Hai phức hợp protein màng đa tiểu đơn vị chính khác nhau về bước sóng hấp thụ của chúng, trong đó hệ thống quang điện I hoặc PS 1 hấp thụ bước sóng ánh sáng dài hơn 700nm trong khi hệ thống quang điện II hoặc PS 2 hấp thụ bước sóng ánh sáng ngắn hơn 680nm .
Thứ hai, mỗi hệ thống quang điện được bổ sung bởi các electron, sau khi mất electron, nhưng các nguồn khác nhau khi PS II lấy electron từ nước trong khi PS I nhận electron từ PS II thông qua chuỗi vận chuyển điện tử.
Các hệ thống quang học có liên quan đến quang hợp và được tìm thấy trong màng thylakoid của tảo, vi khuẩn lam và chủ yếu ở thực vật. Chúng ta đều biết rằng thực vật và các sinh vật quang hợp khác thu thập năng lượng mặt trời được hỗ trợ bởi các phân tử sắc tố hấp thụ ánh sáng có trong lá.
Năng lượng mặt trời hấp thụ hoặc năng lượng ánh sáng trong lá được chuyển đổi thành năng lượng hóa học ở giai đoạn đầu tiên của quá trình quang hợp. Quá trình này trải qua một loạt các phản ứng hóa học được gọi là phản ứng phụ thuộc vào ánh sáng.
Các sắc tố quang hợp như diệp lục a, diệp lục b và carotenoit có trong màng thylakoid của lục lạp. Hệ thống quang hợp tạo thành các phức hợp thu hoạch ánh sáng, bao gồm 300-400 diệp lục, protein và các sắc tố khác. Các sắc tố này bị kích thích sau khi hấp thụ photon, và sau đó một trong số các electron được chuyển sang quỹ đạo năng lượng cao hơn.
Các sắc tố bị kích thích chuyển năng lượng của chúng sang các sắc tố lân cận bằng cách truyền năng lượng cộng hưởng và đây là tương tác điện từ trực tiếp. Hơn nữa, lần lượt, các sắc tố lân cận chuyển năng lượng sang sắc tố và quá trình này được lặp lại nhiều lần. Các phân tử sắc tố này cùng nhau thu thập năng lượng của chúng và chuyển sang phần trung tâm của hệ thống ảnh được gọi là trung tâm phản ứng.
Mặc dù hai hệ thống ảnh trong các phản ứng phụ thuộc vào ánh sáng có tên trong chuỗi, chúng đã được phát hiện, nhưng hệ thống ảnh II (PS II) xuất hiện đầu tiên trong đường dẫn trong dòng điện tử và sau đó là hệ thống quang điện tử I (PSI). Trong nội dung này, chúng tôi sẽ khám phá sự khác biệt giữa hai loại hệ thống ảnh pf và mô tả ngắn gọn về chúng.
