数字孪生（Digital Twin）已经走过了几十年的发展历程，只不过以前没有这样命名，而是发展到了一定阶段，人们意识到应该给这种综合化的技术起一个更确切的名字。#数字孪生技术#
本文论述的数字孪生有两层意思，一是指物理实体与其数字虚体之间的精确映射的孪生关系；二是将具有孪生关系的物理实体、数字虚体分别称作物理孪生体、数字孪生体。默认情况下，数字孪生亦指数字孪生体。
北京智汇云舟科技有限公司研发经过6年以上的积累，取得了坚实的技术和产品，拥有'3DGIS+视频融合+时空位置智能（LI）技术首创“实景数字孪生”'，自主研发了实景孪生解决方案、Paas平台、实景孪生虚实融合一体机等产品。
数字孪生有哪些企业
智汇云舟研发技术：数字孪生技术（行业头部），3DGIS（专利研发）、视频融合（行业领先）、位置智能LI 、三维可视化，3d建模等行业相关技术。国内头部技术研发供应商。
数字孪生怎么样
项目实施案例：数字乡村、军工、工厂 、轨道交通、区域应急、智慧城市、智慧园区、智能监所、水利、电力、智慧交通、高速、智慧高铁、雪亮工程、机场管理、矿厂、智慧文旅等等数字孪生赋能行业。【项目案例索取，电话咨询】
数字孪生哪家强
北京智汇云舟科技有限公司是国家级和中关村双高新技术企业，海淀城市大脑联盟的发起单位，中科院创新发展研究院理事单位，背靠中科院、清华、北航等权威科研院所的前沿科研成果，参与多项国家级重点项目建设，在数字乡村、军工、轨道交通、应急、智慧城市/智慧园区等领域积累了丰富实施经验与实践结果。【电话咨询，项目详细技术、案例等】
“数字经济”已成为我国推进科技创新，促进产业优化升级，践行高质量发展之路不可或缺的一环。
如何实现数字孪生
看晕了吧？其实，简单来说，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”。
为什么要发展数字孪生
随着数字经济被提升至国家战略，运用数字技术，润物细无声地赋能于实体经济的生产、管理乃至用工等全环节，已经成为行业新趋势。
数字孪生什么
而且，数字孪生体不是随便乱“动”。它“动”的依据，来自本体的物理设计模型，还有本体上面传感器反馈的数据，以及本体运行的历史数据。
数字孪生是源自工业界的概念。在工业制造领域，有一个词叫做“产品生命周期管理（PLM）”。相信很多人都听说过。
双向，是指本体和孪生体之间的数据流动可以是双向的。并不是只能本体向孪生体输出数据，孪生体也可以向本体反馈信息。企业可以根据孪生体反馈的信息，对本体采取进一步的行动和干预。
什么是数字孪生技术?
工业制造数字孪生：起源于工业制造领域。工业制造也是数字孪生的主要战场。数字孪生在工业现实场景中已经具有了实现和推广应用的巨大潜力。
数字孪生有哪些应用
智慧城市数字孪生：除了工业制造之外，数字孪生和5G、智慧城市也有非常密切的关系。在数字孪生城市中，基础设施（水、电、气、交通等）的运行状态，市政资源（警力、医疗、消防等）的调配情况，都会通过传感器、摄像头、数字化子系统采集出来，并通过包括5G在内的物联网技术传递到云端。比特空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上，将极大地改变城市面貌，重塑城市基础设施，形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态。
基建工程数字孪生：我们在修建高速公路、桥梁等基础设施前，完成对工程的数字化建模，然后在虚拟的数字空间对工程进行仿真和模拟，评估工程的结构和承受能力，还可以导入流量数据，评估工程是否可以满足投入使用后的需求。
数字孪生的术语虽然是最近几年才出现的，但是数字孪生技术内涵的探索与实践，早已经在十多年前就开始并且取得了相当多的成果。目前，该技术已应用于桥梁、隧道、地铁等复杂工程建设领域，并逐步延伸至工业产品生产领域。
一个是中国之前在数字孪生领域没有发表任何文章，杂志方可能不认可国内数字孪生的科研水平；第二个就是，很多学术杂志的裁判权掌握在国外学者的手中，而中国想要得到国外的承认，需要更多的质量和数量的变化，需要慢慢打开认知度。
数字孪生如何工作？
