- Apa itu fotosintesis?
- Jenis-jenis fotosintesis
- Ciri-ciri fotosintesis
- Persamaan fotosintesis
- Fase fotosintesis
- Pentingnya fotosintesis
Kami menjelaskan apa itu fotosintesis, karakteristiknya, persamaan dan fasenya. Juga, mengapa itu penting bagi ekosistem dunia.
Apa itu fotosintesis?
Fotosintesis adalah proses biokimia dimana tanaman, alga dan bakteri konversi fotosintesis bahan anorganik (karbon dioksida dan air) di bahan organik (gula), memanfaatkan Energi datang dari sinar matahari. Ini adalah mekanisme utama dari nutrisi dari semua organisme autotrof yang memiliki klorofil, yang merupakan pigmen penting untuk proses fotosintesis.
Fotosintesis merupakan salah satu mekanisme biokimia terpenting di planet ini karena melibatkan pembuatan nutrisi organik yang menyimpan energi cahaya berasal dari matahari cuek molekul bermanfaat (karbohidrat). Sebenarnya, nama proses ini berasal dari suara Yunani Foto, "ringan dan perpaduan, "Komposisi".
Setelah fotosintesis, molekul organik yang disintesis dapat digunakan sebagai sumber energi kimia untuk mendukung proses vital, seperti respirasi sel dan reaksi lain yang merupakan bagian dari metabolisme dari makhluk hidup.
Untuk melakukan fotosintesis, keberadaan klorofil diperlukan, pigmen yang peka terhadap sinar matahari, yang memberi warna hijau pada tumbuhan dan alga. Pigmen ini ditemukan dalam kloroplas, organel seluler dengan berbagai ukuran yang khas dari sel sayuran, terutama sel-sel daun (daun). Kloroplas mengandung satu set protein kamu enzim yang memungkinkan perkembangan reaksi kompleks yang merupakan bagian dari proses fotosintesis.
Proses fotosintesis sangat penting untuk ekosistem dan untuk kehidupan seperti yang kita ketahui, karena memungkinkan penciptaan dan sirkulasi bahan organik dan fiksasi bahan anorganik. Selain itu, selama fotosintesis oksigenik, oksigen yang dibutuhkan sebagian besar makhluk hidup untuk produksinya diproduksi. pernafasan.
Jenis-jenis fotosintesis
Dua jenis fotosintesis dapat dibedakan, tergantung pada zat yang digunakan oleh tubuh untuk melakukan reaksi:
- fotosintesis oksigenik. Hal ini ditandai dengan penggunaan Air (H2O) untuk reduksi karbon dioksida (CO2) dikonsumsi. Dalam jenis fotosintesis ini, tidak hanya gula yang berguna yang diproduksi untuk tubuh, tetapi oksigen (O2) juga diperoleh sebagai produk reaksi. Tumbuhan, alga, dan cyanobacteria melakukan fotosintesis oksigenik.
- Fotosintesis anoksigenik. Tubuh tidak menggunakan air untuk mereduksi karbon dioksida (CO2), melainkan menggunakan sinar matahari untuk memecah molekul hidrogen sulfida (H2S) atau gas hidrogen (H2). Jenis fotosintesis ini tidak menghasilkan oksigen (O2) dan malah melepaskan belerang sebagai produk reaksi. Fotosintesis anoksigenik dilakukan oleh apa yang disebut bakteri belerang hijau dan ungu, yang mengandung pigmen fotosintesis yang dikelompokkan dengan nama bacteriochlorophylls, yang berbeda dari klorofil tanaman.
Ciri-ciri fotosintesis
Pada tumbuhan dan alga, fotosintesis terjadi di organel yang disebut kloroplas.
Secara garis besar, fotosintesis ditandai dengan hal-hal berikut:
- Ini adalah proses biokimia memanfaatkan sinar matahari untuk mendapatkan senyawa organik, yaitu sintesis nutrisi dari unsur anorganik seperti air (H2O) dan karbon dioksida (CO2).
- Hal ini dapat dilakukan oleh berbagai organisme autotrof, selama mereka memiliki pigmen fotosintesis (yang paling penting adalah klorofil). Ini adalah proses nutrisi tanaman (baik darat dan air), ganggang, fitoplankton, bakteri fotosintetik. Beberapa hewan mampu melakukan fotosintesis, termasuk siput laut Elysia chlorotica dan salamander tutul Ambystoma makulatum (yang terakhir melakukannya berkat simbiosis dengan rumput laut).
- Pada tumbuhan dan ganggang, fotosintesis terjadi di organel khusus yang disebut kloroplas, di mana klorofil ditemukan. Bakteri fotosintetik juga memiliki klorofil (atau pigmen analog lainnya), tetapi mereka tidak memiliki kloroplas.
