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9.4: 광계 II
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Biology

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Photosystem II
 
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9.4: Photosystem II

9.4: 광계 II

Overview

Photosystem II is a multi-protein complex embedded within the thylakoid membrane where it harvests light energy. Chlorophyll molecules transfer energy to a specific pair of chlorophyll a molecules in the reaction center of Photosystem II. Here, the chlorophyll a molecules lose an electron (oxidation), transferring it to a primary electron acceptor. The donated electrons pass through the electron transport chain into Photosystem I. Splitting a water molecule releases one oxygen atom, two protons (H+) and two electrons. The electrons replace the donated electrons of the two chlorophyll a molecules in the reaction center. The oxygen atom immediately reacts with another oxygen atom, producing O2 that is released into the atmosphere. The protons accumulate and create a concentration gradient across the thylakoid membrane that drives ATP synthesis in a process called chemiosmosis.

Light Harvesting in Photosystem II

The multi-protein complex Photosystem II harvests photons and transfers energy through its bound pigments chlorophyll a and b, and carotenoids. Carotenoids have a protective function as they help dissipate the vast amount of energy taken in that could otherwise damage the plant tissue.

Energy travels from chlorophyll molecule to chlorophyll molecule until it reaches a pair of specialized chlorophyll a molecules in a region called the reaction center. The reaction center is also known as P680 since it absorbs light at a wavelength of 680 nm. The energy is strong enough to break an electron from a chlorophyll a molecule (oxidation). The free electron transfers to a primary electron acceptor molecule, in a process called photoact. The electron of chlorophyll a in the reaction center is replaced by one of two electrons that are released in the splitting of a water molecule.

Proton Gradient and Generation of ATP

The splitting of water in Photosystem II also generates an oxygen atom that combines with a second oxygen atom. The resulting O2 escapes into the atmosphere. The reaction also makes two protons ( H+) that build up and create a concentration gradient to power a specialized, semi-permeable protein channel called ATP synthase. The process of the protons moving from a high concentration in the thylakoid, through the channel to a lower area of concentration in the stroma is termed chemiosmosis. Chemiosmosis creates energy that allows the ATP synthase to attach a third phosphate group to ADP to form the energy molecule ATP.

개요

Photosystem II는 광에너지를 수확하는 틸라코이드 멤브레인 내에 내장된 다단 단백질 복합체입니다. 엽록소 분자는 Photosystem II의 반응 중심에 있는 분자의 특정 쌍으로 에너지를 전달합니다. 여기서, 엽록소 분자는 전자 (산화)를 잃고, 1 차 전자 수용체로 전달한다. 기증된 전자는 전자 수송 사슬을 통해 광시스템 I. 물 분자를 분할하여 산소 원자 1개, 양성자 2개(H+)및 2개의 전자를 방출합니다. 전자는 반응 센터에 있는 2개의 엽록소 분자의 기증된 전자를 대체합니다. 산소 원자는 즉시 다른 산소 원자와 반응하여 대기중으로 방출되는 O2를 생성합니다. 양성자는 화학모증이라는 프로세스에서 ATP 합성을 구동 하는 틸라코이드 멤브레인을 가로 질러 농도 그라데이션을 생성 합니다.

포토시스템 II의 빛 수확

다단 단백질 복합 광시스템 II는 광자를 수확하고 바운드 된 안료 엽록소 a 와 b 및 카로티노이드를 통해 에너지를 전달합니다. 카로티노이드는 식물 조직을 손상시킬 수 있는 방대한 양의 에너지를 방출하는 데 도움이 되기 때문에 보호 기능을 가지고 있습니다.

에너지는 엽록소 분자에서 엽록소 분자로 이동하여 반응 센터라고 하는 부위의 특수 엽록소 분자 한 쌍에 도달할 때까지 이동합니다. 반응 센터는 680 nm의 파장에서 빛을 흡수하기 때문에 P680이라고도합니다. 에너지는 엽록소 분자 (산화)에서 전자를 깰 정도로 강하다. 자유 전자는 광액이라고 하는 프로세스에서 1 차전자 수용체 분자로 전달됩니다. 반응 센터에서 엽록소의 전자는 물 분자의 분할에서 방출되는 두 개의 전자 중 하나로 대체됩니다.

양성자 그라데이션 및 ATP 생성

Photosystem II에서 물의 분할은 또한 두 번째 산소 원자와 결합 산소 원자를 생성합니다. 그 결과O2는 대기권으로 빠져나갑니다. 반응은 또한 ATP synthase에게 불린 특화된 반 투과성 단백질 채널에 전력을 공급하기 위하여 집중 그라데이션을 구축하고 만드는 2개의 양성자 (H+)를만듭니다. 양성자의 과정은 틸라코이드의 고농도에서 이동, 기질에서 농도의 낮은 영역으로 채널을 통해 화학모증이라고합니다. Chemiosmosis는 ATP 시타스가 ADP에 제3 인산염 그룹을 부착하여 에너지 분자 ATP를 형성할 수 있는 에너지를 생성합니다.


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