“细胞合成蛋白质的过程十分复杂：酶先要解开DNA双螺旋的双链，提取出基因所含的信息（这是蛋白合成的蓝图），翻译成最终产物。如此一来，解释生命的起源问题必然伴随着一个悖论：似乎是蛋白质，以及现在存储于DNA里的信息，在制造蛋白质。”
酶，指具有生物催化功能的高分子物質。 在酶的催化反應體系中，反應物分子被稱為底物，底物通過酶的催化轉化為另一種分子。幾乎所有的細胞活動進程都需要酶的參與，以提高效率。與其他非生物催化劑相似，酶透過降低化學反應的活化能來加快反應速率，大多數的酶可以將其催化的反應之速率提高上百萬倍；事實上，酶是提供另一條活化能需求較低的途徑，使更多反應粒子能擁有不少於活化能的動能，從而加快反應速率。酶作為催化劑，本身在反應過程中不被消耗，也不影響反應的化學平衡。酶有正催化作用，也有負催化作用，不只是加快反應速率，也有減低反應速率。 ...
"你对那个DNA双螺旋结构有印象吧，那整个一起就叫核酸。DNA全程是deoxyribonuclec acid也就是脱氧核糖核酸。而在两个双螺旋骨架中间，是不是有一道道纲相连？那个像台阶似的东西，就是碱基。而核苷酸，是组成核酸的基本单位！也就是DNA是由很多很多的小单元：核苷酸链接而成的。就像语言中的信息一样，一个核苷酸就像是一个字母，一堆字母就有了意义。因此DNA能包含遗传的信息！希望你能理解呵呵。还有核苷酸包含碱基，碱基（台阶）就是核苷突出来的部分"
.DNA完全水解后，得到的化学物质是( )A．氨基酸、葡萄糖、含 ...
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... [核苷酸、水解、核酸、含氮碱基、网络结构、核糖核苷酸、脱氧核苷酸、碱基]; ·组成核酸的五碳糖、碱基、核苷酸和磷酸的种类分别是（ ）A. 2、5、8、1 B.1、2、5、8C.轉為繁體網頁
RNA完全水解后，得到的化学物质是（）A．氨基酸、葡萄糖、含 ...
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... ·RNA分子完全分解后得到的化学物质是A.脱氧核糖、核酸和磷酸B.脱氧核糖、核苷轉為繁體網頁
In biology, one of the factors that defines a living thing from an inanimate object is the organism's ability to carry out chemical reactions that are crucial for its survival. Even one-celled organisms are capable of hundreds of chemical reactions within their cell walls. Imagine the infinite amount of reactions that a large organism such as a human carries out. None of these reactions are possible without enzymes.
Enzymes are biological catalysts or assistants. Enzymes consist of various types of proteins that work to drive the chemical reaction required for a specific action or nutrient. Enzymes can either launch a reaction or speed it up. The chemicals that are transformed with the help of enzymes are called substrates. In the absence of enzymes, these chemicals are called reactants.
To illustrate the speed and efficiency of enzymes, substrates can be transformed to usable products at the rate of ten times per second. Considering that there are an estimated 75,000 different enzymes in the human body, these chemical reactions are performed at an amazing rate. On the other hand, in the absence of enzymes, reactants may take hundreds of years to convert into a usable product, if they are able to do so at all. This is why enzymes are crucial in the sustenance of life on earth.
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Generally, enzymes work on substrates in one of three ways: substrate orientation, physical stress, and changes in substrate reactivity. Substrate orientation occurs when an enzyme causes substrate molecules to align with each other and form a bond. When an enzyme uses physical stress on a substrate, it in effect grips the substrate and forces the molecule to break apart. An enzyme that causes changes in substrate reactivity alters the placement of the molecule’s electrons, which influences the molecule’s ability to bond with other molecules.
Enzymes have active sites where they come into contact with particular substrates. The catalytic properties of enzymes are a cyclic process. Once a substrate has come into contact with the active site of an enzyme, it is modified by the enzyme to form the end product. Once the process is complete, the enzyme releases the product and is ready to begin the process with new substrates. Enzymes are never wasted and always recycled.
