“生物光學(xué)”是什么含5篇(編輯修改稿)
2025-05-10 21:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 子的振動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。 光化學(xué) 這是對(duì)直接吸收光能后分子中發(fā)生的化學(xué)變化的研究（與光敏作用相比）。這些包括了吸收分子中 的改變和在其激發(fā)態(tài)的吸收分子與相鄰分子之間發(fā)生的反應(yīng)。光化學(xué)第一定律指出：“光必須在發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)之前被吸收”。這個(gè)定律的影響在于，通過(guò)了解分子的吸收光譜，即通過(guò)了解哪些波長(zhǎng)的光可被一個(gè)分子吸收，就可以立即預(yù)測(cè)什么波長(zhǎng)的光可以對(duì)該分子具有光化學(xué)作用，而且什么波長(zhǎng)的光將沒有效果（因?yàn)樗鼈儾槐晃眨? 光譜 研究物質(zhì)對(duì)光的吸收和釋放，與這些過(guò)程對(duì)輻射波長(zhǎng)的依賴有關(guān)。動(dòng)作頻譜是電磁輻射產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)的效率，作為輻射波長(zhǎng)的函數(shù)繪制。它顯示哪些波長(zhǎng)的光在特定化學(xué)反應(yīng)（例如光合作用）中被最有效地使用，并 且有助于識(shí)別吸收分子。 光敏 在這個(gè)過(guò)程中，光能被一種類型的分子（敏化劑）吸收，導(dǎo)致敏化劑達(dá)到富能狀態(tài)并產(chǎn)生反應(yīng)，最終導(dǎo)致系統(tǒng)中另一種分子的化學(xué)變化（底物分子）。敏化劑在某些類型的光敏反應(yīng)中不會(huì)改變。幾乎所有的生物體都含有潛在的光敏劑（例如膽紅素，葉綠素和卟啉）的分子。使用光敏藥物和光的光動(dòng)力療法在癌癥治療中具有重要的應(yīng)用，其原理是通過(guò)光動(dòng)力學(xué)來(lái)靶向破壞癌細(xì)胞以治療某些形式的肺癌和食管腫瘤。 影響 該領(lǐng)域涉及脫氧核糖核酸（ DNA），核糖核酸（ RNA）和蛋白質(zhì)的紫外線輻射光化學(xué) ，以及這些分子中光化學(xué)和光物理變化產(chǎn)生的生物學(xué)效應(yīng)（如致死率、突變）。該領(lǐng)域還研究細(xì)胞對(duì)這種光化學(xué)損傷進(jìn)行修復(fù)的復(fù)雜生化系統(tǒng)。 環(huán)境光生物學(xué) 不同波長(zhǎng)的陽(yáng)光不僅對(duì)個(gè)體細(xì)胞和生物體產(chǎn)生有益和有害的影響，更重要的是對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的影響，例如光對(duì)物種構(gòu)成和生產(chǎn)力的影響。 光醫(yī)學(xué) 這個(gè)領(lǐng)域涉及非電離輻射的有害影響和有益效果。在光醫(yī)學(xué)中，最常見的就是陽(yáng)光誘發(fā)的皮膚癌，但光還有許多有益的區(qū)域，其中有僅使用光的治療，例如弱光治療（ LLLT）或敏化劑加光線來(lái)治療某些臨床病癥，例如牛皮癬和癌癥 。光醫(yī)學(xué)還包括光免疫領(lǐng)域，例如，光的吸收可以調(diào)節(jié)身體的 `免疫系統(tǒng)，從而防止腫瘤的免疫排斥。 非視覺光接收 與病例相反，光被生物體中的受體接收以監(jiān)測(cè)環(huán)境而不形成視覺圖像。例子是控制鳥類和動(dòng)物激素水平的晝夜節(jié)律鐘，以及控制植物和動(dòng)物季節(jié)性生長(zhǎng)的光周期。 視覺 導(dǎo)致形成圖形的視覺感受。該領(lǐng)域涵蓋了眼睛中棒狀和錐形光感受器中視色素的結(jié)構(gòu)和光化學(xué)。 光形態(tài)發(fā)生 有機(jī)體的發(fā)育可以受到光照信息的影響。這些信息來(lái)自光通量、光質(zhì)（即波長(zhǎng)）、空間不對(duì)稱性（即光的出現(xiàn)方向）以及光的周期性。光形態(tài)發(fā)生的一些實(shí)例是光敏種子的發(fā)芽和長(zhǎng)日植物的開花。 光運(yùn)動(dòng) 植物和生物依靠于光質(zhì)和光的方向來(lái)刺激他們的光感受器來(lái)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。例如趨光性的解釋就是有機(jī)體朝向或遠(yuǎn)離光線的移動(dòng)。植物中的光向曲率可以朝向或遠(yuǎn)離光發(fā)生，最好的例子就是向日葵。查爾斯達(dá)爾文（ CharlesDarwin）以進(jìn)化論而聞名，早期曾與他的兒子弗朗西斯（ Francis）合作，撰寫了一本關(guān)于光相作用的書， 《植物運(yùn)動(dòng)的力量》（ 1880）。這本書一直很有影響力，即使達(dá)爾文沒有寫出關(guān)于進(jìn)化論的偉大著作，達(dá)爾文也會(huì)被生物學(xué)家所熟知。 光合作用 它不是光合作用中所使用的光的信息，而是轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能的光的能量。這包括通過(guò)色素吸收光、能量轉(zhuǎn)移、能量獲取或通過(guò)反應(yīng)中心的穩(wěn)定化，以及從供體到受體分子的化學(xué)反應(yīng)的引發(fā)。這是一個(gè)采光反應(yīng)，大多數(shù)光合作用反應(yīng)只需要幾個(gè)光子就可以觸發(fā)反應(yīng)。 生物發(fā)光 對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，生物發(fā)光往往想到螢火蟲發(fā)光或在海洋表面的熒光水藻。生物發(fā)光是具有生物功能的高效冷 光發(fā)射，其目的是尋找伴侶或食物。動(dòng)物王國(guó)中所有門的一半以上都含有生物發(fā)光的成員。在 NaturesLight 雜志中中，弗朗辛雅各布斯（ FrancineJacobs）講述了一種生物發(fā)光螢火蟲（ Pyrophorusnoctilucus）可能改變了美洲的歷史的故事。 1634 年，當(dāng)英國(guó)人晚上在古巴登陸時(shí)，他們看到很多燈光并認(rèn)為那是是西班牙軍隊(duì)已經(jīng)在島上的火炬手，以為西班牙已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了英國(guó)，但他們觀察到的可能是螢火蟲的光芒。植物和光的關(guān)系，可以追溯到遠(yuǎn)古的年代。 在白堊紀(jì)中葉以前，根據(jù)當(dāng)時(shí)植物的特征進(jìn)行判斷 ，地球上還沒有直射的陽(yáng)光，那時(shí)
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