MGA PHOTOSYSTEM: MGA SANGKAP, OPERASYON AT URI - BIOLOGY - 2025

Ang mga photosystem ay mga functional unit ng proseso ng photosynthetic. Natukoy ang mga ito sa pamamagitan ng kanilang mga form ng samahan at partikular na samahan ng mga photosynthetic pigment at mga kumplikadong protina na may kakayahang sumipsip at magbabago ng magaan na enerhiya, sa isang proseso na nagsasangkot sa paglilipat ng mga electron.

Ang dalawang uri ng mga photosystem ay kilala, na tinatawag na photosystems I at II dahil sa pagkakasunud-sunod na natuklasan nila. Photosystem Mayroon akong napakataas na halaga ng kloropila kung ihahambing sa dami ng chlorophyll b, habang ang photosystem II ay may kaparehong halaga ng parehong mga photosynthetic pigment.

Photosystem ko diagram. Kinuha at na-edit mula sa: Pisum.

Ang mga photosystem ay matatagpuan sa thylakoid lamad ng mga photosynthetic na organismo tulad ng mga halaman at algae. Maaari rin silang matagpuan sa cyanobacteria.

Chloroplast

Ang mga chloroplast ay spherical o elongated organelles mga 5 µm ang diameter na naglalaman ng mga photosynthetic pigment. Sa loob nito, ang fotosintesis ay nangyayari sa mga selula ng halaman.

Napapalibutan sila ng dalawang panlabas na lamad at sa loob ay naglalaman sila ng mga tulad-sac na mga istruktura, na napapaligiran din ng dalawang lamad, na tinatawag na thylakoids.

Ang mga thylakoids ay nakasalansan na bumubuo ng isang pangkat na tumatanggap ng pangalan ng grana, habang ang likido na pumapalibot sa thylakoids ay tinatawag na stroma. Bukod dito, ang mga thylakoids ay napapalibutan ng isang lamad na tinatawag na lumen na nagtatanggal ng puwang ng intrathylakoid.

Ang pag-convert ng ilaw na enerhiya sa enerhiya ng kemikal sa panahon ng fotosintesis ay nangyayari sa loob ng mga lamad ng thylakoids. Sa kabilang banda, ang paggawa at pag-iimbak ng mga karbohidrat bilang isang resulta ng fotosintesis ay nangyayari sa mga stromas.

Mga pigment ng photosynthetic

Ang mga ito ay mga protina na may kakayahang sumipsip ng ilaw na enerhiya upang magamit ito sa proseso ng photosynthetic, sila ay ganap o bahagyang nakasalalay sa thylakoid lamad. Ang pigment na direktang kasangkot sa magaan na reaksyon ng fotosintesis ay kloropila.

Mayroong dalawang pangunahing uri ng chlorophyll sa mga halaman, na tinatawag na chlorophylls a at b. Gayunpaman, sa ilang mga algae iba pang mga uri ng kloropila tulad ng c at d ay maaaring naroroon, ang huli ay naroroon lamang sa ilang mga pulang algae.

Mayroong iba pang mga photosynthetic pigment tulad ng mga carotenes at xanthophylls na magkakasamang bumubuo ng mga carotenoids. Ang mga pigment na ito ay isoprenoid na karaniwang binubuo ng apatnapu't carbon atoms. Ang mga carotenes ay non-oxygenated caroteinoids, habang ang mga xanthophylls ay oxygenated na mga pigment.

Sa mga halaman lamang ang chlorophyll a ay direktang kasangkot sa mga magaan na reaksyon. Ang natitirang mga pigment ay hindi direktang sumisipsip ng light energy, ngunit kumikilos bilang mga accessory na mga pigment sa pamamagitan ng pagpapadala ng enerhiya na nakuha mula sa ilaw hanggang sa kloropila a. Sa ganitong paraan, mas maraming enerhiya ang nakunan kaysa sa chlorophyll lamang ang maaaring makunan.

Photosynthesis

Ang photosynthesis ay isang biological na proseso na nagpapahintulot sa mga halaman, algae, at ilang mga bakterya na samantalahin ang enerhiya na nagmumula sa sikat ng araw. Sa pamamagitan ng prosesong ito, ang mga halaman ay gumagamit ng light energy upang mabago ang atmospheric carbon dioxide at tubig na nakuha mula sa lupa, sa glucose at oxygen.

Ang ilaw ay nagdudulot ng isang kumplikadong serye ng oksihenasyon at pagbawas ng mga reaksyon na nagbibigay-daan sa pagbabago ng ilaw na enerhiya sa enerhiya ng kemikal na kinakailangan upang makumpleto ang proseso ng fotosintesis. Ang mga photosystem ay ang mga functional unit ng prosesong ito.

Mga bahagi ng photosystems

Masalimuot ang antenna

Binubuo ito ng isang malaking bilang ng mga pigment, kabilang ang daan-daang mga molekula ng kloropoli at kahit na mas malaking halaga ng mga pigment ng accessory, pati na rin ang mga phycobilins. Pinapayagan ng kumplikadong antena ang isang malaking dami ng enerhiya na masisipsip.

Gumagana ito tulad ng isang funnel o tulad ng isang antena (samakatuwid ang pangalan nito) na kumukuha ng enerhiya mula sa araw at binago ito sa enerhiya ng kemikal, na inilipat sa sentro ng reaksyon.

