tahapan fotosintesis dapat dibagi berdasarkan jumlah sinar matahari tanaman menerima. Fotosintesis adalah proses dimana tumbuhan dan alga mencari makan. Proses ini terdiri dari transformasi cahaya menjadi energi, yang diperlukan untuk kelangsungan hidup.
Tidak seperti manusia yang membutuhkan agen eksternal seperti hewan atau tanaman untuk bertahan hidup, tanaman dapat membuat makanan sendiri melalui fotosintesis. Hal ini dikenal sebagai nutrisi autotrophic.
Kata fotosintesis terdiri dari dua kata: foto dan sintesis. Foto berarti campuran cahaya dan sintesis. Oleh karena itu, proses ini secara harfiah mengubah cahaya menjadi makanan. Organisme yang mampu mensintesis zat untuk membuat makanan, serta tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri, disebut sebagai autotrof.
Fotosintesis membutuhkan cahaya, karbon dioksida, dan air untuk melakukan. Karbon dioksida dari udara memasuki daun tanaman melalui pori-pori yang terdapat di dalamnya. Sebaliknya, air diserap oleh akar dan bergerak hingga mencapai daun dan cahaya diserap oleh pigmen daun.
Selama fase ini, unsur-unsur fotosintesis, air dan karbon dioksida, memasuki tanaman dan produk fotosintesis, oksigen dan gula, meninggalkan tanaman.
Fase/tahapan fotosintesis
Pertama, energi cahaya diserap oleh protein yang terdapat dalam klorofil. Klorofil adalah pigmen yang ada dalam jaringan tanaman hijau; fotosintesis biasanya terjadi pada daun, khususnya pada jaringan yang disebut mesofil.
Setiap sel jaringan mesofilik mengandung organisme yang disebut kloroplas. Organisme ini dirancang untuk melakukan fotosintesis. Struktur yang disebut tilakoid, yang mengandung klorofil, dikelompokkan dalam setiap kloroplas.
Pigmen ini menyerap cahaya, oleh karena itu terutama bertanggung jawab untuk interaksi pertama antara tanaman dan cahaya.
Pada daun terdapat pori-pori kecil yang disebut stomata . Mereka bertanggung jawab untuk memungkinkan karbon dioksida menyebar di dalam jaringan mesofilik dan oksigen untuk melarikan diri ke atmosfer . Dengan demikian, fotosintesis terjadi dalam dua tahap: fase terang dan fase gelap.
– Fase cahaya
Fase terang dan fase gelap. Maulucioni [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], dari Wikimedia Commons
Reaksi ini hanya terjadi ketika cahaya hadir dan terjadi di membran tilakoid kloroplas. Pada fase ini, energi yang berasal dari sinar matahari diubah menjadi energi kimia. Energi ini akan digunakan seperti bensin untuk dapat merakit molekul glukosa.
Transformasi menjadi energi kimia terjadi melalui dua senyawa kimia: ATP, atau molekul yang menyimpan energi, dan NADPH, yang membawa elektron tereduksi. Selama proses inilah molekul air diubah menjadi oksigen yang kita temukan di lingkungan.
Energi matahari diubah menjadi energi kimia dalam kompleks protein yang disebut fotosistem. Ada dua fotosistem, keduanya ditemukan di dalam kloroplas. Setiap fotosistem memiliki beberapa protein yang mengandung campuran molekul dan pigmen seperti klorofil dan karotenoid sehingga penyerapan sinar matahari dimungkinkan.
Pada gilirannya, pigmen fotosistem bertindak sebagai kendaraan untuk menyalurkan energi, karena mereka memindahkannya ke pusat reaksi. Ketika cahaya menarik pigmen, ia mentransfer energi ke pigmen terdekat. Pigmen terdekat ini juga dapat mentransmisikan energi itu ke beberapa pigmen terdekat lainnya sehingga prosesnya berulang secara berurutan.
Fase cahaya ini dimulai pada fotosistem II. Di sini, energi cahaya digunakan untuk membagi air.
Proses ini melepaskan elektron, hidrogen dan oksigen. Elektron bermuatan energi diangkut ke fotosistem I, di mana ATP dilepaskan. Dalam fotosintesis oksigen, donor elektron pertama adalah air dan oksigen yang dihasilkan akan menjadi limbah. Beberapa elektron donor digunakan dalam fotosintesis anoksigenik.
