Dwa główne wielopodjednostkowe kompleksy białek błonowych różnią się długością fali absorbującej, gdzie fotosystem I lub PS 1 absorbuje dłuższą falę światła, która wynosi 700 nm, podczas gdy fotosystem II lub PS 2 absorbuje krótszą falę światła 680 nm.
Po drugie, każdy fotosystem jest uzupełniany przez elektrony, po utracie elektronu, ale źródła są różne, gdzie PS II otrzymuje elektrony z wody, podczas gdy PS I otrzymuje elektrony z PS II poprzez łańcuch transportu elektronów.
Fotosystemy biorą udział w fotosyntezie i znajdują się w błonach tylakoidalnych alg, sinic i głównie roślin. Wszyscy wiemy, że rośliny i inne organizmy fotosyntetyzujące zbierają energię słoneczną, która jest wspomagana przez cząsteczki pigmentu pochłaniające światło, obecne w liściach.
Zaabsorbowana energia słoneczna lub energia świetlna w liściach jest przekształcana w energię chemiczną w pierwszym etapie fotosyntezy. W procesie tym zachodzi szereg reakcji chemicznych znanych jako reakcje zależne od światła.
Pigmenty fotosyntetyczne, takie jak chlorofil a, chlorofil b i karotenoidy, są obecne w błonach tylakoidalnych chloroplastu. Fotosystem stanowi kompleks zbierający światło, który składa się z 300-400 chlorofili, białek i innych pigmentów. Te pigmenty zostają wzbudzone po zaabsorbowaniu fotonu, a następnie jeden z elektronów zostaje przełączony na wyżejenergetyczny orbital.
Wzbudzony pigment przekazuje swoją energię do sąsiedniego pigmentu poprzez rezonansowy transfer energii, a to jest bezpośrednie oddziaływanie elektromagnetyczne. Dalej, z kolei, sąsiedni pigment przenieść energię do pigmentu i proces ten jest powtarzany wielokrotnie. Razem te cząsteczki pigmentu zbierają swoją energię i przechodzą w kierunku centralnej części fotosystemu znanej jako centrum reakcji.
Chociaż dwa fotosystemy w reakcjach zależnych od światła otrzymały swoją nazwę w serii, zostały odkryte, ale fotosystem II (PS II) pojawia się jako pierwszy w ścieżce przepływu elektronów, a następnie fotosystem I (PSI). W tej treści poznamy różnicę pomiędzy dwoma typami fotosystemu pf oraz ich krótki opis.
Treść: Fotosystem I i Fotosystem II
- Szkic porównawczy
- Definicja
- Kluczowe różnice
- Wniosek
.
Karta porównawcza
| Podstawa do porównań | Fotosystem I (PS I) | Fotosystem II (PS II) |
|---|---|---|
| Znaczenie | Fotosystem I lub PS I wykorzystuje energię świetlną do przekształcenia NADP+ w NADPH2. Angażuje P700, chlorofil i inne pigmenty. | Fotosystem II lub PS II jest kompleksem białkowym, który absorbuje energię świetlną, angażuje P680, chlorofil i pigmenty pomocnicze i przenosi elektrony z wody do plastochinonu, a tym samym działa w dysocjacji cząsteczek wody i wytwarza protony (H+) i O2. |
| Lokalizacja | Znajduje się na zewnętrznej powierzchni błony tylakoidu. | Znajduje się na wewnętrznej powierzchni błony tylakoidu. |
| Fotocentrum lub centrum reakcji | P700 jest centrum fotograficznym. | P680 jest centrum fotograficznym. |
| Długość fali pochłaniania | Pigmenty w fotosystemie 1 pochłaniają dłuższe fale światła, które wynoszą 700 nm (P700). | Pigmenty w fotosystemie 2 pochłaniają krótsze fale światła, które wynoszą 680 nm (P680). |
| Fotofosforylacja | Ten system jest zaangażowany zarówno w cykliczną, jak i niecykliczną fotofosforylację. | Ten system jest zaangażowany zarówno w cykliczną fotofosforylację. |
| Fotoliza | Nie występuje fotoliza. | Fotoliza zachodzi w tym systemie. |
| Pigmenty | Fotosystem I lub PS 1 zawiera chlorofil A-670, chlorofil A-680, chlorofil A-695, chlorofil A-700, chlorofil B i karotenoidy. | Fotosystem II lub PS 2 zawiera chlorofil A-660, chlorofil A-670, chlorofil A-680, chlorofil A-695, chlorofil A-700, chlorofil B, ksantofile i fikobiliny. |
| Stosunek pigmentów karotenoidowych chlorofilu | 20-30 :1. | 3-7 :1. |
| Funkcja | Podstawową funkcją fotosystemu I jest synteza NADPH, gdzie otrzymuje elektrony z PS II. | Podstawową funkcją fotosystemu II jest hydroliza wody i synteza ATP. |
| Skład rdzenia | Psi składa się z dwóch podjednostek, którymi są psaA i psaB. | Ps II składa się z dwóch podjednostek D1 i D2. |
Definicja fotosystemu I
Fotosystem I lub PSI znajduje się w błonie tylakoidu i jest wielopodjednostkowym kompleksem białkowym występującym u roślin zielonych i alg. Pierwszym początkowym etapem jest wychwytywanie energii słonecznej, a następnie konwersja przez napędzany światłem transport elektronów. PS I to system, w którym chlorofil i inne pigmenty są gromadzone i absorbują światło o długości fali 700nm. Jest to seria reakcji, a centrum reakcji składa się z chlorofilu a-700, z dwoma podjednostkami psaA i psaB.
