FOTOSISTEM

Penangkapan Energi Cahaya (Fotosistem)

• Fotosistem merupakan tahap pertama dari proses fotosintesis.
• Ketika klorofil menyerap energi foton dari cahaya, elektron pada klorofil akan terlepas ke orbit luar (tereksitasi).
• Elektron ini akan ditangkap oleh penerima elektron yaitu plastokuinon.
• Jadi unit penangkapan elektron inilah yang disebut dengan fotosistem.
• Ketika elektron ditangkap oleh plastokuinon, akibatnya jumlah elektron di dalam klorofil menjadi tidak stabil.
• Untuk itu klorofil harus disuplai elektron dari molekul lain.
• Dalam waktu yang bersamaan H2O terpecah menjadi 2H+, OH- dan elektron (fotolisis). Elektron dari air inilah yang dipakai untuk menstabilkan klorofil.
• Jadi secara sederhana, Unit yang mampu untuk menangkap energi cahaya matahari, yaitu klorofil yang melepaskan elektron dan menyerap foton (energi cahya dengan panjang gelombang yang sesuai), disebut dengan fotosistem.
• Dikenal ada 2 macam fotosistem di dalam tilakoid, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.

Fotosistem I

• Di dalam fotosistem I, terdapat molekul klorofil yang berada pada pusat reaksi dari fotosistem I dinamakan P700.
• Di sebut demikian karena sangat baik menyerap energi cahaya dengan panjang gelombang 700nanometer.

Fotosistem II

• Di dalam fotosistem II, terdapat molekul klorofil yang berada pada pusat reaksi fotosistem II dan dinamakan P680, karena sangat baik menyerap energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer.

• Proses penyerapan cahaya yang selanjutnya berdampak pada lepasnya elektron dari klorofil, untuk selanjutnya di salurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron.
• Proses ini merupakan awal dari proses fotosintesis.
• Berdasarkan aliran elektron, fotosistem I bersifat siklis dan fotosistem II bersifat nonsiklis.
• Untuk jelasnya semua ini akan diuraikan pada tahap selanjutnya yaitu Aliran atau siklus elektron

Baik pada Fotosistem I dan II merupakan suatu unit yang terdiri atas klorofil a, kompleks antene dan akseptor elektron yang mampu menangkap energi cahaya (foton) matahari.

• Jika klorofil hanya menyerap cahaya merah, ungu, dan biru kemudian dipantulkan kembali maka terlihat warna hijau.
• Warna klorofil dapat berbeda-beda tergantung dari jenis klorofil dan cahaya yang terserap kemudian dipantulkan.

Ada dua macam klorofil, yaitu sebagai berikut.

1. Klorofil a, yaitu klorofil yang memiliki pigmen warna hijau, pigmen merupakan senyawa kimia yang dapat menyerap cahaya tampak.
2. Klorofil b, klorofil yang memiliki pigmen warna kuning sampai jingga disebut karoten memiliki struktur mirip dengan klorofil a.

• Klorofil a dan pigmen-pigmen lain mengelompok di dalam tilakoid membentuk bangunan unit pigmen, klorofil a terletak di tengah bangunan yang disebut sebagai pusat reaksi.
• Klorofil a memperoleh energi cahaya dari akseptor elektron berasal dari sekelompok molekul pada perangkat pigmen yang dapat menangkap elektron cahaya berenergi tinggi disebut antene.
• Cahaya yang terserap klorofil a merupakan cahaya yang berenergi tinggi, sehingga dapat menyebabkan terlemparnya elektron yang ada pada pigmen.
• Elektron yang terlempar keluar orbit berada dalam keadaan tidak stabil yang menyimpan energi tinggi disebut tereksitasi.
• Dalam keadaan demikian, klorofil berusaha mensuplai elektron dari molekul lain dan dalam waktu bersamaan H2O terpecah menjadi 2H+, OH- dan elektron (fotolisis), elektron dari air ini diambil untuk menstabilkan keadaan klorofil kembali.
• Pada klorofil a terdapat dua macam fotosistem, yaitu fotosistem I atau disebut P700 karena sensitif terhadap energi cahaya dengan panjanggelombang 700 nm
• Dan fotosistem II atau disebut P680 yang sensitif terhadap energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nm.
• Proses penyerapan energi cahaya dapat mengakibatkan terlepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a, selanjutnya disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron, maka proses tersebut merupakan awal dari proses terjadinya proses fotosintesis.
• Proses berikutnya elektron masuk dalam aliran elektron, jika elektronnya berasal dari fotosistem I bersifat nonsiklus dan apabila elektronnya berasal dari fotosistem II bersifat siklus.

Aliran Elektron pada FOTOSISTEM

Perjalanan yang ditempuh oleh elektron ada dua yaitu sebagai berikut.

• Cahaya berenergi tinggi yang terserap klorofil a dapat menyebabkan elektron (e-) berasal dari fotosistem I atau P700 terlempar keluar orbitnya.
• Pada saat perjalanan elektron (e-) berasal dari P700 yang terlempar keluar orbit tersebut lalu ditangkap oleh akseptor penerima elektron seperti plastokuinon atau sitokrom.
• Kemudian elektron itu pindah ke akseptorlain, lalu pindah kembali ke klorofil P700 semula.

Gambar Pembentukan ATP melalui fotofosforilasi siklik

• Selama proses perpindahan dari akseptor satu ke akseptor lain terdapat energi yang terlepas dari elektron, energi tersebut digunakan dalam fotofosforilasi siklik dengan produk akhir berupa ATP, dan tidak dihasilkan NADPH serta O2.
• ATP digunakan sebagai energi yang dapat dimanfaatkan dalam proses biologis sel-sel organisme, seperti yang telah kita pelajari sebelumnya.
• Dalam hal ini ATP berguna dalam pembentukan karbohidrat.
• Perlu Anda ketahui sintesis ATP dalam kloroplas disebut sebagai fotofosforilasi .
• Apa yang dimaksud fotofosforilasi? Fotofosforilasi adalah peristiwa bereaksinya senyawa ADP dan asam fosfat menjadi ATP, seperti berikut.

ADP + Pi ---> ATP

ALIRAN FOTOSISTEM II NON SIKLIK

• Perjalanan aliran elektron fotosistem II, elektronnya (e-) juga berasal dari P700.
• Elektron (e-) yang terlempar keluar orbit dan ditangkap oleh akseptor elektron yaitu NADPH2 kemudian elektron (e-) bersamaan dengan 2H- berasal dari pecahan H2O mengikuti jalannya elektron siklik pindah ke akseptor lain seperti plastosianin atau feredoksin.
• Selanjutnya elektron itu pindah dan tidak kembali ke klorofil P700, tetapi mengalir melalui membran tilakoid.
• Dengan pelepasan elektron tersebut, maka P700 menjadi molekul yang teroksidasi sehingga menyedot elektron dari P680 berenergi tinggi yang berasal dari energi cahaya (foton) matahari.
• Molekul NADPH2 dan ATP yang berenergi tinggi digunakan untuk mengubah CO2 dan H2O menjadi produk gula (seperti glukosa, maltosa, fruktosa dan amilum) dan O2.
• Proses pembentukan gula (karbohidrat) dapat Anda lihat pada siklus Calvin.

SUBSCRIBE TO OUR NEWSLETTER