Strukturę przestrzenną PS II pokazano na poniższym rysunku.

Rysunek Fotosystem PSII - widok dimeru w poprzek membrany tylakoidalnej. α-Helisy są pokazane, jako wydłużone cylindry: w przypadku białka D1 koloru żółtego; D2 pomarańczowego; CP47 koloru czerwonego; CP43 zielonego; cyt b559 koloru czerwonego wina. Wstające do lemenu (przestrzeni tylakoidalnej) białka to PsbO koloru niebieskiego, PsbU fioletowo-purpurowe i PsbV zielono-niebieskie (cyjanowe). Chlorofile są zielone, β-karoteny pomarańczowe, żelazo hemowe i niehemowe jest czerwone red; białka PQ_A i PQ_B są purpurowe. (wg. Ferreira i wsp., 2004).

W opisanym dotąd procesie elektron wybity z cząsteczki chlorofilu w centrum reakcji fotosystemu II zostaje przekazany do NADPH. Ten pierwotny elektron musi zostać zastąpiony innym, aby system mógł wrócić do stanu podstawowego (nie wzbudzonego). Centrum reakcji fotosystemu II obejmuje enzym rozszczepiający wodę, który przytrzymuje atomy tlenu dwóch cząsteczek wody przy grupie atomów manganu w cząsteczce białka. W tym czasie enzym ten usuwa elektrony z wody. Służą one do wypełnienia dziury wywołanej wybiciem elektronów z cząsteczek chlorofilu centrum reakcji przez kwanty światła. Po usunięciu czterech elektronów z dwóch cząsteczek wody (do czego potrzeba czterech fotonów), O₂ ulega uwolnieniu. Proces ten, funkcjonujący przez miliardy lat, jest źródłem całego O₂ atmosfery ziemskiej.

Fotosynteza to bardzo ważny proces biochemiczny, który przebiega w organizmach roślin, jednokomórkowych glonów, sinic i niektórych bakterii. W procesie tym, prosty cukier - glukoza, syntetyzowany jest z wody i dwutlenku węgla, dzięki energii słonecznej. Dodatkowo wydziela się tlen.
Proces ten ma ogromne i podstawowe znaczenie w ekosystemach ziemskich, bo dzięki niemu powstaje materia organiczna, z której korzystają też te organizmy, które same pokarmu nie potrafią sobie wyprodukować (zwierzęta, grzyby). Poza tym, dwutlenek węgla, będący produktem oddychania, nie kumuluje się w nieskończoność, lecz jest z powrotem wykorzystywany przez fotosyntezę, która ponadto regeneruje zasoby tlenu.

W tym artykule zajmiemy się procesem fotosyntezy, zachodzącym u zielonych eukariontów, czyli organizmów posiadających już w swoich komórkach jądro i chloroplasty. W ich przypadku, fotosynteza umiejscowiona jest w całości w chloroplastach.
Składa się ona z dwóch wyraźnych faz. Są to: faza jasna i faza ciemna. Do przebiegu tej pierwszej niezbędne jest światło, natomiast ta druga zachodzi bez względu na warunki oświetleniowe.

Faza jasna przebiega w błonach tylakoidów gran - struktur, znajdujących się wewnątrz chloroplastów. Uczestniczą w niej dwa, powiązane ze sobą rodzaje układów: fotosystem I i fotosystem II.
Fotosystem II rozbija wodę na tlen, jony wodorowe i elektrony. W tym procesie uczestniczy ciekawe białko, zawierające jako kofaktor 4 jony manganu. Jony wodoru pompowane są do wnętrza tylakoidów, dzięki czemu tworzy się gradient ich stężenia. Wykorzystywany on jest do napędzania produkcji ATP - związku niosącego dużo energii chemicznej.
Natomiast elektrony przekazywane są na chlorofil, gdzie zostają wzbudzone przez padające fotony światła słonecznego. Przy powrocie ze stanu wzbudzenia, elektrony, za pośrednictwem specjalnych białek i cząsteczek (plastochinony, cytochrom bf), dalej pompują jony wodoru do wnętrza tylakoidów, co później zamieniane jest również na energię wiązań ATP.
Oto sumaryczny zapis reakcji w fotosystemie II:

2 H₂O + fotony światła → 4 H⁺ + 4 elektrony + O₂(tlen)

Następnie, elektrony z fotosystemu II przechodzą do fotosystemu I, gdzie znów trafiają na cząsteczki chlorofilu i znów zostają wzbudzone. Ale tym razem ich powrót do stanu normalnego odbywa się z pomocą białka - ferredoksyny, która redukuje NADP⁺ do związku o wysokiej energii - NADPH. Sumaryczny zapis reakcji w fotosystemie I wygląda następująco:

2 H⁺ + 4 elektrony + 2 NADP⁺ → 2 NADPH

Podsumowując: w fazie jasnej woda rozbijana jest na tlen, elektrony i jony wodoru. Te dwa ostatnie produkty służą do syntezy wysokoenergetycznego NADPH. Reakcje tej fazy możemy zbiorczo zapisać:

2 H₂O + 2 NADP⁺ + fotony światła → 2 H⁺ + 2 NADPH + O₂(tlen)

Wiemy też, że jony wodoru, które nie zostały związane przez NADP⁺, a są produktami tej reakcji (prawa strona), służą do syntezy wysokoenergetycznego ATP (3 cząsteczki ATP na 2H⁺).
Dlaczego obydwa związki wysokoenergetyczne: ATP i NADPH są tak ważne? Otóż biorą one dalej udział w fazie ciemnej fotosyntezy.

