Предлагаемое издание является коллективной монографией российских и зарубежных специалистов, посвященной исследованиям проблемы фотосинтеза на разных уровнях организации материи: молекулярном, клеточном и организменном. В первом томе изложены: история развития флуориметров и их применение при изучении фотосистемы 2 (ФС2), архитектура и динамика светособирающей антенны ФС2, использование методов нейтронного рассеяния и ЭПР с временным разрешением в исследовании фотосинтеза. Описаны пигмент-белковые взаимодействия и фемтосекундные процессы разделения зарядов в бактериальных реакционных центрах (РЦ), функциональная активность РЦ и механизмы трансмембранного переноса зарядов, фотозащитные механизмы диссипации энергии фотосинтетическим аппаратом. Рассмотрены структура и функции водоокисляющего комплекса ФС2, возможная роль Mn-бикарбонатных комплексов в его эволюционном происхождении и модели фоторазложения воды на основе мимикрирующих фотосинтез оксо-Mn комплексов. Обсуждаются: роль кислорода и его активных форм в фотосинтезе, участие молекулярного водорода в метаболизме микроводорослей, регуляция первичных процессов фотосинтеза водорослей при недостатке серы. Обобщен мировой опыт в области разработки фотобиореакторов и их использования в фотобиотехнологических системах. Имеющиеся в сборнике материалы позволяют рассматривать его как своеобразный отчет о состоянии данного направления в современной науке. Издание будет полезно не только биофизикам, биохимикам и физиологам растений, но и широкому кругу биологов, кроме того, оно может быть использовано как в научной работе, так и в учебном процессе.