9.4: Фотосистема II

Обзор

Фотосистема II – это мультибелковый комплекс, встроенный в тилакоидную мембрану, где он собирает световую энергию. Молекулы хлорофилла передают энергию определенной паре молекул хлорофилла в центре реакции Фотосистемы II. Здесь молекулы хлорофилла теряют электрон (окисление), передавая его первичному электронному акцептору. Пожертвованные электроны проходят через электронную транспортную цепочку в Фотосистему I. Разделение молекулы воды высвобождает один атом кислорода, два^{протона}(H ) и два электрона. Электроны заменяют пожертвованные электроны у двух хлорофилловых молекулами в центре реакции. Атом кислорода немедленно реагирует с другим атомом кислорода, производя O_2, который высвобождается в атмосферу. Протоны накапливаются и создают градиент концентрации через тилакоидную мембрану, которая управляет синтезом АТФ в процессе, называемом хемиосмозом.

Поглощение света в фотосистеме II

Мульти белковый комплекс Фотосистема II собирает фотоны и передает энергию через связанные с ней пигменты хлорофилл a и b, а также каротиноиды. Каротиноиды имеют защитную функцию, поскольку они помогают рассеять огромное количество энергии, взятой в том, что в противном случае может повредить ткани растения.

Энергия перемещается от молекулы хлорофилла к молекуле хлорофилла, пока не достигнет пары специализированных хлорофилла молекулы в регионе, называемом центром реакции. Центр реакции также известен как P680, так как он поглощает свет на длине волны 680 нм. Энергия достаточно сильна, чтобы сломать электрон из хлорофилла молекулы (окисления). Свободный электрон переходит к основной молекуле-приемнику электронов, в процессе, называемом фотоактом. Электрон хлорофилла а в центре реакции заменяется одним из двух электронов, которые высвобождаются при расщеплении молекулы воды.

Протонный градиент и генерация АТФ

Расщепление воды в Фотосистеме II также генерирует атом кислорода, который сочетается со вторым атомом кислорода. В результате O₂ ускользает в атмосферу. Реакция также делает два протона (^H) , которые создают и создают градиент концентрации для питания специализированных, полупроницаемых белковый канал называется АТФ синтазы. Процесс перехода протонов от высокой концентрации в тилакоидом, через канал к нижней области концентрации в строме называют хемиосмозом. Хемиосмоз создает энергию, которая позволяет синтазе АТФ прикрепить третью фосфатную группу к ADP, чтобы сформировать молекулу энергии АТФ.

В фотосистеме II, мультибелковом комплексе, фотоны поглощаются, и их энергия проводится через светособирающую часть многими связанными пигментными молекулами, такими как хлорофилл a b, и каротиноиды. Активное поглощение вырабатывает энергию, которая перенесена на пару молекул хлорофилла А, известного как P68o в центре реакции. Здесь два хлорофилла специализируются чтобы пройти окисление, где они отдают возбуждённый электрон первичной молекуле-акцептору электронов, в процессе, называемом фотоактом.

Отсутствующий электрон затем заменяется разделением воды на два иона водорода и один атом кислорода, высвобождая два электрона, которые поставляются один за другим к центру реакции. Теперь электроны готовы к путешествию в цепи электронного транспорта к фотосистеме I.Кислород может сочетаться с ещё одним кислородом из воды, чтобы сформировать газ, который уходит в атмосферу, и накапливание ионов водорода внутри тилакоида создаёт градиент концентрации, где то, что находятся в зоне высокой концентрации, протекает через специализированный полупроницаемый белковый канал, который называется ATФ синтаза, в область низкой концентрации. в строме.

Этот процесс называется хемиосмос, и создаёт энергию, позволяя ATФ синтазе прикрепить третью фосфатную группу в АДФ для создания энергетического продукта, ATФ.