Salamat sa paglipat ng enerhiya, ang kloropila ng isang molekula sa sentro ng reaksyon ay tumatanggap ng mas maraming enerhiya na ilaw kaysa sa sarili nitong makuha. Gayundin, kung ang molekula ng kloropoli ay tumatanggap ng labis na ilaw, maaari itong mag-photooxidize at mamatay ang halaman.

Sentro ng reaksyon

Ito ay isang kumplikadong binubuo ng kloropila ng isang molekula, isang molekula na kilala bilang isang pangunahing receptor ng elektron, at maraming mga subunits ng protina na nakapaligid sa kanila.

Paggana

Sa pangkalahatan, ang molekula ng kloropoli ay naroroon sa sentro ng reaksyon, at kung saan sinimulan ang mga ilaw na reaksyon ng fotosintesis, ay hindi direktang tumatanggap ng mga photon. Ang mga pigment ng accessory, pati na rin ang ilang mga kloropoli na isang molekula na naroroon sa antenna complex, natatanggap ang ilaw na enerhiya, ngunit huwag gamitin ito nang direkta.

Ang enerhiya na hinihigop ng antenna complex ay inilipat sa chlorophyll a ng reaksyon center. Sa bawat oras na ang isang chlorophyll isang molekula ay isinaaktibo, naglalabas ito ng isang energized electron na pagkatapos ay nasisipsip ng pangunahing receptor ng elektron.

Bilang isang kinahinatnan, ang pangunahing tumatanggap ay nabawasan, habang ang kloropoli ay nakakakuha ng electron salamat sa tubig, na kumikilos bilang pangwakas na pampalaya ng elektron at oxygen ay nakuha bilang isang by-product.

Mga Uri

Photosystem ko

Ito ay matatagpuan sa panlabas na ibabaw ng thylakoid lamad at may isang mababang halaga ng chlorophyll b, bilang karagdagan sa chlorophyll a at carotenoids.

Ang Chlorophyll a sa reaksyon center ay mas mahusay na sumisipsip ng mga daluyong ng haba ng 700 nanometer (nm), kung kaya't tinawag itong P700 (pigment 700).

Sa photosystem I, isang pangkat ng mga protina mula sa pangkat na ferrodoxin - iron sulfide - kumilos bilang panghuling tumatanggap ng elektron.

Photosystem II

Kumilos muna ito sa proseso ng pagbabago ng ilaw sa potosintesis, ngunit natuklasan ito pagkatapos ng unang photosystem. Ito ay matatagpuan sa panloob na ibabaw ng thylakoid lamad at may mas mataas na halaga ng kloropila b kaysa sa photosystem I. Naglalaman din ito ng chlorophyll a, phycobilins at xanthophylls.

Sa kasong ito, ang chlorophyll a sa reaksyon center ay mas mahusay na sumisipsip sa 680 nm haba ng haba (P680) at hindi ang 700 nm haba ng haba tulad ng sa nakaraang kaso. Ang pangwakas na pagtanggap ng elektron sa photosystem na ito ay isang quinone.

Larawan ng Larawan ng Larawan. Kinuha at na-edit mula sa: Orihinal na gawain ay ni Kaidor. .

Pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga photosystems I at II

Ang proseso ng photosynthetic ay nangangailangan ng parehong mga photosystem. Ang unang photosystem na kumilos ay ang II, na sumisipsip ng ilaw at sa gayon ang mga electron sa chlorophyll ng reaksyon ay natutuwa at kinukuha ang mga pangunahing tumanggap ng elektron.

Ang mga electron na nasasabik sa pamamagitan ng magaan na paglalakbay sa photosystem Ako sa pamamagitan ng isang chain ng transportasyon ng elektron na matatagpuan sa lamad ng thylakoid. Ang pag-aalis na ito ay nagdudulot ng pagbagsak ng enerhiya na nagbibigay-daan sa transportasyon ng mga hydrogen ion (H +) sa pamamagitan ng lamad, patungo sa lumen ng thylakoids.

Ang transportasyon ng mga hydrogen ions ay nagbibigay ng isang pagkakaiba-iba ng enerhiya sa pagitan ng lumen space ng thylakoids at ang chloroplast stroma, na nagsisilbi upang makabuo ng ATP.

Ang kloropila sa sentro ng reaksyon ng photosystem na natatanggap ko ang elektron na nagmula sa photosystem II. Ang elektron ay maaaring magpatuloy sa isang paikot na transportasyong elektron sa paligid ng photosystem I, o magamit upang mabuo ang NADPH, na pagkatapos ay dinala sa siklo ng Calvin.

Mga Sanggunian

1. MW Nabors (2004). Panimula sa Botany. Edukasyon sa Pearson, Inc.
2. Photosystem. Sa Wikipedia. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.
3. Photosystem ko, Sa Wikipedia. Nabawi mula sa en.wikipedia.org.
4. Photosynthesis - Photosystems I at II. Nabawi mula sa britannica.com.
5. B. Andersson & LG Franzen (1992). Ang mga photosystem ng oxygenic fotosintesis. Sa: L. Ernster (Ed.). Mga mekanismo ng molekular sa bioenergetics. Mga Publisher ng Elvieser Science.
6. EM Yahia, A. Carrillo-López, GM Barrera, H. Suzán-Azpiri & MQ Bolaños (2019). Kabanata 3 - Photosynthesis. Postharvest physiology at biochemistry ng mga prutas at gulay.