Podjednostki PSI są większe niż podjednostki PS II. System ten składa się również z chlorofilu a-670, chlorofilu a-680, chlorofilu a-695, chlorofilu b i karotenoidów. Zaabsorbowane fotony są przenoszone do centrum reakcji za pomocą pigmentów pomocniczych. Fotony są dalej uwalniane przez centrum reakcji w postaci wysokoenergetycznych elektronów, które przechodzą przez szereg nośników elektronów i ostatecznie są wykorzystywane przez reduktazę NADP+. NADPH jest produkowany przez enzym reduktazę NADP+ z wysokoenergetycznych elektronów. NADPH jest wykorzystywany w cyklu Calvina.
W związku z tym głównym celem integralnego kompleksu białek błonowych, który wykorzystuje energię świetlną do produkcji ATP i NADPH. Fotosystem I jest również znany jako oksydoreduktaza plastocyanina-ferredoksyna.
Definicja fotosystemu II
Fotosystem II lub PS II jest wbudowanym w błonę kompleksem białkowym, składającym się z ponad 20 podjednostek i około 100 kofaktorów. Światło jest absorbowane przez pigmenty takie jak karotenoidy, chlorofil i fikobilina w regionie znanym jako anteny i dalej ta wzbudzona energia jest przenoszona do centrum reakcji. Głównym składnikiem jest peryferyjne anteny, które są zaangażowane w pochłanianie światła wraz z chlorofilu i innych pigmentów. Reakcja ta zachodzi w kompleksie rdzenia, który jest miejscem początkowych reakcji łańcucha transferu elektronów.
Jak już wcześniej wspomniano, PS II absorbuje światło przy 680 nm i wchodzi w stan wysokoenergetyczny. P680 oddaje elektron i przenosi go na feofitynę, która jest głównym akceptorem elektronów. Jak tylko P680 traci elektron i zyskuje ładunek dodatni, potrzebuje elektronu do uzupełnienia, co jest spełnione przez rozszczepienie cząsteczek wody.
Oksydacja wody zachodzi w centrum manganowym lub klastrze Mn4OxCa. Centrum manganowe utlenia dwie cząsteczki jednocześnie, wydobywając cztery elektrony i w ten sposób produkując cząsteczkę O2 i uwalniając cztery jony H+.
W PS II występują różne sprzeczne mechanizmy powyższego procesu, chociaż protony i elektrony wyekstrahowane z wody są wykorzystywane do redukcji NADP+ i produkcji ATP. Fotosystem II jest również znany jako oksydoreduktaza woda-plastochinon i jest uważany za pierwszy kompleks białkowy w reakcji świetlnej.
Kluczowe różnice między fotosystemem I i fotosystemem II
Podane punkty będą przedstawiać różnice między fotosystemem I i fotosystemem II:
- Fotosystem I lub PS I i Fotosystem II lub PS II są kompleksem pośredniczącym białek, a głównym celem jest produkcja energii (ATP i NADPH2), która jest wykorzystywana w cyklu Calvina, PSI wykorzystuje energię świetlną do przekształcenia NADP+ w NADPH2. Obejmuje on P700, chlorofil i inne pigmenty, podczas gdy PS II jest kompleksem, który absorbuje energię świetlną, obejmującą P680, chlorofil i pigmenty pomocnicze i przenosi elektrony z wody do plastochinonu, a tym samym pracuje w dysocjacji cząsteczek wody i wytwarza protony (H+) i O2.
- Photosystem I znajduje się na zewnętrznej powierzchni błony tylakoidu i jest związany ze specjalnym centrum reakcji znanym jako P700, podczas gdy PS II znajduje się na wewnętrznej powierzchni błony tylakoidu, a centrum reakcji jest znane jako P680.
- Pigmenty w fotosystemie 1 absorbują dłuższe fale światła o długości 700 nm (P700), z drugiej strony pigmenty w fotosystemie 2 absorbują krótsze fale światła o długości 680 nm (P680).
- Fotofosforylacja w PS I jest zaangażowana zarówno w cykliczną, jak i niecykliczną fotofosforylację, a PS II jest zaangażowany w cykliczną fotofosforylację.
- Nie występuje fotoliza w PS I, choć zdarza się w fotosystemie II.
- Fotosystem I lub PS I zawiera chlorofil A-670, chlorofil A-680, chlorofil A-695, chlorofil A-700, chlorofil B i karotenoidy w stosunku 20-30 :1, podczas gdy w fotosystemie II lub PS 2 zawiera chlorofil A-660, chlorofil A-670, chlorofil A-680, chlorofil A-695, chlorofil A-700, chlorofil B, ksantofile i fikobiliny w stosunku 3-7 :1.
- Podstawową funkcją fotosystemu I jest synteza NADPH, gdzie otrzymuje elektrony z PS II, a fotosystem II jest w hydrolizie wody i syntezie ATP.
- Kompozycja rdzenia w PSI składa się z dwóch podjednostek psaA i psaB, a PS II składa się z dwóch podjednostek D1 i D2.
Wniosek
Możemy więc powiedzieć, że fotosynteza u roślin obejmuje dwa procesy; reakcje zależne od światła i reakcje asymilacji węgla, które mylnie nazywane są również reakcjami ciemnymi. W reakcjach zależnych od światła, pigmenty fotosyntetyczne i chlorofil absorbują światło i przekształcają je w ATP i NADPH (energia).