The absence of enzymes is responsible for many diseases. In humans, a tragic disease called phenylketonuria (PKU), which causes severe mental retardation and even death in infants, is the result of the absence of one type of enzyme. Tay-Sachs disease is a similarly tragic result of an enzyme deficiency. It causes retardation, paralysis, and often death in early childhood when left untreated.
Our ability to alter enzymes by inhibiting their functioning abilities has resulted in hundreds of life saving drugs. One example is penicillin, a well-known antibiotic that can cure syphilis, pneumonia, and other illnesses. Penicillin works by bonding to the active sites of the disease-causing bacteria’s enzymes, ultimately destroying the bacteria’s ability to survive and reproduce.
Enzymes have active sites where they come into contact with particular substrates. The catalytic properties of enzymes are a cyclic process. Once a substrate has come into contact with the active site of an enzyme, it is modified by the enzyme to form the end product. Once the process is complete, the enzyme releases the product and is ready to begin the process with new substrates. Enzymes are never wasted and always recycled.
The absence of enzymes is responsible for many diseases. In humans, a tragic disease called phenylketonuria (PKU), which causes severe mental retardation and even death in infants, is the result of the absence of one type of enzyme. Tay-Sachs disease is a similarly tragic result of an enzyme deficiency. It causes retardation, paralysis, and often death in early childhood when left untreated.
Our ability to alter enzymes by inhibiting their functioning abilities has resulted in hundreds of life saving drugs. One example is penicillin, a well-known antibiotic that can cure syphilis, pneumonia, and other illnesses. Penicillin works by bonding to the active sites of the disease-causing bacteria’s enzymes, ultimately destroying the bacteria’s ability to survive and reproduce.
