分子氧对光合作用原初反应模拟体系中能量转移的影响

叶绿素吸收光能后,在光合作用能量传递的途径中,质醌被认为是原初光反应中叶绿素光能转换的原初受体。因此研究能量转移的模拟光合作用原初反应体系,用醌类化合物做光激发叶绿素的电子受体,为研究电子传递途径、方式和可能的机理,受到了相当的重视。在这类相当广泛的研究中,虽然提出了各说不一的机理,但其结果都得到了叶绿素阳离子((chl⁺)和半醒阴离子(Q^-)自由基,肯定了光激发的叶绿素能量首先传递给醒的结论。     

光合反应中心原初电子转移机理的理论研究

用量子化学密度泛函B3LYP方法在3-21G水平上计算细菌光合反应中心原初电子给体P960和绿色植物PSⅡ光合反应中心原初电子给体P680的电子结构,然后研究轴向配位的组氨酸残基和周围蛋白质环境的影响,最后探讨其原初电子转移机理。计算结果表明：(1)细菌光合作用反应中心原初电子给体P960-h的HOMO主要是由与M分支相连的组成单元上原子的原子轨道组成,而它的LUMO则两个组成单元上原子的原子轨道都有贡献;PSⅡ反应中心中原初电子给体P680的HOMO和LUMO均主要由与D1蛋白相连的组成单元上原子的原子轨道组成。这些计算结果能够从反应中心最核心的部分-原初电子给体的电子结构方面解释Rps.uiridis反应中心和PSⅡ反应中心原初电子转移只沿一个分支进行的的途径选择性。(2)虽然与细菌反应中心原初电子给体超分子P960的两个细菌叶绿素分子形成轴向配位的组氨酸残基His并未参与超分子P960-h的HOMO和LUMO的组成,但是由于其轴向配位,使得P960-h的ELUMO显著地升高到高于辅助细菌叶绿素和去镁细菌叶绿素的相应值,使得原初电子转移反应能够顺利进行。否则原初电子转移反应很难进行。PSⅡ反应中心的情况,与细菌反应中心十分相似。(3)细菌反应中心辅助细菌叶绿素(ABChlb)中的Mg离子与最近的组氨酸残基His中的N原子的距离和原初电子给体P960中的相应的Mg-N的距离相似,因此同样应该考虑此轴向配位的组氨酸残基,此时原初电子转移反应是沿L分支从P960-h经ABChlb到去镁细菌叶绿素(BPheob)的两步电子转移过程。而PSⅡ反应中心的辅助叶绿素不存在His的轴向配位,这应是与细菌反应中心的重要区别之一,此时原初电子转移应是沿Dl分支从P680-h到Pheoa的一步电子转移过程,但同时也不能完全排除从P680-h到AChla到Pheoa的二步电子转移过程。     

一类新型的“三块板”式卟咻化合物的合成及光物理性质初探

在光合作用原初过程中,太阳能转化成电能的关键步骤为:在光引发下,电子从一个叶绿素给体 D 转移到泛醌受体 A,从而产生D~ 和 A~-。光合作用原初过程及其人工模拟是受到世界各国普遍重视的一个研究领域。特别是近年来。卟啉(D)-醌(A)类化合物引起了人们的广泛兴趣,其中三块板式化合物是目前最接近     

叶绿素的提取纯化方法

自然界中,太阳能转化成化学能的最主要途径是光合作用过程。光合作用过程中担任把光能吸收转化成化学能的主要角色是含镁的卟啉类化合物——叶绿素。由于叶绿素起着如此重要作用,因此引起了很多科学工作者的兴趣。他们把叶绿素提取分离出来,测定了它的分子结构、化学物理性质。在1962年全合成了其中最重要的一种——叶绿素a。叶绿素在光合器官中有不同的存在状态,起着不同的作用。有的叶绿素起捕获光能的功能,它们吸收光能并将光能传递到作用中心去;有的处在作用中心,推动把光能转化成化学能的原初过程。要说明叶绿素是怎样和蛋白质、磷脂、质醌等复合在一起的,这种复合体是怎样发挥固定光能的功能的,这是近年来受到广泛重视的研究课题之一。很多人都想通过研究纯粹的叶绿素和它的衍生物的光化学物理性质,体外重组和模拟光合作用过程     

人工光合作用反应中心的研究进展

本文对几种人工光合作用反应中心系统,做一个简单的综述,其中包括叶绿素和细菌叶绿素二聚体,卟啉二聚体,卟啉-苯醌共价键络合物以及其他合成中心。     

人工光合作用反应中的研究进展

本文对几种人工光合作用反应中心系统,做一个简单的综述,其中包括叶绿素和细菌叶绿素二聚体,卟啉二聚体;卟啉-苯醌共价键络合物以及其他合成中心.     

