光合作用反应量瓶颈
光合作用是人类最爱的化学反应之一,它把无机物转成有机物,才让世界充满色彩,才有了人类。
人类希望光合作用的量可以更快更多,这样温室效应就离我们更远,树木可以更绿,我们呼吸的氧气更多。
但是光合作用的量,是有瓶颈的,它的瓶颈就是进行光合作用的生物,自身的需求。
光合作用生成的有机物,最直接的目的,就是为了给生物自身提供能量,生成有机物的量不会超过自身需求。
例如植物自身光合作用最终是为植物自身生成碳水化合物,用于自身维持生命和生长。
生成的碳水化合物的量,总是不会超过植物自身的需求。
突破光合作用反应量瓶颈
中国科研人员首次突破了光合作用的反应量瓶颈,实现让蓝藻可以超量进行光合作用,并把生成多余的有用碳水化合物直接排出体外。
可能很多人奇怪,为什么用蓝藻进行试验?
其实在地球上,蓝藻的光合作用对大气氧气的贡献,比植物大得多,地球上大部分氧气是由蓝藻生成的。
蓝藻,特别是深海蓝藻是我们非常值得敬重的生物。
这次光合作用的突破,来自西北工业大学生态与环境保护研究中心的合成生物学实验室。
他们通过基因改造,得到一种不断进行光合作用,并能直接生成蔗糖,且把蔗糖排出体外的蓝藻。
在这种蓝藻身上,光合作用的反应量是没有瓶颈的,蓝藻可以源源不断的进行光合作用。
蓝藻人造叶片系统
科研人员选择蓝藻,还有另外一个原因,它可以在极端环境下生存。
人们在深海的高温温泉,甚至是缺水的撒哈拉沙漠也能找到蓝藻。
利用基因改造蓝藻的超量光合作用,以及在极端环境下也能生存的特点,科研人员已开始研发蓝藻人造叶片系统。
蓝藻人造叶片原理图
蓝藻人造叶片,其实就是把蓝藻封装在一个类似叶片的充满水的空间里。
把这种叶片放在二氧化碳环境中,吸收阳光,就可以不断生成氧气和蔗糖。
生成的氧气,直接可以为人类营造可以呼吸的环境;生成的蔗糖直接可以食用。
在地球上,可以做到,只要有蓝藻人造叶片和光,人类就不愁没吃的了。
所以未来人类带着这个叶片,到地球任何有水的地方都可以生存下来,完全就是探险神器。
人造地球不是梦
有了蓝藻人造叶片系统,人类还可以制造各种人造地球,包括太空船、太空堡垒。
甚至改造太阳系其他行星,使之成为合适人类生存的环境,包括火星和金星等。
合成生物学实验室的王文教授还表示,这种蓝藻以及蓝藻人造叶片系统,其实都还有很大的发展潜力。
现在得到的蓝藻,所生产的蔗糖的量,还不算很高,按照浓度来算大概是每升水1克糖,未来还可以继续提高;
另外蓝藻人造叶片系统生成了蔗糖后,还可以搭配其他工程菌,生成维生素、氨基酸、能源、药物、各类化工材料等等,最终形成整个人造生态系统。
而且这样形成的人造生态系统,是高度可控的。
王文教授还描述了一个憧憬:未来人类在太空旅行,可以只需要背着一个背包大小的装置,就可以维持氧气和食物供应。
指尖科技说小编对这个憧憬充满期待,这样的未来,别说地球,整个太阳系都是我们可以活动的家园了。
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