Biểu đồ so sánh
| Cơ sở để so sánh | Hệ thống ảnh I (PS I) | Hệ thống ảnh II (PS II) |
|---|---|---|
| Ý nghĩa | Hệ thống ảnh I hoặc PS I sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển đổi NADP + thành NADPH2. Nó liên quan đến P700, diệp lục và các sắc tố khác. | Photosystem II hoặc PS II là phức hợp protein hấp thụ năng lượng ánh sáng, liên quan đến P680, chất diệp lục và các sắc tố phụ và chuyển electron từ nước sang plastoquinone và do đó hoạt động trong sự phân ly các phân tử nước và tạo ra các proton (H +) và O2. |
| Vị trí | Nó nằm trên bề mặt ngoài của màng thylakoid. | Nó nằm trên bề mặt bên trong của màng thylakoid. |
| Photocenter hoặc trung tâm phản ứng | P700 là trung tâm hình ảnh. | P680 là trung tâm hình ảnh. |
| Hấp thụ bước sóng | Các sắc tố trong hệ thống quang học 1 hấp thụ các bước sóng ánh sáng dài hơn là 700nm (P700). | Các sắc tố trong photosystem2 hấp thụ các bước sóng ánh sáng ngắn hơn là 680nm (P680). |
| Photophosphoryl hóa | Hệ thống này có liên quan đến cả photphosphoryl hóa không tuần hoàn. | Hệ thống này có liên quan đến cả photphosphoryl hóa tuần hoàn. |
| Quang phân | Không xảy ra quá trình quang phân. | Hiện tượng quang điện xảy ra trong hệ thống này. |
| Sắc tố | Hệ thống quang điện I hoặc PS 1 chứa diệp lục A-670, diệp lục A-680, diệp lục A-695, diệp lục A-700, diệp lục B và carotenoit. | Photosystem II hoặc PS 2 chứa diệp lục A-660, diệp lục A-670, diệp lục A-680, diệp lục A-695, diệp lục A-700, diệp lục B, xanthophyl và phycobilins. |
| Tỷ lệ các sắc tố caroten diệp lục | 20-30: 1. | 3: 1. |
| Chức năng | Chức năng chính của hệ thống ảnh I là trong tổng hợp NADPH, nơi nó nhận các electron từ PS II. | Chức năng chính của hệ thống quang điện tử II là trong quá trình thủy phân nước và tổng hợp ATP. |
| Thành phần cốt lõi | PSI được tạo thành từ hai tiểu đơn vị là psaA và psaB. | PS II được tạo thành từ hai tiểu đơn vị được tạo thành từ D1 và D2. |
Định nghĩa về hệ thống ảnh I
Hệ thống quang điện I hoặc PSI nằm trong màng thylakoid và là một phức hợp protein multisubunit được tìm thấy trong cây xanh và tảo. Bước đầu tiên của bẫy năng lượng mặt trời và sau đó chuyển đổi bằng vận chuyển điện tử điều khiển bằng ánh sáng. PS I là hệ thống mà diệp lục và các sắc tố khác được thu thập và hấp thụ bước sóng ánh sáng ở 700nm. Đó là chuỗi phản ứng, và trung tâm phản ứng được tạo thành từ diệp lục a-700, với hai tiểu đơn vị là psaA và psaB.
Các tiểu đơn vị của PSI lớn hơn các tiểu đơn vị PS II. Hệ thống này cũng bao gồm diệp lục a-670, diệp lục a-680, diệp lục a-695, diệp lục b và carotenoids. Các photon hấp thụ được đưa vào trung tâm phản ứng với sự trợ giúp của các sắc tố phụ kiện. Các photon được tiếp tục giải phóng bởi trung tâm phản ứng dưới dạng các electron năng lượng cao, trải qua một loạt các chất mang điện tử và cuối cùng được sử dụng bởi NADP + reductase. NADPH được sản xuất thông qua enzyme NADP + reductase từ các electron năng lượng cao như vậy. NADPH được sử dụng trong chu trình Calvin.
Do đó, mục đích chính của phức hợp protein màng tích hợp sử dụng năng lượng ánh sáng để tạo ra ATP và NADPH. Hệ thống quang điện I còn được gọi là plastocyanin-ferredoxin oxyoreductase.
Định nghĩa về hệ thống ảnh II
Photosystem II hoặc PS II là phức hợp protein nhúng màng, bao gồm hơn 20 tiểu đơn vị và khoảng 100 cofactors. Ánh sáng được hấp thụ bởi các sắc tố như carotenoids, diệp lục và phycobilin trong vùng được gọi là râu và hơn nữa năng lượng kích thích này được chuyển đến trung tâm phản ứng. Thành phần chính là các râu ngoại vi tham gia vào ánh sáng hấp thụ cùng với chất diệp lục và các sắc tố khác. Phản ứng này được thực hiện tại tổ hợp lõi là nơi cho các phản ứng chuỗi chuyển điện tử ban đầu.
Như đã thảo luận trước đó, PS II hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 680nm và đi vào trạng thái năng lượng cao. P680 tặng một electron và chuyển đến pheophytin, đây là chất nhận điện tử chính. Ngay khi P680 mất một điện tử và thu được điện tích dương, nó cần một điện tử để bổ sung được hoàn thành bằng cách tách các phân tử nước.