锰叶绿素的形成和伏安行为

锰叶绿素的形成和伏安行为乔庆东（抚顺石油学院应用化学系,抚顺１１３００１）叶绿素广泛存在于绿色植物中,在光合作用中发挥着重要的生理功能￣［１］．锰离子是植物生长中必需的金属离子之一,与植物的光化学析氧反应有密切关系￣［２］。系统地研究叶绿素和金属叶绿...     

不同植物叶绿体中电子转移和能量传递超快过程

采用相同的分离技术,从三七、水葫芦和菠菜植物叶子中提取叶绿体.利用吸收光谱和低温荧光光谱及皮秒荧光单光子计数技术对这3种叶绿体的光谱性质和光系统Ⅱ荧光寿命进行了研究.这3种叶绿体吸收光谱相似,暗示着不同的植物都能高效吸收不同波长的光子.采用三指数动力学模型对测定的光系统Ⅱ荧光衰减曲线拟合,水葫芦植物叶绿体光系统Ⅱ荧光衰减寿命分别是:138,521和1494ps;菠菜体系叶绿体荧光寿命分别是:197,465和1459 ps;三七叶绿体体系荧光寿命分别是:30,274和805ps;并且归属了荧光组分,慢速度荧光衰减由叶绿素堆积造成,中等速度荧光衰减源于PSⅡ反应中心重新结合电荷组分,快速度荧光衰减归属于PSⅡ反应中心组分.定义并且基于20ps模型计算了三七、水葫芦和菠菜叶绿体光系统Ⅱ反应中心激发能转能效率,分别是60%,87%和91%.实验结果支持20 ps时间常数模型.三七叶绿体光系统Ⅱ反应中心低转能效率,2个光系统之间激发能分配平衡状态差的结果,以及它的光系统Ⅰ激发能红移的现象都与该植物生长速度慢的现象相吻合,显示植物生长速度特性可体现在光合作用原初过程中,表明植物生长速度与它的荧光性质及荧光寿命相关性,生长慢的植物对吸收的光子能量利用效率较低,而生长快的植物,转能效率则较高.     

同步荧光分析法同时测定叶绿素a和叶绿素b

众所周知,叶绿素a和叶绿素b(分别用Chla和Chlb表示)在绿色植物的光合作用中起着极重要的作用。它们的测定通常用于不同波长处测量吸光度或在不同激发-发射波长下测量荧光强度,而后解联立方程的光度法。     

核电胶束中分子内扭转电荷转移的醇效应

胶束中的分子内扭转电荷转移（TICT）研究可在更近层次上模拟叶绿体的光合作用的原初过程［‘，’］．因J已考察外加物对胶束中TICT的影响对于人。调节植物的光合作用以至植物的生长均有潜在的指导意义．显然了解外加物对胶束中uCT的影响情况并阐明其影响途径是。作的两个重要环节．这类。作迄今尚少见报导．前文问我们曾考察了无机盐对十六烷基三甲基溪化接（CTMAB）胶束中对二甲胺基苯甲酸（DMABOA）的TICT的影响，从胶束界面反离子结合这一角度出发探讨了盐效应的本质．本文将在此基础上利用TICT的rt重荧光（dualfluorescenc…     

光合作用与诺贝尔化学奖

光合作用不仅是规模极其宏伟的化学过程,而且是地球上最重要的化学反应。通过介绍诺贝尔化学奖曾经7次授予光合作用的研究者,简要回顾人类对光合作用的研究历程。同时,阐述叶绿素结构及光合作用化学机理的最新研究成果。     

生物合理设计光系统Ⅱ抑制剂研究(Ⅲ)——3-(4-氯苄胺基)-2-氰基-3-烷基丙烯酸酯类光合作用抑制剂的CoMFA研究

在除草剂的分子设计中,抑制光合作用除草剂的研究一直受到极大的关注．其中,氰基丙烯酸酯类化合物对光合作用中电子传递（即希尔反应）抑制活性较高［１,２］．研究表明,这类化合物在结构上的细微变化对希尔反应抑制活性的影响均很显著．因此,对这类抑制剂进行系统的...     

