太阳能是地球上生物赖以生存的最根本的能源.太阳能以光照的形式到达地表,通过各种藻类和高等植物的光合作用被转化成生物可以利用的化学能.光合作用不仅为各类动物和人类提供了生存必须的有机物,同时提供了氧气,维持了我们呼吸必不可少的氧化环境.在放氧光合作用中,最初发生的反应是由光系统Ⅱ催化的水裂解而产生氧分子和质子、电子的反应.这个反应不仅对理解光合作用的原理有重要的意义,而且对实现人工光合作用,从太阳光中取出清洁、可再生能源也有重大的实用价值.但是,经过几十年的研究,人们对利用可见光分解水反应的机理还是没有完全理解.这主要是因为光系统Ⅱ(PhotosystemⅡ,PSⅡ)是由17个膜蛋白和3个结合在膜表面的亲水性蛋白组成的巨大膜蛋白复合体,分子量达350kDa.并以二聚体形式存在,总分子量达700kDa.这样的巨大膜蛋白复合体的高质量晶体的制备,是一个困难的课题.