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系ⅠもしくはPSIと略称される．酸素発生型光合成に関与する2種類の光化学系のうちの1つで，二酸化炭素の還元を可能にする強い還元力を形成する．光化学系Ⅰアンテナ色素タンパク質複合体と光化学Ⅰ反応中心複合体から成る．前者のアンテナ色素系(ペリフェラルアンテナと呼ぶ)に吸収された光エネルギーは，後者に結合しているアンテナ色素系(コアアンテナとも呼ぶ)を経て，光化学系Ⅰ反応中心複合体中心部へ伝達され，そこで，強い還元力をもった光化学系Ⅰ反応中心クロロフィル(P700)の励起状態を形成する．励起されたP700は，光化学系Ⅰの一次電子受容体(A0)に電子を与えて自身は酸化型となり，ここから一連の電子伝達により，光化学系Ⅰ複合体の中の複数の電子受容体およびフェレドキシン，FNRが還元され，最終的にNADP+に電子がわたる．NADP+が還元されて生成されたNADPHは二酸化炭素の還元力として使われることになる．酸化されたP700は，プラストシアニンもしくはシトクロムc6からの電子により再還元される．
