出品：“科學與中國”院士專家巡講團
製作：中國科普博覽
監製：中國科學院學部工作局 中國科學院計算機網絡信息中心
非光合作用的微生物，它們若不能得到太陽光光子的能量的，如何進行生命活動呢？答案是可以微生物胞外電子傳遞這種模式進行，也就是通過半導體礦物作為介導來獲得太陽能。這種模式是地球科學和生物學交叉的一個很重要的問題。研究微生物利用光電子這種半導體礦物獲得能量，第一次在國際上把光、微生物、半導體聯繫起來。
能量是一切生命活動的核心問題，通過礦物光電子獲得光電能營養是值得研究的。早期的生命起源能量獲取途徑主要是地球內部熱能和太陽光光能。然而科學家通過研究實驗證明，礦物光電子的能力比光電子和價電子能量要高，所以它也能為微生物提供能量。這也從另一方面證明，礦物光電子也對非生物途徑的有機物合成產生重要影響，為最早的物質生命形成提供基礎。同時，它還能夠為生物體代謝循環提供能量。
這樣的光電子它的傳導途徑有多少種呢？首先是微生物之間構建的導電網絡。這種傳遞與距離無關，而是靠生物膜傳遞。第二則是微生物和鐵氧化物之間形成導電網絡，這種距離較遠。第三種類型則較為複雜，厭氧硫化物通過微生物的胞外膜傳遞到氧化帶裡來。這樣看來，光電子的轉移途徑是沒有問題的。德國的研究證明礦物光電子能保護細胞，我國科學家近年來則進一步證明，礦物光電子還能提供能量，並且促進微生物生長。
“科學與中國”院士專家巡講活動是中國科學院學部發起，由中科院、中宣部、教育部、科技部、工程院、中國科協共同主辦的高層次公益性科普活動。精彩內容關注“科學與中國”官方網站（cs.kepu.cn）。中國科學院學部工作局為網站委託單位，中國科普博覽為網絡傳播合作伙伴，中國科學院計算機網絡信息中心提供技術支持。
閱讀更多 中國科普博覽 的文章
