Die beiden Hauptkomplexe der mehrgliedrigen Membranproteine unterscheiden sich durch ihre absorbierende Wellenlänge, wobei das Photosystem I oder PS 1 die längere Wellenlänge des Lichts absorbiert, die bei 700 nm liegt, während das Photosystem II oder PS 2 die kürzere Wellenlänge des Lichts von 680 nm absorbiert.
Zweitens wird jedes Photosystem nach dem Verlust eines Elektrons durch die Elektronen wieder aufgefüllt, aber die Quellen sind unterschiedlich, wobei PS II seine Elektronen aus Wasser erhält, während PS I Elektronen vom PS II durch eine Elektronentransportkette gewinnt.
Die Photosysteme sind an der Photosynthese beteiligt und befinden sich in den Thylakoidmembranen von Algen, Cyanobakterien und hauptsächlich in Pflanzen. Wir alle wissen, dass Pflanzen und andere photosynthetische Organismen Sonnenenergie sammeln, die durch die in den Blättern vorhandenen lichtabsorbierenden Pigmentmoleküle unterstützt wird.
Die absorbierte Sonnenenergie oder Lichtenergie wird in Blättern in der ersten Stufe der Photosynthese in chemische Energie umgewandelt. Dieser Prozess durchläuft eine Reihe von chemischen Reaktionen, die als lichtabhängige Reaktionen bekannt sind.
Die photosynthetischen Pigmente wie Chlorophyll a, Chlorophyll b und Carotinoide befinden sich in den Thylakoidmembranen des Chloroplasten. Das Photosystem bildet die Lichtsammelkomplexe, die aus 300-400 Chlorophyllen, Proteinen und anderen Pigmenten bestehen. Diese Pigmente werden nach der Absorption des Photons angeregt, und dann wird eines der Elektronen auf ein höheres Orbital umgeschaltet.
Das angeregte Pigment gibt seine Energie an das benachbarte Pigment durch den Resonanz-Energie-Transfer weiter, und das ist die direkte elektromagnetische Wechselwirkung. Im Gegenzug geben die benachbarten Pigmente ihre Energie an das Pigment weiter und der Vorgang wiederholt sich mehrfach. Zusammen sammeln diese Pigmentmoleküle ihre Energie und gehen in Richtung des zentralen Teils des Photosystems, der als Reaktionszentrum bekannt ist.
Die beiden Photosysteme in den lichtabhängigen Reaktionen haben zwar ihren Namen in der Reihe, sie wurden entdeckt, aber das Photosystem II (PS II) kommt im Pfad des Elektronenflusses zuerst und dann das Photosystem I (PSI). In diesem Inhalt werden wir uns mit dem Unterschied zwischen den beiden Photosystemtypen beschäftigen und sie kurz beschreiben.
Inhalt: Photosystem I und Photosystem II
- Vergleichstabelle
- Definition
- Schlüsselunterschiede
- Schlussfolgerung
Vergleichsdiagramm
| Basis für den Vergleich | Photosystem I (PS I) | Photosystem II (PS II) |
|---|---|---|
| Bedeutung | Photosystem I oder PS I nutzt Lichtenergie, um NADP+ in NADPH2 umzuwandeln. Daran sind P700, Chlorophyll und andere Pigmente beteiligt. | Photosystem II oder PS II ist der Proteinkomplex, der die Lichtenergie absorbiert und unter Beteiligung von P680, Chlorophyll und akzessorischen Pigmenten Elektronen von Wasser auf Plastochinon überträgt und so an der Dissoziation von Wassermolekülen arbeitet und Protonen (H+) und O2 produziert. |
| Lage | Es befindet sich auf der äußeren Oberfläche der Thylakoidmembran. | Es befindet sich an der inneren Oberfläche der Thylakoidmembran. |
| Photocenter oder Reaktionszentrum | P700 ist das Photozentrum. | P680 ist das Photozentrum. |
