Ilmu Kimia Dalam Fotosintesis
Makhluk hidup membutuhkan energi untuk bertahan hidup. Beberapa organisme dapat mengambil energi dari sinar matahari dan menggunakannya untuk membuat gula dan bahan kimia lainnya. Gula kemudian digunakan untuk menyediakan bahan bakar bagi organisme. Proses ini, yang disebut fotosintesis, digunakan oleh organisme seperti tumbuhan, alga dan beberapa jenis bakteri.
Persamaan Fotosintesis
Fotosintesis mengambil energi dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi bahan bakar kimia. Bahan bakar disimpan sebagai molekul seperti glukosa, sejenis gula. Agar fotosintesis terjadi, diperlukan tiga bahan. bahan tersebut adalah karbon dioksida, air dan sinar matahari. Jadi, tiga hal masuk. Tiga hal yang berbeda keluar: glukosa, oksigen dan air
Persamaan kimia untuk proses fotosintesis dapat ditulis sebagai berikut:
6CO2 + 6H2O + Cahaya matahari→ C6H12O6 + 6O2
Artinya adalah bahwa enam molekul karbon dioksida (6CO2) dan enam molekul air (6H2O) digunakan. Glukosa (C6H12O6) dan enam molekul oksigen (6O2) yang dihasilkan.
Fotosintesis Pada Tanaman
Pada tumbuhan, fotosintesis terjadi terutama di dalam daun, yang dirancang untuk menyatukan karbon dioksida, air dan sinar matahari.
Daun dapat mengambil karbon dioksida dari udara. Mereka melakukannya melalui lubang kecil yang disebut stomata. Melalui stomata juga tanaman mengeluarkan oksigen.
Air diambil oleh tanaman melalui akarnya dan dikirim ke daun melalui sistem pembuluh darah, mirip dengan yang membawa darah ke seluruh tubuh kita.
Sinar matahari diambil oleh klorofil, bahan kimia hijau yang terletak di struktur sel tanaman yang disebut kloroplas. Kloroplas adalah tempat terjadinya fotosintesis. Ada beberapa struktur yang lebih kecil di dalam kloroplas, masing-masing melayani tujuan yang berbeda:
Selaput luar dan dalam adalah penutup yang menjaga struktur kloroplas tertutup.
Stroma adalah cairan padat di dalam kloroplas di mana karbon dioksida diubah menjadi gula.
Thylakoids terlihat seperti karung pipih dan di mana energi cahaya diubah menjadi energi kimia.
Grana terdiri dari tumpukan tilakoid tebal.
Klorofil adalah zat kimia di dalam kloroplas yang menyerap energi cahaya dan memberi warna hijau pada tanaman.
Tahapan Fotosintesis
Fotosintesis terjadi dalam dua tahap, yaitu reaksi cahaya dan reaksi gelap. Reaksi terang berlangsung di hadapan cahaya, sedangkan reaksi gelap tidak memerlukan cahaya langsung.
Reaksi terang terjadi sebagian besar di tumpukan tilakoid dari grana, yang merupakan tempat di mana sinar matahari diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH. ATP adalah singkatan dari adenosine triphosphate dan merupakan molekul penting yang mentransfer energi antar sel. NADPH singkatan dari nicotinamide adenine dinucleotide phosphate, dan merupakan molekul penting untuk penyimpanan energi
Baik ATP maupun NADPH digunakan dalam reaksi gelap untuk menghasilkan gula. Reaksi-reaksi ini terjadi di stroma.
Proses ini dikenal sebagai fiksasi karbon, atau siklus Calvin. Ini memiliki tiga tahap utama: fiksasi karbon, reduksi dan regenerasi.
Ada banyak jenis gula yang berbeda, dan molekul gula dapat memiliki jumlah molekul karbon yang berbeda. Selama proses fiksasi karbon, karbon dioksida dikombinasikan dengan gula 5-karbon [ribulose1,5-biphosphate (RuBP)], membuat gula 6-karbon.
ATP dan NADPH yang diproduksi dalam tahap reaksi cahaya digunakan untuk mengubah gula 6-karbon menjadi dua molekul 3-karbon yang disebut gliseraldehida 3-fosfat. Glyceraldehyde 3-fosfat digunakan untuk membuat glukosa dan fruktosa, dan kedua molekul ini kemudian bersatu untuk membuat sukrosa, gula biasa.
Pada tahap regenerasi, beberapa molekul gliseraldehida 3-fosfat digabungkan dengan ATP. Mereka kemudian berbalik kembali ke RuBP gula 5 karbon, menyelesaikan siklus.
Selanjutnya, RuBP dapat bergabung dengan karbon dioksida, memulai siklus lagi.
Singkatnya, fotosintesis adalah proses di mana energi cahaya diubah menjadi energi kimia, yang kemudian digunakan oleh tumbuhan dan organisme lain untuk mengubah kekuatan matahari menjadi bahan bakar.Pada tumbuhan, fotosintesis terjadi di kloroplas, yang ditemukan pada daun. Ada dua tahap utama dalam proses, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang mengubah cahaya menjadi energi (ATP dan NADHP) dan reaksi gelap menggunakan energi dan karbon dioksida untuk menghasilkan gula.