烷氧基锌酞菁的二聚性质研究

四吡咯环的金属络合物(如叶绿素、脱镁叶绿素等)是植物中构成光合作用反应中心的重要化合物,它们通过光诱导电子转移过程产生高效率的电荷分离态^[1]。 .     

取代四苯基卟啉蒽醌化合物的合成、结构和光物理性质

在光合作用模拟研究中,人们常选用与叶绿素具有相同π体系的卟啉类化合物作为电子给体,与另一电子受体组成合成反应中心。由于自然界光台作片用中,多数电子受体都是由醌类承担,因此,对卟啉醌共价相连化合物的研究     

叶绿素—稀土的光谱研究

植物光合作用中,叶绿素分子是重要的色素分子。它参与构成捕光天线和作用中心,在植物高效吸收和传递光能过程中起着重要作用。它的研究对于了解稀土元素对光合作用过程的影响和提高作物的光合效率,促进农业增产有着一定的理论和实际意义。 稀土农用已取得显著的增产效果。已发现稀土元素对植物光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的活性有明显促进作用。然而,稀土元素对叶绿素作用机理尚未充分认识。本文进行了叶绿素-稀土的光谱研究。试图证明稀土元素的存在,特别是轻稀土对叶绿素分子捕获光子的影响。     

单线态分子氧的产生和体外叶绿素α的结构状态

叶绿素α(Chl α)是光合作用光量子的接受器和光能最初传递体。早期研究表明,在光合器官中,Chlα长波主吸收带位于红区。1969年Krasnovsky指出,Chlα受光照射时有可过氧化还原反应。     

2-蒽醌磺酸三重态与高聚鸟嘌呤核苷酸相互作用的激光光解

利用248 nm(KrF)激光光解技术研究了乙腈-水(97︰3)溶液中2-蒽醌磺酸激发三重态电子转移光氧化高聚鸟嘌呤核苷酸的原初过程.直接检测了上述电子转移氧化反应生成的阴阳离子自由基对的瞬态吸收光谱,分别获取了各自的表观反应速率常数,协同反应的自由能变化,阐明了电子转移反应的三重态机理.     

电池结构对叶绿素电池光电性质的影响

叶绿素是绿色植物中吸收太阳能进行光合作用的主要色素,它在可见光范围内有很好的吸收特性^[1]。人们为了充分利用太阳能为人类造福开始了光合作用模拟,70年代后以叶绿素为光敏剂的研究成了科学家的热门课题。     

高效光催化分解水制氢的人工光合组装体

<正>自组装是组装基元通过非共价键的相互作用自发形成特定结构的过程,是创造新物质和产生新功能的重要手段。自然界光合作用中心的原初反应是由集成在光合膜中的功能分子组装体高效完成。通过分子设计和组装手段构筑人工光合组装体不仅可以从结构和功能上模拟自然界光合作用中心制氢放氧的反应过程,而且能够为设计具有高效光催化分解水功能的人工光合组装体开辟新途径。     

细菌光合反应中心突变体原初电子转移机理的理 论研究

利用量子化学DFT从头计算方法,计算经过突变的细菌光合反应中心HM202L原始电子给体和其他色素分子的电子结构,然后对其原初电子转移机理进行探讨。结果表明：1)超分子D-2A的HOMO主要是由定域在其组成单元BChl~L分子上的原子轨道组成,而它的LUMO主要是由定域在其组成单元MBPheo~M分子上的原子轨道组成。这表明它在基态的激发态时分别存在超分子内的电荷分离态[BChl~L^--MBPheo~M^+]和[BChl~L^+-MBPheo~M^-]。同时也说明了D-2A阳离子态的正电荷完全分布在组成单元细菌叶绿素分子BChl~L上,与实验事实相符。2)HM202L细菌光合反应中心原初电子转移反应存在由ABCha~L^h^*驱动的电子转移反应。