De to vigtigste membranproteinkomplekser med flere underenheder adskiller sig i deres absorberende bølgelængde, hvor fotosystemet I eller PS 1 absorberer den længere bølgelængde af lys, der er 700 nm, mens fotosystem II eller PS 2 absorberer den kortere bølgelængde af lys 680 nm .
For det andet genopfyldes hvert fotosystem af elektronerne efter tabet af et elektron, men kilderne er forskellige, hvor PS II får det elektroner fra vand, mens PS I henter elektroner fra PS II gennem en elektrontransportkæde.
Fotosystemerne er involveret i fotosyntesen og findes i thylakoidmembraner af alger, cyanobakterier og hovedsageligt i planter. Vi ved alle, at planter og andre fotosyntetiske organismer opsamler solenergi, som understøttes af de lysabsorberende pigmentmolekyler, der findes i bladene.
Den absorberede solenergi eller lysenergi i blade omdannes til kemisk energi på den første fase af fotosyntesen. Denne proces gennemgår en række kemiske reaktioner kendt som lysafhængige reaktioner.
De fotosyntetiske pigmenter som chlorophyll a, chlorophyll b og carotenoider er til stede i thylakoidmembranerne i chloroplasten. Fotosystemet udgør lyshøstkomplekserne, der består af 300-400 klorofyler, proteiner og andre pigmenter. Disse pigmenter bliver ophidset efter optagelse af fotonen, og derefter skiftes en af elektronerne til orbital med højere energi.
Det ophidsede pigment overfører deres energi til nabopigmentet ved hjælp af overførsel af resonansenergi, og dette er de direkte elektromagnetiske interaktioner. Endvidere overfører det nærliggende pigment energi til pigment, og processen gentages flere gange. Sammen opsamler disse pigmentmolekyler deres energi og passerer mod den centrale del af fotosystemet kendt som reaktionscenter.
Selvom de to fotosystemer i de lysafhængige reaktioner fik deres navn i serien, blev de opdaget, men fotosystemet II (PS II) kommer først i stien i elektronstrømmen og derefter fotosystemet I (PSI). I dette indhold vil vi undersøge forskellen mellem de to typer pf-fotosystem og en kort beskrivelse af dem.
Sammenligningstabel
| Grundlag for sammenligning | Fotosystem I (PS I) | Fotosystem II (PS II) |
|---|---|---|
| Betyder | Fotosystem I eller PS I bruger lysenergi til at konvertere NADP + til NADPH2. Det involverer P700, klorofyll og andre pigmenter. | Fotosystem II eller PS II er proteinkomplekset, der absorberer lysenergi, der involverer P680, klorofyll og tilbehørspigmenter og overfører elektroner fra vand til plastoquinon og således fungerer i dissociation af vandmolekyler og producerer protoner (H +) og O2. |
| Beliggenhed | Det er placeret på den ydre overflade af thylakoidmembranen. | Det er placeret på den indre overflade af thylakoidmembranen. |
| Fotocenter eller reaktionscenter | P700 er fotocentret. | P680 er fotocentret. |
| Absorberende bølgelængde | Pigmenterne i fotosystemet 1 absorberer længere bølgelængder af lys, der er 700 nm (P700). | Pigmenterne i fotosystemet 2 absorberer kortere bølgelængder af lys, der er 680 nm (P680). |
| photophosphorylation | Dette system er involveret i både cyklisk såvel som ikke-cyklisk fotofosforylering. | Dette system er involveret i både cyklisk fotofosforylering. |
| fotolyse | Ingen fotolyse forekommer. | Photolyse forekommer i dette system. |
| Pigmenter | Fotosystem I eller PS 1 indeholder chlorophyll A-670, chlorophyll A-680, chlorophyll A-695, chlorophyll A-700, chlorophyll B og carotenoids. | Fotosystem II eller PS 2 indeholder chlorophyll A-660, chlorophyll A-670, chlorophyll A-680, chlorophyll A-695, chlorophyll A-700, chlorophyll B, xanthophylls og phycobilins. |
| Forholdet mellem chlorophyllcarotenoidpigmenterne | 20-30: 1. | 3-7: 1. |
| Fungere | Fotosystemets primære funktion er i NADPH-syntese, hvor det modtager elektronerne fra PS II. | Fotosystemets primære funktion er i hydrolyse af vand og ATP-syntese. |
| Kerne sammensætning | PSI består af to underenheder, der er psaA og psaB. | PS II består af to underenheder, der består af D1 og D2. |
Definition af fotosystem I
Fotosystem I eller PSI er placeret i thylakoidmembranen og er et multisubunit proteinkompleks, der findes i grønne planter og alger. Det første indledende trin med at fange solenergi og den derefter konvertering med lysdrevet elektrontransport. PS I er det system, hvor klorofylen og andre pigmenter opsamles og absorberer bølgelængden af lys ved 700 nm. Det er reaktionsserien, og reaktionscentret består af chlorophyll a-700 med de to underenheder, nemlig psaA og psaB.
