Rincian Fotosintesis
Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada
sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak
yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat
kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama,
seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.
Pada tumbuhan,
organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara
umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan
reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis,
tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat)
biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.
Pada
dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian
utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak
memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).
Reaksi terang
Reaksi
terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi
ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh
pigmen sebagai antena.
Pigmen klorofil menyerap lebih banyak
cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700
nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan
dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi
bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak
energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena
panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.
Di
dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan
pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang
berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II
dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang
menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan
fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara
simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang
bekerja saling memperkuat.
Fotosintesis dimulai ketika cahaya
mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan
elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi
dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan
ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan
fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus
segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi
oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan
ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.
Oksigen
dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon
dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang
mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri
fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan
oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.
Pada
saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi
fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai
transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.
Reaksi gelap
ATP
dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai
proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah
siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa
(dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi
gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat
terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).
0 comments:
Post a Comment