主要区别 - 光系统 1 与 2

光系统 I (PS I) 和光系统 II (PS II) 是两种参与含氧光合作用的多亚基膜蛋白复合物。叶绿素是参与捕获光能的色素。 PS 1 含有叶绿素 B、叶绿素 A-670、叶绿素 A-680、叶绿素 A-695、叶绿素 A-700 和类胡萝卜素。叶绿素 A-700 是 PS 1 的活性反应中心。 PS 2 包含叶绿素 B、叶绿素 A-660、叶绿素 A-670、叶绿素 A-680、叶绿素 A-695、叶绿素 A-700、藻胆素和叶黄素。叶绿素 A-680 是光系统 2 的活性反应中心。 主要区别 光系统 1 和 2 之间是 PS I 吸收更长波长的光 (>680 nm) 然而 PS II 吸收较短波长的光 (<680 nm).

本文考察，

1.什么是光系统1 – 定义、特征、功能 2.什么是光系统2 – 定义、特征、功能 3. Photosystem 1 和 2 有什么区别

什么是光系统 1

PS I 是叶绿素色素的集合，主要吸收 700 nm 波长的光。光反应的最后阶段由PS I催化。PS I的反应中心由叶绿素A-700组成。 PS I 的核心由 psaA 和 psaB 亚基组成。 PS I 的核心亚基大于 PS II 的核心亚基。 PS I 由叶绿素 A-670、叶绿素 A-680、叶绿素 A-695、叶绿素 A-700、叶绿素 B 和类胡萝卜素组成。来自光的光子被辅助色素吸收并进入反应中心。反应中心本身能够吸收光子。吸收的光子的能量以高能电子的形式从反应中心释放出来。这些电子通过一系列电子载体转移，最终被 NADP 吸收⁺ 还原酶。酶NADP+还原酶从这些电子产生NADPH。光系统的示意图如图1所示。

图 1：光系统 1 – 阳光，2 – 颜料，3 – 反应中心，4 – 高能电子流，5 – 光系统

什么是光系统2

PS II 是叶绿素色素的集合，主要吸收 680 nm 波长的光。光反应的第一阶段由 PS II 催化。 PS II 的反应中心由叶绿素 A-680 组成。 PS II 是一种完整的膜蛋白，由 D1 和 D2 亚基组成的核心组成。 PS II 由排列在光系统中的许多其他蛋白质和色素组成。色素是叶绿素 A-660、叶绿素 A-670、叶绿素 A-680、叶绿素 A-695、叶绿素 A-700、叶绿素 B 和藻胆素和叶黄素。 PS II 通过在天线复合物中吸收光子或相关的辅助色素来获得能量。高能电子由吸收的光子的能量产生。这些电子通过电子传输链。在电子传递链中，PS II 将电子传递给质体醌 (PQ)，后者将电子携带至细胞色素 bf 复合物。在 PS II 中，水发生光解以取代 PS II 释放的电子。对于每个水解的水分子，形成两个 PQH2 分子。 PS II中的整体反应如下所示。

2PQ（质体醌）+ 2H₂O → O2 + 2PQH₂ （质体醌）

图 2：光系统 2

光系统 1 和 2 之间的差异

地点

光系统1： 光系统 1 位于类囊体膜的外表面上。

光系统2： 光系统 2 位于类囊体膜的内表面。

光心

光系统1： 光系统1的光心为P700。

光系统2： 光系统2的光心为P680。

吸收波长

光系统1： 颜料吸收更长波长的光 (>680 nm)。

光系统2： 颜料吸收较短波长的光 (<680 nm)。

光磷酸化

光系统1： 光系统 1 参与循环和非循环光磷酸化。

光系统2： 光系统 2 仅参与循环光磷酸化。

光解

光系统1： 在光系统 1 中不发生水的光解。

光系统2： 水的光解发生在光系统 2 中。

主功能

光系统1： 光系统1的主要功能是NADPH合成。

光系统2： 光系统2的主要功能是ATP合成和水的水解。

电子置换

光系统1： 释放的高能电子被光解的释放能量所取代。

光系统2： 释放的高能电子被光系统 II 释放的电子取代。

颜料

光系统1： PS 1 含有叶绿素 B、叶绿素 A-670、叶绿素 A-680、叶绿素 A-695、叶绿素 A-700 和类胡萝卜素。

光系统2： PS 2 含有叶绿素 B、叶绿素 A-660、叶绿素 A-670、叶绿素 A-680、叶绿素 A-695、叶绿素 A-700、藻胆素和叶黄素。

核心组成

光系统1： PS I 的核心由 psaA 和 psaB 亚基组成。

光系统2： PS II 的核心由 D1 和 D2 亚基组成。

结论

PS I 和 PS II 是驱动光合作用光反应的两个光系统。光反应的第一阶段发生在 PS II 中，而光反应的最后阶段发生在 PS I 中。两个光系统中的每一个都由蛋白质和色素的集合组成。叶绿素是光系统中发现的主要色素。 PS I的反应中心由叶绿素A-700组成，PS II的反应中心由叶绿素A-680组成。除了叶绿素，光系统中还存在类胡萝卜素。 PS I 的核心由 psaA 和 psaB 蛋白的大亚基组成。 PS II 的核心由相对较小的 D1 和 D2 亚基组成。水分子在 PS II 处水解，以取代两个光系统中每一个的释放电子。从 PS I 释放的电子被 NADP+ 还原酶使用，产生 NADPH。然而，光系统 1 和 2 之间的主要区别在于太阳光的波长，它们被光系统的每个反应中心吸收。

参考：1。 Caffarri、Stefano、Tania Tibiletti、Robert C. Jennings 和 Stefano Santabarbara。 “植物光系统 I 和光系统 II 结构和功能的比较。”当前的蛋白质和肽科学。边沁科学出版社，2014 年 6 月。网络。 2017 年 4 月 17 日。

图片提供：1。 “Schema-photosysteme” 作者 –Pinpin 2006 年 5 月 24 日 19:24 (UTC) – 自己的作品，通过 Commons Wikimedia2 使用inkscape (CC BY-SA 3.0) 制作。 “Photosystem-II 2AXT” 作者 Neveu, Curtis (C31004) (CC BY-SA 3.0) 通过 Commons Wikimedia