放氧型生物(包括蓝藻和高等植物)的光合作用效率取决于光系统I(PSI)和光系统II(PSII)两个光合反应中心平衡激发。应对“非平衡”的自然光条件，光合生物会自动修改内部分配机制，自发调控两个光系统光激发的平衡，此功能称为“光状态转换”。蓝藻是光合作用研究中普遍选用的一种模式生物，作者课题组近年研究证明“藻胆体流动”是状态转换的基本机制，“能量溢出”仅仅是光一暗环境变换时的一种特殊行为，至此，澄清了蓝藻光状态转换两个基本模型长期争论的问题。本论文在前期研究基础上，探索实验观测蓝藻状态转换过程中藻胆体的流动性，取得的主要实验结果如下：　　 1.利用蓝藻单细胞内漂白区的荧光恢复(FRAP)和非漂白区荧光损失(FLIP)联合探测的方法，并分析了强激光诱发的光化学过程，清楚展示出藻胆体(PBS)在全细胞范围内的流动，同时发现在被漂白区域的荧光恢复中，的确包含强激光导致的“假象”，即强激光诱发细胞内的光化学过程——可逆变性蛋白的自发复性和藻胆体与膜蛋白的光交联。考虑自发复性的对FRAP的贡献，发现前人报道的藻胆体扩散系数夸大了近10倍；发现光交联仅发生于固定的光状态1，说明藻胆体仅与光系统II存在结构联系。　　 2.橙光长时间持续照射蓝藻细胞而选择激发藻胆体，藻胆体杆(C-PC)、藻胆体核(APC)、PSII和PSI四个组份的荧光涨落呈现一个“阻尼震荡”的模式，最终达到稳态值，证明藻胆体“动态搜索”逼近能量平衡分配的位点。利用光化学交联实验证明：在状态转换中，藻胆体是通过集体移动某一尺度实现能量平衡分配，而不是隶属于两个光系统的藻胆体数目的改变。　　 3.利用光系统Ⅱ标记黄荧光蛋白(YFP)的集胞藻Synechocystis sp. PCC6803的PsbC-YFP变种，以YFP为固定的参照点，通过监控光状态转换进程中YFP向藻胆体能量转移效率的变化揭示藻胆体流动；进而，通过定量测量YFP向藻胆体核(APC)和杆(C-PC)传能效率的相对变化，估算出光状态转换过程中藻胆体迁移的距离为8.4 nm。　　 4.通过观测光状态转换中藻胆体运动的时间相关特征，发现短时间、低光剂量同样诱发藻胆体运动；由于自然光的光谱多变性，“平衡”是特殊的、相对的，而“不平衡”是一般的、绝对的，揭示光状态转换不是极端光条件下的特殊行为，而是自然光条件下的一般现象；发现即使在光状态2，藻胆体仍然更靠近光系统II而不是光系统I，说明藻胆体捕获的光能仅仅是叶绿素吸收光能不足时对光系统I的一个能量补充。