中文摘要：

目前主要的植物光合作用响应模型主要有生化模型和经验模型，但由于这两类模型均未涉及植物捕光天线色素分子的光能吸收、传递和转化，因而无法描述植物的光抑制和光适应现象，即这些模型是不全面的。为此，本项目以植物PSII捕光天线色素分子为基本单元，应用量子力学中的能级跃迁理论和统计物理学中的费米-狄拉克统计原理，讨论PSII捕光天线色素分子的光能吸收截面、激发态平均寿命、能级简并度、PSII捕光天线色素分子数、电子从PSII传递到PSI的时间及PSII的光化学量子效率等参数与光能吸收之间的关系，为研究植物光合作用光响应机理提供了一条新途径。本研究拟从PSII捕光天线色素分子的光能吸收过程出发，利用物理学中的有关理论，阐明植物光合作用光响应的分子生物学机制，并结合植物生化模型和植物光合作用中的成熟理论，构建植物光合作用光响应机理模型。可望加深对植物光合生理的理解，为深入研究光合作用机制提供理论依据。

结论摘要：

光合作用对光响应与捕光色素分子的物理参数存在什么关系不清楚。本项目基于捕光色素分子的光能吸收，通过光能的吸收、激发和退激发、传递、电荷分离等过程，利用激子的共振传递理论、分子物理学中能级跃迁理论和费米--狄拉克量子统计原理、PSII电荷分离理论研究光能从吸收、激子的激发和退激发、共振传递和电荷分离等过程对光合作用的影响。研究了光合作用对光响应机理，同时构建了光合作用对光响应机理模型。同时，用该机理模型拟合不同植物的光合作用对光响应数据。结果表明该模型不仅能很好地拟合这些响应数据，获得的光合参数与实测值相符合，同时还可以从机理上解释植物的光合生理现象，如可逆光抑制、光适应和PSII动力学下调。相应的成果发表在《Photosynthesis Research》、《Planta》和《Photosynthetica》，且有阶段性成果被《New Phytologist》接受。此外，该模型还可以给出捕光色素分子的本征光能吸收截面、荧光最小寿命和光合电子的利用效率等。因此，该模型为我们认识植物的光合特性提供了理论依据。