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生体分子の構造ならびにその機能を量子化学に基づいて理解するため理論的ならびに実験的な方法を解説する。光合成色素や視物質を例に挙げ、基底状態ばかりでなく励起状態も含め、電子配置と分光学的性質、緩和様式、ならびに反応性との関連について解説する。分光学的測定に関しては、パルスレーザーの発展を考慮し、波長(エネルギー)軸に加え、時間軸上への展開を重視する。