转载▼
呵呵，我不是生物专业的哦，所以只能大概回答一下你的疑问，说得不好请见谅。
第一，原始生命的确不是随随便便就能产生，但是究竟对当时的环境要求严格到何种程度？也许应该换个角度想一下，从现代人的角度看，在实验室里难以复原某个过程是极正常的，就像古代的某些铸币技巧到现在也弄不清楚是怎么办到的，但这并不意味着这个过程的确是多么困难，只是暗示我们没有找对方向，现代科学有可能复杂化了某些事情。也就是说，我们不应该对研究对象有情绪化的不自觉的假设。
第二，如果你刚好是生物专业的学生，然后你可以告诉我生命起源的探寻已经好多年，人们也许回答不好究竟如何形成，但至少可以排除大量的可能性，结论依然是很不可思议的神秘。那么我引的这篇文章恰好就是针对着这些种种的不可能一个进步。
困难一：“细胞合成蛋白质的过程十分复杂：酶先要解开DNA双螺旋的双链，提取出基因所含的信息（这是蛋白合成的蓝图），翻译成最终产物。如此一来，解释生命的起源问题必然伴随着一个悖论：似乎是蛋白质，以及现在存储于DNA里的信息，在制造蛋白质。”
可能性：“如果第一个生物体根本不需要蛋白质的话，这种矛盾就不再存在。”，“类似于DNA或类似于其近亲RNA的遗传分子有可能自发形成。”
但是：“存在于早期地球上的更简单分子如何形成这些遗传物质（蛋白质）？”
有迹象表明：“RNA的出现似乎早于DNA。现代细胞合成蛋白质时，它们先把基因从DNA转录成RNA，然后以RNA为蓝图合成蛋白质。”，“一开始，最后一步可能独立存在。后来，由于DNA化学稳定性极高，因而成为更加固定的信息存储载体。”，“ 研究者还有另一条理由认为RNA早于DNA出现。由RNA构成的酶被称为核酶—ribozyme，它在现代细胞中也发挥着关键作用。核糖体由RNA和蛋白质构成，功能是将RNA翻译成蛋白质。其中，催化蛋白质合成的主角正是RNA。因此，我们每一个细胞的核糖体都携带着来自原始RNA世界的“化石”证据——核酶。”
因此：“目前许多研究的重点都是寻找RNA的（简单的，无机的）起源。”
困难二：“DNA和RNA这两种遗传分子都是多聚体（由更小的分子成串组成），基本组成单位是核苷酸。核苷酸有三种组分：糖、磷酸和碱基。”四种碱基是DNA双螺旋结构的梯子（横向连接），磷酸根和糖是纵向连接的骨架。
关于碱基：“ 经过一系列步骤，氰化物、乙炔和水可以自我组装成碱基——这些简单分子存在于地球早期的原始物质中。”；
关于糖：“100多年前，研究者就已经知道，在碱性溶液中加热甲醛就可以得到多种糖分子混合物，而在早期行星上，是可以找到甲醛的。问题是如何得到合适的糖（如RNA的核糖）来制造核苷酸。两种发生在简单的二碳糖和三碳糖间的分子间反应，可以形成核糖及其他三种与核糖关系相近的糖分子。核糖这种形成方式并不能告诉我们，它为何能广泛存在于早期地球上，因为科学家已经证明核糖不稳定，即使在浓度很低的碱溶液中也会快速降解。”；
关于磷酸根：“磷酸基团中的主要成分磷广泛存在于地壳中，但大部分存在于不易溶于水的矿物质中，而生命是从水中起源的。那么，磷酸根如何进入导致生命诞生的“原始汤”？科学家还不清楚。”；
困难三：就算有方法得到了三者，要把它们组装起来也很困难。“简单地将这三种成分混合于水中，它们并不会自发形成核苷酸——主要是因为每个连接反应都会涉及水分子的释放，而这种反应在水溶液中很难自发进行。要形成所需的化学键，就必须有能量供给，如在反应体系中加入富含能量的化合物。早期地球可能存在许多这样的化合物，然而在实验室中，这些分子只能启动低效的化学反应，在大多数情况下甚至完全不能启动反应。”
总结：碱基带来的困难较少，形成合适的糖不太容易，磷酸根的水溶性问题，组装的问题。注意，这个要求是根据“得到碱基、糖和磷酸根”，并“将这三者合理地组装起来”这个思路推论得到的。
