Fotosintesis
Sumber energi bagi mahluk hidup berasal dari cahaya matahari, dan energi tersebut akan diubah oleh tumbuhan hijau menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis.
Secara umum reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut :
Klorofil
6CO2 + 6H2O + energi ----------> C6H12O6 + 6O2
beberapa karakteristik dasar yang dapat disimpulkan dari reaksi tersebut adalah :
1) CO2 dan air merupakan reakton untuk melakukan proses.
2) Cahaya yang diabsorpi oleh klorofil merupakan energi yang mengendalikan reaksi.
3) Karbohidrat (glukosa) sebagai salah satu hasil, dan O2 yang dalam hal ini merupakan sampah juga sebagai hasil lainnya.
Fotosintesis terdiri atas dua fase, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
A. Reaksi terang/reaksi Hill/Fotolisis
Reaksi teraang dikenal juga sebagai penguraian atau pemecahan air, karena pada peristiwa ini air dipecah oleh cahaya menjadi hidrogen dan oksigen. Bukti mengenai adanya pemecahan air tersebut dilakukan oleh Hill pada tahun 1937. Oleh karena itu reaksi terang ini dikenal juga sebagai reaksi Hill.
Reaksi-reaksi tersebut, pada mahluk hidup hanya dapat terjadi didalam klorofil. Klorofil berfungsi sebagai penangkap energi cahaya yang selanjutnya energi tersebut digunakan untuk menguraikan air (fotosintesis) menjadi H+ + OH-.
Molekul klorofil tersususn sedemikian rupa sehingga mampu menangkap energi cahaya matahari. Apabila atom dari molekul klorofil menyerap energi cahaya matahari. Apabila atom dari molekul klorofil menyerap energi cahaya, maka elektron yang mengelilingi atom-atom penyusun molekul klorofil tersebut dapat terlempar dari orbitnya. Elektron yang terlempar ini mengandung energi tinggi dan biasa disebut sebagai elektron yang tereksitasi. Oleh karena itu klorofil dikenal sebagai donor elktron. Setelah klorofil berperan sebagai donor. Selanjutnya akan berperan sebagai penerima (akseptor) elektron.
Artinya ia akan dapat menerima elektron dari luar. Klorofil yangkelingan elektron tadi disebut sebagai klorofil yang terionisasi (Kl +). Bila klorofil ini menerima kembali elektron dari luar, maka ia akan menjadi klorofil yang netral kembali.
Elektron yang terlempar tadi akan ditangkap oleh bermacam-macam akseptor. Pada waktu pemindahan elektron dari ekseptor pertama ke akseptor yang lainnya (fotofosforilasi), energi yang dikandungnya sedikit demi sedikit dibebaskan dan digunakan unutk mereaksikan fosfat (P) anorganik dengan ADP dan ATP.
Pemindahan elektron dibedakan atas :
a. Pemindahan elektron siklik
Terjadi apabila elektron yang dilepaskan oleh suatu klorofil akan kemabli lagi pada klorofil tersebut.
Pada pemidahan elektron siklik ini yang berperan sebagai akseptor pertama adalah vitamin K atau Flavin Mononukleotida (FMN). Selanjutnya elektron tersebut akan diteruskan pada sistem sitikrom sebagai akseptor kedua. Energi sebagaina besar akan dilepaskan dan digunakan untuk mereaksikan sebuah posfat dengan ADP menjadi ATP. Vitamin K atau FMN yang telah melepaskan energinya akan kembali menjadi vitamin K atau FMN yang netral. Dengan cara itulah, energi cahaya (fisika) diubah menjadi energi kimia. Dari akseptor kedua (sitokrom), elektron akan diteruskan pada akseptor ketiga, yaitu klorofil yang terionisasi (Kl+). Pada pemindahan elektron ini pun terjadi pembebasan energi yang digunakan untuk mereaksikan sebuah fospat dengan ADP menjadi ATP. Sitikrom yang telah melepaskan energinya, kembali menjadi sitokrom netral. Demikian pula klorofil yang terionisasi, setelah menerima elektronnya akan kembali menjadi sitokrom netral. Demikian pula klorofil menjadi klorofil yang netral.
Sumber energi bagi mahluk hidup berasal dari cahaya matahari, dan energi tersebut akan diubah oleh tumbuhan hijau menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis.
Secara umum reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut :
Klorofil
6CO2 + 6H2O + energi ----------> C6H12O6 + 6O2
beberapa karakteristik dasar yang dapat disimpulkan dari reaksi tersebut adalah :
1) CO2 dan air merupakan reakton untuk melakukan proses.
2) Cahaya yang diabsorpi oleh klorofil merupakan energi yang mengendalikan reaksi.
3) Karbohidrat (glukosa) sebagai salah satu hasil, dan O2 yang dalam hal ini merupakan sampah juga sebagai hasil lainnya.
Fotosintesis terdiri atas dua fase, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
A. Reaksi terang/reaksi Hill/Fotolisis
Reaksi teraang dikenal juga sebagai penguraian atau pemecahan air, karena pada peristiwa ini air dipecah oleh cahaya menjadi hidrogen dan oksigen. Bukti mengenai adanya pemecahan air tersebut dilakukan oleh Hill pada tahun 1937. Oleh karena itu reaksi terang ini dikenal juga sebagai reaksi Hill.
Reaksi-reaksi tersebut, pada mahluk hidup hanya dapat terjadi didalam klorofil. Klorofil berfungsi sebagai penangkap energi cahaya yang selanjutnya energi tersebut digunakan untuk menguraikan air (fotosintesis) menjadi H+ + OH-.
