12 Unterschied zwischen Photosystem I und Photosystem II (mit Diagramm)

Lichtreaktionsprozess

Die Lichtreaktion der Photosynthese. Die Lichtreaktion erfolgt in zwei Photosystemen (Einheiten von Chlorophyllmolekülen). Vom Photosystem II absorbierte Lichtenergie (angezeigt durch wellenförmige Pfeile) verursacht die Bildung von hochenergetischen Elektronen, die entlang einer Reihe von Akzeptormolekülen in einer Elektronentransportkette zum Photosystem I übertragen werden. Photosystem II erhält Ersatzelektronen aus Wassermolekülen, was zu ihre Aufspaltung in Wasserstoffionen (H+) und Sauerstoffatome. Die Sauerstoffatome verbinden sich zu molekularem Sauerstoff (O ₂ ), der an die Atmosphäre abgegeben wird. Die Wasserstoffionen werden in das Lumen abgegeben.

Durch Elektronenakzeptormoleküle werden zusätzliche Wasserstoffionen in das Lumen gepumpt. Dadurch entsteht eine hohe Ionenkonzentration im Lumen. Der Rückfluss von Wasserstoffionen durch die Photosynthesemembran liefert die Energie, die benötigt wird, um die Synthese des energiereichen Moleküls Adenosintriphosphat (ATP) voranzutreiben. Hochenergetische Elektronen, die freigesetzt werden, wenn das Photosystem I Lichtenergie absorbiert, werden verwendet, um die Synthese von Nikotinadenindinukleotidphosphat (NADPH) voranzutreiben. Photosystem I erhält Ersatzelektronen aus der Elektronentransportkette. ATP liefert die Energie und NADPH liefert die Wasserstoffatome, die benötigt werden, um die anschließende photosynthetische Dunkelreaktion oder den Calvin-Zyklus voranzutreiben.

Was ist Photosystem I?

Das Photosystem I  ( PSI oder  Plastocyanin-Ferredoxin-Oxidoreduktase ) ist eines von zwei Photosystemen bei den photosynthetischen Lichtreaktionen von Algen, Pflanzen und Cyanobakterien. Photosystem I ist ein integraler Membranproteinkomplex, der Lichtenergie verwendet, um den Elektronentransfer durch die Thylakoidmembran von Plastocyanin zu Ferredoxin zu katalysieren. Letztlich werden die vom Photosystem I übertragenen Elektronen zur Herstellung des Hochenergieträgers NADPH verwendet. Die kombinierte Wirkung der gesamten photosynthetischen Elektronentransportkette erzeugt auch eine protonenmotorische Kraft, die verwendet wird, um ATP zu erzeugen. PSI setzt sich aus über 110 Cofaktoren zusammen, deutlich mehr als Photosystem II.

Was Sie über Photosystem I wissen müssen

• Photosystem I befindet sich auf der äußeren Oberfläche der Thylakoidmembran in Richtung Stroma.
• Das Photosystem I ist in der ungestapelten Thylakoidmembran vorhanden und verursacht eine lichtinduzierte Reduktion von NADP ⁺ .
• Photosystem I hat ein Reaktionszentrum vom Eisen-Schwefel-Typ.
• Das Photosystem I ist sowohl an der zyklischen als auch an der nichtzyklischen Photophosphorylierung beteiligt.
• Im Photosystem I wird kein molekularer Sauerstoff entwickelt und eine Photolyse von Wasser findet nicht statt.
• Die Hauptfunktion des Photosystems I ist die NADPH-Synthese.
•  Freigesetzte hochenergetische Elektronen werden durch die freigesetzte Energie der Photolyse ersetzt.
• Das Reaktionszentrum von Photosystem I besteht aus P700.
• Der Kern von Photosystem I besteht aus psaA- und psaB-Untereinheiten.
• Photosystem I enthält Chlorophyll B, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700 und Carotinoide.
• Es erhält Elektronen vom Photosystem II.
• Die Pigmente im Photosystem I absorbieren Licht mit einer längeren Wellenlänge von 700 nm (P700).

Was ist Photosystem II?

Photosystem II  (oder  Wasser-Plastochinon-Oxidoreduktase ) ist der erste Proteinkomplex in den lichtabhängigen Reaktionen der sauerstoffhaltigen Photosynthese. Es befindet sich in der Thylakoidmembran von Pflanzen, Algen und Cyanobakterien. Innerhalb des Photosystems fangen Enzyme Lichtphotonen ein, um Elektronen zu aktivieren, die dann durch eine Vielzahl von Coenzymen und Cofaktoren übertragen werden, um Plastochinon zu Plastochinol zu reduzieren. Die energetisierten Elektronen werden durch oxidierendes Wasser ersetzt, um Wasserstoffionen und molekularen Sauerstoff zu bilden.

Durch das Auffüllen verlorener Elektronen durch Elektronen aus der Wasserspaltung stellt das Photosystem II die Elektronen für die gesamte Photosynthese bereit. Die durch die Oxidation von Wasser erzeugten Wasserstoffionen (Protonen) tragen dazu bei, einen Protonengradienten zu erzeugen, der von der ATP-Synthase verwendet wird, um ATP zu erzeugen. Die energetisierten Elektronen, die auf Plastochinon übertragen werden, werden schließlich verwendet, um NADP ⁺  zu NADPH zu reduzieren, oder werden im nichtzyklischen Elektronenfluss verwendet. DCMU ist eine Chemikalie, die häufig in Laborumgebungen verwendet wird, um die Photosynthese zu hemmen. Falls vorhanden, hemmt DCMU den Elektronenfluss vom Photosystem II zum Plastochinon.

Was Sie über Photosystem II wissen müssen

• Photosystem II befindet sich auf der inneren Oberfläche der Thylakoidmembran.
• Das Photosystem II ist überwiegend in der gestapelten Thylakoidmembran vorhanden.
• Das Photosystem II weist ein Reaktionszentrum vom Chinintyp auf.
• Photosystem II ist nur an der zyklischen Photophosphorylierung beteiligt.
• Im Photosystem II wird molekularer Sauerstoff entwickelt und die Photolyse von Wasser findet statt.
• Die Hauptfunktion des Photosystems II ist die ATP-Synthese und die Hydrolyse von Wasser.
• Freigesetzte hochenergetische Elektronen werden durch die vom Photosystem II freigesetzten Elektronen ersetzt.
• Das Reaktionszentrum von Photosystem II besteht aus P680.
• Der Kern von Photosystem II besteht aus den Untereinheiten D1 und D2.
• Photosystem II enthält Chlorophyll B, Chlorophyll A-660, Chlorophyll A-670, Chlorophyll A-680, Chlorophyll A-695, Chlorophyll A-700, Phycobiline und Xanthophylle.
• Es erhält Elektronen aus einer photolytischen Reaktion.
• Die Pigmente im Photosystem II absorbieren Licht mit einer kürzeren Wellenlänge von 680 nm (P680).

Unterschied zwischen Photosystem I und Photosystem II in Tabellenform