W fazie ciemnej następuje wiązanie dwutlenku węgla (CO₂) i NADPH przez skomplikowany system fosfocukrów, zwany cyklem Calvina. Cały ten proces zlokalizowany jest w tzw. stromie, czyli macierzy wypełniającej chloroplasty. W jego wyniku powstaje glukoza, a energię do jego przebiegu zapewnia dodatkowo 18 cząteczek ATP na jedną produkowaną cząsteczkę glukozy.
Przebieg fazy ciemnej możemy zapisać następująco:

6 CO₂ + 12 NADPH + 12 H⁺ → C₆H₁₂O₆(glukoza) + 6 H₂O + 12 NADP⁺

Z naszego sumarycznego zapisu fazy jasnej wynika, że z dwóch cząsteczek wody produkowane są tylko 2 cząsteczki NADPH. Jako, że do wyprodukowania 1 molekuły glukozy potrzeba w fazie ciemnej 12 NADPH, to naszą wcześniejszą reakcję fazy jasnej pomnóżmy obustronnie przez 6. Oto wynik:

12 H₂O + 12 NADP⁺ + fotony światła → 12 H⁺ + 12 NADPH + 6 O₂(tlen)

Teraz możemy "zgrać" ze sobą dwa ostatnie zapisy reakcji dwóch faz fotosyntezy: jasnej i ciemnej. Dokonamy tego, dodając do siebie osobno lewe, a osobno - prawe strony reakcji i skreślając składniki, które wystąpią po obydwu stronach scalonego równania. Otrzymamy nareszcie sumaryczny, wypadkowy zapis fotosyntezy:

6 CO₂ + 6 H₂O + fotony światła → C₆H₁₂O₆(glukoza) + 6 O₂(tlen)

Z wody i dwutlenku węgla, przy udziale światła, produkowane są: glukoza i tlen.

Trzeba tu jeszcze dodać, że w świecie roślin wyższych występują zawsze 2 rodzaje chlorofilów: a i b. Chlorofil a wchodzi w skład fotosystemów I i II, a chlorofil b - tylko fotosystemu II.

Obydwa rodzaje chlorofilów absorbują wydajnie światło czerwone i niebieskie, zatem w świetle odbitym od nich przeważa kolor zielony. A więc to właśnie chlorofil nadaje zieloną barwę liściom i niezdrewniałym łodygom roślinnym.

Fotosystem - jednostka złożona z chlorofilu i innych cząsteczek, znajdujących się w błonie tylakoidów chloroplastów, emitująca elektrony w reakcji na pobudzenie światłem.

PS I w centrum reakcji znajduje się para cząsteczek chlorofilu a P 700 w antenie jest chlorofil a P 683 (daleka czerwień) Fotosystem PS I występuje w lamelach stromy, w błonach i na brzegach gran. Ferredoksyna- przenośnik elektronów.

PS II w centrum reakcji są dwie cząsteczki chlorofilu a P 680 w antenie chlorofil b 650. Fotosystem PS II występuje w błonach zespolonych. Oddziaływuje z cząsteczkami wody i z przenośnikiem elektronów- plastochinonem.

fotosystem I

fotosystem I, fotoukład I, PSI, kompleks barwnikowo-lipidowo-białkowy występujący w błonach tylakoidów i uczestniczący w transporcie elektronów; w centrum reakcji f. I występuje → chlorofil P700 oraz → filochinon, białko żelazowo-siarkowe Fe₄S₄ i β-karoten (→ karoteny); z rdzeniem f. I ściśle związane są kompleksy chlorofilowo-białkowe LHCI (ang. light harvesting complex) (→ fotosystemy).

Weźmy nasz niezawodny mikroskop i przyjrzyjmy się typowemu liściowi. Patrząc gołym okiem, mamy wrażenie, że cały liść jest zielony, ale to tylko złudzenie. Pojedyncze komórki rośliny widoczne pod mikroskopem właściwie nie mają zielonej barwy. Są raczej przezroczyste, lecz każda z nich zawiera jakieś 50 do 100 maleńkich zielonych kropek. Te kropki to chloroplasty, w których znajduje się światłoczuły, zielony barwnik zwany chlorofilem i w których zachodzi fotosynteza. Co się dzieje w ich wnętrzu?Chloroplast przypomina malutką torebkę, wypełnioną jeszcze mniejszymi spłaszczonymi torebeczkami, które nazwano tylakoidami. Nareszcie odkryliśmy, skąd się bierze zieleń trawy. Powierzchnię tylakoidów pokrywają zielone cząsteczki chlorofilu — nie są jednak rozmieszczone bezładnie, lecz tworzą dobrze zorganizowane układy zwane fotosystemami. Większość roślin zielonych jest wyposażona w dwa ich rodzaje: fotosystem I (PS-I) i fotosystem II (PS-II). Każdy z nich to niejako wyspecjalizowana brygada robocza, która zajmuje się wykonywaniem określonych czynności, stanowiących kolejne etapy fotosyntezy