原初反应激发态的命运
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- 2025-05-05 14:10:03
激发态，这种不稳定的状态，其能量最终会经历多种方式的转换。首先，当处于放热激发态的叶绿素分子能级降低时，会以热能的形式释放，此过程被称为内转换或无辐射退激。例如，叶绿素从第一单线态降至基态或三线态，以及从三线态回至基态时，能量以热能释放，这些过程都是无辐射退激。第二类情况是，吸收蓝光的叶绿素分子在第二单线态的能量远高于第一单线态，但多余的能量在短时间内会降至第一单线态，释放出的热能同样参与了能量的转换。尽管蓝光能引起光合作用，但其能量利用效率不如红光，因为参与光合作用的是第一单线态的叶绿素。
荧光和磷光是两种能量释放方式。荧光是第一单线态叶绿素回至基态时以光子形式释放的，波长较短，强度相对较大，可直接观察。而磷光则来自三线态的叶绿素，波长较长，转换时间较长，强度只有荧光的1%，需借助仪器检测。叶绿素的荧光波长比吸收光长，这是由于部分能量被分子内部振动消耗，且荧光总是从最低振动能级辐射出。
在光合作用过程中，叶绿素分子吸收的光能部分用于分子内部振动，部分用于荧光和磷光释放。这部分能量如果不能有效用于光合作用，就被认为是无效的。在光合器中，光能通过分子间的能量传递，从聚光的叶绿素分子传递到反应中心，驱动光化学反应的进行。能量传递方式可能并非通过分子碰撞或电荷转移，而是通过“激子传递”或“共振传递”的机制进行。
扩展资料
原初反应(primary reaction)是指从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程，它包括光能的吸收、传递与光化学反应。原初反应与生化反应相比，其速度非常快，可在皮秒(ps，10－12s)与纳秒(ns，10－9s)内完成，且与温度无关，可在－196℃(77K，液氮温度)或－271℃(2K，液氦温度)下进行。由于速度快，散失的能量少，所以其量子效率接近1。
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