我引的文章中的解决方法：“不用碱基、糖和磷酸盐来制造核苷酸”，但是“同样依赖于以前使用过的简单起始物质，如氰化物，乙炔和甲醛的衍生物”，“但与首先分别形成碱基和核糖，再将两者连接的做法相反，课题组将起始物质与磷酸盐混合。复杂的反应网络产生了一种名为2-氨基恶唑（2-aminooxazole）的小分子，可以把它看作糖分子的一个片段与碱基的一部分连在一起的产物。在此途径的几个步骤中，磷酸盐起重要的催化作。”，关于磷酸盐“火山口处的高温可以将含磷酸盐的矿物转变成可溶性磷酸盐，但至少在现代火山中，释放出的磷数量很少。磷化合物的另一个潜在来源是磷铁镍陨石，在特定陨石上可以找到这种矿物质。”
特点：“2-氨基恶唑很稳定，它有一个重要特点：极易挥发。早期地球上，可能少量的2-氨基恶唑与其他化学物质一起形成在一个水池里，一旦水蒸发，2-氨基恶唑也随之挥发，在别处凝结为更纯净的2-氨基恶唑，成为一个原料库，为以后的化学反应做好准备：形成完整的糖和碱基，并连接在一起。”“此方法还有一个好处是，某些前期反应的副产品有利于后期反应的进行。不过，这种方法除了产生“正确”的核苷酸外，还会生成“不正确”的核苷酸：某些情况下，糖和碱基不能正确连接。令人惊讶的是，在紫外光下——强烈的太阳紫外光照射在早期地表浅层水域——会破坏“不正确”的核苷酸，留下“正确的”核苷酸。最终结果是一条异常清晰的C和U的组装路线图。”
“当然，我们还需要得到G和A的组装路线图，因此挑战仍然存在。但在解释RNA如何在早期地球形成的问题上，萨瑟兰小组的工作迈出了一大步。”
结论：打破了先形成碱基和糖再把它们连起来的思路，因此回避了糖极不稳定的问题，以及合适的组装三者的问题。
我喜欢这个的原因：生命源于简单的起始物，先有鸡还是先有蛋？答案是，NO，这个问法在误导人，最先有的不是鸡也不是蛋，而是别的。我建议你看原文，里面配了很多图，很有意思，很有说服力。
FKF1蛋白质是一种感光蛋白质，这意味着它会被阳光激活
FKF1蛋白质是一种感光蛋白质，这意味着它会被阳光激活
http://www.threebody.org/dp/node/72
从Forster能量传输，到相干能量传输，再到Forster能量传输（一）
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第一，原始生命的确不是随随便便就能产生，但是究竟对当时的环境要求严格到何种程度？也许应该换个角度想一下，从现代人的角度看，在实验室里难以复原某个过程是极正常的，就像古代的某些铸币技巧到现在也弄不清楚是怎么办到的，但这并不意味着这个过程的确是多么困难，只是暗示我们没有找对方向，现代科学有可能复杂化了某些事情。也就是说，我们不应该对研究对象有情绪化的不自觉的假设。
第二，如果你刚好是生物专业的学生，然后你可以告诉我生命起源的探寻已经好多年，人们也许回答不好究竟如何形成，但至少可以排除大量的可能性，结论依然是很不可思议的神秘。那么我引的这篇文章恰好就是针对着这些种种的不可能一个进步。
困难一：“细胞合成蛋白质的过程十分复杂：酶先要解开DNA双螺旋的双链，提取出基因所含的信息（这是蛋白合成的蓝图），翻译成最终产物。如此一来，解释生命的起源问题必然伴随着一个悖论：似乎是蛋白质，以及现在存储于DNA里的信息，在制造蛋白质。”
可能性：“如果第一个生物体根本不需要蛋白质的话，这种矛盾就不再存在。”，“类似于DNA或类似于其近亲RNA的遗传分子有可能自发形成。”
但是：“存在于早期地球上的更简单分子如何形成这些遗传物质（蛋白质）？”
有迹象表明：“RNA的出现似乎早于DNA。现代细胞合成蛋白质时，它们先把基因从DNA转录成RNA，然后以RNA为蓝图合成蛋白质。”，“一开始，最后一步可能独立存在。后来，由于DNA化学稳定性极高，因而成为更加固定的信息存储载体。”，“ 研究者还有另一条理由认为RNA早于DNA出现。由RNA构成的酶被称为核酶—ribozyme，它在现代细胞中也发挥着关键作用。核糖体由RNA和蛋白质构成，功能是将RNA翻译成蛋白质。其中，催化蛋白质合成的主角正是RNA。因此，我们每一个细胞的核糖体都携带着来自原始RNA世界的“化石”证据——核酶。”
因此：“目前许多研究的重点都是寻找RNA的（简单的，无机的）起源。”
困难二：“DNA和RNA这两种遗传分子都是多聚体（由更小的分子成串组成），基本组成单位是核苷酸。核苷酸有三种组分：糖、磷酸和碱基。”四种碱基是DNA双螺旋结构的梯子（横向连接），磷酸根和糖是纵向连接的骨架。