- Ada dua jenis fotosintesis, tergantung pada zat yang digunakan untuk mengikat karbon dari karbon dioksida (CO2). Fotosintesis oksigenik menggunakan air (H2O) dan menghasilkan oksigen (O2), yang dilepaskan ke lingkungan sekitarnya. Fotosintesis anoksigenik menggunakan hidrogen sulfida (H2S) atau gas hidrogen (H2), dan tidak menghasilkan oksigen melainkan melepaskan belerang.
- Sejak Yunani Kuno, hubungan antara sinar matahari dan tanaman sudah didalilkan. Namun, kemajuan dalam studi dan pemahaman fotosintesis mulai menjadi penting berkat kontribusi dari serangkaian ilmuwan berturut-turut dari abad ke-18, 19 dan 20. Misalnya, orang pertama yang mendemonstrasikan pembentukan oksigen pada tumbuhan adalah pendeta Inggris Joseph Priestley (1732-1804) dan yang pertama merumuskan persamaan dasar fotosintesis adalah ahli botani Jerman Ferdinand Sachs (1832-1897). Nanti, biokimia Melvin Calvin dari Amerika (1911-1997), memberikan kontribusi besar lainnya, menjelaskan siklus Calvin (salah satu fase fotosintesis), yang membuatnya mendapatkan Hadiah Nobel untuk Kimia pada tahun 1961.
Persamaan fotosintesis
Persamaan umum untuk fotosintesis oksigenik adalah sebagai berikut:
Cara yang benar untuk merumuskan persamaan ini secara kimia, yaitu persamaan setara untuk reaksi ini, adalah sebagai berikut:
Fase fotosintesis
Fotosintesis sebagai proses kimia terjadi dalam dua tahap yang berbeda: tahap terang (atau terang) dan tahap gelap, disebut demikian karena hanya tahap pertama yang terlibat langsung dengan adanya sinar matahari (yang tidak berarti bahwa tahap kedua harus terjadi dalam gelap). ).
- Tahap cahaya atau fotokimia. Selama fase ini, reaksi yang bergantung pada cahaya terjadi di dalam tumbuhan, yaitu tumbuhan menangkap energi matahari melalui klorofil dan menggunakannya untuk menghasilkan ATP dan NADPH. Semuanya dimulai ketika molekul klorofil bersentuhan dengan radiasi matahari dan elektron kulit terluarnya tereksitasi, yang menghasilkan rantai transpor elektron (mirip dengan listrik), yang digunakan untuk sintesis ATP (adenosin trifosfat) dan NADPH (nikotin adenin dinukleotida fosfat). Penguraian molekul air dalam proses yang disebut "fotolisis" memungkinkan molekul klorofil mendapatkan kembali elektron yang hilang saat tereksitasi (eksitasi beberapa molekul klorofil diperlukan untuk melakukan fase cahaya). Sebagai hasil dari fotolisis dua molekul air, sebuah molekul oksigen dihasilkan yang dilepaskan ke suasana sebagai produk sampingan dari fase fotosintesis ini.
- Tahap gelap atau sintetis. Selama fase ini, yang berlangsung dalam matriks atau stroma kloroplas, tanaman menggunakan karbon dioksida dan memanfaatkan molekul yang dihasilkan selama tahap sebelumnya (energi kimia) untuk mensintesis. zat zat organik melalui rangkaian reaksi kimia yang sangat kompleks yang dikenal sebagai Siklus Calvin-Benson. Selama siklus ini, dan melalui intervensi berbagai enzim, yang sebelumnya membentuk ATP dan NADPH, glukosa disintesis dari karbon dioksida yang diambil tanaman dari atmosfer. Penggabungan karbon dioksida dalam senyawa organik dikenal sebagai fiksasi karbon.
Pentingnya fotosintesis
Fotosintesis adalah proses vital dan sentral di biosfer karena berbagai alasan. Yang pertama dan paling jelas adalah menghasilkan oksigen (O2), gas esensial untuk respirasi baik di air maupun di air. udara. Tanpa tumbuhan, sebagian besar makhluk hidup (termasuk manusia) mereka tidak bisa bertahan hidup.
Di sisi lain, dengan menyerapnya dari lingkungan sekitarnya, tanaman memperbaiki karbon dioksida (CO2), mengubahnya menjadi bahan organik. Gas yang kita hembuskan saat bernapas ini berpotensi beracun jika tidak dijaga dalam batas-batas tertentu.
Karena tumbuhan menggunakan karbon dioksida untuk membuat sendiri makanan, penurunan kehidupan tumbuhan di planet ini mempengaruhi peningkatan gas ini di atmosfer, di mana ia berfungsi sebagai agen pemanasan global. Sebagai contoh, CO2 bertindak sebagai gas efek rumah kaca, mencegah kelebihan panas yang mencapai bumi memancar keluar dari atmosfer. Diperkirakan setiap tahun organisme fotosintetik memfiksasi sebagai zat organik sekitar 100.000 juta ton karbon.