「老師，葉綠素a不是吸收藍光與紅光嗎？那為什麼光系統叫做P680與P700？這不是紅光嗎？」
但最近我翻到某本科普書，作者試圖回應類似的學生問題，卻給出了這樣的說法：
「光系統的反應中心吸收高峰落在藍光波長範圍，為什麼還叫做P680與P700？」
看到這句話我真的差點沒把書摔出去。
P680、P700不是葉綠素a的光譜！
這些數字不是葉綠素a的吸收峰值。
P680（PSII的核心吸光色素）與P700（PSI的核心色素）的「680」與「700」是指整個光系統的光譜特性，也就是在蛋白質—色素複合體中所觀察到的主吸收波長，位於紅光區。
葉綠素a自己如果是「游離」存在於溶液中，的確吸收峰主要在藍光（~430 nm）與紅光（~660 nm），但那不是我們在整個光系統中看到的現象！
為什麼吸收波長會變，是因為光系統的光譜是「整體結構」的產物
在光系統的反應中心，葉綠素a並不是在裡面飄來飄去，而是被嚴密地嵌入蛋白質複合體中。這樣的結構會大幅改變它的光物理性質，包括吸收光譜。
這不是假說，而是有實驗證據支持的。
P680與P700的最大吸收峰是683.5 nm與700 nm，不是藍光！
2004年，Krausz 團隊發表了關於 PSII 反應中心的關鍵研究。他們使用低溫吸收光譜與反應中心純化技術，證實：
P680 在其「原生結構」中，主吸收峰穩定出現在 683.5 nm。
這個數字正是 P680 名稱的由來，也就是「680 nm 區間」的代表。根本不是在藍光區。
另外，Rutherford在1985年的回顧論文中也提到，P700 的光譜最大吸收波長在 700 nm。
所以當某些老師或書籍還在說「為什麼叫做P680與P700」時，其實是連這最基本的文獻與數據都沒查過。
為什麼會不一樣？因為「紅移」
當色素分子與蛋白質形成連結（專業的說法稱為「耦合」），會因為所處的環境，導致光譜吸收發生偏移。這個現象不只出現在在光系統裡，所有與蛋白質結合的色素分子，都會發生這樣的事。以光系統裡面的葉綠素a來說，這個環境包括其他葉綠素a（可能形成π-π堆疊）、胡蘿蔔素、以及特定蛋白質的極性胺基酸（形成電偶極交互作用）。因此，它的吸收峰就會移到683.5或700 nm。
不然，為什麼不通通都叫做P430或P660？
只需要單一蛋白質的變化，就能改變PSI的吸收光譜
更厲害的是 2024 年發表於Nature Communications 的一項研究。他們在觀賞植物網紋草（Fittonia albivenis）中，發現僅只是將 PSI 複合體中的一顆蛋白質Lhca3發生變化，就讓 PSI 的吸收峰「更」紅移到753 nm。
也就是說：葉綠素a 本身沒變、色素數量也沒變，就只有周邊的「一顆」蛋白質結構改變，結果整個光系統的吸光性質都跟著變了，包括激發態壽命、能量轉移速率等。
換句話說：色素-蛋白質複合體的吸收光譜，絕對不是色素自己說了算，是團隊合作的結果。而且，絕對與Emerson enhancement effect無關。
Emerson enhancement effect效應的重點在於「兩個光系統需要互補才能達成高效率」，而不是P680與P700為什麼叫這個名字。
至於什麼「P700與P680其實是指在「紅光至遠紅光波長的範圍內」的最高吸收峰的波長範圍，而不考慮短波長（藍光）範圍的波長。」這根本就是硬拗，沒有什麼「不考慮短波長（藍光）範圍的波長」這回事！
真正該問的問題，不是「為什麼叫P680與P700」，而是「為什麼不問人也不查一下文獻？」
今天如果是一個學生問這樣的問題，我並不會覺得有什麼糟糕的，因為這表示他們在思考，也可能只是對「P」這個命名感到好奇。
而且，學生的先備知識本來就不夠：不然為什麼叫做「學生」？我常跟學生說，當你還是學生時，有問題要盡量問，因為你是「學生」，所以不會有人覺得你不該問。
但我無法接受的，是身為老師或作者，自己沒有先備知識，卻又不願意查資料、不願意問人，還故弄玄虛。
這不只是無知，而是誤人子弟。
最後，我再說一次：葉綠素a只是色素-蛋白質複合體的一部分，整體各個成分的互動才是關鍵，才能決定整個複合體的性質。
也就是說，光系統的吸光特性從來不是某個分子的「個人表現」，而是整個色素—蛋白質複合體的集體行為。
我們不能拿葉綠素a在酒精中呈現的吸收峰，來推論活體中P680或P700的表現，就像我們也不能拿一個小提琴手來預測整個交響樂團的表現。
學生問問題是學習的一部分，但是若老師不肯學又硬拗，就是教學的災難。
參考文獻：
Rutherford AW, Heathcote P. Primary photochemistry in photosystem-I. Photosynth Res. 1985 Dec;6(4):295-316. doi: 10.1007/BF00054105.
Hughes, Joseph L.; Prince, Barry J.; Peterson Årsköld, Sindra; Smith, Paul J.; Pace, Ron J.; Riesen, Hans; Krausz, Elmars. Australian Journal of Chemistry 2004. 57(12):1179-1183 DOI: 10.1071/CH04140
Li, X., Huang, G., Zhu, L. et al. Structure of the red-shifted Fittonia albivenis photosystem I. Nat Commun 15, 6325 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50655-9
