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万物生长靠太阳,漫谈植物的光合作用
发布时间:2017-08-08   点击次数:330次

冬季午后的暖阳,总会让人心情舒畅。让人忍不住搬出小椅子,享受来自大自然的温暖。但此时,对着阳光,你是否会想,太阳对于地球万物的意义呢?

 从地球生命伊始到万物繁衍生息,太阳为各类复杂的化学变化提供着能量。而植物,作为生态系统的底层,它们的生长更与太阳息息相关。今天,小转就和大家聊聊植物们是如何利用太阳能让自己茁壮成长的。

  “爱晒太阳“不要紧,植物也要做“防晒”

 说到植物和阳光,“光合作用”是不是作为生物爱好者的你,脑海里闪过的第一个词汇呢?

光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并释放出氧的过程。在进行光合作用时,温暖的阳光是植物制造有机的“动力”。但对于植物而言,阳光也不是晒得越多越好,必要的“防晒“对植物的生长也很重要呢。

科学研究表明,提高一定的光照强度,确实有助于植物生产有机物,但过量的光能会导致植物光合作用装置的氧化性损伤。

于是植物逐渐进化出了一种保护机制:在高光照条件下,植物的叶绿体中会产生一种蛋白质,这种蛋白质可以诱发一种非常有效的高光保护机制——把植物捕获到的光能以热量的方式释放出去,从而减少或避免光氧化性损伤,科学家把这一机制称之为非光化学淬灭

基因改造,提高光合作用的制胜法宝

 “非光化学淬灭”的机制虽然能够有效的防止植物“晒伤”。但在阳光减少的时候,如果关闭得不够迅速,光合作用就不能有效工作,进而大大损失了有机物制造的效率。因此,如何提高植物的光合作用,产生更多的有机物,养活地球上更多的其他生物,就成了很多科学家探索的重点。 

近期,美国劳伦斯伯克利国家实验室以烟草为研究对象,对参与“非光化学淬灭”过程的3个基因进行改造,可以加快光照减弱时,“非光化学淬灭”机制的关闭。这也就意味着,植物可以更快地提升阴影下的光合作用效率。

研究人员表示,由于作物一半的光合作用是在有各种阴影时进行的,这可以带来很大好处。实验也表明,经过基因改造烟草的产量可以提高14%到20%。另外,研究人员正在对大米和其他粮食作物进行相同的基因改造,希望在其他作物上也能取得相似的增产结果。

话说,联合国粮食及农业组织预测,全球粮食产量需要在2050年前翻一番,才能满足日益增长的需求。相信这项新技术,一定会为解决粮食问题提供很大帮助

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