Pentingnya fotosintesis tidak dapat dilebih-lebihkan. Tumbuhan menggunakan sinar matahari untuk membuat makanan, dan kemudian Anda memakan tumbuhan itu. Saat Anda makan steak yang berair, Anda hanya selangkah lagi dari proses fotosintesis. Berkat fotosintesis, Anda diberdayakan oleh energi sinar matahari. Anda mungkin sudah tahu bahwa fotosintesis membutuhkan cahaya, air, dan karbon dioksida dan menggunakan hal-hal itu untuk menghasilkan oksigen dan makanan, tetapi ada lebih banyak kisah tentang apa yang terjadi selama fotosintesis pada tumbuhan.
Reaksi Terang
Fotosintesis pada tumbuhan terjadi dalam dua fase berbeda. Yang pertama dari keduanya disebut reaksi terang , dan yang kedua disebut siklus Calvin (atau reaksi gelap). Reaksi terang semuanya tentang satu hal: memanen energi dari cahaya.
Agar reaksi terang terjadi, kita membutuhkan dua hal: air dan sinar matahari. Jika Anda memiliki tanaman hias, Anda mungkin memperhatikan bahwa mereka tidak akan tumbuh dengan baik tanpa hal-hal ini. Fotosintesis bahkan tidak dapat dimulai tanpa cahaya dan air.
Oksigen Merupakan Produk Sampingan dari Fotosintesis
Proses fotosintesis dimulai ketika satu partikel cahaya, yang disebut foton , menabrak molekul klorofil yang tertanam di dalam protein yang disebut fotosistem (khususnya Fotosistem II). Foton itu bergerak dengan kecepatan cahaya, sehingga memiliki banyak energi.
Ketika mengenai molekul klorofil, pukulannya cukup keras untuk menjatuhkan partikel bermuatan tunggal yang disebut elektron . Elektron yang tereksitasi itu bergegas menjauh dari fotosistem, sementara molekul klorofil merobek satu molekul air untuk menggantikan elektronnya yang hilang. Ini menciptakan oksigen, produk sampingan dari fotosintesis.
Semangat Elektron!
Kembali ke elektron. Elektron berenergi itu melompat ke fotosistem penahan klorofil lain (Fotosistem I), di mana ia menggantikan elektron yang juga tereksitasi oleh satu foton cahaya. Namun, elektron yang digantikannya terlepas untuk melengkapi molekul pembawa elektron yang disebut – bersiaplah untuk itu – nikotinamida adenin dinukleotida fosfat , yang lebih dikenal sebagai NADPH. Proses ini juga menghasilkan sejumlah kecil molekul penahan energi yang disebut adenosin trifosfat (lebih dikenal sebagai ATP).
Ini banyak yang harus dipahami, tetapi untuk diringkas: Reaksi terang mengambil energi dari cahaya dan menggunakan air untuk mengubah energi itu menjadi dua bentuk peralihan, ATP dan NADPH. Jika Anda ingin tahu tentang apa yang terjadi pada mereka, Anda harus membaca terus.
Siklus Calvin
Bagian kedua dari fotosintesis disebut siklus Calvin (atau reaksi bebas cahaya). Reaksi terang bersusah payah memanfaatkan sinar matahari sehingga siklus Calvin dapat melakukan tugasnya, yaitu membuat gula. Anda dapat menganggap siklus Calvin sebagai mesin yang membuat gula. Mesin ini ditenagai oleh NADPH dan ATP, keduanya molekul yang dibuat oleh reaksi terang yang bertindak seperti baterai untuk menjaga Siklus Calvin tetap berputar. Karbon dioksida dimasukkan ke dalam mesin sebagai bahan mentah untuk membuat gula.
Bagaimana Gula Dibuat Selama Fotosintesis?
Produksi gula selama fotosintesis adalah proses yang sedikit rumit yang terjadi dalam tiga fase umum. Fase pertama adalah fiksasi . Ini terjadi ketika karbon dioksida ditangkap oleh enzim yang disebut RuBisCo, yang mengubah karbon dioksida dari molekul anorganik menjadi lebih ramah dan lebih mudah bekerja dengan bentuk organik.
Pada fase reduksi , beberapa ATP dan NADPH dikonsumsi. Ini mentransfer energi mereka ke senyawa organik dengan menambahkan elektron. Ini menghasilkan gula tiga karbon yang kemudian diubah menjadi gula enam karbon, yang merupakan produk sampingan utama dari siklus Calvin. Fase ketiga, fase regenerasi , cukup me-reset RuBisCo agar proses dapat dimulai lagi.
Untuk setiap enam molekul karbon dioksida yang masuk, siklus Calvin pecah dan menyusun kembali atom karbon dan oksigen dari molekul tersebut menjadi molekul yang disebut glukosa, yang Anda kenal sebagai gula.
Mengapa Membuat Gula?
Gula adalah produk sampingan fotosintesis yang paling penting. Gula mengandung cukup banyak energi, yang membuatnya menjadi makanan yang luar biasa untuk tanaman. Tapi itu tidak semua gula digunakan. Sebagian besar struktur tumbuhan terdiri dari gula dalam beberapa bentuk, apakah itu rantai panjang dan kaku yang dikenal sebagai selulosa , atau benang melingkar tebal yang kita sebut pati .
Gula juga merupakan sumber makanan yang bagus untuk hewan, oleh karena itu harus selalu ada banyak sayuran di piring Anda. Semua energi yang Anda peroleh dari makanan diubah dari sinar matahari melalui proses ini. Sungguh menakjubkan untuk berpikir bahwa tubuh Anda menggunakan tenaga surya!
Thomas Northcut/Photodisc/Getty Images