关于碱基：“ 经过一系列步骤，氰化物、乙炔和水可以自我组装成碱基——这些简单分子存在于地球早期的原始物质中。”；
关于糖：“100多年前，研究者就已经知道，在碱性溶液中加热甲醛就可以得到多种糖分子混合物，而在早期行星上，是可以找到甲醛的。问题是如何得到合适的糖（如RNA的核糖）来制造核苷酸。两种发生在简单的二碳糖和三碳糖间的分子间反应，可以形成核糖及其他三种与核糖关系相近的糖分子。核糖这种形成方式并不能告诉我们，它为何能广泛存在于早期地球上，因为科学家已经证明核糖不稳定，即使在浓度很低的碱溶液中也会快速降解。”；
关于磷酸根：“磷酸基团中的主要成分磷广泛存在于地壳中，但大部分存在于不易溶于水的矿物质中，而生命是从水中起源的。那么，磷酸根如何进入导致生命诞生的“原始汤”？科学家还不清楚。”；
困难三：就算有方法得到了三者，要把它们组装起来也很困难。“简单地将这三种成分混合于水中，它们并不会自发形成核苷酸——主要是因为每个连接反应都会涉及水分子的释放，而这种反应在水溶液中很难自发进行。要形成所需的化学键，就必须有能量供给，如在反应体系中加入富含能量的化合物。早期地球可能存在许多这样的化合物，然而在实验室中，这些分子只能启动低效的化学反应，在大多数情况下甚至完全不能启动反应。”
总结：碱基带来的困难较少，形成合适的糖不太容易，磷酸根的水溶性问题，组装的问题。注意，这个要求是根据“得到碱基、糖和磷酸根”，并“将这三者合理地组装起来”这个思路推论得到的。
我引的文章中的解决方法：“不用碱基、糖和磷酸盐来制造核苷酸”，但是“同样依赖于以前使用过的简单起始物质，如氰化物，乙炔和甲醛的衍生物”，“但与首先分别形成碱基和核糖，再将两者连接的做法相反，课题组将起始物质与磷酸盐混合。复杂的反应网络产生了一种名为2-氨基恶唑（2-aminooxazole）的小分子，可以把它看作糖分子的一个片段与碱基的一部分连在一起的产物。在此途径的几个步骤中，磷酸盐起重要的催化作。”，关于磷酸盐“火山口处的高温可以将含磷酸盐的矿物转变成可溶性磷酸盐，但至少在现代火山中，释放出的磷数量很少。磷化合物的另一个潜在来源是磷铁镍陨石，在特定陨石上可以找到这种矿物质。”
特点：“2-氨基恶唑很稳定，它有一个重要特点：极易挥发。早期地球上，可能少量的2-氨基恶唑与其他化学物质一起形成在一个水池里，一旦水蒸发，2-氨基恶唑也随之挥发，在别处凝结为更纯净的2-氨基恶唑，成为一个原料库，为以后的化学反应做好准备：形成完整的糖和碱基，并连接在一起。”“此方法还有一个好处是，某些前期反应的副产品有利于后期反应的进行。不过，这种方法除了产生“正确”的核苷酸外，还会生成“不正确”的核苷酸：某些情况下，糖和碱基不能正确连接。令人惊讶的是，在紫外光下——强烈的太阳紫外光照射在早期地表浅层水域——会破坏“不正确”的核苷酸，留下“正确的”核苷酸。最终结果是一条异常清晰的C和U的组装路线图。”
“当然，我们还需要得到G和A的组装路线图，因此挑战仍然存在。但在解释RNA如何在早期地球形成的问题上，萨瑟兰小组的工作迈出了一大步。”
结论：打破了先形成碱基和糖再把它们连起来的思路，因此回避了糖极不稳定的问题，以及合适的组装三者的问题。
我喜欢这个的原因：生命源于简单的起始物，先有鸡还是先有蛋？答案是，NO，这个问法在误导人，最先有的不是鸡也不是蛋，而是别的。我建议你看原文，里面配了很多图，很有意思，很有说服力。
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假如，我的译文对你的研究有所帮助的话，请不要忘了引用原文。R. M. Clegg, M. Sener and Govindjee, "From Foerster resonance energy transfer to coherent resonance energy transfer and back (Invited Paper)" in Optical Biopsy VII, edited by Robert R. Alfano, Proceedings of SPIE, Vol. 7561 (SPIE, Bellingham, WA, 2010), paper number: 7561-12; article CID Number 75610C, 21 pages.
