Fotosintesis adalah proses anabolik yang dikelola secara kimiawi dari produksi campuran alami di dalam sel yang mengandung klorofil dari karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari sebagai sumber energi.
Dalam proses fotosintesis, ‘campuran kaya energi seperti karbohidrat dicampur dari campuran anorganik langsung seperti karbon dioksida dan air dalam pandangan klorofil dan sinar matahari dengan kebebasan oksigen’. Jalannya fotosintesis juga dapat dicirikan sebagai perubahan energi fotonik (yaitu energi cahaya atau cemerlang) menjadi energi sintetik.
Sekitar 90% dari fotosintesis lengkap di dunia diselesaikan oleh tumbuhan hijau di laut dan di air tawar. Lebih dari 170 miliar ton bahan kering dikirim setiap tahun melalui siklus ini. Selanjutnya, CO 2 tetap tahunan melalui fotosintesis adalah sekitar 7,0 × 1013 kg. Fotosintesis adalah respon anabolik dan endotermik. Fotosintesis membantu menjaga keseimbangan posisi O 2 dan CO 2 di iklim.
Pigmen yang terkait dengan Fotosintesis
- Klorofil A : (Terang atau biru-hijau dalam kromatografi). Warna yang signifikan, bertindak sebagai fokus respon, terlibat dengan menangkap dan mengubah cahaya menjadi energi majemuk.
- Klorofil B : (Kuning-hijau)
- Xantofil : (Kuning)
- Karotenoid : (Kuning hingga kuning-oranye) Di daerah biru dan merah, kisaran menunjukkan laju fotosintesis yang lebih tinggi.
Kompleks Pemanenan Ringan (LHC)
Bangunan pengumpul cahaya terdiri dari banyak partikel naungan yang terikat pada protein di dalam fotosistem I (PSI) dan fotosistem II (PSII). Setiap sistem foto memiliki semua warna kecuali satu partikel klorofil ‘a’ yang membingkai kerangka pengumpul cahaya (kabel penerima). Tempat respon (klorofil a) berbeda pada kedua sistem foto.
Fotosistem I (PSI): Klorofil ‘a’ memiliki puncak serapan pada 700 nm (P700). Fotosistem II (PSII): Klorofil ‘a’ memiliki puncak serapan pada 680 nm (P680).
Proses fotosintesis
Ini mencakup dua fase — Fase fotokimia dan fase biosintetik.
Fase fotokimia (Reaksi terang): Fase ini meliputi—penyerapan cahaya, pemisahan air, pelepasan oksigen, dan pembentukan ATP dan NADPH.
Fase biosintetik (Reaksi gelap): Ini adalah fase bebas cahaya, sintesis bahan makanan (gula).
Fotofosforilasi
Proses pembentukan bahan kimia berenergi tinggi (ATP dan NADPH).
Fotofosforilasi siklik
Dua sistem foto bekerja secara seri − Pertama PSII dan kemudian PSI. Kedua sistem foto ini terhubung melalui rantai transpor elektron ( Skema Z ). Baik ATP dan NADPH + H disintesis oleh proses ini. PSI dan PSII ditemukan di lamellae grana, karenanya proses ini dilakukan di sini.
Fotofosforilasi non-siklik
Hanya PSI yang berfungsi, elektron bersirkulasi di dalam sistem foto. Itu terjadi di stroma lamellae (kemungkinan lokasi) karena di wilayah ini enzim reduktase PSII dan NADP tidak ada. Karenanya, hanya molekul ATP yang disintesis.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis
Faktor-faktor yang mempengaruhi laju fotosintesis dapat diklasifikasikan secara luas menjadi:
Faktor Eksternal— Faktor -faktor yang tidak ada secara internal,
Faktor Internal- Faktor -faktor tersebut hadir secara internal pada tumbuhan.
- Karbon dioksida- Ekspansi dalam sentralisasi karbon dioksida dapat meningkatkan laju fotosintesis. Kekuatan dan sifat cahaya mempengaruhi laju fotosintesis.
- Suhu -Fotosintesis dipengaruhi oleh suhu. Fotosintesis peka terhadap suhu yang lebih tinggi karena suhu tinggi menyebabkan latensi protein.
- Sirkulasi udara penting untuk fotosintesis. Dalam jumlah kecil, oksigen diharapkan untuk transpor elektron.