Quá trình oxy hóa nước xảy ra tại trung tâm mangan hoặc cụm Mn4OxCa . Trung tâm mangan oxy hóa hai phân tử cùng một lúc, trích xuất bốn electron và do đó tạo ra một phân tử O2 và giải phóng bốn ion H +.
Có nhiều cơ chế mâu thuẫn khác nhau của quy trình trên trong PS II, mặc dù các proton và electron được chiết xuất từ nước được sử dụng để làm giảm NADP + và trong sản xuất ATP. Photosystem II còn được gọi là water-plastoquinone oxyoreductase và được cho là phức hợp protein đầu tiên trong phản ứng ánh sáng.
Sự khác biệt chính giữa Photosystem I và Photosystem II
Các điểm đã cho sẽ thể hiện sự thay đổi giữa hệ thống ảnh I và hệ thống ảnh II:
- Hệ thống quang điện I hoặc PS I và Hệ thống quang điện II hoặc PS II là phức hợp qua trung gian protein và mục đích chính là tạo ra năng lượng (ATP và NADPH2), được sử dụng trong chu trình Calvin, PSI sử dụng năng lượng ánh sáng để chuyển đổi NADP + thành NADPH2. Nó liên quan đến P700, diệp lục và các sắc tố khác, trong khi PS II là phức chất hấp thụ năng lượng ánh sáng, liên quan đến P680, diệp lục và các sắc tố phụ và chuyển electron từ nước sang plastoquinone và do đó hoạt động trong sự phân ly các phân tử nước và tạo ra các proton (H +) và Ôxy.
- Hệ thống quang điện I nằm ở bề mặt ngoài của màng thylakoid và liên kết với trung tâm phản ứng đặc biệt gọi là P700, trong khi PS II nằm ở bề mặt bên trong của màng thylakoid và trung tâm phản ứng được gọi là P680.
- Các sắc tố trong hệ thống quang học 1 hấp thụ các bước sóng ánh sáng dài hơn 700nm (P700), mặt khác, các sắc tố trong hệ thống quang học 2 hấp thụ các bước sóng ánh sáng ngắn hơn là 680nm (P680).
- Photophosphoryl hóa trong PS I có liên quan đến cả photphosphoryl hóa không tuần hoàn, và PS II có liên quan đến cả photphosphoryl hóa tuần hoàn.
- Không xảy ra hiện tượng quang phân trong PS I, mặc dù nó xảy ra hệ thống ảnh II.
- Hệ thống quang điện I hoặc PS I chứa diệp lục A-670, diệp lục A-680, diệp lục A-695, diệp lục A-700, diệp lục B và carotenoit theo tỷ lệ 20-30: 1, trong khi ở Photosystem II hoặc PS 2 chứa diệp lục A-660, diệp lục A-670, diệp lục A-680, diệp lục A-695, diệp lục A-700, diệp lục B, xanthophyl và phycobilin theo tỷ lệ 3-7: 1.
- Chức năng chính của hệ thống quang hợp I trong tổng hợp NADPH, nơi nó nhận các electron từ PS II, và hệ thống quang điện tử II là trong quá trình thủy phân tổng hợp nước và ATP.
- Thành phần cốt lõi trong PSI được tạo thành từ hai tiểu đơn vị là psaA và psaB, và PS II được tạo thành từ hai tiểu đơn vị được tạo thành từ D1 và D2.
Phần kết luận
Vì vậy, chúng ta có thể nói rằng trong thực vật quang hợp bao gồm hai quá trình; các phản ứng phụ thuộc vào ánh sáng và phản ứng đồng hóa carbon bị hiểu lầm còn được gọi là phản ứng tối. Trong các phản ứng ánh sáng, các sắc tố quang hợp và diệp lục hấp thụ ánh sáng và chuyển đổi thành ATP và NADPH (năng lượng).
