Mendengar kata fotosintesis pasti sudah tidak asing ‘lagi buat kalian? Fotosintesis dibutuhkan untuk memproduksi zat makanan berupa glukosa. Proses ini bukan hanya dilakukan oleh tumbuhan, tapi juga dilakukan oleh alga dan beberapa jenis bakteri. Ternyata, selain fotosintesis, ada juga proses kemosintesis. Tetapi sebelum masuk ke materi kemosintesis, kita ulangi lagi sedikit materi tentang fotosintesis agar kalian benar-benar paham tentang proses keduanya, fotosintesis dan kemosintesis nanti.
Fotosintesis
Fotosintesis merupakan proses penyusunan atau pembentukan senyawa kompleks (organik) dari senyawa sederhana (anorganik) dengan menggunakan energi cahaya. Nantinya proses ini akan menghasilkan glukosa dan oksigen. Proses fotosintesis berlangsung pada pigmen fotosintetik (klorofil) dalam kloroplas yang terdiri dari grana sebagai tempat reaksi terang dan stroma sebagai tempat reaksi gelap.
Dalam fotosintesis, dihasilkan glukosa yang disimpan dalam bentuk amilum (karbohidrat dan dilepaskan oksigen). Untuk bisa melakukan fotosintesis, diperlukan karbondioksida (CO2) diambil dari udara melalui stomata dan air (H2O) diambil dari tanah oleh akar kemudian lewat xilem yang didistribusikan ke daun. Selain glukosa, proses fotosintesis juga menghasilkan oksigen (O2), yang kita perlukan tiap hari untuk bernapas.
Cahaya menjadi faktor penting dalam proses berlangsungnya fotosintesis, sementara fotosintesis merupakan proses yang menjadi kunci dapat berlangsungnya proses metabolisme yang lain di dalam tanaman. Hasil fotosintesis berupa amilum di daun yang kemudian ditransportasikan ke tempat cadangan makanan itu tentu untuk menyediakan makanan bagi seluruh kehidupan di bumi baik secara langsung atau tidak langsung.
Ternyata, fotosintesis tidak hanya terjadi dalam satu kali proses saja. Fotosintesis memiliki dua langkah untuk menghasilkan produk fotosintesis, yang pertama adalah reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang terjadi pada grana (granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2).
Dalam reaksi terang, klorofil yang ada dalam daun akan menangkap cahaya matahari. Ingat, cahaya menjadi unsur penting di fotosintesis, jika tidak ada cahaya tidak akan terjadi proses ini. Energi yang ditangkap klorofil tersebut akan digunakan untuk memecah molekul air dalam tumbuhan. Pemecahan molekul air tersebut disebut fotolisis. Ion H+ diikat oleh CO Enzim NADP di daun dan menjadi NADPH. Elektron yang terlepas dari aktifnya klorofil juga untuk membentuk ADP menjadi ATP.
Sedangkan reaksi gelap merupakan lanjutan dari reaksi terang dan terjadi di dalam stroma. Sesuai dengan namanya, reaksi gelap tidak memerlukan bantuan cahaya sebagai sumber energi. Lalu, pakai apa ya?
Reaksi gelap juga dikenal sebagai siklus Calvin-Benson. Meski dalam proses ini tidak memerlukan cahaya, bukan berarti proses ini tidak bisa berjalan ketika ada cahaya. Pada reaksi gelap, yang akan terjadi adalah pengikatan karbondioksida (CO2) di stroma (bagian dalam kloroplas). CO2 ketika ditangkap akan diikat oleh RuBP. Masih ingat energi ATP dan NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang? Dalam reaksi gelap, mereka akan digunakan sebagai energinya.
Nah, dari pengikatan CO2 terbentuklah senyawa yang disebut Phospho Gliserat Acid (PGA). PGA dengan mendapatkan H+ dari NADPH dan energi dari pembongkaran ATP, kemudian terbentuklah senyawa PGAL (Phospo Gliser Aldehide). PGAL digunakan untuk membentuk glukosa dalam sintesa dan PGAL juga membentuk RuBP kembali supaya bisa mengikat CO2 kembali yang dikenal dengan regenerasi. Di dalam reaksi gelap, ada empat tahap yang terjadi:
1. Fiksasi (pengikatan).
2. Reduksi (pengurangan).
3. Regenerasi (pembentukan kembali).
4. Sintesa (pembentukan).
Kemosintesis
Selain fotosintesis, ternyata ada proses lain yang terjadi. Namanya kemosintesis. Sama seperti fotosintesis, kemosintesis merupakan proses pembentukan (anabolisme). Meski begitu, perlu diingat bahwa proses ini tidak terjadi di dalam tumbuhan. Proses penyusunan bahan organik yang menggunakan sumber energi dengan cara pengoksidasian (pemecahan) senyawa kimia. Kemosintesis dapat kamu temukan dalam:
1. pembentukan sulfat oleh bakteri sulfur (Thiobacillus, Bagiatoa)
2. pembentukan nitrat oleh bakteri nitrat dan bakteri nitrit (Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter).
Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu. Misalnya bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro) menjadi Fe3+ (ferri). Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya amonium karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi berikut ini:
Organisme yang melakukannya disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi yang dihasilkan tersebut akan digunakan untuk asimilasi karbon.
Beberapa bakteri kemosintesis ini mempunyai kemampuan seperti organisme berklorofil, yaitu mampu membuat karbohidrat dari bahan mentah anorganik, tetapi mereka tidak menggunakan energi cahaya untuk melakukan hal itu. Pengubahan karbondioksida menjadi karbohidrat dapat pula terjadi dalam sel-sel hewan seperti pada sel-sel tumbuhan. Bakteri pelaku kemosintesis memperoleh energi dan elektron-elektron dengan melaksanakan oksidasi beberapa substansi tereduksi yang ada di alam sekitarnya. Energi bebas tersedia oleh oksidasi ini kemudian digunakan untuk pembuatan karbohidrat.
 |
|
Energi yang telah didapat tersebut dipakai untuk mereduksi karbondioksida menjadi karbohidrat dengan cara yang sama seperti yang dilakukan bakteri belerang fotosintetik. Mereka menyelesaikan oksidasi senyawa besi yang teroksidasi sebagian dan mampu merangkaikan energi yang dihasilkan oksidasi ini untuk mensintesis karbohidrat. Oksidasi ini menghasilkan energi untuk mendorong reaksi sintesis bakteri tersebut. Nitrat yang dihasilkan menyediakan keperluan nitrogen bagi tumbuhan. Untuk mudahnya, kamu bisa lihat di bagan ini.
Proses fotosintesis dan kemosintesis ini merupakan proses alami yang akan selalu terjadi dalam pembentukan sel-sel baru. Maka dari itu, baiknya kita tidak mengganggu proses tersebut agar keseimbangan ekosistem tetap terjaga.
Pertanyaan :
1. Tanpa air, reaksi fotosintesis tidak dapat berlangsung. Coba Anda cari tahu mengapa demikian?
2. Apa perbedaan antara fotosistem I dan fotosistem II?
Referensi :
Menjelajah dunia Biologi_Sri Pujiyanto_Pendekatan Saintifik _ Platinum
https://www.ruangguru.com/blog/biologi-kelas-12-pengertian-dan-perbedaan-fotosintesis-dan-kemosintesis
Komentar
Posting Komentar
Jadilah pembaca dan pengunjung yang bijak