光合作用过程中能量转移效率的研究

来源 :西北农林科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuyunvc
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光合作用初始过程分为两步:一是通过聚光复合物吸收太阳光;二是将电子激发转移至反应中心(RC)。这个过程中高效的能量转移一直是研究热点。对于光合作用能量转移的研究,不仅可以帮助我们理解光合作用的物理机制,而且可以为设计人造捕捉自然光系统和人造光能转换装置提供帮助,解决能源匮乏问题。本文研究了环境噪声退相干作用对能量转移的辅助作用,由于这个阶段持续的时间非常短,本研究认为退相干作用起主要作用,因此本研究不考虑长时间下的环境阻尼效应。作为例子,本研究使用紫菌聚光复合物II(LHII)B850环中的任意三位点能量转移为简单模型(简称为三位点系统),探索量子退相干在有、无环境噪声存在时对能量转移效率的影响,并尝试获得能量转移效率与时间的函数关系。本文利用的是可解退相干模型,这个模型的优势是使用了解析解,避免了用数字计算出现错误。本文所得结果主要如下:1.本文得到非纠缠纯态下的能量转移效率随时间的变化。在环境噪声存在时,初始阶段能量转移效率急剧变化,无稳定值,长时间后由于噪声引起的量子退相干作用,使其达到稳定值;无环境影响时,转移效率一直随时间振动而无稳定值。可见噪声可以使能量转移趋于稳定,对能量转移效率有促进作用。2.本文的模拟中只考虑环境和系统以及它们之间简单的交互作用。在B850环中,每个色素分子同时为供体和受体,本文的研究只考虑邻近的色素分子之间的偶极-偶极间相互作用以及色素分子与环境之间的相互作用。从本文研究结果可以得出:在光合作用的初始过程中,一个系统随着位点激发态的增多,其能量转移效率也大大增加,并且在长时间后达到稳定的高效。同时,也可以猜想:高效的能量转移与分子结构和量子退相干作用密切相关。
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与其它报道的产紫杉醇内共生真菌不同,本实验室从废纸中分离筛选到一株腐生真菌NK-17,其发酵产物经过TLC法初步鉴定,与紫杉醇标准品具有相同的迁移率(Rf值);经HPLC定性定量检