Pengertian dan Proses Fotosintesis pada Tumbuhan – Reaksi fotosintesis diketahui sebagai mata rantai pembentukan senyawa masakan. Melalui reaksi inilah, aliran materi dan energi terjadi pada sebuah ekosistem. Istilah fotosintesis diambil dari kata photon yang mempunyai arti cahaya dan synthesis yang artinya membuat. Fotosintesis mempunyai arti reaksi pembentukan yang dibantu oleh energi cahaya. Reaksi ini terdiri atas dua tahapan yaitu reaksi jelas dan reaksi gelap. Reaksi fotosintesis kebanyakan dideskripsikan sebagai reaksi yang membutuhkan karbondioksida dan air untuk menciptakan karbohidrat (glukosa). Melalui fotosintesislah anutan energi dari alam masuk dalam kehidupan organisme.
Daftar Isi
KLOROPLAS
Proses fotosintesis pada flora berjalan di dalam organel kloroplas. Daun merupakan organ utama untuk fotosintesis. Hal ini karena adalah sel – sel mesofil daun kaya akan kloroplas. Untuk mempelajari proses fotosintesis perlu juga mengenali struktur kloroplas sebagai tempat fotosintesis. Kloroplas merupakan organel bermembran ganda (membran luar dan membran dalam) mirip pada mitokondria. Di dalam lumen kloroplas akan didapatkan tata cara membran yang lain yang terdiri atas membran tilakoid dimana mengandung pigmen klorofil yang berperan sebagai penangkap cahaya. Di membran tilakoid inilah reaksi jelas akan berlangsung. Tumpukan membran tilakoid akan membentuk granum (jamak: grana) yang hendak dihubungkan dengan grana lainnya melalui lamella. Stroma merupakan cairan kloroplas yang mengandung banyak enzim – enzim fotosintesis. Reaksi gelap berjalan di dalam stroma. kloroplas merupakan organel yang mempunyai DNA berbentuksirkular. DNA kloroplas berperan selaku mengatur sintesis enzim – enzim fotosintesis dan perbanyakan organel itu sendiri.
PROSES FOTOSINTESIS
Keseluruhan proses fotosintesis berlangsung di dalam organel kloroplas yakni plastida yang mengandung pigmen hijau (klorofil). Kloroplas terdapat paling banyak di sel – sel palisade kemudian sel – sel spons, dua jenis parenkim yang menyusun mesofil daun (disebut juga daging daun). Proses fotosintesis berjalan dalam dua tahapan reaksi ialah:
A. Reaksi Terang
Reaksi jelas ialah reaksi permulaan fotosintesis yang melibatkan cahaya (dependent reaction). Energi cahaya yang dipancarkan sumber cahaya akan ditangkap oleh perangkat penangkap cahaya untuk menghasilkan energi kimia yang akan dipakai untuk reaksi gelap. Reaksi jelas berjalan di membran tilakoid/granum dimana terdapat kompleks pigmen penangkap cahaya untuk melangsungkan reaksi terperinci.
1. Perangkat reaksi terang
Reaksi jelas merupakan jalur utama yang menciptakan masuknya energi kehidupan. Energi yang dipancarkan sumber energi akan ditangkap untuk menciptakan energi kimia. Ketika seberka cahaya dilewatkan pada sebuah prisma, maka cahaya akan terdispersi dalam seberkas warna mejikuhibiniu. Energi yang dimiliki oleh seberkas cahaya sungguh diputuskan pada panjang gelombangnya. Caha mempunyai panjang gelombang 400nm hingga 700nm. Cahaya merah ialah spektrum cahaya yang mempunyai panjang gelombang paling tiggi adalah 700nm, sementara spektrum cahaya ungu mempunyai panjang gelombang 400nm (paling rendah). Semakin tinggi panjang gelombang sebuah cahaya maka makin rendah energi yang dihasilkan. Begitu pula sebaliknya, kian rendah panjang gelombang suatu berkas cahaya maka energi yang dihasilkan akan makin tinggi. Hubungan ini sanggup dibuktikan dengan postulat Planck, adalah E=h x 1/λ. Reaksi jelas mempunyai kompleks penangkap cahaya yang disebut kompleks antenna. Tiap kompleks antena tersusun atas sentra reaksi, pigmen antena, protein membran, penerima elektron. Pusat reaksi ialah pigmen klorofil a yang berperan sebagai pusat penerima energi cahaya yang ditangkap oleh pigmen antena. Tiap kompleks antena terdiri atas satu sentra reaksi yang mampu dikelilingi oleh ratusan (250 -350) pigmen antena yang terdiri atas pigmen klorofil b, karetenoid, dan pigmen yang lain. Pusat reaksi pada kompleks dibedakan menjadi dua menurut panjang gelombang yang diserapnya:
a. Fotosistem I
Fotosistem I mempunyai pusat reaksi klorofil yang aktif menerima panjang gelombang cahaya sebesar 700nm. Sehingga fotosistem 1 diketahui dengan P700. Fotosistem ini merupakan sentra reaksi utama yang terlibat dalam rangkaian anutan elektron pembentukkan energi.
b. Fotosistem II
Pusat reaksi yang lain aktif menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680nm, sehingga disebut P680.
