1. 일반적인 식물의 경우 photosystem은 크게 I, II가 있습니다. 일부 식물의 경우 I만 가지는 경우도 있지만 우리 시험을 기본적으로 photosystem  I, II을 모두 가지는 식물을 대상으로 물어봅니다.

photosystem I 과 II는 모두 ATP 합성과 관련이 있습니다. 이는 공통입니다. Photosystem II의 작동으로 H2O 의 photolysis가 일어나고 이러한 이유로 Photosystem II로부터 Phosystem  I으로 전자의 이동이 생길 수 있습니다. photosystem I의 final electron acceptor는 NADP+이고 이들이 전자를 받으면 NADPH가 형성됩니다. 반응이 일어나는 위치로로만 본다면 Photosystem I에서 NADP+로 전자가 이동한 것처럼 보이지만 실제로 이 과정이 진행되려면 Photosystem II가 작동을 해야 합니다. 이것이 noncyclic photophosphorylation입니다.

한편 NADP+가 부족한 경우라면 photosystem I에서 들뜬 전자는 NADP+로 전달될 수 없고 대산 페레독신(Fd)을 거쳐 다시 플라스토퀴논(pq)으로 이동합니다. 사실 이부분을 모두 자세하게 명칭과 함께 암기하셔야 하는 것은 아닙니다. 이를 cyclic photophosphorylation이라고 합니다.

그림에서 확인하시면 보다 이해가 잘 되실 것입니다.

첫 번째 그림은 Noncyclic 과정이고 두 번째 그림은 Cyclic입니다.

첫 번째 그림에서 H2O로부터 생성되는 전자의 이동과정을 보시면 결국 NADP+로 전달된다는 것을 파악하실 수 있을 것입니다.

즉 PSII와 I이 모두 관여하는 것입니다.

이에 비해 cyclic 과정은 PSI에서 들뜬 전자가 NADP+로 전달될 수 없습니다. Noncyclic이었다면 PSI에서 들뜬 전자가 NADP+로 전달되고 이 전자를 PSII로부터 제공받다 채워지지만 이 과정은 그러하지 않습니다. 이 과정에서 H+의 concentraion gradient만 추가적으로 형성하여 ATP만 추가적으로 합성합니다.

사실 Calvin cycle에서 ATP가 NADPH보다 더 많이 사용되기는 하며 이를 Cyclic photophosphorylation으로 설명하기는 하지만 우리 시험에서 큰 의미를 가지는 것은 아닙니다. 간략하게 정리하시면 충분합니다.

2. 아닙니다. PSII는 680nm(680 nanometer wavelength)의 빛을 주로 흠수하는 photosystem을 의미하며 이 때 이와 관련된 빛을 흡수하는 색소를 P680이라고 하는 것입니다.  PSI은 700nm의 빛을 주로 흡수하는 photosystem을 의미하며 이와 관련된 색소가 P700입니다. P680은 PSII로 P700은 PSI으로 생각하시면 됩니다.

3.  아닙니다. C4식물은 Light dependent reaction과 Light independent reaction이 공간적으로 분리되어 있는 구조이고 CAM 식물은 시간적으로 분리되어 있는 구조이기 때문에 CAM Plant와 C4 plant의 구조는 다릅니다. CAM plant는 Rubisco의 활성이 Msophyll에 있습니다. 따라서 구조적으로 C4와 비슷하다고 할 수 없습니다. 물론 CO2 fixation에 PEPC(phosphonolpyyruvate carboxylase)을 사용한다는 것은 공통점입니다. 즉 CO2 fixation은 C4와 같은 메커니즘이지만 Rubisco의 활성은 C3 plant와 같이 mesophyll에 있습니다. 각각에 대해서 암기해두시기 바랍니다.

4. 네 모두 식물이니 그러합니다.