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了解自然界光合作用的过程，有助于开发人工光合作用，利用阳光和水创造洁净能源。近期一份发表在美国国家科学院院刊（PNAS）的研究看到，光系统复合物采用接力的方式传递水分子，把水分子送入产氧单元，最终生成氧气。
光系统II是植物、藻类和蓝细菌内分解水分子，释放氧气的关键蛋白复合物。在过去几年来，美国能源部劳伦斯‧伯克利国家实验室和SLAC国家加速器实验室等机构合作的研究组，已经了解了这个过程中很多重要的步骤。最近，这个团队看到了其中关键一步里更详细的内容。研究称，发现四个锰原子和一个钙原子，由氧原子连接，组成一个产氧单元，在阳光的作用下，这个单元经过四个稳定的氧化态，释放出氧气。
研究人员看到，水分子经过一个通道流入产氧单元。水分子在复合物里的锰和钙原子之间形成桥梁。这个水分子很可能为最后产生的氧气提供一个氧原子。使用X射线激光，研究人员还发现，在水分子通往产氧单元的通道上有很多小台阶，把水分子用接力传递的方式，一步步传进产氧单元。研究者之一伯克利国家实验室的亚坎德拉（Vittal Yachandra）还提到了这个过程中类似牛顿摆的现象。他说：“这就像一个牛顿摆。通常水里的物质是四处移动的，但是我们在这个惊人的过程中看到，产氧单元周围的一些水分子改变它们的位置，但是有一些总是处于相同的位置。就算重复一万次实验，它们仍然处于相同的位置。”
研究称，这项观测为了解完整的光合作用过程又填入了一块拼图。
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