Reaksi Fotosintesis Gelap dan Terang

Fotosintesis merupakan proses penyusunan senyawa kimia yang melibatkan cahaya. Proses fotosintesis terdiri dari dua tahapan reaksi, yaitu: 1) reaksi yang membutuhkan cahaya, disebut sebagai reaksi terang; 2) dilanjutkan dengan reaksi tanpa cahaya, disebut juga sebagai reaksi gelap.


Berikut merupakan persamaan reaksi yang terjadi selama proses fotosintesis.
CO2 + 2 H2O ----> (CH2O)6 + O2 + H2O

Berdasarkan persamaan reaksi di atas, CO2 dari udara luar masuk ke dalam stomata (mulut daun) yang terdapat pada permukaan daun. H2O (air) yang berasal dari tanah diserap masuk ke dalam jaringan tumbuhan oleh akar. Pigmen klorofil yang terdapat di dalam daun akan menyerap energi cahaya dengan gelombang 400-700 nm. Energi yang diserap akan digunakan untuk membentuk (CH2O)6 (karbohidrat), O2 (oksigen), dan H2O (air).

Reaksi Terang
Pada saat reaksi terang, terjadi proses penangkapan energi cahaya (foton) oleh pigmen klorofil yang terdapat di dalam tumbuhan. Pigmen klorofil terletak di dalam organel kloroplas, yaitu di dalam membrane tilakoid. Reaksi terang akan menghasilkan ATP (adenosin tri fosfat) dan NADPH (nikotinamida adenin dinukleotida fosfat) sebagai produk akhir yang akan digunakan lebih lanjut di dalam reaksi gelap. Penangkapan energi cahaya pada reaksi terang melibatkan dua sistem cahaya (fotosistem) yaitu fotosistem 1 dan fotosistem 2.



Fotosistem merupakan molekul protein kompleks yang tertanam di dalam membran tilakoid. Klorofil yang terdapat di dalam fotosistem I (PS I) akan menyerap foton (energi cahaya) dengan maksimal panjang gelombang 700 nm sedangkan klorofil pada fotosistem II (PS II) akan menyerap maksimal panjang gelombang cahaya 680 nm. Pada mulanya, foton akan diserap oleh klorofil di PS II. Ketika foton diserap oleh 1 klorofil, energi yang diperoleh dilepaskan ke pigmen berikutnya (1) dan akhirnya sampai di pusat reaksi (2) yang menyebabkan elektron di dalam PS II menjadi tereksitasi (berubah menjadi energi yang lebih tinggi). Elektron tersebut menjadi tidak stabil dan akan ditangkap oleh PS II lain yang menyebabkan PS II yang kehilangan elektron menjadi bermuatan positif. Elektron yang hilang diganti dengan cara pemecahan molekul air (3) yang akan menghasilkan produk sampingan berupa O2 (oksigen) dan elektron H+. oksigen akan dilepas ke udara sedangkan elektron H+ akan digunakan di dalam PS I. Melalui rantai elektron transpor, tiap elektron yang tereksitasi akan ditransfer ke PS I (4). Elektron tersebut akan menyediakan energy untuk pembentukan ATP. Foton yang diserap oleh PS 1 akan mengeksitasi elektron yang selanjutnya akan ditangkap oleh aseptor elektron (5). Elektron selanjutnya dibawa ke NADP reduktase untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH (6).


Reaksi Gelap
Produk akhir dari reaksi terang yang berupa ATP dan NADPH akan digunakan di dalam reaksi gelap yang berlangsung di dalam stroma. Reaksi ini juga disebut dengan siklus calvin yang merupakan proses reduksi CO2 menjadi (CH2O)6 (karbohidrat). Selain ATP dan NADPH dari reaksi terang, reaksi ini membutuhkan molekul CO2.



Siklus calvin dimulai dengan penggabungan senyawa CO2 dengan senyawa gula berantai karbon 5 (RuBP-ribulosa bifosfat) menghasilkan 2 senyawa 3-PGA (forfogliserat) yang masing-masing berantai karbon 3 (1). 6 senyawa 3-PGA diubah menjadi 6 senyawa G3P (gliseraldehid 3 fosfat) dengan bantuan 6 ATP dan 6 NADPH (2). 5 senyawa G3P akan mengalami siklus berulang membentuk RuBP dan diubah kembali menjadi 3-PGA dan seterusnya (4), sedangkan 1 senyawa G3P akan diubah menjadi glukosa (C6H12O6) dan senyawa lainnya. Glukosa maupun senyawa lainnya akan digunakan sebagai sumber energi bagi tumbuhan.

______
Penulis: Andi Madihah Manggabarani

Referensi: Reece JB, Taylor MR, Simon EJ, Dickey JL. 2012. Biology: Concept and connections. Campbell 7th edition. San Fransisco (US): Pearson Education, Inc

Bagikan Ilmu