Pengertian dan Proses Fotosintesis pada Tumbuhan � Reaksi fotosintesis dikenal sebagai mata rantai pembentukan senyawa makanan. Melalui reaksi inilah, ajaran materi dan energi terjadi pada suatu ekosistem. Istilah fotosintesis diambil dari kata photon yang berarti cahaya dan synthesis yang artinya membuat. Fotosintesis berarti reaksi pembentukan yang dibantu oleh energi cahaya. Reaksi ini terdiri atas dua tahapan yaitu reaksi terperinci dan reaksi gelap. Reaksi fotosintesis pada umumnya dideskripsikan sebagai reaksi yang membutuhkan karbondioksida dan air untuk menghasilkan karbohidrat (glukosa). Melalui fotosintesislah ajaran energi dari alam masuk dalam kehidupan organisme.
KLOROPLAS
Proses fotosintesis pada flora berlangsung di dalam organel kloroplas. Daun merupakan organ utama untuk fotosintesis. Hal ini alasannya ialah sel � sel mesofil daun kaya akan kloroplas. Untuk mempelajari proses fotosintesis perlu juga mengetahui struktur kloroplas sebagai kawasan fotosintesis. Kloroplas merupakan organel bermembran ganda (membran luar dan membran dalam) menyerupai pada mitokondria. Di dalam lumen kloroplas akan ditemukan sistem membran lainnya yang terdiri atas membran tilakoid dimana mengandung pigmen klorofil yang berperan sebagai penangkap cahaya. Di membran tilakoid inilah reaksi terperinci akan berlangsung. Tumpukan membran tilakoid akan membentuk granum (jamak: grana) yang akan dihubungkan dengan grana lainnya melalui lamella. Stroma merupakan cairan kloroplas yang mengandung banyak enzim � enzim fotosintesis. Reaksi gelap berlangsung di dalam stroma. kloroplas merupakan organel yang mempunyai DNA berupa sirkular. DNA kloroplas berperan sebagai mengatur sintesis enzim � enzim fotosintesis dan perbanyakan organel itu sendiri.
PROSES FOTOSINTESIS
Keseluruhan proses fotosintesis berlangsung di dalam organel kloroplas yaitu 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 berlangsung dalam dua tahapan reaksi yaitu:
A. Reaksi Terang
Reaksi terperinci merupakan reaksi awal 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 terperinci berlangsung di membran tilakoid/granum dimana terdapat kompleks pigmen penangkap cahaya untuk melangsungkan reaksi terang.
1. Perangkat reaksi terang
Reaksi terperinci merupakan jalur utama yang menciptakan masuknya energi kehidupan. Energi yang dipancarkan sumber energi akan ditangkap untuk menghasilkan energi kimia. Ketika seberka cahaya dilewatkan pada sebuah prisma, maka cahaya akan terdispersi dalam seberkas warna mejikuhibiniu. Energi yang dimiliki oleh seberkas cahaya sangat ditentukan pada panjang gelombangnya. Caha mempunyai panjang gelombang 400nm hingga 700nm. Cahaya merah merupakan spektrum cahaya yang mempunyai panjang gelombang paling tiggi yaitu 700nm, sementara spektrum cahaya ungu mempunyai panjang gelombang 400nm (paling rendah). Semakin tinggi panjang gelombang suatu cahaya maka semakin rendah energi yang dihasilkan. Begitu pula sebaliknya, semakin rendah panjang gelombang suatu berkas cahaya maka energi yang dihasilkan akan semakin tinggi. Hubungan ini sanggup dibuktikan dengan postulat Planck, yaitu E=h x 1/?. Reaksi terperinci 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 sentra penerima energi cahaya yang ditangkap oleh pigmen antena. Tiap kompleks antena terdiri atas satu sentra reaksi yang sanggup dikelilingi oleh ratusan (250 -350) pigmen antena yang terdiri atas pigmen klorofil b, karetenoid, dan pigmen lainnya. Pusat reaksi pada kompleks dibedakan menjadi dua menurut panjang gelombang yang diserapnya:
a. Fotosistem I
Fotosistem I mempunyai sentra reaksi klorofil yang aktif mendapatkan panjang gelombang cahaya sebesar 700nm. Sehingga fotosistem 1 dikenal dengan P700. Fotosistem ini merupakan sentra reaksi utama yang terlibat dalam rangkaian ajaran elektron pembentukkan energi.
b. Fotosistem II
Pusat reaksi lainnya aktif menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680nm, sehingga disebut P680.
