1) Jalur elektron siklik
Jalur elektron siklik dimulai
setelah kompleks pigmen fotosistem I menyerap energi matahari. Pada jalur ini,
elektron berenergi tinggi (e-) meninggalkan pusat reaksi fotosistem I, tetapi akhirnya
elektron itu kembali lagi. Elektron berenergi (e-) meninggalkan fotosistem I
(pusat reaksi klorofil a) dan ditangkap oleh akseptor elektron kemudian
melewatkannya dalam sistem transpor elektron sebelum kembali ke fotosistem I.
Jalur elektron siklik hanya menghasilkan ATP.
Namun, sebelum kembali ke
fotosintem I, elektron-elektron itu memasuki sistem transpor elektron, yaitu
suatu rangkaian protein pembawa yang mengalirkan elektron dari satu protein
pembawa ke protein pembawa berikutnya. Ketika elektron melalui protein pembawa
ke protein pembawa berikutnya, energi yang akan diguna-kan untuk membentuk ATP
dilepaskan dan disimpan dalam bentuk gradien hidrogen (H+). Saat ion hidrogen
ini melalui gradien elektrokimia melalui kompleks ATP-sintase, terjadilah
pembentukan ATP.
ATP
terbentuk karena adanya penambahan gugus fosfat pada senyawa ADP yang diatur
oleh energi cahaya sehingga prosesnya disebut fotofosforilasi. Pembentukan ATP
terjadi melalui rute transpor elektron siklis maka disebut juga fotofosforilasi
siklis. Coba amatilah Gambar 2.18 untuk mempermudah memahami jalur elektron
ini.
2) Jalur elektron nonsiklik
Reaksi
ini dimulai ketika kompleks pigmen fotosistem II (P 680) menyerap energi cahaya
dan elektron berenergi tinggi meninggalkan molekul pusat reaksi (klorofil a).
Fotosistem II mengambil elektron dari hasil penguraian air (fotolisis) dan
menghasilkan oksigen melalui reaksi berikut.
Oksigen dilepaskan oleh kloroplas sebagai gas oksigen.
Sementara itu, ion hidrogen (H+) untuk sementara waktu tinggal di ruang
tilakoid. Elektron-elektron berenergi tinggi yang meninggalkan fotosistem II
ditangkap oleh akseptor elektron dan mengirimnya ke sistem transpor elektron.
Elektron-elektron ini melewati satu pembawa ke pembawa lainnya dan energi untuk
pembentukan ATP dikeluarkan dan disimpan dalam bentuk gradien hidrogen (H +).
Ketika ion-ion hidrogen melewati gradien elektrokimia serta kompleks sintase
ATP, terbentuklah ATP secara kemiosmosis. Sementara itu, elektron- elektron
berenergi rendah meninggalkan sistem transpor elektron menuju fotosistem I.
Ketika fotosistem I menyerap energi cahaya, elektron-elektron berenergi tinggi
meninggalkan pusat reaksi (klorofil a) dan ditangkap oleh akseptor elektron.
Selanjutnya, sistem transpor elektron membawa elektron-elektron ini ke NADP+.
Setelah itu, NADP+ mengikat ion H+ terjadilah NADPH2, seperti reaksi berikut.
Dengan demikian jalur elektron
nonsiklis menghasilkan ATP dan NADPH2. NADPH2 dan ATP yang dihasilkan dalam
elektron nonsiklik akan digunakan dalam reaksi tahap kedua (reaksi gelap)
sintesis karbohidrat.