Pada tahap ringan, energi cahaya ditangkap dan disimpan sementara di molekul kimia ATP dan NADPH. ATP akan dipecah untuk melepaskan energi dan NADPH akan menyumbangkan elektron untuk mengkonversi molekul karbon dioksida menjadi gula.
– Fase gelap
Dalam fase gelap, karbon dioksida dari atmosfer ditangkap untuk dimodifikasi ketika hidrogen ditambahkan ke dalam reaksi.
Dengan demikian, campuran ini akan membentuk karbohidrat yang akan digunakan oleh tanaman sebagai makanan. Disebut fase gelap karena cahaya tidak secara langsung diperlukan untuk terjadinya. Tetapi terlepas dari kenyataan bahwa cahaya tidak diperlukan untuk reaksi ini berlangsung, proses ini membutuhkan ATP dan NADPH yang dibuat dalam fase cahaya.
Fase ini terjadi di stroma kloroplas. Karbon dioksida memasuki bagian dalam daun melalui stromata kloroplas. Atom karbon digunakan untuk membangun gula. Proses ini dilakukan berkat ATP dan NADPH yang terbentuk pada reaksi sebelumnya.
Reaksi fase gelap
Pertama, molekul karbon dioksida digabungkan dengan molekul reseptor karbon yang disebut RuBP, menghasilkan senyawa 6-karbon yang tidak stabil.
Segera senyawa ini dibagi menjadi dua molekul karbon yang menerima energi dari ATP dan menghasilkan dua molekul yang disebut BPGA.
Kemudian satu elektron dari NADPH digabungkan dengan masing-masing molekul BPGA untuk membentuk dua molekul G3P.
Molekul G3P ini akan digunakan untuk membuat glukosa. Beberapa molekul G3P juga akan digunakan untuk mengisi dan memulihkan RuBP, yang diperlukan untuk melanjutkan siklus.
Pentingnya fotosintesis
Fotosintesis penting karena menghasilkan makanan bagi tumbuhan dan oksigen. Tanpa fotosintesis, tidak mungkin mengkonsumsi banyak buah dan sayuran yang diperlukan untuk makanan manusia. Juga, banyak hewan yang dikonsumsi manusia tidak dapat bertahan hidup tanpa memakan tumbuhan.
Di sisi lain, oksigen yang dihasilkan oleh tanaman diperlukan untuk semua kehidupan di Bumi, termasuk manusia, untuk bertahan hidup. Fotosintesis juga bertanggung jawab untuk menjaga tingkat oksigen dan karbon dioksida di atmosfer stabil. Tanpa fotosintesis, kehidupan di Bumi tidak akan mungkin terjadi.
Referensi
- Buka Stax. Sekilas tentang Fotosintesis. (2012). Universitas Beras. Dipulihkan dari: cnx.org.
- Farabi, MJ. Fotosintesis. (2007). Perguruan Tinggi Komunitas Gunung Estrella. Diperoleh dari: 2.estrellamountain.edu.
- “Fotosintesis” (2007). McGraw Hill Encyclopedia of Science and Technology, edisi ke-10. Vol.13. Diperoleh dari: en.wikipedia.org.
- Pengantar fotosintesis. (2016). KhanAcademy. Dipulihkan dari: khanacademy.org.
- “Proses Reaksi Bergantung Cahaya” (2016). Biologi Tanpa Batas. Dipulihkan dari : tak terbatas.com.
- Berg, JM, Tymoczko, JL, dan Stryer, L. (2002). “Aksesori pigmen corongenergi ke pusat reaksi” Biokimia. Dipulihkan dari: ncbi.nlm.nih.gov.
- Koning, RE (1994) “Siklus Calvin.” Dipulihkan dari: plantphys.info.
- Fotosintesis pada Tumbuhan. Pendidikan Fotosintesis. Diperoleh dari: fotosintesiseducation.com.
- “Apa yang akan terjadi jika bumi tidak memiliki fotosintesis?” Universitas California, Santa Barbara. Dipulihkan dari: scienceline.ucsb.edu.