0 Tahapan Reaksi pada Fotosintesis

fotosintesis

Proses fotosintesis terjadi di kloroplas melalui 2 tahap reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

1. Reaksi Terang

     Reaksi terang merupakan tahap fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Reaksi terang terjadi bila terdapat sinar, misalkan sinar matahari. Selama tahap ini klorofil didalam membran ganna menyerap sinar merah dan nila yang gelombang panjang pada spektrum sinar, dan sinar mengerakkan transfer elektron dan hidrogen ke penerima yaitu NADP⁺.

Energi yang ditangkap oleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air. Pada proses ini, air terurai. Pemecaha ini disebut fotolisis. Fotolisis mengakibatkan molekul air pecah menjadi hidrogen dan oksigen.

Rekasi fotolisis dapat ditulis dengan persamaan :
2H2O 2H2 + O2
H2 yang terlepas ditampung oleh koenzim NADP. Dalam hal ini, NADP bertindak sebagai akseptor H2, bentuknya berubah menjadi NADP H2 dan O2 tetap dalam keadaan bebas.

NADP (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat) merupakan koenzim yang penting peranannya dalam kegiatan oksidasi reduksi dan banyak terdapat dalam sel hidup. Selama proses tersebut dihasilkan ATP.
Pada reaksi terang juga terjadi fosforilasi yang mengubah ADP menjadi ATP. Jadi energi cahaya di ubah menjadi energi kimia dengan pembentukan NADPH : sumber dari elektron berenergi, dan ATP ; energi sel yang serba guna.

>>>>> oo <<<<<

• Tahap pertama dari system fotosintesis adalah reaksi terang
• Reaksi ini memerlukan molekul air
• Reaksi ini sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari.
• Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.
• Sinar matahari yang berupa foton yang terbaik adalah sinar merah dan ungu
• Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna ungu (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
• Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid berupa pigmen yang terdiri dari sistem cahaya yang disebut fotosistem
• Dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I.
• fotosistem I dan II sebagai sistem pembawa elektron
• Fotosistem terdapat perangkat komplek protein pembentuk ATP berupa enzim ATP sintase.
• Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang
  gelombang 680 nanometer,
• sedangkan fotosistem I 700 nanometer.

• Kedua fotosistemini 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(P.680)
• Fotosistem II 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
• 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
• Jadi P 700 ( Photosistem I ) menhasilkan NADPH2 , sedang Phoyosistem II (P 680) menghasilkan Oksigen dan ATP

• Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP⁺ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH2.
• ATP dan NADPH2 inilah yang nanti akan digunakan sebagaienergi dalam reaksi gelap
• Reaksi terang terjadi di tilakoid, yaitu struktur cakram yang terbentuk dari pelipatan membran dalam kloroplas.
• Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika ada bertumpuk-tumpuk tilakoid, maka disebut grana

2. Reaksi Gelap

     Blackman (1905) adalah seorang ahli membuktikan bahwa reduksi dari CO2 ke CHO berlangsung tanpa sinar. Sehingga reaksi gelap disebut pula reaksi Blackman atau reduksi CO yang merupakan penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP.

Bila rekasi terang (Hill) dan rekasi gelap (Blackman) digabung maka reaksinya sebagai berikut :
2H2O 2NADP H2 + O2
Blackman :
CO2 + 2NADP H2 + O2 2NADP + H2 + CO + O + H2 + O2
Penggabungan :
2H2O + CO CH2O + H2O + O2
Bila baris terkahir dikalikan 6, maka akan diperoleh ;
12 H2O + 6CO2 (CH2O) + 6H2 + 6O2

>>>>> oo <<<<<

• Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis.
• Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma.
• Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO₂, yang berasal dari udara bebas.
• Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C₆H₁₂O₆), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme.
• Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.
• Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat.
• Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO₂ dalam reaksi gelap.
• Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.

• Pada fase fiksasi, 6 molekul ribulosa difosfat mengikat 6 molekul CO₂ dari udara dan membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil
• 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil itu kemudian pecah menjadi 12 molekul beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA).
• Selanjutnya, 3-asam fosfogliserat ini mendapat tambahan 12 gugus fosfat, dan membentuk 1,3-bifosfogliserat (PGA 1.3 biphosphat).
• Kemudian, 1,3-bifosfogliserat masuk ke dalam fase reduksi, dimana senyawa ini direduksi oleh H⁺ dari NADPH, yang kemudian berubah menjadi NADP⁺, dan terbentuklah 12 molekul fosfogliseraldehid (PGAL) yang beratom 3C.
• Selanjutnya terjadi sintesa , 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C (C₆H₁₂O₆).
• 10 molekul fosfogliseraldehid yang tersisa kemudian masuk ke dalam fase regenerasi, yaitu pembentukan kembali ribulosa difosfat.(RDP/RuBP)
• Pada fase ini, 10 molekul fosfogliseraldehid berubah menjadi 6 molekul ribulosa fosfat. Jika mendapat tambahan gugus fosfat, maka ribulosa fosfat akan berubah menjadi ribulosa difosfat (RDP),
• RDP/RuBP kemudian kembali akan mengikat CO₂ lagi , begitu setrusnya.

Reaksi gelap ini menghasilkan APG (asam fosfogliserat), ALPG (fosfogliseraldehid), RDP (ribulosa difosfat), dan glukosa (C₆H₁₂O₆).



Semoga Bermanfaat :)