Kaksi pääosayksikköä edustavaa membraaniproteiinikompleksia eroavat toisistaan absorboivan aallonpituutensa suhteen, kun fotosysteemi I tai PS1 absorboi valon pidemmän aallonpituuden, joka on 700 nm, kun taas fotosysteemi II tai PS2 absorboi lyhyemmän valon aallonpituuden 680 nm .
Toiseksi, jokainen valosysteemi täydentää elektroneja elektronin menetyksen jälkeen, mutta lähteet ovat erilaisia, jos PS II saa sen elektroniksi vedestä, kun taas PS I saa elektroneja PS II: sta elektronin kuljetusketjun kautta.
Valosysteemit ovat mukana fotosynteesissä ja niitä löytyy levien, sinilevien bakteereista ja pääasiassa kasveista. Me kaikki tiedämme, että kasvit ja muut fotosynteettiset organismit keräävät aurinkoenergiaa, jota tukee lehtiä sisältävät valoa absorboivat pigmenttimolekyylit.
Lehdissä absorboitunut aurinkoenergia tai valoenergia muunnetaan kemialliseksi energiaksi fotosynteesin ensimmäisessä vaiheessa. Tämä prosessi käy läpi sarjan kemiallisia reaktioita, joita kutsutaan valosta riippuvaisiksi reaktioiksi.
Fotosynteettisiä pigmenttejä, kuten klorofylli a, klorofylli b ja karotenoidit, on läsnä kloroplastin tylakoidimembraaneissa. Valosysteemi muodostaa valonkorjuukompleksit, joka käsittää 300-400 klorofylliä, proteiineja ja muita pigmenttejä. Nämä pigmentit innostuvat fotonin absorboitumisen jälkeen, ja sitten yksi elektronista kytkeytyy korkeamman energian kiertoradalle.
Innoissaan oleva pigmentti siirtää energiansa viereiseen pigmenttiin resonanssienergiansiirron avulla, ja tämä on suora sähkömagneettinen vuorovaikutus. Lisäksi vuorostaan naapuripigmentti siirtää energiaa pigmenttiin ja prosessi toistetaan useita kertoja. Yhdessä nämä pigmenttimolekyylit keräävät energiansa ja kulkevat kohti valojärjestelmän keskusosaa, joka tunnetaan reaktiokeskuksena.
Vaikka valovaikutteisten reaktioiden kaksi fotosysteemiä saivat nimensä sarjassa, ne löydettiin, mutta fotosysteemi II (PS II) tulee ensin elektronivirtauksen polulle ja sitten fotosysteemi I (PSI). Tässä sisällössä tutkitaan eroja kahden tyyppisen pf-valotusjärjestelmän välillä ja lyhyt kuvaus niistä.
Vertailutaulukko
| Vertailun perusteet | Valokuvasysteemi I (PS I) | Valokuvasysteemi II (PS II) |
|---|---|---|
| merkitys | Photosystem I tai PS I käyttää kevyttä energiaa muuntaa NADP + NADPH2: ksi. Siihen sisältyy P700, klorofylli ja muut pigmentit. | Fotosysteemi II tai PS II on proteiinikompleksi, joka absorboi valon energiaa, sisältäen P680: n, klorofyllin ja lisäpigmentit ja siirtämällä elektronit vedestä plastokinoniin ja toimii siten vesimolekyylien dissosiaatioon ja tuottaa protoneja (H +) ja O2. |
| Sijainti | Se sijaitsee tylakoidikalvon ulkopinnalla. | Se sijaitsee tylakoidikalvon sisäpinnalla. |
| Valokeskus tai reaktiokeskus | P700 on valokuvakeskus. | P680 on valokuvakeskus. |
| Imevä aallonpituus | Valosysteemin 1 pigmentit absorboivat pidempiä aallonpituuksia valoa, joka on 700 nm (P700). | Valosysteemissä 2 olevat pigmentit absorboivat lyhyempiä aallonpituuksia valoa, joka on 680 nm (P680). |
| Photophosphorylation | Tämä järjestelmä on mukana sekä syklisessä että ei-syklisessä fotofosforylaatiossa. | Tämä järjestelmä on mukana molemmissa syklisissä fotofosforylaatioissa. |
