I due principali complessi proteici di membrana multi-subunità differiscono nella loro lunghezza d’onda di assorbimento, dove il fotosistema I o PS 1 assorbe la lunghezza d’onda più lunga della luce che è 700 nm, mentre il fotosistema II o PS 2 assorbe la lunghezza d’onda più corta della luce 680 nm.
In secondo luogo, ogni fotosistema viene rifornito dagli elettroni, dopo la perdita di un elettrone, ma le fonti sono diverse: il PS II riceve gli elettroni dall’acqua, mentre il PS I ottiene gli elettroni dal PS II attraverso una catena di trasporto degli elettroni.
I fotosistemi sono coinvolti nella fotosintesi e si trovano nelle membrane tilakoidi delle alghe, dei cianobatteri e principalmente nelle piante. Sappiamo tutti che le piante e gli altri organismi fotosintetici raccolgono l’energia solare che viene sostenuta dalle molecole di pigmento che assorbono la luce presenti nelle foglie.
L’energia solare assorbita o energia luminosa nelle foglie viene convertita in energia chimica nel primo stadio della fotosintesi. Questo processo subisce una serie di reazioni chimiche note come reazioni luce-dipendenti.
I pigmenti fotosintetici come la clorofilla a, la clorofilla b e i carotenoidi sono presenti nelle membrane tillakoidi del cloroplasto. Il fotosistema costituisce i complessi di raccolta della luce, che comprendono 300-400 clorofille, proteine e altri pigmenti. Questi pigmenti vengono eccitati dopo aver assorbito il fotone, e poi uno degli elettroni viene commutato in un orbitale ad alta energia.
Il pigmento eccitato passa la sua energia al pigmento vicino tramite il trasferimento di energia di risonanza, e questa è l’interazione elettromagnetica diretta. Inoltre, a sua volta, il pigmento vicino trasferisce energia al pigmento e il processo si ripete più volte. Insieme queste molecole di pigmento raccolgono la loro energia e passano verso la parte centrale del fotosistema nota come centro di reazione.
Anche se i due fotosistemi nelle reazioni luce-dipendenti hanno ottenuto il loro nome nella serie, sono stati scoperti, ma il fotosistema II (PS II) viene prima nel percorso nel flusso di elettroni e poi il fotosistema I (PSI). In questo contenuto, esploreremo la differenza tra i due tipi di fotosistema pf e una breve descrizione di loro.
Contenuto: Fotosistema I e Fotosistema II
- Cartina di confronto
- Definizione
- Differenze chiave
- Conclusione
Cartina di confronto
| Base per il confronto | Fotosistema I (PS I) | Fotosistema II (PS II) | |
|---|---|---|---|
| Significato | Il Fotosistema I o PS I usa l’energia luminosa per convertire NADP+ in NADPH2. Coinvolge il P700, clorofilla e altri pigmenti. | Fotosistema II o PS II è il complesso proteico che assorbe l’energia luminosa, coinvolgendo P680, clorofilla e pigmenti accessori e trasferire elettroni dall’acqua al plastochinone e quindi lavora nella dissociazione delle molecole di acqua e produce protoni (H+) e O2. | |
| Posizione | Si trova sulla superficie esterna della membrana tilaconica. | Si trova sulla superficie interna della membrana tilaconica. | |
| Fotocentro o centro di reazione | P700 è il centro fotografico. | P680 è il centro fotografico. | |
| Lunghezza d’onda assorbente | I pigmenti nel fotosistema 1 assorbono lunghezze d’onda della luce che è 700 nm (P700). | I pigmenti nel fotosistema2 assorbono lunghezze d’onda più corte della luce che è 680 nm (P680). | |
| Fotofosforilazione | Questo sistema è coinvolto sia nella fotofosforilazione ciclica che in quella non ciclica. | Questo sistema è coinvolto sia nella fotofosforilazione ciclica. | |
| Fotolisi | Nessuna fotolisi avviene. | La fotolisi si verifica in questo sistema. | |
| Pigmenti | Fotosistema I o PS 1 contiene clorofilla A-670, clorofilla A-680, clorofilla A-695, clorofilla A-700, clorofilla B, e carotenoidi. | Fotosistema II o PS 2 contiene clorofilla A-660, clorofilla A-670, clorofilla A-680, clorofilla A-695, clorofilla A-700, clorofilla B, xantofille e ficobiline. | |
| Il rapporto dei pigmenti carotenoidi della clorofilla | 20-30 :1. | 3-7 :1. | |
| Funzione | La funzione primaria del fotosistema I è nella sintesi di NADPH, dove riceve gli elettroni da PS II. | La funzione primaria del fotosistema II è nell’idrolisi dell’acqua e nella sintesi di ATP. | |
| Composizione del nucleo | Il PSI è composto da due subunità che sono psaA e psaB. | Il PS II è composto da due subunità che sono D1 e D2. |
Definizione di Fotosistema I
Il Fotosistema I o PSI si trova nella membrana tilakoide ed è un complesso proteico multisubunità presente nelle piante verdi e nelle alghe. Il primo passo iniziale di intrappolamento dell’energia solare e la successiva conversione tramite il trasporto di elettroni guidato dalla luce. PS I è il sistema dove la clorofilla e altri pigmenti vengono raccolti e assorbono la lunghezza d’onda della luce a 700nm. È la serie di reazione, e il centro di reazione è costituito dalla clorofilla a-700, con le due subunità cioè psaA e psaB.
