De twee belangrijkste multi-subunit membraaneiwitcomplexen verschillen in hun absorberende golflengte, waarbij het fotosysteem I of PS 1 de langere golflengte van licht absorbeert, namelijk 700 nm, terwijl het fotosysteem II of PS 2 de kortere golflengte van licht absorbeert, namelijk 680 nm.
Ten tweede wordt elk fotosysteem na het verlies van een elektron weer aangevuld door de elektronen, maar de bronnen zijn verschillend: PS II krijgt zijn elektronen van water, terwijl PS I via een elektronentransportketen elektronen van PS II krijgt.
De fotosystemen zijn betrokken bij de fotosynthese en worden aangetroffen in de thylakoïdemembranen van algen, cyanobacteriën en voornamelijk in planten. We weten allemaal dat planten en andere fotosynthetische organismen zonne-energie verzamelen die wordt ondersteund door de lichtabsorberende pigmentmoleculen die in de bladeren aanwezig zijn.
De geabsorbeerde zonne-energie of lichtenergie in bladeren wordt omgezet in chemische energie in de eerste fase van de fotosynthese. Dit proces ondergaat een reeks chemische reacties die bekend staan als lichtafhankelijke reacties.
De fotosynthetische pigmenten zoals chlorofyl a, chlorofyl b en carotenoïden zijn aanwezig in de thylakoïdemembranen van de chloroplast. Het fotosysteem vormt de licht-oogst complexen, die bestaan uit 300-400 chlorofylen, eiwitten en andere pigmenten. Deze pigmenten raken geëxciteerd na absorptie van het foton, waarna een van de elektronen wordt overgeschakeld naar een hoger-energetische baan.
Het geëxciteerde pigment geeft zijn energie door aan het naburige pigment via de resonantie-energieoverdracht, en dit is de directe elektromagnetische wisselwerking. Verder, op zijn beurt, de naburige pigment energie overdragen aan pigment en het proces wordt herhaald meerdere malen. Samen verzamelen deze pigmentmoleculen hun energie en gaan naar het centrale deel van het fotosysteem dat bekend staat als reactiecentrum.
Hoewel de twee fotosystemen in de lichtafhankelijke reacties hun naam kregen in de reeks, werden ze ontdekt, maar het fotosysteem II (PS II) komt als eerste op het pad in de elektronenstroom en daarna het fotosysteem I (PSI). In deze inhoud zullen we het verschil tussen de twee typen van pf-fotosysteem onderzoeken en een korte beschrijving ervan geven.
Inhoud: Fotosysteem I en Fotosysteem II
- Vergelijkingsgrafiek
- Definitie
- Key verschillen
- conclusie
Vergelijkingstabel
| Basis voor vergelijking | Photosysteem I (PS I) | Photosysteem II (PS II) |
|---|---|---|
| Betekenis | Photosysteem I of PS I gebruikt lichtenergie om NADP+ om te zetten in NADPH2. Hierbij zijn P700, chlorofyl en andere pigmenten betrokken. | Photosysteem II of PS II is het eiwitcomplex dat lichtenergie absorbeert, waarbij P680, chlorofyl en andere pigmenten betrokken zijn, en elektronen van water naar plastochinon overbrengt en zo werkt in de dissociatie van watermoleculen en protonen (H+) en O2 produceert. |
| Locatie | Het bevindt zich aan de buitenkant van het thylakoïde membraan. | Het bevindt zich aan de binnenzijde van het thylakoïdmembraan. |
| Photocentrum of reactiecentrum | P700 is het fotocentrum. | P680 is het fotocentrum. |
| Absorberende golflengte | De pigmenten in het fotosysteem 1 absorberen licht met een langere golflengte, namelijk 700 nm (P700). | De pigmenten in het fotosysteem 2 absorberen licht met een kortere golflengte, namelijk 680 nm (P680). |
| Fotofosforylering | Dit systeem is betrokken bij zowel de cyclische als de niet-cyclische fotofosforylering. | Dit systeem is betrokken bij zowel de cyclische fotofosforylering. |
| Fotolyse | Er vindt geen fotolyse plaats. | Fotolyse komt in dit systeem voor. |
| Pigmenten | Photosysteem I of PS 1 bevat chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B, en carotenoïden. | Photosysteem II of PS 2 bevat chlorofyl A-660, chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B, xanthofylen en fycobilinen. |
| De verhouding van de chlorofylcarotenoïdepigmenten | 20-30 :1. | 3-7 :1. |
| Functie | De belangrijkste functie van het fotosysteem I is de NADPH-synthese, waarbij het de elektronen ontvangt van PS II. | De belangrijkste functie van het fotosysteem II is de hydrolyse van water en de ATP-synthese. |
| Kernsamenstelling | Het PSI bestaat uit twee subeenheden, namelijk psaA en psaB. | Het PS II bestaat uit twee subeenheden, namelijk D1 en D2. |
Definitie van Fotosysteem I
Fotosysteem I of PSI bevindt zich in het thylakoïd membraan en is een proteïnecomplex met meerdere subeenheden dat wordt aangetroffen in groene planten en algen. De eerste stap is het opvangen van zonne-energie en de daaropvolgende omzetting door licht-gedreven elektronentransport. PS I is het systeem waarin de chlorofyl en andere pigmenten worden verzameld en de golflengte van het licht op 700nm absorberen. Het is de reactiereeks, en het reactiecentrum bestaat uit chlorofyl a-700, met de twee subeenheden namelijk psaA en psaB.
