FOTOSINTESIS

Organisme perlu energi untuk bertahan hidup. Beberapa organisme mampu menyerap energi dari sinar matahari dan menggunakannya untuk memproduksi gula dan senyawa organik lain seperti lemak dan protein. Gula yang kemudian digunakan untuk memberikan energi bagi organisme. Proses ini, disebut fotosintesis, digunakan oleh tanaman dan beberapa protista, bakteri, dan ganggang biru-hijau.

Fotosintesis
Dalam fotosintesis, energi matahari diubah menjadi energi kimia. Energi kimia disimpan dalam bentuk glukosa (gula). Karbon dioksida, air, dan sinar matahari digunakan untuk memproduksi glukosa, oksigen, dan air. Persamaan kimia untuk proses ini adalah:

6CO2 + 12H2O + cahaya → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

6 molekul karbon dioksida (6CO2) dan 12 molekul air (12H2O) yang dikonsumsi dalam proses, sedangkan glukosa (C6H12O6), enam molekul oksigen (6O2), dan enam molekul air (6H2O) yang dihasilkan.

Persamaan ini dapat disederhanakan sebagai: 6CO2 + 6H2O + cahaya → C6H12O6 + 6O2.

Fotosintesis pada Tumbuhan
Pada tumbuhan, fotosintesis terjadi terutama dalam daun. Sejak fotosintesis membutuhkan karbon dioksida, air, dan sinar matahari, semua zat ini harus diperoleh oleh atau diangkut ke daun. Karbon dioksida diperoleh melalui pori-pori di pabrik daun yang disebut stomata. Oksigen juga dirilis melalui stomata. Air diperoleh oleh tanaman melalui akar dan dikirim ke daun melalui sistem jaringan tanaman vaskular. Sinar matahari diserap oleh klorofil, pigmen hijau yang terletak di struktur sel tanaman yang disebut kloroplas. Kloroplas adalah situs fotosintesis. Kloroplas mengandung struktur, masing-masing memiliki fungsi tertentu:

Membran luar dan dalam: penutup pelindung yang menjaga struktur kloroplas tertutup.

Stroma: cairan padat dalam kloroplas. Situs konversi karbon dioksida menjadi gula.

Tilakoid: diratakan kantung seperti struktur membran. Situs konversi energi cahaya menjadi energi kimia.

Grana: tumpukan berlapis padat kantung tilakoid. Situs konversi energi cahaya menjadi energi kimia.

Klorofil: suatu pigmen hijau dalam kloroplas. Menyerap energi cahaya.

Tahapan Fotosintesis
Fotosintesis terjadi dalam dua tahap. Tahap ini disebut reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang terjadi di hadapan cahaya. Reaksi gelap tidak memerlukan cahaya langsung, bagaimanapun sejumlah reaksi gelap pada tanaman paling banyak terjadi di siang hari.

Reaksi terang terjadi terutama di tumpukan tilakoid dari Grana tersebut. Di sini, sinar matahari diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP (energi bebas yang mengandung molekul) dan NADPH (energi elektron tinggi membawa molekul). Klorofil menyerap energi cahaya dan memulai rantai langkah yang menghasilkan produksi ATP, NADPH, dan oksigen (melalui pemisahan air). Oksigen dirilis melalui stomata. Kedua ATP dan NADPH digunakan dalam reaksi gelap untuk menghasilkan gula.

Reaksi gelap terjadi di stroma. Karbon dioksida diubah menjadi gula menggunakan ATP dan NADPH. Proses ini dikenal sebagai fiksasi karbon atau siklus Calvin. Karbon dioksida dikombinasikan dengan gula 5-karbon menciptakan gula 6-karbon. Gula 6-karbon adalah akhirnya rusak-down menjadi dua molekul, glukosa dan fruktosa. Kedua molekul membuat sukrosa atau gula.