光合作用是自然界中的有机生物吸收太阳光能并将其转化为稳定的化学能的重要途径。光合作用功能体中的光能收集系统一外周捕光天线系统(nght—harvesting2)主要是以细菌叶绿素分子为基础的有机复合体，其中还包含了类胡萝卜素(carotenoid)和稳固其结构的蛋白质分子。解析紫细菌外周捕光天线LH2的晶体结构发现，在LH2中有两层环状排列的细菌叶绿素分子，根据吸收峰位置分别被称为B800和B850；LH2中的类胡萝卜素分子跨膜排列于B800环和B850环之间。光合作用的原初反应起始于天线系统对光能的吸收，能量通过高效、快速的传递最终陷获于反应中心，所有这些过程都仅仅发生在几百飞秒到几十皮秒时间范围内。超快激光光谱学技术的发展为人们研究原初反应中光诱导的一系列超快过程提供了极为重要的实验手段。同时，近年来分子生物学、基因工程及点突变技术的快速发展，为人们揭示光合作用原初反应中的光物理、光化学机制奠定了重要的分子学基础。本论文主要利用飞秒光谱技术对紫细菌肋Rb.Sphaeroides601外周捕光天线复合体LH2超快光动力学过程进行了研究，所得到的主要结果如下， 1．利用从紫细菌肋．Sphaeroides601所提取出的外周捕光天线LI{2一RS601以及其不同洲值酸化样品(部分和全部去除B800分子LH2)并采用不同波长下的飞秒单色泵浦探测技术详细研究了LH2中B800一B850间和B850内部的能量传递动力学过程。通过对野生型与部分／完全去B800分子LH2的比较研究，得到如下结论：激发波长小于820nm时，激发B800吸收带所得到的动力学过程包含着光吸收过程(photoabsorption)和光漂白过程(photobleaching)，这两个过程分别源自B850上激子带和B800吸收带的直接激发；激发波长大于820nm时，激发B850吸收带时野生和酸化样品都表现出了相同的动力学过程，说明去除B800分子对B850带的能量传递过程没有明显的影响。 2．通过飞秒单色和双色泵浦探测技术研究类胡萝卜素突变对外周捕光天线LH2能量传递过程的影响。野生型LH2一RS60l通过化学突变将原有的包含十个共轭双键的类胡萝卜素s曲eroidene替换成包含九个共轭双键的neurosD0rene形成了一种新的绿色突变体GⅥ300。通过实验得到如下结论：突变使LH2的类胡萝卜素吸收峰兰移20nm，导致能量给体(donor)B800和介体(bridge)类胡萝卜素之间能级间隔的加宽，使得B800向B850的能量传递速率减小，同时也导致了B850内部的激发能量在传递过程中的重新分布，但是B850单重态的寿命并未发生改变。 3．利用稳态吸收谱、稳态荧光光谱以及飞秒瞬态吸收谱的光谱电化学技术(spectroelectrochemistry)，我们研究了在电化学氧化的影响下LH2能量传递过程的变化情况。通过对实验结果的综合分析我们得到如下结论：电化学氧化使得LH2中B800和B850产生细菌叶绿素阳离子，这些阳离子导致了LH2的稳态吸收峰发生变化，同时B850的自发辐射荧光也发生了非常明显的淬灭现象；飞秒泵浦探测结果显示了在氧化过程中B850环内的细菌叶绿素阳离子与未氧化的细菌叶绿素分子之间形成相互竞争的能量传递通道并快速地弛豫B850环内的激发能量，但是氧化并未影响到B800向B850的能量传递速率。 总之，本课题利用超快光谱技术研究了紫细菌光合作用原初反应中外周捕光天线的超快光动力学过程，所获得的部分结果对于人们深入理解原初反应中的超快光物理和光化学机制具有重要的意义。