| Absorptionswellenlänge | Die Pigmente im Photosystem 1 absorbieren längere Wellenlängen des Lichts, nämlich 700 nm (P700). | Die Pigmente im Photosystem 2 absorbieren kürzere Wellenlängen des Lichts, nämlich 680 nm (P680). |
| Photophosphorylierung | Dieses System ist sowohl an der zyklischen als auch an der nicht-zyklischen Photophosphorylierung beteiligt. | Dieses System ist sowohl an der zyklischen Photophosphorylierung beteiligt. |
| Photolyse | Es findet keine Photolyse statt. | Photolyse findet in diesem System statt. |
| Pigmente | Photosystem I oder PS 1 enthält Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Chlorophyll B und Carotinoide. | Photosystem II oder PS 2 enthält Chlorophyll A-660, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Chlorophyll B, Xanthophylle und Phycobiline. |
| Das Verhältnis der Chlorophyll-Carotinoid-Pigmente | 20-30 :1. | 3-7 :1. |
| Funktion | Die primäre Funktion des Photosystems I liegt in der NADPH-Synthese, wobei es die Elektronen von PS II erhält. | Die primäre Funktion des Photosystems II liegt in der Hydrolyse von Wasser und der ATP-Synthese. |
| Kernzusammensetzung | Das PSI besteht aus zwei Untereinheiten, die psaA und psaB sind. | Das PS II besteht aus zwei Untereinheiten, die aus D1 und D2 bestehen. |
Definition von Photosystem I
Das Photosystem I oder PSI befindet sich in der Thylakoidmembran und ist ein mehrgliedriger Proteinkomplex, der in grünen Pflanzen und Algen vorkommt. Der erste Schritt ist das Einfangen der Sonnenenergie und die anschließende Umwandlung durch lichtgetriebenen Elektronentransport. PS I ist das System, in dem das Chlorophyll und andere Pigmente gesammelt werden und die Wellenlänge des Lichts bei 700nm absorbieren. Es ist die Reaktionsreihe, und das Reaktionszentrum besteht aus Chlorophyll a-700, mit den zwei Untereinheiten, nämlich psaA und psaB.
Die Untereinheiten von PSI sind größer als die Untereinheiten von PS II. Dieses System besteht ebenfalls aus dem Chlorophyll a-670, Chlorophyll a-680, Chlorophyll a-695, Chlorophyll b und Carotinoiden. Die absorbierten Photonen werden mit Hilfe der akzessorischen Pigmente in das Reaktionszentrum transportiert. Die Photonen werden vom Reaktionszentrum weiter als hochenergetische Elektronen abgegeben, die eine Reihe von Elektronenträgern durchlaufen und schließlich von der NADP+-Reduktase verwendet werden. Das NADPH wird durch das Enzym NADP+ -Reduktase aus diesen hochenergetischen Elektronen hergestellt. NADPH wird im Calvin-Zyklus verwendet.
Das Hauptziel des integralen Membranproteinkomplexes, der die Lichtenergie zur Produktion von ATP und NADPH nutzt, ist also das Licht. Photosystem I wird auch als Plastocyanin-Ferderoxin-Oxidoreduktase bezeichnet.
Definition von Photosystem II
Photosystem II oder PS II ist der membranständige Proteinkomplex, der aus mehr als 20 Untereinheiten und etwa 100 Cofaktoren besteht. Das Licht wird von den Pigmenten wie Carotinoiden, Chlorophyll und Phycobilin in der als Antennen bezeichneten Region absorbiert und die angeregte Energie wird an das Reaktionszentrum weitergeleitet. Die Hauptkomponente sind die peripheren Antennen, die zusammen mit dem Chlorophyll und anderen Pigmenten an der Lichtabsorption beteiligt sind. Diese Reaktion findet im Kernkomplex statt, der der Ort für die anfänglichen Elektronentransfer-Kettenreaktionen ist.
