3 TAHAP FOTOSINTESIS DAN KARAKTERISTIKNYA - BIOLOGI - 2025

The tahap fotosintesis dapat dibagi berdasarkan jumlah sinar matahari tanaman menerima. Fotosintesis adalah proses di mana tumbuhan dan alga memberi makan. Proses ini terdiri dari transformasi cahaya menjadi energi, yang diperlukan untuk kelangsungan hidup.

Berbeda dengan manusia yang membutuhkan agen luar seperti hewan atau tumbuhan untuk bertahan hidup, tumbuhan dapat membuat makanan sendiri melalui fotosintesis. Ini dikenal sebagai nutrisi autotrofik.

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 autotrof.

Fotosintesis membutuhkan cahaya, karbon dioksida, dan air untuk bekerja. 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 tersebut, unsur fotosintesis, air dan karbondioksida, masuk ke dalam tumbuhan dan produk fotosintesis, oksigen dan gula, meninggalkan tumbuhan.

Fase / tahapan fotosintesis

Pertama, energi cahaya diserap oleh protein yang ditemukan di klorofil. Klorofil adalah pigmen yang ada di jaringan tumbuhan 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 di setiap kloroplas.

Pigmen ini menyerap cahaya, oleh karena itu pigmen ini terutama bertanggung jawab untuk interaksi pertama antara tumbuhan dan cahaya.

Pada daunnya terdapat pori-pori kecil yang disebut stomata. Mereka bertanggung jawab untuk memungkinkan karbon dioksida menyebar di dalam jaringan mesofilik dan oksigen keluar ke atmosfer. Dengan demikian, fotosintesis terjadi dalam dua tahap: fase terang dan fase gelap.

- Fase cahaya

Fase terang dan fase gelap. Maulucioni, dari Wikimedia Commons

Reaksi ini hanya terjadi jika ada cahaya dan terjadi di membran tilakoid kloroplas. Pada fase ini energi yang berasal dari sinar matahari diubah menjadi energi kimiawi. 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 banyak protein yang mengandung campuran molekul dan pigmen seperti klorofil dan karotenoid sehingga memungkinkan terjadinya penyerapan sinar matahari.

Pada gilirannya, pigmen fotosistem bertindak sebagai kendaraan untuk menyalurkan energi, saat mereka memindahkannya ke pusat reaksi. Saat cahaya menarik pigmen, ia mentransfer energi ke pigmen terdekat. Pigmen terdekat ini juga dapat mengirimkan energi tersebut ke beberapa pigmen terdekat lainnya dan proses ini diulangi 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 yang bermuatan energi diangkut ke fotosistem I, di mana ATP dilepaskan. Dalam fotosintesis oksigenik, elektron donor pertama adalah air dan oksigen yang dibuat akan menjadi limbah. Beberapa elektron donor digunakan dalam fotosintesis anoksigenik.

Dalam fase cahaya, energi cahaya ditangkap dan disimpan sementara dalam molekul kimia ATP dan NADPH. ATP akan dipecah untuk melepaskan energi dan NADPH akan mendonasikan elektronnya untuk mengubah molekul karbondioksida menjadi gula.

- Fase gelap

Pada fase gelap, karbon dioksida dari atmosfer ditangkap untuk dimodifikasi ketika hidrogen ditambahkan ke reaksi.

Dengan demikian campuran ini akan membentuk karbohidrat yang nantinya akan digunakan oleh tumbuhan sebagai makanan. Ini disebut fase gelap karena cahaya tidak secara langsung diperlukan untuk itu terjadi. Namun terlepas dari kenyataan bahwa cahaya tidak diperlukan agar 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 terbagi 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 agar siklus dapat terus berlanjut.

Pentingnya fotosintesis

Fotosintesis penting karena menghasilkan makanan untuk tumbuhan dan oksigen. Tanpa fotosintesis, tidak mungkin mengonsumsi banyak buah dan sayuran yang diperlukan untuk makanan manusia. Selain itu, banyak hewan yang dikonsumsi manusia tidak dapat bertahan hidup tanpa memakan tumbuhan.

Di sisi lain, oksigen yang dihasilkan tumbuhan sangat diperlukan bagi semua kehidupan di Bumi, termasuk manusia, untuk bertahan hidup. Fotosintesis juga bertanggung jawab untuk menjaga kestabilan kadar oksigen dan karbon dioksida di atmosfer. Tanpa fotosintesis, kehidupan di Bumi tidak akan mungkin ada.

Referensi

1. Buka Stax. Sekilas Fotosintesis. (2012). Universitas Rice. Dipulihkan dari: cnx.org.
2. Farabee, MJ. Fotosintesis. (2007). Komunitas Gunung Estrella Diperoleh dari: 2.estrellamountain.edu.
3. "Fotosintesis" (2007). McGraw Hill Encyclopedia of Science and Technology, edisi ke-10. Vol. 13. Diperoleh dari: en.wikipedia.org.
4. Pengantar fotosintesis. (2016). KhanAcademy. Diperoleh dari: khanacademy.org.
5. "Processes of the Light-DependentReactions" (2016). Biologi Tanpa Batas. Dipulihkan dari: boundless.com.
6. Berg, JM, Tymoczko, JL, dan Stryer, L. (2002). "Aksesoripigmenfunnelenergiintoreaksi pusat" Biokimia. Diperoleh dari: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Koning, RE (1994) "Siklus Calvin". Diperoleh dari: plantphys.info.
8. Fotosintesis pada Tanaman. FotosintesisPendidikan. Diperoleh dari: photosynthesiseducation.com.
9. “Apa yang akan terjadi jika mereka tidak memiliki fotosintesis?” Universitas California, Santa Barbara. Diperoleh dari: scienceline.ucsb.edu.