光抑制光合电荷转移的量子图景

我们提出了一种在不同光照环境下光合作用可逆调节的动态机制。我们采用三能级量子模型来考虑光激发前电荷供体和电荷受体之间的相关性，并表明在连续光照下，单个电荷的转移效率与光强成反比，这种抑制可能非常严重，以至于成为线性电子传输的限制因素。利用这一结果，我们推导出了一组表征光合参数光响应曲线的解析表达式，其中包括总光合速率的曲线，该曲线在高光下达到饱和，且长期以来被假定服从 Michaelis-Menten 函数。我们讨论了光源热涨落的含义，并论证了在给定光强下，用白炽灯测得的量子产率可能高于用激光测得的量子产率，这是灯照明热涨落的一种表现。我们的新图景有助于理解在光系统 I 中观察到的质体蓝素依赖性电子传输，并为可见光对光系统 II 造成不可逆损伤的起始提供了一种供体侧机制。