Jelaskan kapan terjadinya pembentukan ATP dan NADPH pada proses fotosintesis

Dari namanya saja kita bisa memperkirakan bahwa fotosintesis merupakan proses pembentukan (sintesis) yang melibatkan cahaya (foto). Nah, Sobat Pintar pastinya sudah sering mendengar istilah fotosintesis, bukan?

Kalau Sobat Pintar hanya mengenal sekilas tentang fotosintesis, kalian akan mengira bahwa proses fotosintesis itu proses yang sederhana. Proses fotosintesis pada tumbuhan hanya membutuhkan tiga unsur utama, yaitu karbondioksida, air, dan klorofil dengan dibantu oleh cahaya matahari. Proses ini pada akhirnya akan membentuk glukosa dan oksigen yang akan disimpan dan dimanfaatkan oleh tanaman dan lingkungan sekitar, termasuk kita.

Namun ketika Sobat meneliti lebih dalam tentang proses fotosintesis, kalian akan mengetahui betapa kompleks dan menarik serangkaian proses yang terjadi, khususnya pada daun tanaman. Seperti apa keunikan dan tahapan proses fotosintesis yang terjadi pada tanaman? Yuk, kita kenali lebih dalam lagi definisi, rangkaian reaksi fotosintesis, dan faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis.

Pengertian Fotosintesis

Apa itu fotosintesis? Apakah fotosintesis hanya bisa dilakukan oleh tanaman? Mengapa manusia tidak dapat melakukan fotosintesis? Pertanyaan-pertanyaan tersebut akan terjawab ketika kalian memahami makna dari serangkaian proses fotosintesis.

Secara bahasa, fotosintesis berasal dari bahasa Yunani, yaitu foto yang berarti cahaya dan synthesis yang berarti penggabungan. Secara sederhana, fotosintesis adalah proses reaksi penggabungan berbagai zat untuk menghasilkan makanan oleh tumbuhan dengan melibatkan cahaya matahari.

Perlu Sobat Pintar ketahui bahwa tidak hanya tumbuhan yang dapat melakukan fotosintesis. Beberapa spesies bakteri, protista, dan alga juga dapat melakukan fotosintesis asalkan memiliki pigmen warna yang dapat menyerap spektrum cahaya tampak, dari ungu hingga merah. Pigmen warna tersebut tidak hanya klorofil yang berwarna hijau, Sobat. Ada juga xantofil yang berwarna jingga dan karoten yang berwarna kuning. Organisme yang dapat melakukan fotosintesis disebut sebagai organisme autotrof karena dapat membuat makanan sendiri berupa glukosa.

Proses Fotosintesis

Photo by Mariana Ruiz Villarreal on Coastal Wiki

Proses fotosintesis terdiri dari dua rangkaian proses yang diklasifikasikan berdasarkan kebutuhan cahaya dan tempat terjadinya, yakni reaksi terang dan reaksi gelap.

Reaksi Terang

Seperti namanya, reaksi terang adalah reaksi yang membutuhkan cahaya. Reaksi ini terjadi pada bagian tilakoid daun, tepatnya di grana. Pada reaksi terang terjadi proses fotolisis air atau pemecahan air dengan bantuan cahaya. Klorofil akan menyerap energi cahaya matahari, memecah air (H2O), menghasilkan oksigen (O2) dan energi berupa Adenosine Triphosphate (ATP).

Reaksi terang ini dapat dibagi lagi menjadi dua bentuk tahapan, yaitu nonsiklik dan siklik. Reaksi nonsiklik melibatkan fotosistem II (P680) elektron akan ditangkap oleh P680 dan disalurkan ke fotosistem I (P700). Sedangkan reaksi siklik terjadi apabila cahaya ditangkap oleh P700 kemudian elektron diteruskan ke akseptor elektron dan kembali ke P700.

Penamaan kedua fotosistem tersebut berdasarkan panjang gelombang optimal yang dapat diserap, yakni 680 nm dan 700 nm. Perbedaan yang lain yaitu tahap siklik hanya menghasilkan ATP tanpa adanya proses pembentukan NADPH.

Reaksi Gelap

Jika reaksi terang memerlukan cahaya, maka reaksi gelap tidak memerlukan cahaya dan terjadi di bagian stroma. Namun bukan berarti reaksi ini berhenti saat ada cahaya, Sobat.

Pada reaksi gelap, terjadi proses yang dinamakan siklus Calvin-Benson yang merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang. Reaksi ini pertama kali ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson sehingga disebut sebagai reaksi Calvin-Benson.

Reaksi gelap ini melibatkan enzim RuBisCO yang bertugas untuk menangkap O2 dari atmosfer. Reaksi gelap ini akan menghasilkan 3-phosphoglyceraldehyde (PGAL) sebagai bahan dasar pembentukan glukosa.

Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

Banyak hal yang dapat mempengaruhi kelancaran fotosintesis yang berlangsung sepanjang hari untuk memproduksi oksigen, makanan, dan energi. Berikut adalah faktor yang mempengaruhi fotosintesis:

Intensitas Cahaya

Kebutuhan cahaya setiap tanaman berbeda-beda. Ada tanaman jenis C3 dan C4. Tanaman C4 (tebu, jagung, dan sorgum) memiliki toleransi yang tinggi terhadap intensitas cahaya, sedangkan tanaman C3 (kacang-kacangan, kapas, kedelai, kentang, dan gandum) memiliki titik jenuh cahaya, sehingga pada intensitas tinggi tidak akan dapat meningkatkatkan intensitas fotosintesis.