Underenhederne til PSI er større end underenhederne PS II. Dette system består også af chlorophyll a-670, chlorophyll a-680, chlorophyll a-695, chlorophyll b og carotenoids. De absorberede fotoner føres ind i reaktionscentret ved hjælp af tilbehørspigmenterne. Fotonerne frigøres yderligere af reaktionscentret som elektroner med høj energi, der gennemgår en række elektronbærere og til sidst bruges af NADP + reduktase. NADPH produceres gennem NADP + reduktaseenzym fra så høje energielektroner. NADPH bruges i Calvin-cyklus.
Derfor er hovedmålet med det integrerede membranproteinkompleks, der bruger lysenergi til at producere ATP og NADPH. Fotosystem I er også kendt som plastocyanin-ferredoxinoxidoreduktase.
Definition af Fotosystem II
Fotosystem II eller PS II er det membranindlejrede proteinkompleks, der består af mere end 20 underenheder og omkring 100 cofaktorer. Lyset absorberes af pigmenter, såsom carotenoider, chlorophyll og phycobilin i området kendt som antenner, og yderligere overføres denne ophidsede energi til reaktionscentret. Hovedkomponenten er perifere antenner, der beskæftiger sig med det absorberende lys sammen med klorofylen og andre pigmenter. Denne reaktion udføres ved kernekomplekset, som er stedet for de indledende elektronoverførselskædereaktioner.
Som tidligere omtalt, absorberer PS II lys ved 680 nm og går ind i højenergitilstand. P680 donerer en elektron og overfører til pheophytin, som er den primære elektronacceptor. Så snart P680 mister et elektron og får positiv ladning, har det brug for et elektron til genopfyldning, der er opfyldt ved opdeling af vandmolekyler.
Oxidering af vand forekommer i mangancentret eller Mn4OxCa- klyngen. Mangans centrum oxiderer to molekyler på én gang, ekstraherer fire elektroner og producerer således et molekyle af O2 og frigiver fire H + -ioner.
Der er den forskellige modstridende mekanisme for ovennævnte proces i PS II, skønt protoner og elektroner, der er ekstraheret fra vand, bruges til at reducere NADP + og til ATP-produktion. Fotosystem II er også kendt som vand-plastoquinonoxidoreduktase og siges som det første proteinkompleks i lysreaktionen.
Vigtige forskelle mellem Fotosystem I og Fotosystem II
Givne punkter viser variationen mellem fotosystemet I og fotosystemet II:
- Fotosystem I eller PS I og Fotosystem II eller PS II er det protein-medierede kompleks, og hovedmålet er at producere energi (ATP og NADPH2), der bruges i Calvin-cyklus, PSI bruger lysenergi til at konvertere NADP + til NADPH2. Det involverer P700, chlorophyll og andre pigmenter, mens PS II er det kompleks, der absorberer lysenergi, involverer P680, chlorophyll og tilbehør pigmenter og overfører elektroner fra vand til plastoquinon og således arbejder i dissociation af vandmolekyler og producerer protoner (H +) og O2.
- Fotosystem I er placeret på den ydre overflade af thylakoidmembranen og er bundet til det specielle reaktionscenter kendt som P700, hvorimod PS II er placeret på den indre overflade af thylakoidmembranen, og reaktionscentret er kendt som P680.
- Pigmenterne i fotosystemet 1 absorberer længere bølgelængder af lys, der er 700 nm (P700), på den anden side absorberer pigmenter i fotosystemet2 kortere bølgelængder af lys, der er 680 nm (P680).
- Fotofosforylering i PS I er involveret i både cyklisk såvel som ikke-cyklisk fotofosforylering, og PS II er involveret i både cyklisk fotofosforylering.
- Ingen fotolyse forekommer i PS I, skønt det sker fotosystem II.
- Fotosystem I eller PS I indeholder chlorophyll A-670, chlorophyll A-680, chlorophyll A-695, chlorophyll A-700, chlorophyll B og carotenoids i forholdet 20-30: 1, hvorimod i Photosystem II eller PS 2 indeholder chlorophyll A-660, chlorophyll A-670, chlorophyll A-680, chlorophyll A-695, chlorophyll A-700, chlorophyll B, xanthophylls og phycobilins i forholdet 3-7: 1.
- Fotosystemets primære funktion i NADPH-syntese, hvor det modtager elektronerne fra PS II, og fotosystemet II er i hydrolyse af vand og ATP-syntese.
- Kernekomposition i PSI består af to underenheder, der er psaA og psaB, og PS II består af to underenheder, der består af D1 og D2.
Konklusion
Så vi kan sige, at fotosyntese hos planter omfatter to processer; de lysafhængige reaktioner og carbon-assimilationsreaktionen, som vildledende også er kendt som mørke reaktioner. I lysreaktionerne optager de fotosyntetiske pigmenter og chlorophyll lys og omdannes til ATP og NADPH (energi).
