핵심 차이점: 광계 I (PS I)과 광계 II (PS II)의 주요 차이점은 분광 특성에 있습니다.
PS I는 주로 적색 스펙트럼에서 긴 파장의 빛 (>680 nm)을 흡수합니다. 이는 이 파장에서 최대 흡수율을 보이는 클로로필 a700 색소의 존재 때문입니다. PS I는 빛 에너지를 흡수하여 전자를 여기시키고, 이 여기된 전자는 전자전달계를 통해 이동하여 NADP+를 NADPH로 환원하는 데 사용됩니다. 이 과정은 광합성에서 중요한 역할을 하는 NADPH라는 고에너지 전자 운반체를 생성합니다.
반대로 PS II는 주로 청색 스펙트럼에서 짧은 파장의 빛을 흡수합니다. 이는 더 짧은 파장에서 최대 흡수율을 보이는 클로로필 a680 색소의 존재 때문입니다. PS II는 빛 에너지를 흡수하여 물 분자를 분해하는 광분해 과정을 수행하여 산소를 방출하고 전자를 생성합니다. 생성된 전자는 PS I로 전달되어 NADP+의 환원에 기여합니다.
이러한 분광학적 차이는 광합성 과정에 매우 중요합니다. PS II는 흡수된 에너지를 이용하여 물 분자를 분해하고, 산소를 방출하며 전자 흐름을 생성합니다. 이 전자들은 PS I로 전달되고, PS I는 이 전자들을 이용하여 NADP+를 NADPH로 환원시킵니다. NADPH는 캘빈 회로에서 이산화탄소를 고정하여 포도당을 합성하는 데 필요한 환원력을 제공합니다.
서로 다른 분광 특성 외에도 PS I과 PS II는 다음과 같은 다른 차이점을 가지고 있습니다:
- 위치: PS I은 틸라코이드 내강(스트로마)에 위치하고, PS II는 틸라코이드 막에 위치합니다.
- 안테나 복합체: PS I은 PS II보다 크고 복잡한 안테나 복합체를 가지고 있습니다. 안테나 복합체는 광합성 색소들을 포함하고 있어 빛 에너지를 효율적으로 수확하여 반응 중심으로 전달하는 역할을 합니다.
- 보조인자: PS I은 페레독신을, PS II는 플라스토퀴논을 포함합니다. 이러한 보조인자들은 전자전달계에서 전자의 이동을 매개하는 역할을 합니다.
PS I과 PS II의 상세 설명
광계 I (PS I)과 광계 II (PS II)는 산소 발생형 광합성에 관여하는 복잡한 막 단백질 복합체입니다. 두 광계는 상호 연결되어 있으며 각각 고유한 기능을 수행합니다.
- PS I은 긴 파장의 빛 (>680 nm)을 흡수하여 NADP+를 NADPH + H+로 환원하는 데 사용되는 높은 에너지를 생성합니다.
- PS II은 짧은 파장의 빛 (<680 nm)을 흡수하고, 물의 광분해를 통해 전자를 제공하여 전자전달계를 작동시키는 역할을 합니다. 이 과정에서 산소가 부산물로 생성됩니다.
두 광계는 전자전달계를 통해 서로 연결되어 있으며, PS II에서 생성된 전자는 PS I로 전달되어 최종적으로 NADPH를 생성하는 연쇄 반응을 일으킵니다.
PS I과 PS II는 무엇입니까? (게임 콘솔과 관련된 내용 제외)
앞서 설명한 바와 같이 PSI와 PSII는 광합성에서 빛 에너지를 흡수하고 전자 전달을 통해 ATP와 NADPH를 생성하는 두 개의 중요한 광계입니다. 이들은 서로 협력하여 광합성 과정을 완성합니다.
산소는 광계 I 또는 II에서 생성됩니까?
물의 광분해를 통해 산소가 생성되는 것은 광계 II (PS II)입니다. PS II는 빛 에너지를 이용하여 물 분자를 산화시키고, 이 과정에서 전자와 양성자(H+)를 방출합니다. 방출된 전자는 전자 전달계를 통해 PS I로 이동하고, 산소는 부산물로 대기 중으로 방출됩니다. PS I은 산소를 생성하지 않습니다.
생성된 활성 산소는 광계 I 및 광합성 기구의 다른 구성 요소에 손상을 입힐 수 있으므로, 식물은 활성산소를 제거하고 광합성 기구를 보호하는 항산화 시스템을 갖추고 있습니다.
P680과 P700이란 무엇입니까?
광합성의 반응 중심
광합성의 빛 의존성 반응에 관여하는 광계 II와 I에는 각각 P680과 P700으로 표시되는 특수한 반응 중심이 있습니다.
- P680은 광계 II의 반응 중심으로, 물의 광분해와 산소 방출을 포함한 광합성의 초기 단계에서 중요한 역할을 합니다. P680은 빛 에너지를 흡수하여 전자를 여기시키고, 이 전자는 전자 전달계를 통해 이동합니다.
- P700은 광계 I의 반응 중심으로, NADP+를 NADPH로 환원시키는 광합성의 후기 반응에 관여합니다. P700 역시 빛 에너지를 흡수하여 전자를 여기시켜 전자 전달을 촉진합니다.
P680과 P700이라는 명칭은 각각 680 nm와 700 nm 파장의 빛이 반응 중심 색소에서 전자를 방출시키는 최대 파장이기 때문에 붙여진 것입니다. 이 색소들이 빛을 흡수하면 전자가 여기되고, 광계의 전자 전달 사슬을 따라 이동하여 광합성에서 주요 “에너지 운반체”인 ATP와 NADPH를 생성하게 됩니다.
왜 광계 II라고 부르는가?
광계 II (PS II)는 광합성의 빛 의존성 과정에서 먼저 작용하지만, 광계 I (PS I)보다 나중에 발견되었기 때문에 “II”라는 명칭이 붙었습니다. 즉, 발견 순서에 따른 명명법입니다. 작용 순서와 명칭이 일치하지 않는다는 점에 유의해야 합니다.
**(게임 콘솔과 관련된 질문들은 모두 제거되었습니다.)**
