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萬物生長靠太陽,漫談植物的光合作用

更新時間:2017-12-21點擊次數:3538

萬物生長靠太陽,漫談植物的光合作用

 

冬季午后的暖陽,總會讓人心情舒暢。讓人忍不住搬出小椅子,享受來自大自然的溫暖。但此時,對著陽光,你是否會想,太陽對于地球萬物的意義呢?

 從地球生命伊始到萬物繁衍生息,太陽為各類復雜的化學變化提供著能量。而植物,作為生態系統的底層,它們的生長更與太陽息息相關。今天,小轉就和大家聊聊植物們是如何利用太陽能讓自己茁壯成長的。

  “愛曬太陽“不要緊,植物也要做“防曬”

 說到植物和陽光,“光合作用”是不是作為生物愛好者的你,腦海里閃過的*個詞匯呢?

光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉化成儲存著能量的有機物,并釋放出氧的過程。在進行光合作用時,溫暖的陽光是植物制造有機的“動力”。但對于植物而言,陽光也不是曬得越多越好,必要的“防曬“對植物的生長也很重要呢。

 

科學研究表明,提高一定的光照強度,確實有助于植物生產有機物,但過量的光能會導致植物光合作用裝置的氧化性損傷。

于是植物逐漸進化出了一種保護機制:在高光照條件下,植物的葉綠體中會產生一種蛋白質,這種蛋白質可以誘發一種非常有效的高光保護機制——把植物捕獲到的光能以熱量的方式釋放出去,從而減少或避免光氧化性損傷,科學家把這一機制稱之為非光化學淬滅

 

 

基因改造,提高光合作用的制勝法寶

 “非光化學淬滅”的機制雖然能夠有效的防止植物“曬傷”。但在陽光減少的時候,如果關閉得不夠迅速,光合作用就不能有效工作,進而大大損失了有機物制造的效率。因此,如何提高植物的光合作用,產生更多的有機物,養活地球上更多的其他生物,就成了很多科學家探索的重點。 

近期,美國勞倫斯伯克利國家實驗室以煙草為研究對象,對參與“非光化學淬滅”過程的3個基因進行改造,可以加快光照減弱時,“非光化學淬滅”機制的關閉。這也就意味著,植物可以更快地提升陰影下的光合作用效率。

 

 

研究人員表示,由于作物一半的光合作用是在有各種陰影時進行的,這可以帶來很大好處。實驗也表明,經過基因改造煙草的產量可以提高14%到20%。另外,研究人員正在對大米和其他糧食作物進行相同的基因改造,希望在其他作物上也能取得相似的增產結果。

話說,機構糧食及農業組織預測,糧食產量需要在2050年前翻一番,才能滿足日益增長的需求。相信這項新技術,一定會為解決糧食問題提供很大幫助

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