В работе представлен вариант модели одиночной биолюминесцентной вспышки Noctiluca scintillans , учитывающий биоэлектрический триггер световой эмиссии и биохимическую основу ее формирования. Предложена система дифференциальных уравнений, численное решение которой может быть использовано для получения физико-химических параметров процесса биолюминесценции и кинетических характеристик вспышки. В основе модели использована простейшая схема взаимодействия люминесцирующего белка люциферина и фермента люциферазы. Дополнительно учтена активизация ключевых компонент при распространении потенциала действия в тонком периферическом слое цитоплазмы клетки. Минимизация функции невязки проводилась в два этапа. На первом этапе осуществлялась аппроксимация экспоненциального участка вспышки на фронте спада интенсивности биолюминесценции, что позволило ввести дополнительное эмпирическое уравнение связи между параметрами модели. На втором - проводилась аппроксимация полной системы уравнений модели, причем один из оптимизационных параметров исключался за счет полученной на первом этапе эмпирической связи. Модель была апробирована на примере световых вспышек ноктилюки, отобранной 14 апреля 2011 года в прибрежной зоне Севастопольского региона.