光化学系1と光化学系2の決定的な違いは、光化学系1はクロロフィルa分子P700からなる反応中心を持ち、700nmの光を吸収することである。一方、光化学系IIは、P680nmにクロロフィルa分子を含む反応中心を持っています。

光化学系は、クロロフィル分子、共色素分子、タンパク質、低分子有機化合物の集合体であり、光化学系は、クロロフィル分子、共色素分子、タンパク質、低分子有機化合物の集合体である。植物の葉緑体のシスト膜には、主に光化学系I（PS I）と光化学系II（PS II）の2つの光化学系が存在します。どちらも光合成の光反応を行っている。したがって、植物には本来、両方の光化学系が必要なのです。これは、水から電子を奪うために、光で活性化された光化学系よりも多くのエネルギーが必要になるためである。そのため、光化学系IIはより短波長（高エネルギー）の光を吸収し、光化学系Iと直列に接続し、非周期的な電子流をもたらすことができる。

カタログ

1. 概要と主な相違点 2. 光化学系とは 13. 光化学系とは 24. 光化学系1と光化学系2の類似点 5. 横並び比較 - 光化学系1と光化学系26を表形式で示す。 まとめ

光化学系1 (光化学系1)は何ですか？

光化学系I (photosystemi, PS-I) は、植物や藻類の光合成光反応に関与する2つの光化学系のうちの1つで、光化学系Iと光化学系Iの間に位置する。光化学系IIが発見される以前は。PS-IIに比べ、PS-Iはクロロフィルbよりもクロロフィルaを多く含み、PS-IIよりも観察しやすいシストイド膜の外表面に存在する。さらに、PS-Iは環状リン酸化に関与し、NADPHを生成する。

さらに、光化学系にはアンテナ複合体（色素分子が光を捕獲する複合体）と反応中心といった主要な部分がある。光捕集複合体には、約200〜300個の色素分子が存在します。光化学系にはさまざまな色素分子があり、光を集め、次から次へと受け渡し、最終的には反応中心にある特殊なクロロフィルa分子に受け渡される。光化学系Iは、クロロフィルa分子P700からなる反応中心を持つ。波長700nmの光を吸収することができる。

図01：光合成の光反応

PS-Iの光捕獲複合体がエネルギーを吸収して反応中心に伝えると、反応中心にあるクロロフィルa分子が励起して高エネルギーの電子を放出するのです。これらの高エネルギー分子は、電子キャリアーを通じてエネルギーを放出する。最後に、PS IIの反応中心にやってくる。電子が電子輸送系を通過する際に、NADPHが生成される。

光化学系2は何ですか？

光化学系II（PS II）は、光に依存する光合成に関与する第2の光化学系である。クロロフィルa分子P680からなる反応中心があり、PS-IIは波長680nmの光を吸収する。また、クロロフィルaよりもクロロフィルbの色素を多く含んでいる。 PS IIは小胞膜の内面に存在し、それに伴う水の光分解が重要である。また、光分解により、私たちが呼吸している酸素分子が生成されます。したがって、PS Iと同様に、PS IIもすべての生物にとって極めて重要である。

発色団分子はPS II反応センターで光エネルギーを吸収し、p680クロロフィル分子に伝達する。そのため、P680がエネルギーを受けると励起され、高エネルギー分子が放出されるのです。そこで、一次電子受容体分子が電子を選択し、チトクロムなどのキャリアー分子を経由して、最終的にPS Iに渡されるのである。

図02：ライトシステムII

低エネルギー電子伝達物質を介して電子が移動すると、放出されたエネルギーの一部は、光リン酸化と呼ばれるプロセスによってADPからATPを合成するのに使われる。同時に、光エネルギーは、光分解によって水分子を分解するのに使われる。光分解により、4つの水分子、2つの酸素分子、4つのプロトン、4つの電子が生成されます。この生成された電子が、PS-Iクロロフィルa分子が失った電子を補い、最終的には光分解の副産物として分子状酸素が発生するのです。

光化学系1と光化学系2の共通点

• 光合成の光依存反応には、PS IとPS IIの両方が関与しており、光合成において同様に重要である。
• アンテナ複合体や反応中心などの主要な2つの部分から構成されている。
• さらに、太陽光の異なる波長を吸収する光合成色素を含んでいます。
• また、葉緑体粒子の小胞様膜にも両者が存在する。
• また、各光化学系の反応中心にはクロロフィルa分子が存在する。

光化学系1と光化学系2の違い

光化学系Ⅰの反応中心はクロロフィルa分子のP700、光化学系Ⅱの反応中心はクロロフィルa分子のP680なので、光化学系Ⅰは700nmの光を吸収し、光化学系Ⅱは680nmの光を吸収する。これが光化学系1と光化学系2の大きな違いと考えてよいでしょう。どちらの光化学系も、光合成の光に依存する反応に関与している。しかし、PS Iは環状リン酸化に関与するのに対し、PS IIは非環状リン酸化に関与している。したがって、これは光化学系1と光化学系2の違いでもある。

また、光化学系1と光化学系2のもう一つの違いは、PS Iはクロロフィルa色素を多く含み、PS IIはクロロフィルb色素を多く含んでいることである。光化学系1と光化学系2のもう一つの重要な違いは、光分解過程である。光分解はPS IIで起こるが、PS Iでは起こらない。同様に、分子状酸素はPS IIから進化したもので、PS Iでは発生しない。さらに、光化学系Iはベシクル状膜の外表面に存在し、光化学系IIはベシクル状膜の内表面に存在する。したがって、これは光化学系1と光化学系2の大きな違いである。

光学系1と光学系2の違いについては、以下のインフォグラフィックで詳しく解説しています。

概要 - 光化学系1 vs. 光化学系2

PS Iの反応中心にはクロロフィルa分子P700が、PS IIの反応中心にはクロロフィルa分子P680が存在し、PS Iは波長700nmの光を吸収し、PS IIは波長680nmの光を吸収しています。を点灯させます。水の光分解と分子状酸素の生成は、PS IIでは起こるが、PS Iでは起こらない。そこで、本稿では光化学系1と光化学系2の違いをまとめた。

引用

1 "Light Dependent Responses", Khan Academy, Khan Academy.ここで入手可能 2. "光システム" ニューロイメージング、アカデミック出版社こちらで入手可能です 2 "光システム", ニューロイメージング, アカデミック出版社