Fotosistem 1 dan 2

Fotosistem 1 dan 2
Fotosistem
Reaksi Terang
• Reaksi terang pada
kloroplast terjadi
di tilakoid, yaitu
struktur cakram
yang terbentuk dari
pelipatan membran
dalam kloroplas.
• Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan
mengubahnya menjadi energi kimia.
• Jika ada bertumpuk-tumpuk tilakoid, maka
disebut grana
Fotofosforilasi Siklik
• Reaksi yang hanya melibatkan satu fotosistem, yaitu
Fotosistem I,yang bisa menangkap foton 700 nm (P 700)
• Pergerakan elektron dimulai dari fotosistem I dan berakhir di
fotosistem I , namun ada elektron yang terlontar untuk
mendukung Fotosistem 2
• Menghasilkan ATP
Fotofosforilasi Nonsiklik
• Reaksi dua tahap yang melibatkan dua fotosistem klorofil yang
berbeda, yaitu fotosistem I dan II.
• Pergerakan elektron dimulai di fotosistem II, tetapi elektron
tidak kembali lagi ke fotosistem II.
Proses Fotofosforilasi NonSiklik
• Dengan bantuan suatu enzim Feredoksin-NADP reduktase (FNR), NADP+ ,
H+ , dan elektron menjalani suatu reaksi:
NADP+ + H+ + 2e- —> NADPH
• NADPH, sebagai hasil reaksi diatas, akan digunakan dalam reaksi CalvinBenson, atau reaksi gelap.
Siklus Calvin
Perbedaan Reaksi Terang
dan Reaksi Gelap
Reaksi Terang
Reaksi Gelap
Tempat
Membran Tilakoid Kloroplas
Stroma Kloroplas
Cahaya
Membutuhkan
Tidak Mebutuhkan
Sistem
Fotosistem I, Fotosistem II
Proses
Eksitasi elektron, fotolisis,
fosforilasi siklik dan non siklik.
Fiksasi CO2, reduksi,dan
regenerasi senyawa RuBP (
Input
Cahaya matahari,, H2O
CO2, ATP, NADPH2
Output
ATP dan NADPH2
Glukosa (C6H12O6),
-
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.
Aseptor Elektron
• 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+, ½ O2 dan elektron (fotolisis). Elektron
dari air inilah yang dipakai untuk menstabilkan
klorofil.
UNIT FOTOSISTEM
• 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.
Reaksi Gelap
• 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.
• Klorofil a, yaitu klorofil yang memiliki pigmen
warna hijau, pigmen merupakan senyawa
kimia yang dapat menyerap cahaya tampak.
• 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 panjang
gelombang 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 akseptor lain,
lalu pindah kembali ke klorofil P700 semula.
• 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.