光合作用的思考

bigsnake · 发表于 2006-7-1 10:31:59

看了不少贴子，也遇到不少高手。在此我也把一些想法写出来让大家讨论一下，也许能给我很大的帮助。
快开题了，老师没有项目，问我想做什么？我说我想做光合作用的研究，但他否决了，没有基础没有钱。
我象是叶绿素，老师是是阳光，现在没有阳光了，没有了动力。

看过不少光合作用的资料，现与大家分享一下，如有高手，请不吝赐教。
光合作用是地球上最伟大的化学反应，因为利用太阳能，绿色植物通过光合作用将水和二氧化碳转变为有机化合物并放出氧气。
1、现在光合作用的研究主要集中在光合作用催化中心的研究上，很多专家认为是一种金属络合物，在光的作用下能够吸收CO2并转化成O2。
2、绿色植物中的捕光复合物，中科院的专家已经发现光合膜蛋白，而且在世界上率先测定了这一复合体的三维结构。
。。。。

我的一些想法和问题：
1、光合作用是一个双向可逆的作用，在有光的条件下能够发生光合作用，而没有光的情况下能发生吸收O2消耗自己放出CO2的反应，但上述的催化核心没有这方面的研究，只是在研究某一单方面，可能与实际的光合作用有所差别；
2、在清晨有阳光出现的树林里，空气是那么新鲜，后来证明有氧负离子的存在，但再过一段时间就没有那么高的氧负离子了，一方面空气流动加强，另一方面是光合作用达到平衡。这是在这种时间点，也证明了氧从植物里出来的形式是氧负离子。这一点好象也没有多少人研究；
3、纳米光催化作用研究的很热，其中就有产生氧负离子的作用。在现实中的高温高压能合成有机物，在植物体内好象看不出高温高压，但它们仍能产生有机物的原因会不会是因为纳米气泡的存在？纳米气泡要是符合Young-Laplace定律的话，那么它中心的压力是惊人的；
4、所有的什么催化核心，什么光合蛋白膜是后来植物进化产生的，那么最开始的光合作用就是发生在无机物中间。假想：在大海里，有盐类金属作核心，磷酸根类离子作表面活性剂，产生纳米气泡，在光的作用下发生化学合成，产生最原始的有机物。如有搞地质的朋友告诉我一下，那个阶段的地壳中的磷含量是不是很高？

谢谢大家，有比较专业的朋友可以帮我提一些不同的看法和意见！

mengzhiyong · 发表于 2006-7-1 11:42:00

光合作用的過程極其複雜，簡單分類就存在無氧光和作用和有氧光和作用。不過，從我簡單的生化背景出發，Mg絡合物，鉄絡合物應該是光合作用的核心，起到光電子的吸收和傳遞的作用。

bigsnake · 发表于 2006-7-1 12:33:27

可是现在都是在说Mn络合物,而且中国学者说是双锰核心!

长歌－废墟 · 发表于 2006-7-2 21:24:40

引用第2楼bigsnake于2006-07-01 12:33发表的“”:
可是现在都是在说Mn络合物,而且中国学者说是双锰核心!

个人觉得Mn络合物可能不大,不过我不学生化的瞎说而已

Mg作为比较活泼的金属元素,作电子传递是比较可能的.

bigsnake · 发表于 2006-7-3 06:52:19

孙立成，大连理工大学化工学院长江学者特聘教授。聘任岗位：生物化工。博士生导师。
科研成果及所受奖励
　　作为瑞典人工光合作用研究的发起人和关键骨干，首次实现了金属Ru络合物与Mn络合物的光电子转移，成功地模拟了生物光合作用体系II给体部分的光诱导电子转移过程，为人类利用生物工程将太阳能直接转换成燃料指明了方向，因此激起了欧洲及美国和日本等国家人工光合作用研究的新浪潮。

现在最流行的研究前沿:是双锰离子核心络合物!孙教授的成果!

醉乡常客 · 发表于 2006-7-19 23:14:01

引用第3楼长歌－废墟于2006-07-02 21:24发表的“”:

个人觉得Mn络合物可能不大,不过我不学生化的瞎说而已Mg作为比较活泼的金属元素,作电子传递是比较可能的.

太活泼的元素不能传递电子，要半死不活的才行。

mengzhiyong · 发表于 2006-7-20 02:17:27

引用第5楼醉乡常客于2006-07-19 10:14发表的“”:

太活泼的元素不能传递电子，要半死不活的才行。

Obviously we need quantitative instead of qualitative description. What you mean quantitatively, such as by electronegativity, for "半死不活"?

醉乡常客 · 发表于 2006-7-20 11:16:44

所谓电子传递，指“氧化态的某物质在某种条件下（条件1）在这里（地点1）得电子变成还原态，而还原态的某物质又在某种条件下（条件2）在那里（地点2）失电子变成氧化态，1、2循环”

元素过于活泼，第二件事容易发生，但要再较低代价下使第一件事发生就比较困难，光合作用体系中，条件1、2之间的差距不会很大，举个例子，冶金过程中电子传递的条件1、2往往就有数百度的温差和近千Pa的氧分压差。

若元素太不活波，和前面的情况同理。

太活泼及太不活泼的元素的共同特点是氧化态-还原态变化的能差很大。要发生上述循环，条件1、2差异大。光合作用体系中传递电子的条件1、2差距没有这么大，因此，氧化态-还原态之间的变化不应太难，这样的东西只能在具有可变化合价的过渡元素中找。

生化反应我不是太明白，但以硫酸催化剂为例，其变化无非就是在组成接近V6O13和V2O5的两种化合物之间的循环。

（不过，如果纳米尺寸以下的气泡真的符合杨－拉普拉斯公式，好像条件1、2的差异又真的很大，但我认为杨－拉普拉斯公式是一个宏观公式，不宜用于介观体系，不然，一个气体分子产生的压强岂不成了天文数字了？流体力学中的微团模型通常也将微团尺寸定义为微米级以上）

bigsnake · 发表于 2006-7-22 16:49:37

醉乡常客兄是学化学的吗?讲得很细呀!呵呵!有道理!

醉乡常客 · 发表于 2006-7-22 22:04:51

我是学化工的。

混碗饭吃吃而已

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[【理工类原创】] 光合作用的思考