Suhu

Suhu optimal proses fotosintesis tanaman juga berbeda-beda. Tanaman C4 (35-40oC) memiliki suhu optimal lebih tinggi dari tanaman C3 (20-26oC)

Umur tanaman

Semakin dewasa tanaman, jaringan-jaringan akan terbentuk semakin sempurna yang akan meningkatkan efektifitas dan laju proses fotosintesis.

Konsentrasi O2 dan CO2

Salah satu hasil samping fotosintesis adalah O2. Semakin banyak O2, maka intensitas fotosintesis semakin turun. Sementara itu, CO2 merupakan bahan dasar fotosintesis. Semakin tinggi konsentrasi CO2, maka laju fotosintesis semakin meningkat.

Sobat Pintar jangan lupa download aplikasi Aku Pintar di Play Store atau App Store, ya! Ada fitur Belajar Pintar yang bakal nemenin Sobat belajar di rumah. Simak juga artikel lainnya tentang Bioteknologi dan Siklus Air.

Jakarta -

Fotosintesis adalah suatu proses pembuatan atau pembentukan makanan yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun, yaitu klorofil dengan bantuan bantuan energi cahaya matahari.

Bagaimana proses fotosintesis terjadi? Ada empat hal penting yang dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Pertama air atau H2O, lalu karbondioksida atau CO2, klorofil, dan terakhir cahaya matahari. Air didapatkan tumbuhan dari dalam tanah yang diserap oleh akar dialirkan ke seluruh bagian tumbuhan termasuk daun.

Kemudian karbondioksida didapatkan dari udara yang masuk melalui stomata. Stomata ini letaknya di bagian bawah daun. Proses fotosintesis terjadi ketika klorofil di daun menangkap cahaya matahari dan menggunakannya untuk mengubah air dan karbondioksida menjadi gula dan oksigen.

Gula yang dihasilkan dapat digunakan langsung oleh tumbuhan atau disimpan dalam bagian lain seperti buah yang sering kita konsumsi. Selain gula, fotosintesis juga menghasilkan oksigen yang akan keluar melalui stomata ke udara dan kita gunakan untuk bernafas.

Dikutip dari buku "Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) SMP/MTs Kelas VIII" oleh Ir. Danang Setiyono, gas karbondioksida (CO2) dan air (H2O) adalah bahan baku untuk menghasilkan glukosa (C6 H12 O6) dan oksigen (O2).

Selanjutnya, glukosa akan disusun menjadi zat pati/amilum (C6 H10 O5)n , melalui reaksi polimerisasi. Zat pati kemudian, akan disimpan di dalam akar tumbuhan.

Untuk lebih detailnya, dikutip dari buku Modul Pembelajaran SMA Biologi kaya Susi Nurul Fitri, M.Pd., proses fotosintesis berlangsung dalam kloroplas, melalui dua tahapan reaksi, yaitu tahap reaksi terang dan tahap reaksi gelap.

Reaksi Terang

Reaksi terang atau reaksi hill ini sangat bergantung pada cahaya. Energi yang ditangkap oleh klorofil, digunakan agar dapat memecahkan molekul air. Pemecahan molekul air tersebut disebut dengan fotolesis.

Jenis pigmen klorofil yang berbeda-beda, hanya dapat menyerap panjang gelombang dengan besar foton (energi cahaya) yang berbeda pula. Reaksi terang berlangsung di dalam grana.

Grana adalah tumpukan tilakoid. Energi cahaya dalam grana, akan memacu pelepasan elektron dari fotosistem di dalam membran tilakoid. Didalam sel-sel daun terdapat tilakoid, dan protein serta molekul lainnya, yang akan membentuk fotosistem.

Fotosistem merupakan wadah dari ratusan molekul pigmen fotosintesis. Terdapat dua jenis fotosistem yang bekerjasama, yaitu fotosisten I dan fotosistem II, yang kemudian menghasilkan ATP dan NADPH2 sebagai produk utama dalam reaksi terang.

Dalam reaksi terang, terdapat dua kemungkinan aliran elektron, yakni jalur non-siklik dan aliran siklik. Aliran non siklik merupakan jalur utama dengan elektron mengalir dari molekul air, kemudian melalui fotosistem II dan fotosistem I.

Reaksi Gelap

Reaksi gelap atau reaksi calvin juga biasa disebut dengan istilah siklus Calvin-Benson. Disebut gelap, karena reaksi ini tidak bergantung dengan cahaya matahari.

Reaksi gelap adalah proses ATP dan NADPH yang dibuah CO2 menjadi gula. Reaksi gelap terjadi pada stroma. Di stroma terjadi fiksasi, reduksi, dan regenerasi.

Fasenya terdiri dari: pengikatan (fiksasi) CO2 - Reduksi - Pembentukan RuBP (Ribulosa Bifosfat) .

Reaksi gelap terbagi melalui beberapa tahapan, yaitu: - Karbondioksida diikat oleh RuBp menjadi fosfogliserat (PGA). - PGA direduksi menjadi PGAL (fosfogliseraldehida)

- PGAL akan diregenerasi menjadi glukosa dan RuBp

Itu tadi, penjelasan mengenai fotosintesis. Detikers sekarang sudah lebih paham kan dengan fotosintesis?

Simak Video "Kasus Omicron Melonjak, Akankah Tabung Oksigen Langka Seperti Saat Delta?"