梁先庭 译
聚沙成塔，集腋成裘
“像van Niels的光化学氧化还原概念一样，光合作用单元的想法已经成为目前描述光合作用的一块基石。” (Roderick K. Clayton, 1965)
摘要
光合作用将太阳能转化成化学能。它为地球上的生物提供了食物与氧。未来，光合作用还可能为人类直接提供生物质能源与可再生能源，例如酒精与氢。为了开发高效捕获太阳能的方法，必需了解光合作用的物理机制。光合作用最初是吸收太阳光，继而是高效与快速的能量传输与囚禁过程。我们首先回顾早先在生物活体中的能量传输的荧光实验，这是了解这种高效捕能机制研究的第一步。此外，我们对相关的实验与实验解释的历史发展的梗概做一个回顾。这里主要论述能量从光合作用天线光子吸收处，怎样传输到将能转化成化学能的反应中心。最后我们得到了一些结论，这些结论是通过检查一些模型的物理基础而得出的，而这些模型事关相干激子与不相干的跳跃在异乎寻常的能量有效地传输到反应中心中所起的作用。
1.简介
能量从光合作用系统吸收光子的天线处传输（也许更好的说法是迁移）到反应中心，以及接下来的电子传输的动力学机理，包含了一个非常大的时间尺度上的动力学过程。光子的吸收通常发生在亚飞秒时间尺度上。一旦光子的能量 被独立的色素团，或者被一群强相互作用的色素团所吸收，能量便很快从开始激发的位置传输到反应中心。这种能量迁移的机理，以及能量迁移对光合作用系统结构与动力学的依赖性，已经很长时间来是一个热门的研究话题。现在，描述这一能量迁移，以及随后的能量的捕获（囚禁）和在反应中心的电子迁移的现代物理学，具有很大的计算量，这些理论的复杂性反应了高度有组织的多功能生物系统的复杂性。基于同样的原因，实验，特别是在考虑长时间的动力学事件的情况下，也很难按照一个完整光合作用系统，在自然条件下做出明确的解释。本文集中追踪能量迁移理论的历史发展脉络，以及描述几个基本的物理过程，现代理论解释以这些过程为基础。本文并非所述问题的目前状态的评述，也不是不同研究小组对这些问题不同观点的比较。
2.光合作用单元的概念：天线与反应中心
1932年 Robert Emerson 与William Arnold 做了一个开创性的实验， 他们测量了一个模型有机体悬浮物的最大析氧随时间的变化。一种绿藻蛋白核小球藻（Chlorella pyrenoidosa），在简单的饱和与反复光照下，用一个最佳暗周期分开。与当时期望相反的是，他们观察到需要约2400个叶绿素（chlorophyll，简称Chl）分子才产生一个氧分子。他们写道[2]：“我们只需要假设，细胞中每2480个叶绿素分子，作为一个单元，每次适当的光激发能够还原一个二氧化碳分子”。此时，基于Otto Warburg 与Richard Wilstätter 的想法，人们总是假设光合作用是由氧气而开始，而认为氧气来源于活化的二氧化碳。1934年，Arnold 与 Henry Kohn [3]检查了早期实验所有可能出错的地方，证实，存在一个~2400chl/oxygen 的“单元”，称之“叶绿素单元”。在他们检验的几个光合作用系统中这种单元都存在。
1936年，Kohn [4] 得出这样的结论，吸收单元中叶绿素的个数比这个数（2400）要小，接近500个。这个量与当时的析出一个氧分子需要4个光子的想法是吻合的。这年，Hans Gaffron 与 Kurt Wohl [5,6] 意识到了这些测量的充分重要性。Gaffron 与 Wohl [5,6] 再一次计算了Emerson 与 Arnold [1-2]计算过的在悬浮小球藻里，析出一个氧气分子所需要的叶绿素分子的个数，在这里，随即开始的析氧依赖于暴露在弱光下的样本，而析出一个氧分子，在相同的叶绿体分子上收集吸收光子的时间要一个小时或更长[7]。这自相矛盾的结果只有当我们赋予“漏斗型”量子吸收的意义，即不同的分子吸收光能到一个公共的中心，在这里开始化学反应，才能得到合理的解释。Gaffron 与 Wohl [5,6] 问的问题是，在该“单元”(用今天的语言说即“光合作用单元”) 被吸收的光量子在“中心”（用今天的语言说即“反应中心”）是如何被有效利用保持没有损失的呢？
