[江源速报] CLOI 科研团队发现光合作用新机制!!!

光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳-氧平衡具有重要意义。

传统光合作用机理

光反应阶段

光反应阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给NADP+，使它还原为NADPH。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中，形成的跨膜质子梯度驱动ADP磷酸化生成ATP。

暗反应阶段

暗反应阶段是利用光反应生成NADPH和ATP进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于NADPH和ATP的提供，故称为暗反应阶段。

发现的新型反应机理

CLOI 科研团队领衔发明的光合作用全新机理研究报告一经发表，便引起了世界性的轰动. 人民日报社论评论说:"这是2024年中国科学最伟大的发明". 英国帝国理工学院的Andrea Fantuzzi和A. William Rutherford 对此评论道:"这是人类食物能源界新的伟大突破". 它可能让世界上饥饿的人们摆脱食物缺乏的困境. 因此，该反应也被授予联合国2024年度 "杰出贡献奖".

CLOI科研团队领导人 \(HaneDaniko\) 在接受采访时表示，自己的团队发现该方式的机遇来自于一种多功能能量物质: HDK. 类似 NADPH，HDK 中的 H+ 也可以通过还原反应放出电子，变成 DK+，这就为光合氧化的氧化剂准备奠定了基础. 其次，团队成员还发现，HDK 实际上可以完成像 ADP 一样的能量储存，变成 HTK，这恰好也为光合有机物合成提供了直接能量来源. 因此，在发现了这种神奇的物质 HDK 后，CLOI科研团队的研究人员受到启发，考虑将这种物质引进到光合作用中，以取代原反应中的 ATP 和 NADPH，取得了成功.

反应主要分为以下两个部分进行. 类似传统光合作用的光反应与暗反应，该反应分为光DK 与暗DK 两部分进行. 光DK 阶段的特征是在光驱动下水分子氧化释放的电子通过类似于线粒体呼吸电子传递链那样的电子传递系统传递给DK+，使它还原为HDK。电子传递的另一结果是基质中质子被泵送到类囊体腔中，形成的跨膜质子梯度驱动HDK磷酸化生成HTK. 暗反应阶段是利用光反应生成HTK，而HTK又生成HDK来进行碳的同化作用，使气体二氧化碳还原为糖。由于这阶段基本上不直接依赖于光，而只是依赖于HTK的提供，故称为暗反应阶段.

反应可概括为以下两个方程式:

\[DK^{+}+H_{2}O+pi\xrightarrow{酶}HTK+\frac{1}{2}O_{2} \]

\[HTK+CO_{2}+C_{5}\xrightarrow{酶}(CH_{2}O)+C_{5}+DK^{+}+pi \]

目前，科学家们正在培育诱导具有该反应模式基因的植物，该反应的发现在任何意义上都是人类在资源史的一大飞跃，从此以后，光合反应的效率与需要的能量都大幅减少，为高密度种植作物提供了可能.