Câc quâ trình quang sinh học thường được đânh giâ theo hai quan điểm sau:
- Quan điểm một lă những phản ứng mă câc sản phẩm cuối cùng của nó có dự trữ năng lượng cao hơn so với năng lượng của câc chất ban đầu tham gia văo phản ứng, được gọi lă những phản ứng tạo năng lượng. Ví dụ như quâ trình quang hợp ở thực vật.
- Quan điểm hai lă câc phản ứng quang sinh học trong đó ânh sâng đóng vai trò lă nguồn năng lượng hoạt hóa câc phđn tử khi tham gia văo phản ứng hóa sinh hoặc lă dưới tâc dụng của ânh sâng đê dẫn tới câc phản ứng phâ hủy biến tính ở mức độ phđn tử, tế băo, mô hay cơ thể. Xĩt theo quan điểm năo, quâ trình quang sinh học cũng đều trải qua những giai đoạn nối tiếp nhau như sau:
1. Hấp thụ lượng tử ânh sâng bởi câc sắc tố hoặc tế băo (như tế băo que, tế băo nón) gđy nín trạng thâi hưng phấn hay còn gọi lă trạng thâi kích thích.
2. Khử trạng thâi kích thích điện tử của phđn tử. Giai đoạn năy xảy ra câc quâ trình sau: - Thải hồi năng lượng qua câc quâ trình quang lý (như phât huỳnh quang hay lđn quang). - Thải hồi năng lượng qua câc quâ trình quang hóa dẫn tới hình thănh nín những sản phẩm quang hóa không bền vững đầu tiín. Đối với quâ trình quang hợp đó lă câc sản phẩm NADPH vă ATP.
3. Diễn ra câc phản ứng trung gian không cần tới sự chiếu sâng (gọi lă phản ứng tối) với sự tham gia của câc sản phẩm quang hóa không bền vững nói trín để tạo thănh sản phẩm quang hóa bền vững (với quâ trình quang hợp, đó lă hydratcacbon).
4. Hiệu ứng sinh học cuối cùng như câc biểu hiện sinh lý cảm nhận mău sắc, sự vật, sự
sinh trưởng vă phât triển v.v...
Giai đoạn hấp thụ lượng tử ânh sâng vă giai đoạn khử trạng thâi kích thích điện tử của phđn tử, đặc trưng chung cho tất cả câc phản ứng quang sinh vật (xem hình 8.3).
S2 (Singlet 2) S1 (Singlet 1) T (Triplet) So (Singlet) A a 4 1 3 2 c b Hình 8.3: Sơđồ biểu diễn câc mức năng lượng của phđn tử vă câc bước chuyển giữa câc mức năng lượng đó.
- Đường a, A khi phđn tử hấp thụ năng lượng ânh sâng để chuyển từ mức năng lượng cơ
bản ban đầu lă So lín mức năng lượng cao hơn lă S1 hoặc S2.
- Theo cơ học lượng tử thì không có bước chuyển phât xạ (tức phât ra sóng ânh sâng) khi phđn tử chuyển từ mức S2 về mức So vă cũng không có bước chuyển thẳng từ mức So lín mức triplet (gọi lă bước cấm).
- Khi phđn tử chuyển từ mức S1 về mức cơ bản So sẽ phât huỳnh quang (đường b) hoặc chuyển từ mức triplet về mức cơ bản So sẽ phât lđn quang (đường c).
- Câc đường 1, 2, 3, 4, lă phđn tử thải hồi năng lượng dưới dạng tỏa nhiệt ra môi trường. Quâ trình phđn tử hấp thụ năng lượng ânh sâng để chuyển lín trạng thâi kích thích vă sau
đó trở về trạng thâi ban đầu, lă một quâ trình bất thuận nghịch.