一个国际科学家小组观察了植物如何产生氧气的微小细节。通过使用先进的 SLAC X 射线激光器，他们能够准确观察光合作用在室温下如何发生，而且它并没有像我们想象的那样发生。
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该团队此前只能在冷冻样本中、低光度下观察光合作用，无法产生高保真度的光合作用图像。最新的激光升级，直线加速器相干光源（LCLS），使研究人员能够真正看到水的光合作用分裂——这一观察可能会打开一个技术应用的世界。
劳伦斯伯克利国家实验室首席研究员兼高级科学家 Junko Yano 在一份研究报告中表示：“最终的目标是模拟大约 30 亿年来的光合作用。这一直是几十年来的研究挑战。”陈述。 “我们现在拥有正确的工具，即 LCLS 创建的飞秒 X 射线激光脉冲，它使我们能够实时观察自然界中发生的水分解反应。”
该研究发表于自然，介绍了光系统 II 蛋白，它是帮助从水中释放氧气的催化剂。该蛋白质具有由四个锰原子和一个钙原子组成的金属核心。利用光能，两个水分子形成一个氧分子。
虽然科学家们很早就知道锰在改变电子和破坏氢氧键方面发挥的关键作用，但数据并不支持为解释光合作用而提出的两种主要理论。
“这种化学反应非常不寻常，”伯克利实验室联合首席研究员兼高级科学家维塔尔·亚钱德拉 (Vittal Yachandra) 说。 “了解这种水分解过程的具体工作原理将是我们理解上的一个突破，它有助于太阳能燃料和可再生能源的开发。”
尽管收集到的数据令人难以置信，但仍不足以生成光合作用的完整图像。 LCLS 的更多观测有望提供更多反应快照，并有助于澄清科学家们所遗漏的内容。
