Fotosintesis – Definisi, Persamaan dan Produktifitas, Lengkap

Fotosintesis – Definisi, Persamaan dan Produktifitas, Lengkap
5 (100%) 1 vote

Photosynthesis Definition

Fotosintesis adalah jalur biokimia yang mengubah energi cahaya menjadi ikatan molekul glukosa. Proses fotosintesis terjadi dalam dua langkah. Pada langkah pertama, energi dari cahaya disimpan dalam ikatan adenosin trifosfat (ATP), dan nikotinamid adenin dinukleotida fosfat (NADPH). Kedua kofaktor penyimpan energi ini kemudian digunakan pada langkah kedua fotosintesis untuk menghasilkan molekul organik dengan menggabungkan molekul karbon yang berasal dari karbon dioksida (CO2). Langkah kedua fotosintesis dikenal sebagai Siklus Calvin. Molekul organik ini kemudian dapat digunakan oleh mitokondria untuk menghasilkan ATP, atau mereka dapat dikombinasikan untuk membentuk glukosa, sukrosa, dan karbohidrat lainnya. Persamaan kimia untuk seluruh proses dapat dilihat di bawah ini.

Persamaan Fotosintesis

Di atas adalah reaksi keseluruhan untuk fotosintesis. Dengan menggunakan energi dari cahaya dan hidrogen dan elektron dari air, tanaman menggabungkan karbon yang ditemukan dalam karbon dioksida menjadi molekul yang lebih kompleks.

Sementara molekul 3-karbon adalah hasil langsung dari fotosintesis, glukosa hanyalah dua dari molekul-molekul ini digabungkan dan sering digambarkan sebagai hasil langsung dari fotosintesis karena glukosa menjadi molekul dasar dalam banyak sistem seluler. Anda juga akan melihat bahwa 6 molekul oksigen gas diproduksi, sebagai produk sampingan. Pabrik dapat menggunakan oksigen ini dalam mitokondria selama fosforilasi oksidatif.

Sementara beberapa oksigen digunakan untuk tujuan ini, sebagian besar dikeluarkan ke atmosfer dan memungkinkan kita untuk bernapas dan menjalani fosforilasi oksidatif kita sendiri, pada molekul gula yang berasal dari tanaman.

READ  Sistem Reproduksi Manusia

Anda juga akan melihat bahwa persamaan ini menunjukkan air di kedua sisi. Itu karena 12 molekul air terbelah selama reaksi cahaya, sementara 6 molekul baru diproduksi selama dan setelah siklus Calvin. Walaupun ini adalah persamaan umum untuk keseluruhan proses, ada banyak reaksi individu yang berkontribusi pada jalur ini.

Tahapan Fotosintesis

Reaksi Terang

Reaksi cahaya terjadi pada membran tilakoid kloroplas sel tumbuhan. Thylakoids memiliki protein padat dan kelompok enzim yang dikenal sebagai sistem foto. Ada dua sistem ini, yang bekerja bersama satu sama lain untuk menghilangkan elektron dan hidrogen dari air dan memindahkannya ke kofaktor ADP dan NADP +. Sistem foto ini diberi nama sesuai urutan penemuannya, yang bertolak belakang dengan bagaimana elektron mengalir melaluinya. Seperti terlihat pada gambar di bawah, elektron bersemangat oleh aliran energi cahaya pertama melalui fotosistem II (PSII), dan kemudian melalui fotosistem I (PSI) saat mereka menciptakan NADPH. ATP dibuat oleh protein ATP sintase, yang menggunakan penumpukan atom hidrogen untuk mendorong penambahan gugus fosfat ke ADP.

Seluruh sistem berfungsi sebagai berikut. Fotosistem terdiri dari berbagai protein yang mengelilingi dan menghubungkan serangkaian molekul pigmen.

Pigmen adalah molekul yang menyerap berbagai foton, yang memungkinkan elektronnya menjadi tereksitasi. Klorofil a adalah pigmen utama yang digunakan dalam sistem ini, dan mengumpulkan transfer energi akhir sebelum melepaskan elektron.

Photosystem II memulai proses elektron ini dengan menggunakan energi cahaya untuk membelah molekul air, yang melepaskan hidrogen sambil menyedot elektron. Elektron kemudian dilewatkan melalui plastoquinone, suatu kompleks enzim yang melepaskan lebih banyak hidrogen ke dalam ruang tilakoid.

Elektron kemudian mengalir melalui kompleks sitokrom dan plastosianin untuk mencapai sistem foto I. Ketiga kompleks ini membentuk rantai transpor elektron, seperti yang terlihat pada mitokondria.

READ  Apa Itu Reproduksi Seksual?

Fotosistem Saya kemudian menggunakan elektron ini untuk mendorong reduksi NADP + menjadi NADPH. ATP tambahan yang dibuat selama reaksi cahaya berasal dari ATP sintase, yang menggunakan gradien besar molekul hidrogen untuk mendorong pembentukan ATP.

Siklus Calvin

Dengan pembawa elektronnya NADPH dan ATP yang semuanya terisi dengan elektron, pembangkit kini siap untuk menciptakan energi yang dapat disimpan.

Ini terjadi selama Siklus Calvin, yang sangat mirip dengan siklus asam sitrat yang terlihat pada mitokondria. Namun, siklus asam sitrat menciptakan ATP pembawa elektron lain dari molekul 3-karbon, sedangkan siklus Calvin menghasilkan produk-produk ini dengan menggunakan NADPH dan ATP. Siklus ini memiliki 3 fase, seperti yang terlihat pada grafik di bawah ini.

Selama fase pertama, karbon ditambahkan ke gula 5-karbon, menciptakan gula 6-karbon yang tidak stabil. Pada fase dua, gula ini direduksi menjadi dua molekul gula 3-karbon yang stabil.

Beberapa molekul ini dapat digunakan dalam jalur metabolisme lainnya, dan diekspor. Sisanya tetap melanjutkan bersepeda melalui siklus Calvin. Selama fase ketiga, gula lima karbon diregenerasi untuk memulai proses lagi.

Siklus Calvin terjadi dalam stroma kloroplas. Meskipun tidak dianggap sebagai bagian dari siklus Calvin, produk ini dapat digunakan untuk membuat berbagai gula dan molekul struktural.

Produk fotosintesis

Produk langsung dari reaksi ringan dan siklus Calvin adalah 3-fosfogliserat dan G3P, dua bentuk molekul gula 3-karbon yang berbeda. Dua dari molekul-molekul ini digabungkan sama dengan satu molekul glukosa, produk yang terlihat dalam persamaan fotosintesis. Meskipun ini adalah sumber makanan utama bagi tumbuhan dan hewan, kerangka 3-karbon ini dapat digabungkan menjadi berbagai bentuk. Bentuk struktural yang perlu diperhatikan adalah selulosa, dan bahan berserat sangat kuat yang pada dasarnya terbuat dari untaian glukosa. Selain gula dan molekul berbasis gula, oksigen adalah produk utama fotosintesis lainnya. Oksigen yang dibuat dari fotosintesis memicu setiap organisme yang hidup di planet ini.

READ  Sumber, Klasifikasi dan Pola Pertumbuhan Mikroorganisme