Işığın absorbe edilmesi yani bir diğer ifadeyle emilmesiyle ışık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüştürdüğü pigmentler, proteinler ve diğer moleküllerle beraber tilakoit zarda kümelenerek oluşturdukları birime fotosistem denilmektedir.
Fotosistemler Anten kompleksi ve tepkime kompleksi olmak üzere iki kısımdan oluşmaktadır.
Fotosistem
a. Anten Kompleksi
Fotosistemin bu kısmı çok fazla sayıda klorofil ve karotenoit pigmenti içermektedir. Bu sistem içerisinde yer alan klorofil ve karotenoit pigmentleri ışığı toplayıp tepkime merkezine iletmektedir.
b. Tepkime Kompleksi
Fotosistemin bu kısmı ise klorofil a ve ilk elektron alıcı molekülünü içermektedir.
Kloroplastın yapısı içerisinde ışık enerjisini kimyasal enerji formuna çeviren yassı kesecikler bulunmaktadır. Bu keseciklere tilakoit zar denilmektedir. Tilakoit zarda fotosentezin ışığa bağımlı reaksiyonlarını gerçekleştirme görevi yapan fotosistem I (FS I) ve Fotosistem II (FSII) adında iki tip fotosistem bulunmaktadır.

Fotosistem Tipleri
1. Fotosistem I (FS I)
Biyoloji kaynaklarında fotositem I P700 olarak adlandırılır. P700 700 namometre ve daha uzun dalga boylarını absorbe eden pigmentlerden oluşmaktadır. Fotosistem 1 de reaksiyon merkezi P700’dir.

Fotositem 1 içerisinde ;


  • P 700
  • Klorofil a 683
  • Klorofil b
  • Karatenoidler bulunmaktadır.

2. Fotosistem II (FSII)
Fotosistem 2 ise fotosistemin aksine 700 nanometreden daha kısa dalga boylarını absorbe yani emen pigmentlerden oluşmaktadır.
Fotosistem 2 içerisinde ;

  • P 680
  • Klorofil a 673
  • Klorofil b (bolca), klorofil c ya da klorofil d, karatenoidler ya da fikobilinler bulunmaktadır.


Fotosistem 1 ve fotosistem 2 arasındaki fark ;

  • Fotosistem 1, 2’ye oranla daha klorofil b içermektedir. Ancak fotosistem 2 daha az klorofil b içermesine karşın fotositem 1 ile aynı sayıda klorofil a sahiptir.
  • Anten merkezlerinde yer alan karotenoidler yardımıyla absorbe edilen ışık enerjisi sonun merkezde yer alan klorofil a molekülüne gelip oradan birincil elektron alıcısına aktarılmaktadır.
  • Fotosistem 1 ve fotositem 2 klorofil a molekülleri farklı proteinlerle birleştiğinden ışık absorbe etme özellikleri birbirinden farklıdır.

Fotosentez olayında ana işlem çeşitli pigmentler tarafından ışığın emilerek elektron akımının devamını sağlamak ve emilen ışık enerjisinin ATP, NADH veya NADPH şeklindeki kimyasal enerjiye dönüşmesidir.
Fotosentez reaksiyonun kullanılan uzun ve kısa dalga boylarının ard arda gelmesinin fotosentez hızı üzerine etkisi, uzun ve kısa dalga boylarının ayrı ayrı gelmesiyle gerçekleşen fotosentez hızının toplamından daha fazladır. Bu olaya biyoloji kaynaklarında ‘Emerson Etkisi’ denilmektedir.
Yüksek yapılı bitkilerin kloroplastında ışık emilimini ve enerji transferini fotosistem 1 ve fotositem 2 görevlidir. Bu fotosistem içerisinde pigmentler bulunmaktadır. Bu pigmentlerin temel görevi ışığı emmek ve ışık enerjisini pigment molekülünden bir diğer pigment molekülüne aktararak fotosistem reaksiyon merkezi olan klorofil a molekülüne iletmektir.
Yani konuyu kısaca özetlemek gerekirse

Bir foton yani ışığın yapısında bulunan yüksek hıza sahip enerji yüklü tanecikler, bir pigment molekülüne çarpması durumunda o enerji tepkime merkezi olarak nitelendirilen klorofil a’ya gidinceye kadar bir molekülden diğerine geçer. klorofil a yani tepkime merkezinden ayrılmış olan bir elektron, özelleşmiş bir molekül tarafından yakalanır. Bu molekül ilk elektron alıcısı olarak adlandırılmaktadır.
Gerçekleşen elektron aktarımı fotosentezde enerji dönüşümü için sadece bir başlangıçtır.