,微藻細(xì)胞內(nèi)的葉綠體是光合作用的核心器官。
葉綠體內(nèi)含有大量的葉綠素分子,這些分子能夠吸收太陽光中的能量。
當(dāng)葉綠素吸收光能后,電子會被激發(fā)到高能狀態(tài)。
這些高能電子通過一系列復(fù)雜的電子傳遞鏈傳遞,最終到達(dá)反應(yīng)中心。
在這一過程中,電子傳遞鏈中的蛋白質(zhì)復(fù)合物利用電子的能量將水分解成氧氣、質(zhì)子和電子。
這個過程不僅產(chǎn)生了氧氣,還儲存了能量,形成了ATP和NADPH。
2.暗反應(yīng)(Calvin循環(huán))加納德的好友,另一位生物化學(xué)家梅爾文·卡爾文(MelvinCalvin)在研究微藻光合作用時,發(fā)現(xiàn)了暗反應(yīng)的詳細(xì)機制,即Calvin循環(huán)。
在暗反應(yīng)中,微藻利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADPH,通過一系列酶促反應(yīng),將二氧化碳固定并轉(zhuǎn)化為有機物。
卡爾文通過使用放射性碳同位素標(biāo)記的二氧化碳,成功地追蹤了碳原子在微藻細(xì)胞中的轉(zhuǎn)化路徑。
他發(fā)現(xiàn),二氧化碳首先與一個五碳糖(磷酸核糖)結(jié)合,形成不穩(wěn)定的六碳化合物,隨后迅速分解成兩個三碳化合物。
這些三碳化合物在ATP和NADPH的幫助下,經(jīng)過一系列還原、轉(zhuǎn)化和再生過程,最終形成葡萄糖等有機物。
二、環(huán)境因素的影響與研究加納德和卡爾文的研究團隊還發(fā)現(xiàn),微藻的光合作用效率受到環(huán)境因素的顯著影響。
他們通過實驗觀察到,光照強度、溫度和營養(yǎng)鹽濃度都會影響微藻的生長和光合作用效率。
在光照強度方面,加納德發(fā)現(xiàn),當(dāng)光照強度低于一定閾值時,微藻的光合作用速率會隨著光照強度的增加而增加。
然而,當(dāng)光照強度超過一定值后,光合作用速率不再增加,甚至可能下降,這是因為過強的光照會導(dǎo)致光合色素的破壞。
在溫度方面,卡爾文的研究表明,微藻的光合作用速率在一定溫