰水中，然后从每个冷冻管中取样。观察和计算活细胞生长的菌落数量，以评估不同光照条件下蓝藻的生存能力。实验最终发现，经历了类似冬季光照周期的细胞能够提高冷水浴后的存活率，比夏季或春分细胞高出三倍。且一个明显差异是：冬季条件细胞：激活更多与新陈代谢相关的基因。夏季条件细胞：激活与热和紫外线相关的基因。总之，研究人员试图证明了蓝藻具备冬季预测及提前准备能力。论文：网页链接

最新科技消息【电农业可不依赖光合作用生产作物】在发表于最新一期《焦耳》杂志的一篇研究论文上，美国生物工程师介绍了一种创新的食品生产方式，称为“电农业”（Electro-Agriculture）。这项技术的核心是利用太阳能驱动的化学反应来替代自然界的光合作用，从而更高效地将二氧化碳转化成植物可以利用的有机分子。通过基因工程手段，让植物改造后能够吸收这些有机分子。据研究团队估计，如果全美的粮食作物均采用“电农业”的方式生产，所需耕地面积将大幅缩减达94%。此外，这项技术同样适用于在太空中生产粮食。不过，在实际应用中，这一技术仍然面临重大挑战。科技新突破更多详情→（科技日报记者张梦然，海报制作：杨凯刘义阳，原图提供：华盛顿大学圣路易斯分校）（来源：科技日报）#有一种美好叫辽宁##新时代六地辽宁杠杠滴##振兴新突破辽宁杠杠滴#

阳光将二氧化碳和甲烷转化为燃料和工业所需的宝贵气体作者：Bronwyn⠔hompson ⠊科学家们借鉴植物的经验，利用光合作用蓝图来利用太阳能，将两种最具破坏性的温室气体转化为有用的、珍贵的化学物质，然后可用于生产燃料并在制造业中发挥重要作用。麦吉尔大学的研究人员开发出一种称为光驱动氧原子接枝的新工艺，该工艺使用金、钯和氮化镓作为催化剂，在阳光照射下将二氧化碳和甲烷化学转化为一氧化碳和绿色甲醇。 “想象一下这样一个世界，在阳光的帮助下，汽车尾气或工厂排放的废气可以转化为汽车的清洁燃料、日常塑料的原材料以及电池中储存的能量，”论文共同第一作者、麦吉尔大学化学系的Hui⠓u说道。“这正是这种新化学工艺能够实现的转化。” 虽然论文中详细介绍了这些过程，但本质上该方法引发了链式反应，氧原子从二氧化碳中分离出来并跳到甲烷分子上，将其转化为绿色甲醇。虽然它仍有缺点——例如易燃性和实用性，需要更大的燃料箱尺寸——但这种可再生甲醇产生的二氧化碳排放量比传统燃料少60-95%。它还具有可扩展性，可适应碳捕获生产方法，并且不依赖化石燃料。一氧化碳(CO)也是产生的副产品，由于其有毒和无味的特性，它被称为无声杀手，也是医学研究的重点，研究它如何帮助缓解炎症和治疗急性肺损伤、败血症和器官移植。 “通过利用太阳能，我们可以将两种温室气体回收利用，制成有用的产品，”该研究的第一作者、化学系教授、加拿大绿色/有机化学研究主席李朝俊(Chao-Jun⠌i)表示。“该过程在室温下进行，不需要其他化学反应中使用的高温或刺激性化学物质。” 植物在阳光的帮助下将二氧化碳和水转化为能量和氧气，这种新方法在某种程度上也发挥了类似的作用，而且资源丰富且随时可用。催化二氧化碳和甲烷的产品并不便宜，但它们对于推动这一化学反应的持续光驱动氧原子接枝来说非常耐用。 “这项创新为加拿大实现2050年净零排放的目标提供了一条有希望的道路，并将环境挑战转化为更可持续未来的机遇，”共同第一作者、化学系博士生Jing-Tan⠈an表示。该研究发表在《自然通讯》杂志上。来源：麦吉尔大学

净初级生产力（NPP）：地球生态的关键 𐟌 在地球系统科学中，净初级生产力（NPP）是一个至关重要的概念。它连接了太阳能、植物生长和碳循环，是理解地球生命活力的关键。 𐟌🠤𛀤𙈦˜P？净初级生产力，简称NPP，是指植物通过光合作用产生的有机物总量减去它们通过呼吸作用消耗的部分。这个指标直接反映了生态系统在固定碳和释放氧气方面的能力。 𐟔 NPP的应用领域碳循环研究：NPP是理解和模拟全球碳循环的关键变量，对于气候变化研究至关重要。生态系统健康：它帮助科学家评估不同生态系统的生产力和生物多样性状况。环境管理与保护：在农业、森林和自然资源管理中，NPP数据支持可持续的利用和保护策略制定。 𐟌 为什么关注NPP？随着全球气候变化和人类活动的影响日益加剧，监测和分析NPP变化对于预测生态系统对环境变化的响应至关重要。它不仅是衡量地球生态健康的重要指标，也是可持续发展策略的科学依据。 𐟌 NPP研究的前沿动态 Sha等人 (2022) 在其论文《通过最优土地管理大幅增加陆地植被的全球碳汇潜力》中，探讨了通过土地管理优化提高NPP以增强碳汇的可能性。 Liu等人 (2019) 在《全球城市扩张抵消气候驱动的陆地净初级生产力增长》一文中，研究了全球城市化对NPP的影响，揭示了城市扩张对全球生态系统的深远影响。

【“电农业”可不依赖光合作用生产作物所需土地面积将大幅减少】在发表于最新一期《焦耳》杂志的一篇前瞻性研究论文上，美国生物工程师介绍了一种创新的食品生产方式，称为“电农业”（Electro-Agriculture）。这项技术的核心是利用太阳能驱动的化学反应来替代自然界的光合作用，从而更高效地将二氧化碳转化成植物可以利用的有机分子。通过基因工程手段，让植物改造后能够吸收这些有机分子。 “电农业”可不依赖光合作用生产作物（来源：科技日报）

「小柯机器人」【土壤质地对生态系统水限制的全球影响】比利时鲁汶大学Javaux, M.和瑞士苏黎世联邦理工学院Carminati, A.团队合作的一项最新研究，探明了土壤质地对生态系统水限制的全球影响。相关论文发表在2024年10月23日出版的《自然》杂志上。据介绍，低土壤湿度和高蒸汽压亏缺（VPD）会加剧植物的水分胁迫，并引发包括蒸腾和光合作用减少等各种干旱反应。当土壤干燥度低于临界土壤湿度阈值时，生态系统从能量向水分限制过渡，气孔关闭以减轻水分胁迫。然而，在生态系统尺度上，这些阈值背后的机制仍然定义不明确。研究团队分析了对全球土壤临界水分阈值的观测结果，土壤水力导率曲线显示了土壤质地在调节生态系统水分限制开始中的突出作用，土壤导率曲线的陡峭度随着沙粒含量的增加而增加。这阐明了生态系统对VPD和土壤水分的敏感性是如何由土壤质地决定的，沙质土壤的生态系统对土壤干燥相对更敏感，而粘性土壤的生态系统对VPD相对更敏感。由于同样的原因，沙质土壤中的植物适应水分限制的潜力有限，这对气候变化如何影响陆地生态系统产生了响应。综上所述，尽管植被—大气交换受大气条件驱动，并由植物调节介导，但其命运最终取决于土壤。网页链接

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