Molekul klorofil tersususn sedemikian rupa sehingga mampu menangkap energi cahaya matahari. Apabila atom dari molekul klorofil menyerap energi cahaya matahari. Apabila atom dari molekul klorofil menyerap energi cahaya, maka elektron yang mengelilingi atom-atom penyusun molekul klorofil tersebut dapat terlempar dari orbitnya. Elektron yang terlempar ini mengandung energi tinggi dan biasa disebut sebagai elektron yang tereksitasi. Oleh karena itu klorofil dikenal sebagai donor elktron. Setelah klorofil berperan sebagai donor. Selanjutnya akan berperan sebagai penerima (akseptor) elektron.
Artinya ia akan dapat menerima elektron dari luar. Klorofil yangkelingan elektron tadi disebut sebagai klorofil yang terionisasi (Kl +). Bila klorofil ini menerima kembali elektron dari luar, maka ia akan menjadi klorofil yang netral kembali.
Elektron yang terlempar tadi akan ditangkap oleh bermacam-macam akseptor. Pada waktu pemindahan elektron dari ekseptor pertama ke akseptor yang lainnya (fotofosforilasi), energi yang dikandungnya sedikit demi sedikit dibebaskan dan digunakan unutk mereaksikan fosfat (P) anorganik dengan ADP dan ATP.
Pemindahan elektron dibedakan atas :
a. Pemindahan elektron siklik
Terjadi apabila elektron yang dilepaskan oleh suatu klorofil akan kemabli lagi pada klorofil tersebut.
Pada pemidahan elektron siklik ini yang berperan sebagai akseptor pertama adalah vitamin K atau Flavin Mononukleotida (FMN). Selanjutnya elektron tersebut akan diteruskan pada sistem sitikrom sebagai akseptor kedua. Energi sebagaina besar akan dilepaskan dan digunakan untuk mereaksikan sebuah posfat dengan ADP menjadi ATP. Vitamin K atau FMN yang telah melepaskan energinya akan kembali menjadi vitamin K atau FMN yang netral. Dengan cara itulah, energi cahaya (fisika) diubah menjadi energi kimia. Dari akseptor kedua (sitokrom), elektron akan diteruskan pada akseptor ketiga, yaitu klorofil yang terionisasi (Kl+). Pada pemindahan elektron ini pun terjadi pembebasan energi yang digunakan untuk mereaksikan sebuah fospat dengan ADP menjadi ATP. Sitikrom yang telah melepaskan energinya, kembali menjadi sitokrom netral. Demikian pula klorofil yang terionisasi, setelah menerima elektronnya akan kembali menjadi sitokrom netral. Demikian pula klorofil menjadi klorofil yang netral.
b. Pemindahan elektron non-siklik
Klorofil yang terionisasi tidak selamanya akan menerima elektron yang dia lepasakan. Elektron yang lepas tersebut mungkin akan diganti oleh sumber lain yaitu H2O.
Persamaannya yaitu :
H+
H2O ------> H2+ + OH- atau H2O OH-
E-
Hasil fotolisis tersebut akan terus ikut dalam pola non-siklik. Ion H yang berbentuk akan ditangkap oleh akseptor hidrogen yang disebut NADP (Nikotinamid Adenin Dinukleotida Phospat). Satu molekul NADP ini dapat menerima dua otom hidrogen sekaligus. Oleh karena itu untuk memperoleh 2 atom hidrogen ini, maka 2 molekul H2O harus terionisasi. Dari 2 molekul air yang terionisasi, sealin 2 atom hodrogen, juga akan dihasilkan 2 buah atom ion hidroksil yang selanjutnya akan berasosiasi kembali membentuk H2O dan O2. Sedangkan 2 elektron yang dihasilkan dari 2 molekul air yang terionisasi ini akan ditangkap oleh sitokrom (akseptor elektron).
Klorofil yang terionisasi akan menerima elektron dari fotolisis H2O, sedangkan elektron yang dilepaskan akan digunakan untuk menetralisir NADP2H+ menjadi NADPH2.
Dengan demikian dari reaksi terang ini baik melalui pola pemindahan elektron siklik maupun non-siklik diperoleh ATP dan NADPH2 yang sangat diperlukan unutk dapat terselenggaranya fase berikutnya yaitu reaksi gelap atau fiksasi CO2.
B. Reaksi gelap (fiksasi O2)
Disebut reaksi gelap karena dapat berlangsung dalam keadaan tidak ada cahaya. Pada reaksi ini karbohidrat dibentuk. Untuk pembentukan karbohidrta in, selain bahan baku CO2 dan H2O juga diperlukan energi dan hidrogen (NADPH2 yang dihasilkan dari reaksi terang.
Reaksi gelap ini berlangsung dalam suatu siklus reaksi yang berjalan terus menerus seperti tiada akhirnya.
Senyawa pertama yang berfungsi dalam reaksi gelap ini adalah RDP (Riboluse Diphospat) yang akan bereaksi dengan bahan baku pertama yaitu CO2 menghasilkan PGA (Phosphoglyceric Acid). Setelah terbentuk PGA bahan baku kedua yaitu H2 akan memasuki rantai reaksi dan bereaksi dengan PGA menghasilkan PGAL (Phosphoglyceraldehyde). Dari PGAL ini selanjutnya akan dihasilkan karbohidrat dan RDP kembali.
No comments:
Post a Comment