Gaffron 与 Wohl [5,6] 想象色素分子稠密地拥挤在一起，而一个在任意色素上被吸收的光量子在临近的色素上依次交换，直到中心。在这一图像中，量子被假设在吸收物周围运动，一直到找到一个中心为止，在该中心上，它参与光化学反应[1]，然后这便成为了迄今为止量子能量从一个分子传输到另外一个分子的第一个概念，我们相信这也是有关“天线与反应中心”概念的起源，虽然这些术语后来才被采用（见Clayton[8]）。Clayton曾写道[8]，“这些色素团扮演了天线的角色，收集光量子能量，并将它传递到反应中心。”
我们的脑海中会出现这样一个问题：析出一个氧分子的2400个叶绿素分子是不是一个幻数？Arnold 与 Kohn [3]在植物 Lemna sp.，在 moss Selaginilla sp. 以及在一种藻Stichococius bacillaris 中获得的这种单元中叶绿素分子的数目甚至更大（3200-5000）。另一方面， Georg Schmid 与 Gaffron [9]，利用生长在不同的生理条件下几种植物（例如 Nicotiana tabacum, tobacco）和几种藻（ScenedesmusD3; Ankistrodesmu, braunii）和一种 cyqnobacterium (Anacystis nidulaus) 发现，光合作用单元有各种不同的大小，~300，~600，~1200，~1800，~2400 和 ~5000 Chl/co2 （等价于析出一个 分子的叶绿素个数）。这些给出了关于物理基础的一些暗示。
3. 现在光合作用单元（PSU）意味着什么？
今天，光合作用有机物的结构已能很好地确定下来了，不管它们是产氧的还是不产养氧的，在它们富含蛋白质的复合物中包含了色素分子。产氧光合作用物质含有两种色素系统（Photosystem Ⅰ(PSI)与 Photosystem Ⅱ (PSⅡ)），并使用了两个光反应，反应4次把电子从两个水分子传输到吡啶核苷酸（pyridine nucleotide）, NADP+，析出一个氧分子并产生2个还原型辅酶Ⅱ（NADPH）；与此同时，产生一个ATP，产生该ATP还利用了穿过类囊体质子激发所产生的能量。这样 Emerson 与 Arnold 的光合作用单元现在就具有了不同的含义，它现在是一个综合的，或许还是一个统计的概念。而且们现在能够对PSU实际是用什么组成的，能给详细的生物化学与生物物理方面的信息。在不产氧的光合作用细菌中，没有氧析出；只有一个光反应，几乎所有的天线与反应中心复杂体的结构是可得到的。这样，这些结构现在被集成了完整的PSU的模型。这些便打开了详细了解PSU 内发生的能量传输事件的方便之门。（见 Cogdell etal.[14], Van Amerongen et al.[15] 和 Sener and Schulten[16]）。
[图1] 不生氧紫质细菌与生氧植物和蓝藻捕光蛋白质的色素排列对比图。（a）表示一个捕光复杂体LH-I色素团包围一个中心，（b）外围捕光复杂体LH-II（含细菌叶绿素与类胡萝卜素）。（c）LH-I与LH-II复杂体的与光系统I相对照的 缩氨酸二级结构排列图（黑：蓝藻细菌，半透明：植物与周围的捕光Lhca二级结构）。
图1，显示了演化过程中较原始的紫质细菌捕光蛋白质[17-18]与植物及蓝藻细菌光系统Ⅰ的色素网的对比图。
由于他们的对称性，紫质细菌捕光复杂体都是用一些参数，即描述色素的位能（site energies）和激子耦合来表征的，而PSI在其光谱与激子行为上表现了重要的不均匀性[21]。尤其，在低温下，当一个激发与反应中心没有共振耦合而囚禁于Chls的池中时，PSI的量子效率强烈的依赖于光的波长。在室温下，热无序导致一个色素的线形展宽，进而光谱重叠导致高的量子效率。
似乎，捕光复杂体的演化特别喜爱较高密度的色素填充体：在蓝藻PSI中，氨基酸与叶绿素的比是1:27，而由RC-LH1复杂体与两个相伴的LH-Ⅱ复杂体组成的紫质细菌中对应的叶绿体与氨基酸的组成比例则为1:40，见文献[16]。由于这两种系统的Förster 半径比典型的细菌叶绿素之间的距离大很多，因此他们展现了高的量子产率。对于一般的关于蓝藻与植物PSⅡ的评论，参见Govindjee et al. [12]。
未完待续
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