| fotolyysi | Fotolyysiä ei tapahdu. | Tässä järjestelmässä tapahtuu fotolyysi. |
| pigmentit | Photosystem I tai PS 1 sisältää klorofylli A-670, klorofylli A-680, klorofylli A-695, klorofylli A-700, klorofylli B ja karotenoideja. | Photosystem II tai PS2 sisältää klorofylli A-660, klorofylli A-670, klorofylli A-680, klorofylli A-695, klorofylli A-700, klorofylli B, ksantofyllit ja fykobiliinit. |
| Klorofyllikarotenoidipigmenttien suhde | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Toimia | Valosysteemin I ensisijainen tehtävä on NADPH-synteesissä, jossa se vastaanottaa elektroneja PS II: lta. | Valosysteemin II ensisijainen tehtävä on veden hydrolyysissä ja ATP-synteesissä. |
| Ydin koostumus | PSI koostuu kahdesta alayksiköstä, jotka ovat psaA ja psaB. | PS II koostuu kahdesta alayksiköstä, jotka koostuvat D1 ja D2. |
Määritelmä Photosystem I
Photosystem I tai PSI sijaitsee tylakoidimembraanissa ja on moniosainen proteiinikompleksi, jota löytyy vihreistä kasveista ja levistä. Ensimmäinen ensimmäinen vaihe aurinkoenergian sieppaamiseksi ja sitten muuntaminen valovoimalla tapahtuvalla elektronikuljetuksella. PS I on järjestelmä, jossa klorofylli ja muut pigmentit kerätään ja absorboivat valon aallonpituutta 700 nm: ssä. Se on reaktiosarja, ja reaktiokeskus koostuu klorofyylistä a-700, jossa kaksi alayksikköä ovat psaA ja psaB.
PSI: n alayksiköt ovat suurempia kuin PS II: n alayksiköt. Tämä järjestelmä koostuu myös klorofyylistä a-670, klorofyllistä a-680, klorofyllistä a-695, klorofyllistä b ja karotenoideista. Imeytyneet fotonit kuljetetaan reaktiokeskukseen lisäpigmenttien avulla. Fotonit vapautuvat edelleen reaktiokeskuksessa korkean energian elektroneina, jotka läpikäyvät joukon elektronikantoaaltoja ja lopulta käyttävät NADP + reduktaasia. NADPH tuotetaan NADP + reduktaasi-entsyymin välityksellä sellaisista korkean energian elektroneista. NADPH: ta käytetään Calvin-syklissä.
Siksi integroidun membraaniproteiinikompleksin, joka käyttää kevyttä energiaa ATP: n ja NADPH: n tuottamiseen, päätavoite. Fotosysteemi I tunnetaan myös nimellä plastocyanin-ferredoxin oxidoreductase.
Määritelmä Photosystem II
Photosystem II tai PS II on membraaniin upotettu proteiini-kompleksi, joka koostuu yli 20 alayksiköstä ja noin 100 kofaktorista. Pigmentit, kuten karotenoidit, klorofylli ja fykobiliini, absorboivat valoa alueella, jota kutsutaan antenneiksi, ja edelleen tämä viritetty energia siirtyy reaktiokeskukseen. Pääkomponentti on oheisantennit, jotka ovat sitoutuneet absorboivaan valoon yhdessä klorofyllin ja muiden pigmenttien kanssa. Tämä reaktio suoritetaan ydinkompleksissa, joka on paikka alkion elektroninsiirtoketjureaktioille.
Kuten aiemmin keskusteltiin, PS II absorboi valoa aallonpituudella 680 nm ja siirtyy korkean energian tilassa. P680 luovuttaa elektronin ja siirtyy feoftiiniin, joka on primaarielektronin vastaanottaja. Heti kun P680 menettää elektronin ja saa positiivisen varauksen, se tarvitsee elektronin täydentämiseksi, joka saadaan aikaan jakamalla vesimolekyylejä.
