ระบบแสง (Photosystem)

คือกลุ่มของรงควัตถุที่ทำงานร่วมกันทำให้การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพ ในระบบแสงจะมีหน่วยรับพลังงานแสงเรียกว่า แอนเทนนา (antenna) ซึ่งประกอบด้วยรงควัตถุหลายชนิดที่ทำงานร่วมกันในการรับพลังงานแสงและส่งพลังงานนั้นเข้าสู่ศูนย์กลางของปฏิกิริยา (reaction center) ดังรูปที่ 4

รูปที่ 4 แสดงการทำงานแอนเทนนา 

ที่มา : http://www2.mcdaniel.edu/Biology/botf99/photo/l4ightrx.html

ระบบแสง (Photosystem) แบ่งออกเป็น 2 ระบบ คือ

1. ระบบแสง I หรือ PSI จะรับพลังงานแสงได้ดีที่สุดที่ความยาวคลื่น 700 นาโนเมตร เรียกว่า P700

2. ระบบแสง II หรือ PSII จะรับพลังงานแสงได้ดีที่สุดที่ความยาวคลื่น 680 นาโนเมตร เรียกว่า P680

ปฏิกิริยาแสงหรือการสังเคราะห์แสงแบบใช้แสง (Light reaction)

เกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มไทลาคอยด์ (thylakoid membrane) เมื่อคลอโรฟิลล์ เอ ได้รับพลังงานแสง อิเล็กตรอนของคลอโรฟิลล์ เอ จะถูกกระตุ้นให้มีพลังงานสูงขึ้นและถูกถ่ายทอดออกไป อิเล็กตรอนที่ถ่ายทอดออกไปจะเกิดขึ้นได้ 2 ลักษณะ คือ การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นวัฏจักร (Non-cyclic electron transfer) และ การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบเป็นวัฏจักร (Cyclic electron transfer)

การถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นวัฏจักร (Non-cyclic electron transfer)

จะเกิดกับระบบ PSI และ PSII ไปพร้อม ๆ กัน โดยมีลำดับขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาดังนี้

1. ระบบ PSI และ PSII เมื่อได้รับพลังงานแสง อิล็กตรอนของคลอโรฟิลล์ เอ ในระบบแสงจะถูกกระตุ้นและปล่อยออกไปให้กับตัวรับอิเล็กตรอน ได้แก่ NADP⁺ , plastoquinone และ cytochrome complex

2. อิเล็กตรอนจากระบบ PSII จะถูกส่งผ่านไปตัวรับอิเล็กตรอนไปยังระบบ PSI ขณะที่มีการถ่ายทอดอิเล็กตรอนจะมีพลังงาน ATP ถูกสร้างขึ้นมา 1 ATP  

3. เมื่ออิเล็กตรอนถูกถ่ายทอดไปแล้วจะไม่ถูกส่งกลับมาที่ระบบ PSII อีก จึงทำให้ระบบ PSII ขาดอิเล็กตรอน จึงไปมีผลให้สามารถดึงอิเล็กตรอนจากโมเลกุลของน้ำออกมาแทนที่ ทำให้โมเลกุลของน้ำแยกสลายออกเป็น O₂ และ H⁺  ดังสมการ

H₂O ---------> 1/2O₂  +  2H⁺  +  2e^-

4. ระบบ PSI เมื่อถูกกระตุ้นด้วยพลังงานแสง อิเล็กตรอนจากระบบ PSI จะหลุดออกและถ่ายทอดไปกับตัวรับอิเล็กตรอนชนิดต่าง ๆ สุดท้ายถูกส่งให้กับ NADP⁺ กลายเป็น NADPH ดังสมการ

NADP⁺ + H⁺ + 2e^-  ------>  NADPH 

แต่ระบบ PSI ไม่ขาดอิเล็กตรอนเพราะได้รับอิเล็กตรอนจากระบบ PSII

คลิกดูปฏิกิริยาการถ่ายทอดอิเล็กตรอนแบบไม่เป็นวัฏจักร