Penyerapan cahaya oleh kompleks “Antena”
Secara fungsional, molekul klorofil bertindak dalam kelompok. Cahaya dikumpulkan oleh kompleks yang dibentuk oleh 200-300 molekul pigmen, yang terikat pada protein yang membentuk kompleks antena pemanen cahaya (LHC, Light-Harvesting-Complex ). Menurut konsepsi ini, energi foton, yang diserap pada titik mana pun dalam rangkaian molekul klorofil antena, bermigrasi ke pusat reaksi yang mendorong peristiwa transfer elektron (gambar di bawah)
Model kompleks cahaya yang disederhanakan (LHC). Energi foton yang diserap oleh pigmen (klorofil) “antena” ditransfer melalui resonansi induktif ke pusat-pusat reaksi (klorofil P 680 dalam fotosistem II dan klorofil P 700 dalam fotosistem I). Pusat-pusat reaksi ini mentransfer energi “kaya” elektron untuk reseptor (pheophytin di PSII dan A 0 di PSI , masing-masing) dan menerima energi “miskin” elektron dari donor (residu tirosin dalam PSII dan plastocyanin di PSI ). PSI , masing-masing )
Fotosintesis dimulai dengan penyerapan foton oleh molekul “antena”. Peristiwa ini terjadi dalam waktu yang sangat singkat yaitu dua femtosekon (2 x 10 -15 detik). Ketika cahaya diserap oleh atom dalam keadaan dasar, semua energi foton ditambahkan padanya dan atom berpindah, kemudian dari keadaan elektronik dasar ( SO ) ke keadaan singlet tereksitasi, kaya energi. Keadaan tereksitasi singlet dapat berupa S 1 dan S 2 .
Ketika molekul klorofil menyerap energi dari foton cahaya biru, melewati ke dalam singlet bersemangat S 2 negara . Setelah menyerap energi dari foton cahaya merah, klorofil masuk ke dalam singlet bersemangat S 1 negara .
Transisi dari S 2 ke S 1 sangat cepat (sekitar 10 -12 detik). Perbedaan energi antara S 2 dan S 1 hilang sebagai panas.
Transisi dari keadaan tereksitasi S 1 ke keadaan dasar S 0 lambat dan energi dihamburkan dalam berbagai cara, emisi foton cahaya kembali ke medium (fenomena yang disebut fluoresensi) atau transfer energi antara klorofil molekul ke pusat reaksi (fenomena yang disebut resonansi induktif), dengan emisi masing-masing elektron yang kaya energi dari pusat reaksi (reaksi fotokimia redoks) – gambar di bawah.
Model sederhana dari eksitasi molekul klorofil dan transfer energi dengan resonansi induktif. Ketika klorofil menyerap cahaya biru, ia berpindah dari keadaan dasar S 0 ke singlet keadaan tereksitasi kedua (S 2 ). Ketika menyerap cahaya merah, klorofil masuk ke keadaan singlet tereksitasi pertama (S 1 ). Perbedaan energi antara S 2 dan S 1 hilang sebagai panas. Dari S 1 negara , energi eksitasi dapat hilang sebagai cahaya (fluoresensi), atau ditransfer oleh resonansi induktif ke pusat reaksi.