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通过应对光合作用的“小故障”来增强生物燃料

经过马丁·莱格特(Martin Leggett)- 2011年5月12日18:0:0 GMT
通过应对光合作用的“小故障”来增强生物燃料

明天发表在《科学》上的一篇论文概述了如何通过解决已知缺陷的领域来增强光合作用的自然光合作用过程。这可以使植物用于生物燃料,将可持续的基于植物的能源置于现实领域。

在寻找新型技术解决方案的灵感时,转向自然世界通常是第一个呼叫港口 - 毕竟,母亲(地球)最了解。并试图解决可再生能源探索的最大难题之一 - 解锁了太阳散发出的巨大而无情的力量 - 一个明显的参考点是植物王国。那是数亿年的进化,完善了地球上最有效的太阳能收集设备 - 不起眼的叶子。

除了对植物光合作用的详细动态的现代研究表明,就收获太阳而言,进化可以导致一些相当棘手的解决方案。那是来自发表的文章的左场建议科学。它着眼于大自然出错的地方 - 以及男人如何从这些错误中学习以改善生物燃料的能量方程式。

这一研究很可能是决定生物燃料是否能够从后面的一类转移的关键可再生能源明星表演者的解决方案。这是因为改善的植物光合作用意味着更多的储存糖。因此,生物燃料最终产品的能量更多。罗伯特·布朗斯希(Robert Blankenship)提出的这一论点的起点之一 - 罗伯特·布朗斯希(Robert Blankenship) - 一位科学家研究了圣路易斯华盛顿大学的光合作用 - 是,在存储太阳能方面,玉米田是落后于太阳能电池板的漫长一步。

有两个主要问题植物光合作用根据Blankenship和该领域的同事 - 在2009年关于植物的相对太阳效率的讲习班之后,开始了辩论。首先是植物只能占据这么多的阳光。叶子的轻度收集“天线”分子可以非常有效地吸收阳光,但这种能量的后端加工却非常缺乏。

这导致植物“倾倒”高达80%的传入光,以避免可能破坏化学反应。相比之下,太阳能电池不断提高功率输出,因为阳光输入不断上升。第二效率阻力在于称为Rubisco-核糖双磷酸羧化酶 - 氧合酶的酶。该分子有助于加快CO2为复杂糖的光合作用转化。问题在于Rubisco酶也与氧气反应。

这确实可以阻碍植物叶子中的整个“阳光”过程。氧气比CO2高500倍,因此可以从反应中淹没它。Blankenship说,如果Rubisco对氧气做出反应,那么它经历了一个长长,复杂且耗尽能量的过程,称为照片振兴只是为了恢复碳并将其恢复起跑线。”“这种转移无济于事光合作用的有效性。

该文章提供了希望可以解决这些问题的希望 - 合适的育种计划可以使植物平均晒黑的聚集机。但更具争议性的是,本文也推动了基因工程和合成生物学,作为快速追踪未来“超级”生物燃料植物的发展方式。该论文的合着者托马斯·摩尔(Thomas A.