数字孪生是一种虚拟模型，旨在准确反映物理对象。研究对象（例如风力涡轮机）配备了与重要功能领域相关的各种传感器。这些传感器产生有关物理对象性能不同方面的数据（例如能量输出、温度、天气条件等），然后将该数据转发到处理系统并应用于数字副本。
什么叫数字孪生平台
一旦获得此类数据，虚拟模型可用于运行模拟、研究性能问题并带来可能的改进，所有这些都是为了产生有价值的见解，然后可以将其应用回原始物理对象。
数字孪生的优点和好处
1，更好地研发。大家都是成年人，这个一点就通过，不过的是仁者见仁，智者见智。
2，更高的效率。对每个版块，每个行业效率都有显著提高，程度不一样罢了。
3，处理工作寿命结束的产品。数字孪生甚至可以帮助制造商决定如何处理工作寿命结束的产品，并需要通过回收或其他措施进行最终处理。通过使用数字孪生，他们可以确定能够回收哪些材料
数字孪生平台是什么
物理世界运载着人类以及庞大的生态系统，它的运转容不得一丝的差错，我们更是没有胆量去屡次试错。在城市病日益突出的今天，为了使得城市的运行更加的美好，人类开始尝试用各种技术手段改变现有环境。数字孪生便也在这种情况下，得到了更多的关注。我们可以在不改变原有物理世界的情况下，运用数字孪生技术，克隆出与之对应的虚拟世界，在虚拟世界中我们可以看到物理世界的角角落落，并且可以在虚拟世界中进行各种创新性尝试与改革，这样我们就可以提前知道如果这种决策运用在现实生活中是否可行。这样将大大减少了试错的成本，并且可以不断调优，使得决策更加助力与现实环境。
结 语
数字孪生技术有哪些
总而言之，数字孪生是一项非常有潜力的前沿技术，会给企业带来丰厚的价值回报。数字孪生这个热词好像是一夜到来的，但是对于科研工作者来说，他们其实已经以目标和需求为导向，在那些需要数字孪生的领域扎根已久。在未来的某一天，当不同的需求对接到一起，数字孪生在各领域的应用可能会连成一片，助力智慧城市、智慧工业的实现，甚至“数字孪生地球”、“元宇宙”的概念也可能会从概念的美梦中走向现实。
随着数字双胞胎变得越来越复杂，并从单个项目的数字表示转变为互连事物系统的模型，越来越多的企业将这项技术视为以复杂的方式协调人员、流程和事物的机会，从而产生更好的业务成果。 以及对每个人的好处。但这项技术真的会继续存在吗？它未来最大的机会在哪里？
本文论述的数字孪生有两层意思，一是指物理实体与其数字虚体之间的精确映射的孪生关系；二是将具有孪生关系的物理实体、数字虚体分别称作物理孪生体、数字孪生体。默认情况下，数字孪生亦指数字孪生体。
北京智汇云舟科技有限公司研发经过6年以上的积累，取得了坚实的技术和产品，拥有'3DGIS+视频融合+时空位置智能（LI）技术首创“实景数字孪生”'，自主研发了实景孪生解决方案、Paas平台、实景孪生虚实融合一体机等产品。
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数字孪生哪家强
北京智汇云舟科技有限公司是国家级和中关村双高新技术企业，海淀城市大脑联盟的发起单位，中科院创新发展研究院理事单位，背靠中科院、清华、北航等权威科研院所的前沿科研成果，参与多项国家级重点项目建设，在数字乡村、军工、轨道交通、应急、智慧城市/智慧园区等领域积累了丰富实施经验与实践结果。【电话咨询，项目详细技术、案例等】
“数字经济”已成为我国推进科技创新，促进产业优化升级，践行高质量发展之路不可或缺的一环。
如何实现数字孪生
看晕了吧？其实，简单来说，数字孪生就是在一个设备或系统的基础上，创造一个数字版的“克隆体”。
为什么要发展数字孪生
随着数字经济被提升至国家战略，运用数字技术，润物细无声地赋能于实体经济的生产、管理乃至用工等全环节，已经成为行业新趋势。
数字孪生什么
而且，数字孪生体不是随便乱“动”。它“动”的依据，来自本体的物理设计模型，还有本体上面传感器反馈的数据，以及本体运行的历史数据。
数字孪生是源自工业界的概念。在工业制造领域，有一个词叫做“产品生命周期管理（PLM）”。相信很多人都听说过。
双向，是指本体和孪生体之间的数据流动可以是双向的。并不是只能本体向孪生体输出数据，孪生体也可以向本体反馈信息。企业可以根据孪生体反馈的信息，对本体采取进一步的行动和干预。
什么是数字孪生技术?
工业制造数字孪生：起源于工业制造领域。工业制造也是数字孪生的主要战场。数字孪生在工业现实场景中已经具有了实现和推广应用的巨大潜力。
数字孪生有哪些应用
智慧城市数字孪生：除了工业制造之外，数字孪生和5G、智慧城市也有非常密切的关系。在数字孪生城市中，基础设施（水、电、气、交通等）的运行状态，市政资源（警力、医疗、消防等）的调配情况，都会通过传感器、摄像头、数字化子系统采集出来，并通过包括5G在内的物联网技术传递到云端。比特空间上构建的城市虚拟映像叠加在城市物理空间上，将极大地改变城市面貌，重塑城市基础设施，形成虚实结合、孪生互动的城市发展新形态。
基建工程数字孪生：我们在修建高速公路、桥梁等基础设施前，完成对工程的数字化建模，然后在虚拟的数字空间对工程进行仿真和模拟，评估工程的结构和承受能力，还可以导入流量数据，评估工程是否可以满足投入使用后的需求。
数字孪生的术语虽然是最近几年才出现的，但是数字孪生技术内涵的探索与实践，早已经在十多年前就开始并且取得了相当多的成果。目前，该技术已应用于桥梁、隧道、地铁等复杂工程建设领域，并逐步延伸至工业产品生产领域。
一个是中国之前在数字孪生领域没有发表任何文章，杂志方可能不认可国内数字孪生的科研水平；第二个就是，很多学术杂志的裁判权掌握在国外学者的手中，而中国想要得到国外的承认，需要更多的质量和数量的变化，需要慢慢打开认知度。
数字孪生如何工作？
数字孪生是一种虚拟模型，旨在准确反映物理对象。研究对象（例如风力涡轮机）配备了与重要功能领域相关的各种传感器。这些传感器产生有关物理对象性能不同方面的数据（例如能量输出、温度、天气条件等），然后将该数据转发到处理系统并应用于数字副本。
什么叫数字孪生平台
一旦获得此类数据，虚拟模型可用于运行模拟、研究性能问题并带来可能的改进，所有这些都是为了产生有价值的见解，然后可以将其应用回原始物理对象。
数字孪生的优点和好处
1，更好地研发。大家都是成年人，这个一点就通过，不过的是仁者见仁，智者见智。
2，更高的效率。对每个版块，每个行业效率都有显著提高，程度不一样罢了。
3，处理工作寿命结束的产品。数字孪生甚至可以帮助制造商决定如何处理工作寿命结束的产品，并需要通过回收或其他措施进行最终处理。通过使用数字孪生，他们可以确定能够回收哪些材料
数字孪生平台是什么
物理世界运载着人类以及庞大的生态系统，它的运转容不得一丝的差错，我们更是没有胆量去屡次试错。在城市病日益突出的今天，为了使得城市的运行更加的美好，人类开始尝试用各种技术手段改变现有环境。数字孪生便也在这种情况下，得到了更多的关注。我们可以在不改变原有物理世界的情况下，运用数字孪生技术，克隆出与之对应的虚拟世界，在虚拟世界中我们可以看到物理世界的角角落落，并且可以在虚拟世界中进行各种创新性尝试与改革，这样我们就可以提前知道如果这种决策运用在现实生活中是否可行。这样将大大减少了试错的成本，并且可以不断调优，使得决策更加助力与现实环境。
结 语
数字孪生技术有哪些
总而言之，数字孪生是一项非常有潜力的前沿技术，会给企业带来丰厚的价值回报。数字孪生这个热词好像是一夜到来的，但是对于科研工作者来说，他们其实已经以目标和需求为导向，在那些需要数字孪生的领域扎根已久。在未来的某一天，当不同的需求对接到一起，数字孪生在各领域的应用可能会连成一片，助力智慧城市、智慧工业的实现，甚至“数字孪生地球”、“元宇宙”的概念也可能会从概念的美梦中走向现实。
随着数字双胞胎变得越来越复杂，并从单个项目的数字表示转变为互连事物系统的模型，越来越多的企业将这项技术视为以复杂的方式协调人员、流程和事物的机会，从而产生更好的业务成果。 以及对每个人的好处。但这项技术真的会继续存在吗？它未来最大的机会在哪里？
我奉劝那些想买本田飞度的朋友一定要三思而行，花9万多买个最低配，什么配置都没有，只有3气囊，难道就是为了它那百公里5L的油耗?一年下来也省不了多少钱，买个国产的领克不是更好么？
当初我买车的时候，主要考虑家用代步，听了朋友的推荐，主要关注了领克03，还有本田的飞度和凌派，凌派是三缸机，直接就被我PASS掉了，朋友强烈建议我买飞度，这几个车我都去4S店试驾了一下，领克的内饰让我感觉就像是坐进了一辆几十万的豪华车一样，运动时尚，到处都是满满的科技感，而当我试驾过飞度之后，我真的是没法用语言来形容，这也叫车么？而且最低配没现车，至少得等3个月，销售态度也是爱买不买，至于这辆车到底怎么样，下面大家就先来听听我对飞度这辆车的感受吧：
1、外观这个东西见仁见智吧，我不太喜欢两厢车，就好像是面包车一样，一点也不大气，做工一般，缝隙不均匀，虽然这车便宜，也不能这么应付吧，另外钣金和车漆特别薄，机盖和车门用手指一按就凹进去了。
灯光是卤素的，亮度就不用说了，没路灯的地方视线很不好，也没有日行灯，最让人不能接受的是轮毂还是铁质的，现在铝合金轮毂应该都是标配了吧，整体外观上更加圆润可爱了，还没有老款看上去那么运动，前面还可爱一点，从尾部看上去，和面包车没什么两样。
2、内饰基本上能看到的地方都是硬塑料，座椅也全部是织布的，方向盘也不是真皮，配置上可以说简约，其实就是简陋，USB接口没有 ，手机充电非常不方便只有一个7寸的小液晶屏幕，没有雷达和倒车影像，这样的内饰没什么好说的，更是和高级感没有一点关系，最让人无语的是连喇叭都简配了，音响都没有，我想也就飞度是这样了吧。
3、空间在A0级别的车里算大的，但是也只能说是够用，后排座椅不能完全放平，因为是两厢的设计，后备箱空间一般，要是想后备箱多放东西，只能把后排放倒，相当于放弃了两个座位。
4、新飞度搭载了一台1.5升的自然吸气发动机，最大功率96KW，可以提供131匹马力，最大扭矩155牛米，匹配的是CVT变速箱，动力方面和涡轮增压车型不能比，只能说家用足够，提速也还可以，但是也仅限于60公里以内的速度，当车速上来以后，发动机就有点力不从心了，噪音同时也会加大，这款CVT变速箱虽然平顺性没问题，但是避免不了它的通病，低速状态下会有轻微的顿挫，而且当上坡或者开空调的时候，都会影响动力。
5、我听不少人说飞度的油耗在5到6升，仪表显示也确实如此，但是一般同级别的车最多也就7升，相当于百公里多用了1升油，以一辆家用车一个月跑一千公里来计算，一年也就多用了120升油，按照现在6.85的油价来计算，一年下来也就是800多，就为了省这么点油钱，买这么一样丐版车真的值得么？
6、舒适性方面，飞度的减震偏硬，过减速带会有颠簸的感觉，座椅偏硬，包裹性一般，不适合长时间乘坐，车内的隔音效果一般，车速60公里以上就会有明显的胎噪和风噪，不过这个问题也是这个级别所有车都绕不开的问题。
7、方向盘有一点虚位，不过影响不大，刹车前段有点软，中断才有力，至于底盘还算可以，比上一代强多了，没有那么松散。
（以上是一位网友的投稿）
【峰哥谈车】
其实飞度在这个级别来说质量还是很可靠的，从它的销量和口碑上就能看出来，不然也不会出现一车难求的现象，另外空间也是本田的拿手看家本领，这样一款小车就可以提供这么大的乘坐空间，不得不佩服设计师的用心，另外飞度这款地球梦发动机是十佳发动机之一，虽然排量小，但是动力十足，提速也很快，搭配CVT变速箱，平顺性和稳定性都得到了保障。
至于性价比方面来说，确实一般，不过没有完美的车，如果你对内饰和配置要求不是很高，而更看重空间和油耗的话，飞度也是一个不错的选择。
当然领克也是一个不错的选择，作为高端国产品牌，运动时尚的外观和精致的内饰，以及随叫随到的动力是它最吸引人的地方，254匹马力，350牛米，百公里加速5.9秒，各种高科技配置比如360环影，自适应巡航等更是一个也没有落下，让你用一辆家用车的钱就体验到了性能车的驾驶感受。
内饰用料扎实，大面积用了alcantara，连车顶也没有放过，这可是只有高端车上才会用到的材料，满满的高级感，做工部分也很到位，细节把控很好，像座椅加热通风类似的功能就不用说了，基本上你能想到的舒适性配置都有，最重要的是这款车虽然动力好，但是官方油耗只有6.2升，很令人满意。
不过两个车的主打方向还是有所区别的，飞度更适合家用上下班代步，领克更偏向运动，而且领克价格也要比飞度高出不少，至于怎么选择就看你自己的需求了。#汽车杂谈#
当初我买车的时候，主要考虑家用代步，听了朋友的推荐，主要关注了领克03，还有本田的飞度和凌派，凌派是三缸机，直接就被我PASS掉了，朋友强烈建议我买飞度，这几个车我都去4S店试驾了一下，领克的内饰让我感觉就像是坐进了一辆几十万的豪华车一样，运动时尚，到处都是满满的科技感，而当我试驾过飞度之后，我真的是没法用语言来形容，这也叫车么？而且最低配没现车，至少得等3个月，销售态度也是爱买不买，至于这辆车到底怎么样，下面大家就先来听听我对飞度这辆车的感受吧：
1、外观这个东西见仁见智吧，我不太喜欢两厢车，就好像是面包车一样，一点也不大气，做工一般，缝隙不均匀，虽然这车便宜，也不能这么应付吧，另外钣金和车漆特别薄，机盖和车门用手指一按就凹进去了。
灯光是卤素的，亮度就不用说了，没路灯的地方视线很不好，也没有日行灯，最让人不能接受的是轮毂还是铁质的，现在铝合金轮毂应该都是标配了吧，整体外观上更加圆润可爱了，还没有老款看上去那么运动，前面还可爱一点，从尾部看上去，和面包车没什么两样。
2、内饰基本上能看到的地方都是硬塑料，座椅也全部是织布的，方向盘也不是真皮，配置上可以说简约，其实就是简陋，USB接口没有 ，手机充电非常不方便只有一个7寸的小液晶屏幕，没有雷达和倒车影像，这样的内饰没什么好说的，更是和高级感没有一点关系，最让人无语的是连喇叭都简配了，音响都没有，我想也就飞度是这样了吧。
3、空间在A0级别的车里算大的，但是也只能说是够用，后排座椅不能完全放平，因为是两厢的设计，后备箱空间一般，要是想后备箱多放东西，只能把后排放倒，相当于放弃了两个座位。
4、新飞度搭载了一台1.5升的自然吸气发动机，最大功率96KW，可以提供131匹马力，最大扭矩155牛米，匹配的是CVT变速箱，动力方面和涡轮增压车型不能比，只能说家用足够，提速也还可以，但是也仅限于60公里以内的速度，当车速上来以后，发动机就有点力不从心了，噪音同时也会加大，这款CVT变速箱虽然平顺性没问题，但是避免不了它的通病，低速状态下会有轻微的顿挫，而且当上坡或者开空调的时候，都会影响动力。
5、我听不少人说飞度的油耗在5到6升，仪表显示也确实如此，但是一般同级别的车最多也就7升，相当于百公里多用了1升油，以一辆家用车一个月跑一千公里来计算，一年也就多用了120升油，按照现在6.85的油价来计算，一年下来也就是800多，就为了省这么点油钱，买这么一样丐版车真的值得么？
6、舒适性方面，飞度的减震偏硬，过减速带会有颠簸的感觉，座椅偏硬，包裹性一般，不适合长时间乘坐，车内的隔音效果一般，车速60公里以上就会有明显的胎噪和风噪，不过这个问题也是这个级别所有车都绕不开的问题。
7、方向盘有一点虚位，不过影响不大，刹车前段有点软，中断才有力，至于底盘还算可以，比上一代强多了，没有那么松散。
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其实飞度在这个级别来说质量还是很可靠的，从它的销量和口碑上就能看出来，不然也不会出现一车难求的现象，另外空间也是本田的拿手看家本领，这样一款小车就可以提供这么大的乘坐空间，不得不佩服设计师的用心，另外飞度这款地球梦发动机是十佳发动机之一，虽然排量小，但是动力十足，提速也很快，搭配CVT变速箱，平顺性和稳定性都得到了保障。
至于性价比方面来说，确实一般，不过没有完美的车，如果你对内饰和配置要求不是很高，而更看重空间和油耗的话，飞度也是一个不错的选择。
当然领克也是一个不错的选择，作为高端国产品牌，运动时尚的外观和精致的内饰，以及随叫随到的动力是它最吸引人的地方，254匹马力，350牛米，百公里加速5.9秒，各种高科技配置比如360环影，自适应巡航等更是一个也没有落下，让你用一辆家用车的钱就体验到了性能车的驾驶感受。
内饰用料扎实，大面积用了alcantara，连车顶也没有放过，这可是只有高端车上才会用到的材料，满满的高级感，做工部分也很到位，细节把控很好，像座椅加热通风类似的功能就不用说了，基本上你能想到的舒适性配置都有，最重要的是这款车虽然动力好，但是官方油耗只有6.2升，很令人满意。
不过两个车的主打方向还是有所区别的，飞度更适合家用上下班代步，领克更偏向运动，而且领克价格也要比飞度高出不少，至于怎么选择就看你自己的需求了。#汽车杂谈#
【匡廷云团队首次解析光合作用“绿巨人”空间结构】光合作用是地球生物安全而又高效地获取太阳能量的主要途径。在植物中，运行光合作用的场所——光合膜有着复杂而精细的结构。
北京时间2021年12月9日凌晨0时，《自然》以长文形式在线发表了中国科学院植物研究所（以下简称植物所）匡廷云院士团队与浙江大学张兴团队联合完成的突破性研究成果https://t.cn/A6xjFl8p。
他们首次解析了大麦中一个包含55个蛋白亚基的叶绿体超分子复合体的高分辨率空间结构，是目前最大的已获得高分辨率结构的高等植物叶绿体超分子复合体，并首次揭示了光合膜上这个“绿巨人”的组装原理。
解析“大块头”的精细结构
“光合作用中光能的吸收、传递和转换发生在光合膜上，是由光合膜上具有一定分子排列和空间构像的蛋白质超分子复合体完成的。”中国科学院院士匡廷云在接受《中国科学报》采访时说，光合膜上有光系统Ⅰ和光系统Ⅱ等多个超分子复合体，是光能高效吸收、传递和转化的场所。
该研究首次解析的“绿巨人”就是由其中多个超分子复合体进一步组装而成的。论文通讯作者、植物所研究员韩广业告诉《中国科学报》，此前研究已经得知该复合体由三个大基团组成，是一个庞大而复杂的结构。但其具体组成和精细结构尚不清楚。
匡廷云解释说，光合作用的电子传递在光合膜上有两种类型，一种是线性电子传递，另一个是围绕光系统Ⅰ的环式电子传递。
环式电子传递是光能转化途径之一，也调控着二氧化碳的高效固定。而该超分子复合体就与环式电子传递链有密切关系。搞清楚“绿巨人”的精细结构对理解光合作用光能转化调控机理有着非常重要的理论意义。
“国际上有几个先进的研究团队在做这项研究。这次我们首先发表了它的高分辨率结构，得益于长期坚持不懈的努力。”匡廷云说。
韩广业告诉《中国科学报》，像“绿巨人”这么大的超分子复合体很难获得，要想获得它的结构并不容易。经过多年实验，他们最终分离提纯到该超分子复合体，并利用冷冻电镜“看”到了它的高分辨率结构。
论文共同第一作者、植物所研究员王文达介绍，大麦光系统Ⅰ—NDH复合体由2个光系统Ⅰ亚复合体、1个NDH亚复合体及一个未知蛋白USP组成，共包含55个蛋白亚基、298个叶绿素分子、67个类胡萝卜素分子和25个脂分子，总分子量约1.6 MDa。其中，NDH是一个类还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶复合体。
“这是目前最大的已获得高分辨率结构的高等植物叶绿体超分子复合体。”匡廷云说。
揭示环式光电子传递的结构基础
在获得了大麦光系统I（PSI）—NDH复合体高分辨率结构之后，该团队进一步解析了复合体中各个基团之间的相互作用和组装原理。
论文第一作者、植物所已毕业博士研究生沈亮亮介绍，光合作用光反应过程是在一系列镶嵌在光合膜上的蛋白质超分子复合体中进行的，通过光驱动光系统II和光系统I反应中心的电荷分离及光合电子传递，将光能转化为化学能，形成ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）和还原力NADPH，用于暗反应中的二氧化碳固定。光系统I和光系统II催化两种类型光合电子传递，分别为环式电子传递和线性电子传递。
通过光诱导水裂解产生的电子依次经过光系统II、细胞色素b6f和光系统I，最后形成还原力NADPH，这样的电子传递方式称为线性电子传递。在这个过程中，质子被泵入类囊体囊腔中，产生跨膜质子梯度来驱动ATP合酶合成ATP。
沈亮亮说，如果电子经过光系统I后没有形成还原力NADPH，而是返回到质体醌库和细胞色素b6f中，并继续返回到光系统I上，这种围绕PSI进行的电子传递方式称为环式电子传递。这一过程仅产生跨膜质子梯度并形成ATP，而不产生还原力NADPH。
韩广业解释说，围绕光系统I的环式电子传递在调节植物光合作用中ATP/NADPH 的比例、满足二氧化碳固定、各种生理反应需求和调节光合生物响应环境变化等方面具有重要作用。
而NDH介导的围绕光系统I的环式电子传递是光合环式电子传递的主要途径之一，对维持光合固碳过程中ATP的供应及逆境胁迫条件下类囊体膜基质氧化还原状态具有重要功能。
他们的研究首次揭示了光系统I中两个特殊天线亚基的精确位置和结构特点，其介导了光系统I与NDH之间的相互作用；首次揭示了10个高等植物叶绿体特有的NDH亚基的精确位置和结构特点，这些新亚基与NDH的膜内亚基相互作用，对维持该超分子复合物的稳定有着重要的功能。
“我们解析的大麦光系统Ⅰ—NDH复合体高分辨率结构，揭示了高等植物叶绿体PSⅠ—NDH复合体介导环式光合电子传递调控的结构基础。”匡廷云说。
为提高光合效率提供新思路
匡廷云团队长期关注光合作用机理研究。她告诉《中国科学报》，这项研究结果不仅对深入理解环式光合电子传递调控的机制有重要意义，而且还帮助理解被子植物在进化过程中如何适应陆生光环境具有重要意义。
她说，进化史上，植物登陆前生活在海水中，光线会随着水深的增加而逐渐减弱，水生生物的光合作用“善于”捕捉各种光强的光线，以充分吸收和利用太阳光能。然而，随着被子植物登陆，生活环境发生了巨大变化，其中一个显著变化就是光照变强了。于是，光合膜适应陆生环境，进化出抗强光照射的光保护机制，这使得被子植物得以生存下来。
匡廷云指出，光合生物的光系统是不尽相同的。大麦是一种高等植物，因此，大麦光系统Ⅰ—NDH复合体的空间结构有典型性，同时也能为研究其他植物的叶绿体超分子复合体提供参考。
“大麦既是一种粮食作物，也是一种饲草作物。”匡廷云说，这项研究对提高饲草及作物光能转化、二氧化碳固定效率及抗逆能力具有重要指导意义。
韩广业说，了解了光系统Ⅰ—NDH复合体的空间结构之后，就可以利用合成生物学技术，构建新型高效的光合膜电子传递线路，优化光合膜能量传递途径，为打造高光效和高固碳光合元件和模块提供新思路。
“大麦的基因组图谱是很清楚的，所以这项研究也为设计高产和高抗逆性的优质饲草及作物提供了新的技术路线。”匡廷云说。https://t.cn/A6xYDL1C
北京时间2021年12月9日凌晨0时，《自然》以长文形式在线发表了中国科学院植物研究所（以下简称植物所）匡廷云院士团队与浙江大学张兴团队联合完成的突破性研究成果https://t.cn/A6xjFl8p。
他们首次解析了大麦中一个包含55个蛋白亚基的叶绿体超分子复合体的高分辨率空间结构，是目前最大的已获得高分辨率结构的高等植物叶绿体超分子复合体，并首次揭示了光合膜上这个“绿巨人”的组装原理。
解析“大块头”的精细结构
“光合作用中光能的吸收、传递和转换发生在光合膜上，是由光合膜上具有一定分子排列和空间构像的蛋白质超分子复合体完成的。”中国科学院院士匡廷云在接受《中国科学报》采访时说，光合膜上有光系统Ⅰ和光系统Ⅱ等多个超分子复合体，是光能高效吸收、传递和转化的场所。
该研究首次解析的“绿巨人”就是由其中多个超分子复合体进一步组装而成的。论文通讯作者、植物所研究员韩广业告诉《中国科学报》，此前研究已经得知该复合体由三个大基团组成，是一个庞大而复杂的结构。但其具体组成和精细结构尚不清楚。
匡廷云解释说，光合作用的电子传递在光合膜上有两种类型，一种是线性电子传递，另一个是围绕光系统Ⅰ的环式电子传递。
环式电子传递是光能转化途径之一，也调控着二氧化碳的高效固定。而该超分子复合体就与环式电子传递链有密切关系。搞清楚“绿巨人”的精细结构对理解光合作用光能转化调控机理有着非常重要的理论意义。
“国际上有几个先进的研究团队在做这项研究。这次我们首先发表了它的高分辨率结构，得益于长期坚持不懈的努力。”匡廷云说。
韩广业告诉《中国科学报》，像“绿巨人”这么大的超分子复合体很难获得，要想获得它的结构并不容易。经过多年实验，他们最终分离提纯到该超分子复合体，并利用冷冻电镜“看”到了它的高分辨率结构。
