Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses di mana tanaman dan benda-benda lain membuat makanan. Fotosintesis adalah proses kimiawi endotermik (mengambil panas) yang menggunakan sinar matahari untuk mengubah karbon dioksida menjadi gula yang dapat digunakan sel sebagai energi. Selain tumbuhan, banyak jenis ganggang, protista dan bakteri menggunakannya untuk mendapatkan makanan. Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan di Bumi. Pengecualiannya adalah organisme tertentu yang secara langsung mendapatkan energi mereka dari reaksi kimia; organisme ini disebut kemoautotrof.
Fotosintesis bisa terjadi dengan cara yang berbeda-beda, tetapi ada beberapa bagian yang umum.
6 CO2(g) + 6 H2 O + foton → C6 H12 O 6(aq) + 6 O2(g)
karbon dioksida + air + energi cahaya → glukosa + oksigen
Karbon dioksida memasuki daun melalui stomata dengan cara difusi dari atmosfer.
Air diserap dari tanah oleh sel-sel rambut akar, yang memiliki area permukaan yang meningkat untuk meningkatkan penyerapan air.
Fotosintesis terjadi di dalam Kloroplas (ditemukan di sel daun) yang mengandung Klorofil, pigmen hijau yang menyerap energi cahaya. Pada daun, sel Palisade memiliki banyak kloroplas untuk menangkap lebih banyak cahaya. Dengan cara ini, tanaman dapat melakukan lebih banyak fotosintesis.
Oksigen adalah produk limbah: digunakan untuk respirasi atau berdifusi kembali keluar dari daun melalui stomata.
Glukosa digunakan untuk respirasi (untuk melepaskan energi dalam sel). Glukosa disimpan dalam bentuk pati (yang dikonversi kembali menjadi glukosa untuk respirasi dalam gelap). Glukosa juga dapat dikonversi menjadi senyawa lain untuk pertumbuhan dan reproduksi, misalnya selulosa, nektar, fruktosa, asam amino dan lemak.
Energi dari sinar matahari, air yang diserap oleh akar dan karbon dioksida dari atmosfer menghasilkan glukosa dan oksigen melalui fotosintesis.
Reaksi
Fotosintesis memiliki dua rangkaian reaksi utama. Reaksi yang bergantung pada cahaya membutuhkan cahaya untuk melakukan pekerjaan; dan reaksi yang tidak bergantung pada cahaya, yang tidak membutuhkan cahaya untuk melakukan pekerjaan.
Reaksi yang bergantung pada cahaya
Energi cahaya dari matahari digunakan untuk memecah molekul air (fotolisis). Sinar matahari mengenai kloroplas di dalam tanaman, menyebabkan enzim untuk memecah air. Air, ketika dipecah, menghasilkan oksigen, hidrogen, dan elektron.
Hidrogen, bersama dengan elektron yang diberi energi oleh cahaya, mengubah NADP menjadi NADPH yang kemudian digunakan dalam reaksi yang tidak bergantung pada cahaya. Oksigen berdifusi keluar dari tanaman sebagai produk limbah fotosintesis, dan ATP disintesis dari ADP dan fosfat anorganik. Ini semua terjadi dalam grana kloroplas.
Reaksi yang tidak bergantung pada cahaya
Selama reaksi ini, gula dibangun dengan menggunakan karbon dioksida dan produk dari reaksi yang bergantung pada cahaya (ATP dan NADPH) dan berbagai bahan kimia lain yang ditemukan pada tanaman dalam Siklus Calvin. Oleh karena itu, reaksi yang bergantung pada cahaya tidak bisa terjadi tanpa reaksi yang bergantung pada cahaya. Karbon dioksida berdifusi ke dalam tanaman dan bersama dengan bahan kimia dalam kloroplas, ATP, dan NADPH, glukosa dibuat dan akhirnya, diangkut di sekitar tanaman dengan translokasi.
Diagram kloroplas
Evolusi awal
Organisme fotosintetik pertama mungkin berevolusi di awal sejarah kehidupan. Mereka mungkin telah menggunakan agen pereduksi seperti hidrogen atau hidrogen sulfida sebagai sumber elektron, bukan air. Cyanobacteria muncul kemudian, dan kelebihan oksigen yang mereka hasilkan berkontribusi pada bencana oksigen. Hal ini memungkinkan evolusi kehidupan yang kompleks.
Efektivitas
Saat ini, tingkat rata-rata penangkapan energi oleh fotosintesis secara global adalah sekitar 130 terawatt, yang sekitar enam kali lebih besar daripada daya yang digunakan oleh peradaban manusia saat ini. Organisme fotosintetik juga mengubah sekitar 100-115 ribu juta metrik ton karbon menjadi biomassa per tahun.
Halaman terkait
Pertanyaan dan Jawaban
T: Apa itu fotosintesis?
J: Fotosintesis adalah proses yang digunakan oleh tanaman dan beberapa mikroorganisme untuk mengubah karbon dioksida menjadi gula dengan menggunakan sinar matahari. Proses ini mengubah energi cahaya menjadi energi kimia.
T: Apa saja produk fotosintesis?
J: Produk fotosintesis adalah karbohidrat, yang digunakan oleh sel sebagai energi dan untuk membangun molekul lain.
T: Bagaimana fotosintesis memengaruhi kehidupan di Bumi?
J: Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan di Bumi, karena fotosintesis bertanggung jawab untuk memasukkan oksigen bebas ke atmosfer. Tanpanya, tidak akan ada kehidupan di Bumi.
T: Siapa yang menggunakan fotosintesis?
J: Tumbuhan hijau, ganggang, protista dan beberapa bakteri menggunakan fotosintesis. Beberapa organisme yang mendapatkan energi dari reaksi kimia disebut kemoautotrof dan tidak menggunakan fotosintesis.
T: Apakah fotosintesis merupakan reaksi eksotermik atau endotermik?
J: Fotosintesis adalah reaksi endotermik, yang berarti dibutuhkan panas untuk terjadi.
T: Fotosintesis mengubah cahaya menjadi energi apa?
J: Fotosintesis mengubah energi cahaya menjadi energi kimia.