De subeenheden van PSI zijn groter dan de subeenheden PS II. Dit systeem bestaat ook uit de chlorofyl a-670, chlorofyl a-680, chlorofyl a-695, chlorofyl b, en carotenoïden. De geabsorbeerde fotonen worden naar het reactiecentrum gebracht met behulp van de accessoire pigmenten. De fotonen worden verder door het reactiecentrum vrijgemaakt als hoogenergetische elektronen, die een reeks elektronendragers ondergaan en uiteindelijk worden gebruikt door NADP+ reductase. NADPH wordt geproduceerd door het NADP+ reductase enzym uit deze hoogenergetische elektronen. NADPH wordt gebruikt in de Calvin-cyclus.
Het hoofddoel van het integrale membraaneiwitcomplex dat lichtenergie gebruikt om ATP en NADPH te produceren. Fotosysteem I wordt ook wel plastocyanine-ferredoxine-oxidoreductase genoemd.
Definitie van Fotosysteem II
Fotosysteem II of PS II is het membraan-ingebedde-eiwit-complex, bestaande uit meer dan 20 subeenheden en ongeveer 100 cofactoren. Het licht wordt geabsorbeerd door de pigmenten zoals carotenoïden, chlorofyl en fycobiline in het gebied dat antennes wordt genoemd, en de opgewekte energie wordt vervolgens doorgegeven aan het reactiecentrum. De belangrijkste component zijn de perifere antennes die samen met het chlorofyl en andere pigmenten het licht absorberen. Deze reactie vindt plaats in het kerncomplex, dat de plaats is voor de eerste reacties van de elektronenoverdrachtsketen.
Zoals eerder besproken absorbeert PS II licht bij 680 nm, en komt in een hoogenergetische toestand. De P680 doneert een elektron en draagt dit over aan de pheofytine, die de primaire elektronenacceptor is. Zodra de P680 een elektron verliest en een positieve lading krijgt, heeft het een elektron nodig voor aanvulling, waaraan wordt voldaan door het splitsen van watermoleculen.
De oxidatie van water vindt plaats in het mangaancentrum of Mn4OxCa-cluster. Het mangaancentrum oxideert twee moleculen tegelijk, waarbij vier elektronen worden onttrokken en dus een molecuul O2 wordt geproduceerd en vier H+ ionen vrijkomen.
Er zijn verschillende tegenstrijdige mechanismen van het bovenstaande proces in PS II, hoewel uit water onttrokken protonen en elektronen worden gebruikt voor de reductie van NADP+ en bij de ATP-productie. Fotosysteem II is ook bekend als water-plastoquinone oxidoreductase en wordt wel het eerste eiwitcomplex in de lichtreactie genoemd.
Kernverschillen tussen Fotosysteem I en Fotosysteem II
In de volgende punten wordt de variatie tussen Fotosysteem I en Fotosysteem II getoond:
- Fotosysteem I of PS I en Fotosysteem II of PS II zijn de eiwit-gemedieerde complex, en het belangrijkste doel is de productie van energie (ATP en NADPH2), die wordt gebruikt in Calvin cyclus, de PSI maakt gebruik van lichtenergie om NADP+ om te zetten in NADPH2. Hierbij zijn P700, chlorofyl en andere pigmenten betrokken, terwijl PS II het complex is dat lichtenergie absorbeert, waarbij P680, chlorofyl en bijkomende pigmenten betrokken zijn en elektronen van water naar plastochinon overbrengen en zo werken in de dissociatie van watermoleculen en protonen (H+) en O2 produceren.
- Photosysteem I bevindt zich aan het buitenoppervlak van het thylakoïdmembraan en is gebonden aan het speciale reactiecentrum dat bekend staat als P700, terwijl PS II zich aan het binnenoppervlak van het thylakoïdmembraan bevindt en het reactiecentrum bekend staat als P680.
- De pigmenten in fotosysteem 1 absorberen licht met een langere golflengte, namelijk 700 nm (P700), terwijl de pigmenten in fotosysteem 2 licht met een kortere golflengte absorberen, namelijk 680 nm (P680).
- Fotofosforylering in PS I is betrokken bij zowel cyclische als niet-cyclische fotofosforylering, en PS II is betrokken bij zowel cyclische fotofosforylering.
- Er vindt geen fotolyse plaats in PS I, maar wel in fotosysteem II.
- Fotosysteem I of PS I bevat chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B, en carotenoïden in een verhouding van 20-30 :1, terwijl in Fotosysteem II of PS 2 chlorofyl A-660, chlorofyl A-670, chlorofyl A-680, chlorofyl A-695, chlorofyl A-700, chlorofyl B, xanthofylen en fycobilinen aanwezig zijn in een verhouding van 3-7 : 1.
- De belangrijkste functie van het fotosysteem I is de NADPH-synthese, waarbij het de elektronen van PS II ontvangt, en het fotosysteem II is de hydrolyse van water en de ATP-synthese.
- De kernsamenstelling in het PSI bestaat uit twee subeenheden, te weten psaA en psaB, en PS II bestaat uit twee subeenheden, te weten D1 en D2.
Conclusie
Dus kunnen we zeggen dat in planten de fotosynthese twee processen omvat; de licht-afhankelijke reacties, en de koolstof-assimilatiereactie die misleidend ook wel donkerreacties wordt genoemd. Bij de lichtreacties absorberen de fotosynthetische pigmenten en het chlorofyl licht en zetten ze dit om in ATP en NADPH (energie).