- Nitrogen diketahui mempengaruhi laju fotosintesis
- Kontaminasi udara- Tolak laju fotosintesis
- Tanah, pH, dan keadaan iklim lainnya juga berperan
Ada beberapa faktor internal juga, yang mempengaruhi fotosintesis, beberapa di antaranya adalah
- Struktur Daun -Luas permukaan daun mempengaruhi laju fotosintesis jika daun runcing memiliki luas permukaan yang besar maka secara langsung mempengaruhi laju fotosintesis. Jika luas permukaan daun sempit, secara tidak langsung mempengaruhi laju fotosintesis.
- Klorofil -Ini adalah produk hijau yang ada di daun. Ini menyerap energi matahari, yang membantu mengubah CO 2 dan O 2. Jadi konsentrasinya secara langsung mempengaruhi laju fotosintesis.
- Akumulasi produk sampingan – Penyimpanan produk ganda di daun memberikan umpan balik negatif terhadap reaksi fotosintesis, dan secara tidak langsung mempengaruhi laju fotosintesis.
- Eksekusi Rubisco -Ini adalah enzim yang membantu dalam proses fotosintesis. Jadi, konsentrasinya secara langsung mempengaruhi laju fotosintesis.
- Gerakan protein dari Siklus Calvin
- Laju Transpor Elektron Kloroplas-ETC menyediakan ATP dan juga menyimpan energi dalam bentuk NADPH. Energi ini digunakan dalam Siklus Calvin untuk fotosintesis.
- Stomata -CO 2 adalah elemen utama untuk fotosintesis. Stomata adalah bukaan yang ada di permukaan daun yang memungkinkan perubahan gas antara tanaman dan lingkungan. Jadi, secara langsung mempengaruhi laju fotosintesis.
- Penggunaan karbon dan batas proses transportasi metabolit-
Pertanyaan Konseptual
Pertanyaan 1: Perbedaan antara klorofil ‘a’ dan klorofil ‘b’?
Menjawab:
- Klorofil a memiliki gugus metil pada posisi karbon ketiga dari cincin pirol II kepala porfirin. Sedangkan klorofil b memiliki gugus aldehida pada posisi karbon ketiga dari cincin pirol II atau kepala porfirin.
- Klorofil a memiliki retensi terbaik pada 429 nm (biru) dan 660 nm (merah) sedangkan klorofil b memiliki penyerapan terbaik pada frekuensi 453 nm (biru) dan 642 nm (merah).
- Klorofil an sangat larut dalam bensin dan eter sedangkan klorofil b larut dalam cairan metil.
- Klorofil an berwarna biru-hijau sedangkan klorofil b berwarna kuning-hijau.
Pertanyaan 2: Apa fungsi air dalam fotosintesis?
Menjawab:
- Fotosintesis berlangsung sebagai reaktan dalam respon cahaya.
- Tekanan air mendorong stomata untuk menutup.
- Ini mengurangi aksesibilitas karbon dioksida.
- Ini menurunkan daerah permukaan daun.
Pertanyaan 3: Sebutkan dua tumbuhan yang dapat melakukan fotosintesis pada malam hari
Menjawab:
Opuntia, Chenopodium, Bougainvillea.
Pertanyaan 4: Apa itu Tetesan merah?
Menjawab:
Ini adalah peristiwa penurunan hasil fotosintesis melewati bagian merah dari kisaran. Ini disebut dampak Emerson.
Pertanyaan 5: Mengapa tanaman hijau benar-benar mulai menghasilkan karbon dioksida daripada oksigen pada hari yang cerah?
Menjawab:
Ketika katalis RuBP karboksilase menjadi aktif pada hari yang cerah, parsialitas CO2-nya berkurang dan meningkat. Fotorespirasi menyebabkan perluasan kekurangan karbon yang difiksasi secara fotosintesis.
Pertanyaan 6: Apa hukum unsur pembatas?
Menjawab:
Menurut peraturan ini, dengan asumsi bahwa interaksi zat dipengaruhi oleh lebih dari satu bagian yang terdekat dengan nilainya yang dapat diabaikan; maka kurs akan dicirikan oleh variabel yang terdekat dengan nilainya yang tidak signifikan; komponen secara langsung memengaruhi siklus dengan asumsi jumlahnya diubah.