Wie bereits erwähnt, absorbiert PS II Licht bei 680 nm und tritt in einen hochenergetischen Zustand ein. Das P680 spendet ein Elektron und überträgt es auf das Phäophytin, welches der primäre Elektronenakzeptor ist. Sobald das P680 ein Elektron verliert und eine positive Ladung erhält, benötigt es ein Elektron zum Nachschub, was durch die Aufspaltung von Wassermolekülen erfüllt wird.
Die Oxidation von Wasser erfolgt am Mangan-Zentrum oder Mn4OxCa-Cluster. Das Mangan-Zentrum oxidiert zwei Moleküle auf einmal, wobei es vier Elektronen extrahiert und so ein Molekül O2 produziert und vier H+-Ionen freisetzt.
Es gibt verschiedene, sich widersprechende Mechanismen des obigen Prozesses im PS II, wobei die aus dem Wasser extrahierten Protonen und Elektronen zur Reduktion von NADP+ und zur ATP-Produktion verwendet werden. Das Photosystem II wird auch als Wasser-Plastochinon-Oxidoreduktase bezeichnet und gilt als der erste Proteinkomplex in der Lichtreaktion.
Schlüsselunterschiede zwischen Photosystem I und Photosystem II
Die folgenden Punkte sollen die Unterschiede zwischen dem Photosystem I und dem Photosystem II aufzeigen:
- Photosystem I oder PS I und Photosystem II oder PS II sind der Protein-vermittelte Komplex, und das Hauptziel ist es, Energie (ATP und NADPH2) zu produzieren, die im Calvin-Zyklus verwendet wird, das PSI verwendet Lichtenergie, um NADP+ in NADPH2 umzuwandeln. Es schließt das P700, Chlorophyll und andere Pigmente ein, während PS II der Komplex ist, der Lichtenergie absorbiert und P680, Chlorophyll und zusätzliche Pigmente einbezieht und Elektronen von Wasser auf Plastochinon überträgt und so bei der Dissoziation von Wassermolekülen arbeitet und Protonen (H+) und O2 produziert.
- Das Photosystem I befindet sich auf der äußeren Oberfläche der Thylakoidmembran und ist an ein spezielles Reaktionszentrum gebunden, das als P700 bezeichnet wird, während sich PS II auf der inneren Oberfläche der Thylakoidmembran befindet und das Reaktionszentrum als P680 bezeichnet wird.
- Die Pigmente im Photosystem 1 absorbieren längere Wellenlängen des Lichts, nämlich 700 nm (P700), andererseits absorbieren die Pigmente im Photosystem 2 kürzere Wellenlängen des Lichts, nämlich 680 nm (P680).
- Die Photophosphorylierung im PS I ist sowohl an der zyklischen als auch an der nicht-zyklischen Photophosphorylierung beteiligt, und PS II ist sowohl an der zyklischen Photophosphorylierung beteiligt.
- Im PS I findet keine Photolyse statt, wohl aber im Photosystem II.
- Photosystem I oder PS I enthält Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Chlorophyll B und Carotinoide im Verhältnis von 20-30 :1, während im Photosystem II oder PS 2 Chlorophyll A-660, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Chlorophyll B, Xanthophylle und Phycobiline im Verhältnis von 3-7 :1 enthalten sind.
- Die primäre Funktion des Photosystems I liegt in der NADPH-Synthese, wobei es die Elektronen vom PS II erhält, und das Photosystem II in der Hydrolyse von Wasser und der ATP-Synthese.
- Das PSI besteht aus zwei Untereinheiten, psaA und psaB, und das PS II aus zwei Untereinheiten, D1 und D2.
Schlussfolgerung
So können wir sagen, dass die Photosynthese in Pflanzen zwei Prozesse umfasst; die lichtabhängigen Reaktionen und die Kohlenstoff-Assimilationsreaktion, die irreführenderweise auch als Dunkelreaktionen bezeichnet wird. Bei den Lichtreaktionen absorbieren die photosynthetischen Pigmente und das Chlorophyll Licht und wandeln es in ATP und NADPH (Energie) um.