2. Proses Reaksi Terang
Proses reaksi terperinci dimulai dikala energi cahaya mengenai sentra reaksi dan menjadikan ajaran elektron pada perangkat penerima cahaya (kompleks antenna). Pada reaksi terperinci akan dihasilkan sejumlah energi yang akan dipakai pada reaksi gelap. ATP ialah senyawa kimia berenergi tinggi, yang terbentuk pada reaksi terperinci melalui ajaran elektron. Pembentukan ATP pada reaksi terperinci melibatkan cahaya sehingga disebut fotofosforilasi. Ada dua jalur reaksi fotofosforilasi pada reaksi terang, yaitu:
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 mengenai sentra reaksi pada fotosistem II (P680), energi tinggi dari cahaya menciptakan dua elektron pada sentra reaksi akan tereksitasi ke kawasan yang lebih tinggi. Sehingga akan terjadi kelabilan pada struktur aton di sentra 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 dipakai untuk mengisi kekosongan elektron pada P680. Sementara ion hidrogen akan disimpan di membran tilakoid dan oksigen akan dibebaskan ke udara. Reaksi pemecahan air ini dikenal dengan reaksi Hills.
Elektron dari P680 yang tereksitasi sebelumnya akan dialiran ke penerima elektron pada kompleks protein di membran tilakoid. Dari ajaran elektron ini akan dihasilkan senyawa ATP yang berenergi tinggi. disisi lain, P700 juga mendapatkan energi cahaya yang sama dengan P680. Fotoeksitasi elektron pada P700 juga menciptakan 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 merupakan penerima elektron terakhir yang akan mendapatkan elektron dari ajaran P700. Dengan ion hidrogen hasil pemecahan air sebelumnya, senyawa NADPH terbentuk sebagai produk simpulan dari jalur FFNS.
Rangkuman dari perjalanan elektron pada jalur FFNS ialah mulai fotolisis membebaskan oksigen, elektron berlanjut ke P680 (FII) menghasilkan ATP dan berakhir ke P700 (FI) dengan menghasilkan molekul NADPH.
b. Fotofosforilasi siklik (FFS)
Berbeda dengan jalur FFNS, jalur FFNS hanya melibatkan P700 (FI). Aliran elektron pada jalur ini bersifat siklik yaitu 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 melewati kompleks protein membran. Pada ajaran balik inilah senyawa ATP akan dihasilkan. Jalur ini merupakan jalur yang hanya menghasilkan ATP. Hal ini dikarenakan jumlah pemakaian ATP pada reaksi gelap akan lebih banyak dibanding NADPH2.
B. Reaksi Gelap
Disebut reaksi gelap alasannya ialah pada reaksi ini tidak melibatkan cahaya. Reaksi gelap disebut juga siklus calvin yang merupakan reaksi memanen masakan berupa siklus. Reaksi gelap berlangsung di cairan kloroplas, stroma yang mengandung bermacam-macam enzim fotosintesis. Reaksi gelap melibatkan senyawa karbondioksida dari udara dan memerlukan energi (ATP dan NADPH2) yang terbentuk dari reaksi terperinci untuk rangkaian reaksi calvin. Reaksi gelap terjadi melalui 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 yaitu asam 3-phosphogliserat (PGA) sebanyak 12 mol.
2. Reduksi
Tahapan selanjutnya ialah reduksi PGA. pertama, 12 mol PGA akan direduksi menjadi 12 mol asam 1,3-diphosphogliserat (DPGA), yang menerima 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 kemudian akan dibagi untuk menjalani dua reaksi, 10 mol PGAL dipakai 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