2. Proses Reaksi Terang
Proses reaksi terang dimulai dikala energi cahaya perihal pusat reaksi dan mengakibatkan fatwa elektron pada perangkat peserta cahaya (kompleks antenna). Pada reaksi jelas akan dihasilkan sejumlah energi yang mau digunakan pada reaksi gelap. ATP ialah senyawa kimia berenergi tinggi, yang terbentuk pada reaksi terperinci melalui aliran elektron. Pembentukan ATP pada reaksi jelas melibatkan cahaya sehingga disebut fotofosforilasi. Ada dua jalur reaksi fotofosforilasi pada reaksi terang, yakni:
style=”display:inline-block;width:336px;height:280px”
data-ad-client=”ca-pub-9290406911233137″
data-ad-slot=”2698768695″>
a. Fotofosforilasi Nonsiklik (FFNS) / Fotofosforilasi Linear
Jalur FFNS melibatkan fotosistem I dan II. Ketika cahaya tentang sentra reaksi pada fotosistem II (P680), energi tinggi dari cahaya menciptakan dua elektron pada pusat reaksi akan tereksitasi ke kawasan yang lebih tinggi. Sehingga akan terjadi kelabilan pada struktur aton di pusat reaksi. Kekosongan elektron pada sentra reaksi akan ditutupi oleh elektron hasil pemecahan (fotolisis) air. Molekul air akan dihidrolisis menjadi ion hidrogen, oksigen, dan elektron. Elektron hasil pemecahan ini akan digunakan untuk mengisi kekosongan elektron pada P680. Sementara ion hidrogen akan disimpan di membran tilakoid dan oksigen akan dibebaskan ke udara. Reaksi pemecahan air ini diketahui dengan reaksi Hills.
Elektron dari P680 yang tereksitasi sebelumnya akan dialiran ke akseptor elektron pada kompleks protein di membran tilakoid. Dari aliran elektron ini akan dihasilkan senyawa ATP yang berenergi tinggi. disisi lain, P700 juga menerima energi cahaya yang sama dengan P680. Fotoeksitasi elektron pada P700 juga membuat ketidakstabilan pada P700. Aliran elektron dari P680 sebelumnya akan dipakai untuk menutup kekosongan elektron pada P700 ini. Sementara elektron P700 yang tereksitasi akan dialirkan pada komplek protein membran yang mengandung penerima elektron lain. NADP ialah peserta elektron terakhir yang akan menerima elektron dari fatwa P700. Dengan ion hidrogen hasil pemecahan air sebelumnya, senyawa NADPH terbentuk sebagai produk selesai dari jalur FFNS.
Rangkuman dari perjalanan elektron pada jalur FFNS ialah mulai fotolisis membebaskan oksigen, elektron berlanjut ke P680 (FII) menciptakan ATP dan rampung ke P700 (FI) dengan menciptakan molekul NADPH.
b. Fotofosforilasi siklik (FFS)
Berbeda dengan jalur FFNS, jalur FFNS cuma melibatkan P700 (FI). Aliran elektron pada jalur ini bersifat siklik adalah kembali ke posisi semula. Ketika energi cahaya diserap pada P700 menciptakan elektron pada sentra reaksi tereksitasi. pada jalur ini tidak terjadi fotolisis air. Dengan demikian, elektron yang eksitasi ini akan dikembalikan ke sentra reaksi dengan berputar melalui kompleks protein membran. Pada pedoman balik inilah senyawa ATP akan dihasilkan. Jalur ini merupakan jalur yang hanya menciptakan ATP. Hal ini dikarenakan jumlah pemakaian ATP pada reaksi gelap akan lebih banyak dibanding NADPH2.
B. Reaksi Gelap
Disebut reaksi gelap alasannya adalah ialah pada reaksi ini tidak melibatkan cahaya. Reaksi gelap disebut juga siklus calvin yang ialah reaksi memanen kuliner berupa siklus. Reaksi gelap berlangsung di cairan kloroplas, stroma yang mengandung beragam enzim fotosintesis. Reaksi gelap melibatkan senyawa karbondioksida dari udara dan memerlukan energi (ATP dan NADPH2) yang terbentuk dari reaksi jelas untuk rangkaian reaksi calvin. Reaksi gelap terjadi lewat tiga tahapan:
1. Fiksasi
Enam molekul karbondioksida akan diikat oleh enam molekul ribolusa 1,6-biphosphat (RUBP) membentuk enam molekul senyawa berkarbon enam (karbondioksida berkarbon satu ditambah RUBP senyawa berkarbon lima). Reaksi ini dikatalisis oleh enzim rubisco. Senyawa berkarbon enam yang dihasilkan bersifat labil dan secara cepat dipecah menjadi senyawa berkarbon tiga adalah asam 3-phosphogliserat (PGA) sebanyak 12 mol.
2. Reduksi
Tahapan berikutnya adalah reduksi PGA. pertama, 12 mol PGA akan direduksi menjadi 12 mol asam 1,3-diphosphogliserat (DPGA), yang mendapatkan pemanis gugus phosphat dari pemecahan 12 mol ATP (hasil reaksi terang). Reduksi berlanjut dengan pengubahan 12 mol DPGA menjadi 12 mol phosphogliseraldehid (PGAL). pada reaksi kedua melibatkan 12 mol NADPH2 sebagai donor elektron (hidrogen).
3. Regenerasi
12 mol PGAL lalu akan dibagi untuk menjalani dua reaksi, 10 mol PGAL digunakan untuk regenerasi RUBP. Pada reaksi pembentukan kembali RUBP ini akan diperlukan ATP sebanyak 6 molekul. Sementara 2 mol PGAL sisanya akan dipakai untuk sintesis glukosa yang merupakan inti dari reaksi fotosintesis.
Sumber https://www.kakakpintar.id