Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

9.4: Fotosysteem II
INHOUDSOPGAVE

JoVE Core
Biology

A subscription to JoVE is required to view this content. You will only be able to see the first 20 seconds.

Education
Photosystem II
 
TRANSCRIPT

9.4: Photosystem II

9.4: Fotosysteem 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.

Overzicht

Fotosysteem II is een multi-eiwitcomplex ingebed in het thylakoïdmembraan waar het lichtenergie opvangt. Chlorofylmoleculen dragen energie over aan een specifiek paar chlorofyl- a- moleculen in het reactiecentrum van Photosystem II. Hier verliezen de chlorofyl a- moleculen een elektron (oxidatie) en brengen het over naar een primaire elektronenacceptor. De gedoneerde elektronen gaan door de elektronentransportketen naar fotosysteem I. Door een watermolecuul te splitsen komen één zuurstofatoom, twee protonen (H + ) en twee elektronen vrij. De elektronen vervangen de gedoneerde elektronen van de twee chlorofyl- a- moleculen in het reactiecentrum. Het zuurstofatoom reageert onmiddellijk met een ander zuurstofatoom en produceert O 2 dat vrijkomt in de atmosfeer. De protonen hopen zich op en creëren een concentratiegradiënt over het thylakoïde membraan dat ATP-synthese aanstuurt in een proces dat chemiosmose wordt genoemd.

Licht oogsten in fotosysteemII

Het multi-eiwitcomplex Photosystem II oogst fotonen en draagt energie over via de gebonden pigmenten chlorofyl a en b en carotenoïden. Carotenoïden hebben een beschermende functie omdat ze helpen de enorme hoeveelheid opgenomen energie af te voeren die anders het plantenweefsel zou kunnen beschadigen.

Energie reist van chlorofylmolecuul naar chlorofylmolecuul totdat het een paar gespecialiseerde chlorofyl-a-moleculen bereikt in een gebied dat het reactiecentrum wordt genoemd. Het reactiecentrum is ook bekend als P680 omdat het licht absorbeert met een golflengte van 680 nm. De energie is sterk genoeg om een elektron van een chlorofyl een molecuul te breken (oxidatie). Het vrije elektron gaat over naar een primair elektronenacceptormolecuul, in een proces dat fotoact wordt genoemd. Het elektron van chlorofyl a in het reactiecentrum wordt vervangen door een van de twee elektronen die vrijkomen bij het splitsen van een watermolecuul.

Protongradiënt en generatie van ATP

Het splitsen van water in foto'system II genereert ook een zuurstofatoom dat wordt gecombineerd met een tweede zuurstofatoom. De resulterende O 2 ontsnapt in de atmosfeer. De reactie maakt ook twee protonen (H + ) die zich opbouwen en een concentratiegradiënt creëren om een gespecialiseerd, semi-permeabel eiwitkanaal aan te drijven, ATP-synthase genaamd. Het proces waarbij de protonen zich verplaatsen van een hoge concentratie in de thylakoïde, door het kanaal naar een lager concentratiegebied in het stroma, wordt chemiosmose genoemd. Chemiosmosis creëert energie waardoor het ATP-synthase een derde fosfaatgroep aan ADP kan binden om het energiemolecuul ATP te vormen.


Aanbevolen Lectuur

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter