Fotosintesis | Definiso, Tahapan, Reproduksi

Definisi fotosintesis

Fotosintesis adalah jalur biokimia yang mengubah energi cahaya menjadi ikatan molekul glukosa. Fotosintesis terjadi dalam dua langkah. Pada langkah pertama, energi dari cahaya disimpan dalam ikatan adenosine triphosphate (ATP) dan nicotinamide adenine nucleotide (NADPH).

Kedua kofaktor ini kemudian digunakan untuk menyimpan energi pada langkah kedua fotosintesis untuk menghasilkan molekul organik dengan menggabungkan molekul karbon yang berasal dari karbon dioksida (CO2).

Langkah kedua untuk 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

6 CO2 + 6 H2O + Cahaya -> C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Di atas adalah reaksi total terhadap fotosintesis. Menggunakan energi dari cahaya, hidrogen, dan elektron dari air, tanaman menggabungkan karbonat dalam karbon dioksida menjadi molekul yang lebih kompleks.

Sementara molekul 3-karbon adalah hasil langsung dari fotosintesis, glukosa hanyalah dua dari molekul-molekul ini yang digabungkan dan sering digambarkan sebagai hasil langsung dari fotosintesis karena glukosa merupakan molekul esensial dalam banyak perangkat 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 sebagian dari oksigen digunakan untuk tujuan ini, sebagian besar dikeluarkan ke atmosfer dan memungkinkan kita untuk bernapas dan menjalani fosfororesensi oksidatif kita, pada molekul gula yang berasal dari tanaman. Anda juga akan melihat bahwa persamaan ini menunjukkan air di kedua sisi.

Ini karena 12 molekul air membelah 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 Ringan

Reaksi cahaya terjadi pada membran tilakoid di kloroplas sel tanaman. Thylacids mengandung banyak protein dan kelompok enzim yang dikenal sebagai sistem fotosintesis. Ada dua jenis sistem ini, yang bekerja bersama untuk menghilangkan elektron dan hidrogen dari air dan mentransfernya ke katalis ADP dan NADP +.

Sistem optik ini diberi nama sesuai urutan penemuannya, yang merupakan kebalikan dari bagaimana elektron mengalir melaluinya. Seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, elektron bersemangat tentang aliran energi cahaya pertama melalui sistem optik kedua (PSII), dan kemudian melalui sistem optik pertama (PSI) karena menciptakan NADPH.

ATP dihasilkan oleh ATP synthase protein, yang menggunakan akumulasi atom hidrogen untuk mendorong penambahan gugus fosfat ke ADP.

Membran Tilakoid

Seluruh sistem bekerja sebagai berikut. Sistem optik terdiri dari beberapa protein yang mengelilingi dan mengikat serangkaian molekul pigmen. Pigmen adalah molekul yang menyerap berbagai foton, yang memungkinkan elektronnya tereksitasi.

Klorofil adalah pigmen utama yang digunakan dalam sistem ini, dan ia mengumpulkan transfer energi akhir sebelum elektron dilepaskan. Photosystem II memulai proses elektron ini menggunakan energi optik untuk membagi molekul air, yang melepaskan hidrogen sambil menarik dari elektron.

Kemudian elektron dilewatkan melalui plasticokinon, yang merupakan senyawa enzim yang melepaskan lebih banyak hidrogen ke ruang tilakoid. Kemudian elektron mengalir melalui kompleks sitokrom dan plastisin untuk mencapai sistem optik pertama. Tiga kompleks ini membentuk rantai transmisi elektronik, seperti yang kita lihat di mitokondria.

Fotosistem I menggunakan elektron ini untuk mendorong batas NADP + ke NADPH. ATP tambahan yang dibuat selama reaksi optik berasal dari ATP sintase, yang menggunakan gradien besar molekul hidrogen untuk mendorong pembentukan ATP.

Siklus Calvin

Dengan NADPH dan ATP pemegang elektron yang dimuat oleh elektron, pabrik sekarang siap untuk menghasilkan energi yang dapat disimpan. Ini terjadi selama siklus Calvin, yang mirip dengan siklus asam sitrat di mitokondria.

Namun, siklus asam sitrat menciptakan vektor elektronik ATP lainnya dari molekul tiga karbon, sedangkan siklus Calvin menghasilkan produk-produk ini menggunakan NADPH dan ATP. Kursus ini memiliki 3 tahap, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Siklus Calvin

Selama tahap pertama, karbon ditambahkan ke gula 5-karbon, yang menghasilkan gula 6-karbon yang tidak stabil. Pada tahap kedua, gula ini direduksi menjadi dua molekul gula tri-karbon yang stabil. Beberapa molekul ini dapat digunakan dalam jalur metabolisme lainnya, dan diekspor.

Sisanya tetap melanjutkan bersepeda selama siklus Calvin. Selama tahap ketiga, gula tanpa karbon diperbarui untuk memulai proses lagi. Siklus Calvin terjadi di stroma kloroplas. Meskipun tidak dianggap sebagai bagian dari siklus Calvin, produk ini dapat digunakan.

Produk Fotosintesis

Produk langsung dari reaksi fotonik dan siklus Calvin adalah 3-fosfogliserat dan G3P, yang merupakan dua bentuk molekul gula tri-karbon yang berbeda. Dua dari molekul gabungan ini sama dengan satu molekul glukosa, dan produk melihat persamaan fotosintesis.

Meskipun ini adalah sumber utama makanan bagi tumbuhan dan hewan, kerangka tiga karbon ini dapat dikombinasikan dalam berbagai bentuk.

Bentuk struktural yang terlihat adalah selulosa, yang merupakan bahan berserat sangat kuat yang terutama terbuat dari filamen glukosa. Selain gula dan molekul yang mengandung gula, oksigen adalah produk utama fotosintesis lainnya. Oksigen terdiri dari fotosintesis yang memberi makan setiap makhluk hidup di planet ini.
 

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *