光合作用原初反应中的超快光动力学过程研究

摘要

光合作用是自然界中所发现的最高效的光化学过程,其中的原初反应则是将太阳光能转化为化学能的重要过程,它涉及光能的捕获、传递以及由此引发的一系列电子传递过程,这些过程在时间上都是发生在皮秒甚至亚皮秒时域.超快激光光谱学技术的发展为人们研究原初反应中光诱导的一系列超快过程提供了极为重要的实验手段,同时,近年来分子生物学、基因工程及点突变技术的快速发展,为人们揭示光合作用原初反应中的光物理、光化学机制奠定了重要的分子学基础.原初反应中所涉及的功能体主要有捕光天线系统和光合反应中心,它们都是较为复杂的色素蛋白复合体,对其中的超快能量和电子传递过程、传递途径及相关的机制的研究是近年来光合作用研究领域的一大热点.该论文主要利用飞秒光谱技术对高等植物外周天线复合体LHCII、紫细菌外周天线复合体LH2以及紫细菌光合反应中心RC中的超快光动力学过程进行了研究.总之,该课题利用超快光谱技术研究了光合作用原初反应中的超快光动力学过程,所获得的部分结果对于人们深入理解原初反应中的超快光物理和光化学机制具有重要的意义.

目录

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第一章绪论

1.1紫细菌捕光天线系统LH2的结构与功能

1.3高等植物捕光外周天线系统LHCⅡ的结构与功能

1.4能量传递的物理机制

1.5本论文选题的目的和意义

参考文献

第二章超短激光脉冲与实验方法

2.1超短激光脉冲

2.2飞秒脉冲的放大

2.3光学参量放大

2.4超连续谱的产生

2.5飞秒pump-probe系统

2.6皮秒时间分辨荧光系统

参考文献

第三章高等植物外周捕光天线LHCⅡ中的超快光动力学过程研究

3.1引言

3.2材料与方法

3.3结果与讨论

3.3.1LHCⅡ的稳态吸收和荧光光谱

3.3.2LHCⅡ的圆二色谱(CD)

3.3.3LHCⅡ的时间分辨荧光动力学

3.3.4LHCⅡ的飞秒动力学研究

3.4结论

参考文献

第四章紫细菌外周捕光天线LH2中的超快光动力学过程研究

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1样品的制备

4.2.2飞秒泵浦-探测

4.3结果与讨论

4.3.1稳态吸收谱

4.3.2CD谱

4.3.3荧光光谱

4.3.4飞秒动力学

4.4本章小结

参考文献

第五章紫细菌反应中心中的超快光动力学过程研究

5.1引言

5.2材料和方法

5.2.1紫细菌反应中心的分离纯化

5.2.2反应中心的化学修饰

5.2.3紫细菌反应中心的色素置换

5.2.4时间分辨动力学测量方法

5.3结果与讨论

5.3.1稳态光谱

5.3.2反应中心的皮秒荧光动力学研究

5.3.3反应中心的飞秒动力学研究

5.4本章小结

参考文献

本论文的创新点

附录一：博士期间做的其它研究工作

附录二：博士期间发表的学术论文

附录三：致谢

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