ТЕОРИЯ ТЕРМОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ: ОЦЕНКА ИЗМЕНЕНИЯ КОЛИЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПЕРВИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ ФОТОСИНТЕЗА

Кузнецова С. А., Кукушкин А. К.
Физический факультет МГУ им. Ломоносова, 119899 Москва
В настоящее время метод термолюминесценции широко применяется для исследования переноса электрона в реакционных центрах фотосистемы 2. Общепринято, что термолюминесценция определяется температурной зависимостью констант скорости обратных реакций. Особенно интересные приложения метода термолюминесценции связаны с переходами между дискретными состояниями системы разложения воды. Кроме того, с помощью этого метода может быть исследовано состояние акцепторной стороны фотосиcтeмы 2. Однако дальнейшее применение метода термолюминесценции в фотосинтезе сдерживается отсутствием строгих критериев разложения экспериментальных кривых термовысвечивания на перекрывающиеся компоненты и трудностями в определении локализации зарядов, рекомбинация которых отвечает за возникновение некоторых пиков термолюминесценции. Нами разработана теоретическая модель термолюминесценции, учитывающая состояния следующих компонентов электрон-транспортной цепи: S-состояния водорасщепляющего комплекса, тирозина Z, первичного донора Р680, первичного акцептора феофитина, первичного и вторичного хинонового акцепторов. На основании схемы переходов между состояниями реакционного центра с учетом всех вышеуказанных компонентoв получены аналитические формулы для зависимости интенсивности термовысвечивания от температуры. На форму линии влияют следующие факторы: энергии активации обратных реакций электронного транспорта, заселенности различных состояний реакционного центра в момент начала нагревания, а также скорость нагрева образца. В данной работе предлагается развитие разработанной ранее модели с учетом квантовых эффектов одно- и двухэлектронной работы хинонов и связи между различными состояниями реакционного центра при нагревании, что проявляется в различной заселенности состояний реакционного центра в зависимости от температуры и условий возбуждения (непрерывное облучение или насыщающие микросекундные вспышки). Кроме того, в ней проясняется физический смысл коэффициента связи между различными состояниями реакционного центра. Такое развитие теории термовысвечивания позволяет использовать данную модель для разложения кривой термовысвечивания на отдельные перекрывающиеся полосы и определения путем наилучшей аппроксимации экспериментальных результатов элементарных констант скорости электронного переноса в реакционном центре фотосистемы 2.