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孜然实验室 用于生成廉价的氢气，科学家对绿藻的光合作用进行了基因改造

氢是一种必不可少的商品 ， 每年在全球生产超过6000万吨 。 但是 ， 其中95％以上是通过化石燃料的蒸汽重整制得的 ， 这个过程消耗大量能源 ， 并且会产生二氧化碳 。 用这种方式生产的氢气因成本和环保的因素很难用于氢动力车辆 。
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于是 ， 科学家将注意力投向了生物制氢 。
众所周知 ， 光合作用吸收二氧化碳 ， 释放氧气 ， 并且将能量主要以碳水化合物的形式储存起来 。 如果我们能利用光和水制得氢气 ， 那将产生重大影响 。
最近科学家在实验室中取得了突破 ， 通过改造绿藻的光合系统 ， 生产出了氢气 。
植物的光合作用可分为光反应和碳反应两个步骤 ， 光反应利用阳光的能量将水分子分解为氢和氧 ， 氧结合成氧气释放到空气中 ， 碳反应利用上一步生成的氢和二氧化碳生成葡萄糖和水 。
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此外 ， 植物有两套光合作用系统同时进行光合作用 ， 光系统I（PSI）和光系统II（PSII） 。 它们分别通过不同的色素-蛋白质复合物来实现 。 光系统I的吸收高峰波长700nm ， 光系统Ⅱ的吸收高峰为波长680nm 。
莱茵衣藻（Chlamydomonasreinhardtii）是一种单细胞绿藻 ， 直径约10微米 ， 拥有一种氢化酶 ， 该酶利用从铁氧还蛋白中获得的电子 ， 将电子从PSI运送到各个目的地 。 一个问题是氢化酶会因为PSII不断产生的氧气而迅速失去活性 。
孜然实验室 用于生成廉价的氢气，科学家对绿藻的光合作用进行了基因改造
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莱茵衣藻（Chlamydomonasreinhardtii）
科学家在重新设计光系统I方面取得了突破 ， 他们创建了PSI和氢化酶的基因嵌合体 ， 使它们在衣藻体内产生并保持活性 。 这个新组件可以将电子导向质子同时远离二氧化碳（碳反应） 。
经改造（PSI-加氢酶）的衣藻能够以高速率产生氢气 ， 并且持续数天 。
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这种方法如果能替代大部分的氢气生产 ， 则可以极大的节省化石燃料 ， 同时减少二氧化碳释放 。
【孜然实验室 用于生成廉价的氢气，科学家对绿藻的光合作用进行了基因改造】最终 ， 经基因改造的微生物可以成为一种廉价且可再生的生物工厂 。


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