Pengertian Fotosintesis dan Proses Terjadinya Fotosintesis Pada Tumbuhan

Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis adalah proses yang digunakan oleh tanaman, ganggang dan bakteri tertentu untuk memanfaatkan energi dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia.

Fotosintesis adalah proses yang digunakan oleh tanaman, ganggang dan bakteri tertentu untuk memanfaatkan energi dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia...Proses terjadinya fotosintesis pada tumbuhan dibagi menjadi dua yaitu: proses fotosintesis yang membutuhkan sinar matahari dan fotosintesis yang tidak membutuhkan sinar matahari. Kedua jenis proses ini berlangsung dalam kloroplas: reaksi bergantung cahaya pada tilakoid dan reaksi bebas-cahaya dalam stroma.

Fotosintesis mengambil karbon dioksida yang dihasilkan oleh semua organisme lalu mengubahnya menjadi oksigen.

Jenis-Jenis Fotosintesis

Ada dua jenis proses fotosintesis, yaitu: fotosintesis oksigenik dan fotosintesis anoksigenik. Prinsip umum fotosintesis anoksigenik dan oksigen sangat mirip, tetapi fotosintesis oksigenik adalah yang paling umum dan terlihat pada tanaman, ganggang dan cyanobacteria.

Selama fotosintesis oksigenik, energi cahaya mentransfer elektron dari air (H 2 O) ke karbon dioksida (CO 2 ), untuk menghasilkan karbohidrat. Dalam transfer ini, CO 2 "berkurang", atau menerima elektron, dan air menjadi "teroksidasi," atau kehilangan elektron. Akhirnya, oksigen diproduksi bersama dengan karbohidrat.

Fotosintesis oksigen berfungsi sebagai penyeimbang respirasi dengan mengambil karbon dioksida yang dihasilkan oleh semua organisme lalu mengubahnya menjadi oksigen

Di sisi lain, fotosintesis anoksigenik menggunakan donor elektron selain air. Proses ini biasanya terjadi pada bakteri seperti bakteri ungu dan bakteri sulfur hijau, yang terutama ditemukan di berbagai habitat air.

"Fotosintesis anoksigenik tidak menghasilkan oksigen, karena itulah namanya," kata David Baum, profesor botani di University of Wisconsin-Madison. "Apa yang diproduksi tergantung pada donor elektron. Misalnya, banyak bakteri menggunakan gas hidrogen sulfida yang berbau telur-buruk, menghasilkan sulfur padat sebagai produk sampingan."

Meskipun kedua jenis fotosintesis itu kompleks, urusan multistep, keseluruhan proses dapat diringkas dengan rapi sebagai persamaan kimia.

Fotosintesis oksigen ditulis sebagai berikut:

6CO 2 + 12H 2 O + Energi Ringan → C 6 H 12O 6 + 6O 2 + 6H 2 O

Di sini, enam molekul karbon dioksida (CO 2 ) bergabung dengan 12 molekul air (H 2 O) menggunakan energi cahaya. Hasil akhirnya adalah pembentukan molekul karbohidrat tunggal (C 6 H 12 O 6 , atau glukosa) bersama dengan enam molekul masing-masing oksigen dan air.

Demikian pula, berbagai reaksi fotosintesis anoksigenik dapat direpresentasikan sebagai satu formula umum:

CO 2 + 2H 2 A + Energi Ringan → [CH 2 O] + 2A + H 2 O

Huruf A dalam persamaan adalah variabel dan H 2 A mewakili donor elektron potensial. Misalnya, A dapat mewakili belerang dalam donor elektron hidrogen sulfida (H 2 S), jelas Govindjee dan John Whitmarsh, ahli biologi tanaman di Universitas Illinois di Urbana-Champaign, dalam buku " Konsep dalam Fotobiologi: Fotosintesis dan Fotomorfogenesis" ( Narosa Penerbit dan Kluwer Academic, 1999).


Komponen Fotosintesis

Berikut ini adalah komponen seluler yang penting untuk fotosintesis.

Pigmen

Pigmen adalah molekul yang memberikan warna pada tanaman , ganggang dan bakteri, tetapi mereka juga bertanggung jawab untuk secara efektif menjebak sinar matahari. Pigmen warna yang berbeda menyerap panjang gelombang cahaya yang berbeda. Di bawah ini adalah tiga kelompok utama.

  • Klorofil: Pigmen berwarna hijau ini mampu menjebak cahaya biru dan merah. Klorofil memiliki tiga subtipe, dijuluki klorofil a, klorofil b dan klorofil c. Menurut Eugene Rabinowitch dan Govindjee dalam buku mereka " Fotosintesis " (Wiley, 1969), klorofil a ditemukan di semua tanaman fotosintesis. Ada juga varian bakteri yang dinamai bacteriochlorophyll, yang menyerap cahaya inframerah. Pigmen ini terutama terlihat pada bakteri ungu dan hijau, yang melakukan fotosintesis anoksigenik.
  • Karoten: Pigmen merah, oranye, atau berwarna kuning ini menyerap cahaya kebiruan. Contoh-contoh karoten adalah xantofil (kuning) dan karoten (oranye) dari mana wortel mendapatkan warnanya.
  • Phycobilins: Pigmen merah atau biru ini menyerap panjang gelombang cahaya yang tidak diserap dengan baik oleh klorofil dan karotenoid. Mereka terlihat di cyanobacteria dan ganggang merah.

Plastid

Organisme eukariotik fotosintesis mengandung organel yang disebut plastid dalam sitoplasma mereka. Plastid berlapisan ganda pada tanaman dan ganggang disebut sebagai plastid primer, sedangkan varietas multipel yang ditemukan di plankton disebut plastid sekunder, menurut sebuah artikel di jurnal Nature Education oleh Cheong Xin Chan dan Debashish Bhattacharya, peneliti di Rutgers University di New Jersey.

Plastid umumnya mengandung pigmen atau dapat menyimpan nutrisi. Leucoplasts yang tidak berwarna dan tidak berpigmen menyimpan lemak dan pati, sedangkan kromoplas mengandung karotenoid dan kloroplas mengandung klorofil, seperti yang dijelaskan dalam buku Geoffrey Cooper, " Sel: Pendekatan Molekuler " (Sinauer Associates, 2000).

Fotosintesis terjadi pada kloroplas khususnya, di daerah grana dan stroma.Grana adalah bagian paling dalam dari organel, koleksi membran berbentuk cakram, ditumpuk menjadi kolom seperti piring. Cakram individu disebut thylakoids. Di sinilah transfer elektron berlangsung. Ruang kosong di antara kolom-kolom grana membentuk stroma.

Kloroplas mirip dengan mitokondria, pusat energi sel, karena mereka memiliki genom sendiri, atau kumpulan gen, yang terkandung dalam DNA sirkular. Gen-gen ini menyandikan protein yang penting bagi organel dan fotosintesis. Seperti mitokondria, kloroplas juga diduga berasal dari sel bakteri primitif melalui proses endosimbiosis.

"Plastid berasal dari bakteri fotosintesis yang ditelan oleh sel eukariotik bersel tunggal lebih dari satu miliar tahun yang lalu," kata Baum kepada Live Science. Baum menjelaskan bahwa analisis gen kloroplas menunjukkan bahwa ia pernah menjadi anggota kelompok cyanobacteria , "satu kelompok bakteri yang dapat mencapai fotosintesis oksigenik."

Dalam artikel mereka tahun 2010, Chan dan Bhattacharya menegaskan bahwa pembentukan plastid sekunder tidak dapat dijelaskan dengan baik oleh endosimbiosis cyanobacteria, dan bahwa asal-usul kelas plastid ini masih menjadi bahan perdebatan.

Antena

Molekul pigmen dikaitkan dengan protein, yang memungkinkan mereka untuk bergerak ke arah cahaya dan menuju satu sama lain.Sejumlah besar 100 hingga 5.000 molekul pigmen merupakan "antena," menurut sebuah artikel oleh Wim Vermaas , seorang profesor di Arizona State University. Struktur ini secara efektif menangkap energi cahaya dari matahari, dalam bentuk foton.

Pada akhirnya, energi cahaya harus ditransfer ke kompleks pigmen-protein yang dapat mengubahnya menjadi energi kimia, dalam bentuk elektron. Pada tanaman, misalnya, energi cahaya ditransfer ke pigmen klorofil .Konversi menjadi energi kimia tercapai ketika pigmen klorofil mengeluarkan elektron, yang kemudian dapat beralih ke penerima yang sesuai.

Pusat reaksi

Pigmen dan protein, yang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dan memulai proses transfer elektron, dikenal sebagai pusat reaksi.

Proses Terjadinya Fotosintesis Pada Tumbuhan

Proses terjadinya fotosintesis pada tumbuhan dibagi menjadi dua yaitu: proses fotosintesis yang membutuhkan sinar matahari dan fotosintesis yang tidak membutuhkan sinar matahari. Kedua jenis proses ini berlangsung dalam kloroplas: reaksi bergantung cahaya pada tilakoid dan reaksi bebas-cahaya dalam stroma.

Reaksi tergantung cahaya (juga disebut reaksi cahaya): Ketika foton cahaya mengenai pusat reaksi, molekul pigmen seperti klorofil melepaskan elektron.

"Trik untuk melakukan pekerjaan yang bermanfaat, adalah mencegah elektron itu menemukan jalan kembali ke rumah aslinya," kata Baum kepada Live Science. "Ini tidak mudah dihindari, karena klorofil sekarang memiliki 'lubang elektron' yang cenderung menarik elektron di dekatnya."

Elektron yang dihasilkan keluar dengan melakukan perjalanan melalui rantai transpor elektron, yang menghasilkan energi yang dibutuhkan untuk menghasilkan ATP (adenosin trifosfat, sumber energi kimia untuk sel) dan NADPH. "Lubang elektron" dalam pigmen klorofil asli diisi dengan mengambil elektron dari air. Akibatnya, oksigen dilepaskan ke atmosfer.

Reaksi bebas-cahaya (juga disebut reaksi gelap dan dikenal sebagai siklus Calvin). Reaksi cahaya menghasilkan ATP dan NADPH, yang merupakan sumber energi cahaya yang mendorong reaksi gelap. Tiga langkah reaksi kimia membentuk siklus Calvin yaitu: fiksasi karbon, reduksi, dan regenerasi. Reaksi ini menggunakan air dan katalis. Atom karbon dari karbon dioksida adalah "tetap," ketika mereka dibangun menjadi molekul organik yang akhirnya membentuk gula tiga karbon. Gula ini kemudian digunakan untuk membuat glukosa atau didaur ulang untuk memulai siklus Calvin lagi.

Belum ada Komentar untuk "Pengertian Fotosintesis dan Proses Terjadinya Fotosintesis Pada Tumbuhan"

Posting Komentar

Iklan Atas Artikel

Iklan Tengah Artikel 1

Iklan Tengah Artikel 2

Iklan Bawah Artikel