Le subunità di PSI è più grande delle subunità PS II. Questo sistema consiste anche della clorofilla a-670, clorofilla a-680, clorofilla a-695, clorofilla b e carotenoidi. I fotoni assorbiti sono trasportati nel centro di reazione con l’aiuto dei pigmenti accessori. I fotoni sono ulteriormente rilasciati dal centro di reazione come elettroni ad alta energia, che subiscono una serie di trasportatori di elettroni e infine utilizzati dalla NADP+ reduttasi. Il NADPH è prodotto attraverso l’enzima NADP+ reduttasi da tali elettroni ad alta energia. Il NADPH è usato nel ciclo di Calvin.
Quindi, lo scopo principale del complesso proteico integrale di membrana che usa l’energia luminosa per produrre ATP e NADPH. Il fotosistema I è anche conosciuto come plastocianina-ferredossina ossidoreduttasi.
Definizione del fotosistema II
Il fotosistema II o PS II è il complesso proteico integrale di membrana, composto da più di 20 subunità e circa 100 cofattori. La luce viene assorbita dai pigmenti come i carotenoidi, la clorofilla e la ficobilina nella regione nota come antenne e successivamente questa energia eccitata viene trasferita al centro di reazione. Il componente principale è costituito dalle antenne periferiche che sono impegnate nell’assorbimento della luce insieme alla clorofilla e ad altri pigmenti. Questa reazione avviene nel complesso del nucleo che è il sito per le reazioni iniziali della catena di trasferimento degli elettroni.
Come discusso in precedenza, PS II assorbe la luce a 680 nm ed entra nello stato di alta energia. Il P680 dona un elettrone e lo trasferisce alla feofitina, che è l’accettore primario di elettroni. Non appena la P680 perde un elettrone e guadagna una carica positiva, ha bisogno di un elettrone per il rifornimento che viene soddisfatto dalla scissione delle molecole d’acqua.
L’ossidazione dell’acqua avviene al centro del manganese o cluster Mn4OxCa. Il centro del manganese ossida due molecole alla volta, estraendo quattro elettroni e producendo così una molecola di O2 e rilasciando quattro ioni H+.
Ci sono vari meccanismi contraddittori del processo di cui sopra nel PS II, anche se i protoni e gli elettroni estratti dall’acqua sono usati per ridurre NADP+ e nella produzione di ATP. Il fotosistema II è anche conosciuto come acqua-plastochinone ossidoreduttasi ed è detto come il primo complesso proteico nella reazione alla luce.
Differenze chiave tra il fotosistema I e il fotosistema II
I punti seguenti mostrano la variazione tra il fotosistema I e il fotosistema II:
- Il fotosistema I o PS I e il fotosistema II o PS II sono il complesso mediato da proteine, e lo scopo principale è quello di produrre energia (ATP e NADPH2), che viene utilizzata nel ciclo di Calvin, il PSI utilizza l’energia luminosa per convertire NADP+ in NADPH2. Coinvolge la P700, la clorofilla e altri pigmenti, mentre il PS II è il complesso che assorbe l’energia luminosa, coinvolgendo la P680, la clorofilla e i pigmenti accessori e trasferisce gli elettroni dall’acqua al plastochinone e quindi lavora nella dissociazione delle molecole di acqua e produce protoni (H+) e O2.
- Il fotosistema I si trova sulla superficie esterna della membrana tilaconica ed è legato allo speciale centro di reazione conosciuto come P700, mentre PS II si trova sulla superficie interna della membrana tilaconica e il centro di reazione è conosciuto come P680.
- I pigmenti nel fotosistema 1 assorbono lunghezze d’onda più lunghe della luce che è 700 nm (P700), d’altra parte, i pigmenti nel fotosistema2 assorbono lunghezze d’onda più corte della luce che è 680 nm (P680).
- La fotofosforilazione nel PS I è coinvolta sia nella fotofosforilazione ciclica che in quella non ciclica, mentre il PS II è coinvolto nella fotofosforilazione ciclica.
- Nessuna fotolisi avviene nel PS I, anche se avviene nel fotosistema II.
- Fotosistema I o PS I contiene clorofilla A-670, clorofilla A-680, clorofilla A-695, clorofilla A-700, clorofilla B, e carotenoidi nel rapporto di 20-30 :1, mentre nel Fotosistema II o PS 2 contiene clorofilla A-660, clorofilla A-670, clorofilla A-680, clorofilla A-695, clorofilla A-700, clorofilla B, xantofille e ficobiline nel rapporto di 3-7 :1.
- La funzione primaria del fotosistema I nella sintesi del NADPH, dove riceve gli elettroni dal PS II, e il fotosistema II è nell’idrolisi dell’acqua e nella sintesi dell’ATP.
- Il nucleo del PSI è composto da due subunità che sono psaA e psaB, e il PS II è composto da due subunità che sono D1 e D2.
Conclusione
Così possiamo dire che nelle piante la fotosintesi comprende due processi: le reazioni dipendenti dalla luce e la reazione di assimilazione del carbonio che è ingannevolmente conosciuta anche come reazioni al buio. Nelle reazioni di luce, i pigmenti fotosintetici e la clorofilla assorbono la luce e la convertono in ATP e NADPH (energia).