论文共同第一作者、植物所研究员王文达介绍，大麦光系统Ⅰ—NDH复合体由2个光系统Ⅰ亚复合体、1个NDH亚复合体及一个未知蛋白USP组成，共包含55个蛋白亚基、298个叶绿素分子、67个类胡萝卜素分子和25个脂分子，总分子量约1.6 MDa。其中，NDH是一个类还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶复合体。
“这是目前最大的已获得高分辨率结构的高等植物叶绿体超分子复合体。”匡廷云说。
揭示环式光电子传递的结构基础
在获得了大麦光系统I（PSI）—NDH复合体高分辨率结构之后，该团队进一步解析了复合体中各个基团之间的相互作用和组装原理。
论文第一作者、植物所已毕业博士研究生沈亮亮介绍，光合作用光反应过程是在一系列镶嵌在光合膜上的蛋白质超分子复合体中进行的，通过光驱动光系统II和光系统I反应中心的电荷分离及光合电子传递，将光能转化为化学能，形成ATP（腺嘌呤核苷三磷酸）和还原力NADPH，用于暗反应中的二氧化碳固定。光系统I和光系统II催化两种类型光合电子传递，分别为环式电子传递和线性电子传递。
通过光诱导水裂解产生的电子依次经过光系统II、细胞色素b6f和光系统I，最后形成还原力NADPH，这样的电子传递方式称为线性电子传递。在这个过程中，质子被泵入类囊体囊腔中，产生跨膜质子梯度来驱动ATP合酶合成ATP。
沈亮亮说，如果电子经过光系统I后没有形成还原力NADPH，而是返回到质体醌库和细胞色素b6f中，并继续返回到光系统I上，这种围绕PSI进行的电子传递方式称为环式电子传递。这一过程仅产生跨膜质子梯度并形成ATP，而不产生还原力NADPH。
韩广业解释说，围绕光系统I的环式电子传递在调节植物光合作用中ATP/NADPH 的比例、满足二氧化碳固定、各种生理反应需求和调节光合生物响应环境变化等方面具有重要作用。
而NDH介导的围绕光系统I的环式电子传递是光合环式电子传递的主要途径之一，对维持光合固碳过程中ATP的供应及逆境胁迫条件下类囊体膜基质氧化还原状态具有重要功能。
他们的研究首次揭示了光系统I中两个特殊天线亚基的精确位置和结构特点，其介导了光系统I与NDH之间的相互作用；首次揭示了10个高等植物叶绿体特有的NDH亚基的精确位置和结构特点，这些新亚基与NDH的膜内亚基相互作用，对维持该超分子复合物的稳定有着重要的功能。
“我们解析的大麦光系统Ⅰ—NDH复合体高分辨率结构，揭示了高等植物叶绿体PSⅠ—NDH复合体介导环式光合电子传递调控的结构基础。”匡廷云说。
为提高光合效率提供新思路
匡廷云团队长期关注光合作用机理研究。她告诉《中国科学报》，这项研究结果不仅对深入理解环式光合电子传递调控的机制有重要意义，而且还帮助理解被子植物在进化过程中如何适应陆生光环境具有重要意义。
她说，进化史上，植物登陆前生活在海水中，光线会随着水深的增加而逐渐减弱，水生生物的光合作用“善于”捕捉各种光强的光线，以充分吸收和利用太阳光能。然而，随着被子植物登陆，生活环境发生了巨大变化，其中一个显著变化就是光照变强了。于是，光合膜适应陆生环境，进化出抗强光照射的光保护机制，这使得被子植物得以生存下来。
匡廷云指出，光合生物的光系统是不尽相同的。大麦是一种高等植物，因此，大麦光系统Ⅰ—NDH复合体的空间结构有典型性，同时也能为研究其他植物的叶绿体超分子复合体提供参考。
“大麦既是一种粮食作物，也是一种饲草作物。”匡廷云说，这项研究对提高饲草及作物光能转化、二氧化碳固定效率及抗逆能力具有重要指导意义。
韩广业说，了解了光系统Ⅰ—NDH复合体的空间结构之后，就可以利用合成生物学技术，构建新型高效的光合膜电子传递线路，优化光合膜能量传递途径，为打造高光效和高固碳光合元件和模块提供新思路。
“大麦的基因组图谱是很清楚的，所以这项研究也为设计高产和高抗逆性的优质饲草及作物提供了新的技术路线。”匡廷云说。https://t.cn/A6xYDL1C
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