Veden hapettuminen tapahtuu mangaanikeskuksessa tai Mn4OxCa- klusterissa. Mangaanikeskus hapettaa kaksi molekyyliä kerralla, eristäen neljä elektronia ja siten tuottaen O2-molekyylin ja vapauttaen neljä H + -ionia.
Edellä esitetyn prosessin PSI-järjestelmässä on useita ristiriitaisia mekanismeja, vaikka vedestä uutettuja protoneja ja elektroneja käytetään vähentämään NADP +: ta ja ATP-tuotantoa. Fotosysteemi II tunnetaan myös nimellä vesi-plastokinoonioksidoreduktaasi, ja sen sanotaan olevan ensimmäinen proteiinikompleksi kevyessä reaktiossa.
Tärkeimmät erot Photosystem I: n ja Photosystem II: n välillä
Annetut kohdat esittävät vaihtelua valojärjestelmän I ja valokuvasysteemin II välillä:
- Photosystem I tai PS I ja Photosystem II tai PS II ovat proteiinivälitteisiä komplekseja, ja päätarkoituksena on tuottaa energiaa (ATP ja NADPH2), jota käytetään Calvin-syklissä. PSI käyttää kevyttä energiaa muuntaa NADP + NADPH2: ksi. Se sisältää P700: n, klorofyllin ja muut pigmentit, kun taas PS II on kompleksi, joka absorboi valoenergiaa, sisältäen P680: n, klorofyllin ja lisäpigmentit ja siirtää elektroneja vedestä plastokinoniin ja toimii siten vesimolekyylien dissosiaatioon ja tuottaa protoneja (H +) ja O2.
- Fotosysteemi I sijaitsee tylakoidikalvon ulkopinnalla ja sitoutuu erityiseen reaktiokeskukseen, joka tunnetaan nimellä P700, kun taas PS II sijaitsee tylakoidikalvon sisäpinnalla ja reaktiokeskus tunnetaan nimellä P680.
- Valosysteemissä 1 olevat pigmentit absorboivat pidempiä valon aallonpituuksia, jotka ovat 700 nm (P700), ja toisaalta fotosysteemissä 2 olevat pigmentit absorboivat lyhyempiä valon aallonpituuksia, jotka ovat 680 nm (P680).
- Fotofosforylaatio PS I: ssä on mukana sekä syklisessä että ei-syklisessä fotofosforylaatiossa, ja PS II on mukana molemmissa syklisessä fotofosforylaatiossa.
- PS I: ssä ei tapahdu fotolyysiä, vaikka se tapahtuu fotosysteemissä II.
- Photosystem I tai PS I sisältää klorofylli A-670, klorofylli A-680, klorofylli A-695, klorofylli A-700, klorofylli B ja karotenoideja suhteessa 20-30: 1, kun taas Photosystem II tai PS 2 sisältää klorofyllin A-660, klorofylli A-670, klorofylli A-680, klorofylli A-695, klorofylli A-700, klorofylli B, ksantofyllit ja fykobiliinit suhteessa 3-7: 1.
- Valosysteemin I ensisijainen tehtävä NADPH-synteesissä, jossa se vastaanottaa elektroneja PS II: ltä, ja fotosysteemi II on veden hydrolyysissä ja ATP-synteesissä.
- PSI: n ydinkoostumus koostuu kahdesta alayksiköstä, jotka ovat psaA ja psaB, ja PS II koostuu kahdesta alayksiköstä, jotka koostuvat D1 ja D2.
johtopäätös
Joten voimme sanoa, että kasveissa fotosynteesi kattaa kaksi prosessia; valosta riippuvat reaktiot ja hiilen assimilaatioreaktio, jota kutsutaan harhaan myös tummina reaktioina. Valoreaktioissa fotosynteesipigmentit ja klorofylli absorboivat valoa ja muuttuvat ATP: ksi ja NADPH: ksi (energia).
