Fotosintesis adalah proses di mana tanaman, beberapa bakteri dan beberapa protista menggunakan energi dari sinar matahari untuk menghasilkan glukosa dari karbon dioksida dan air.
Glukosa ini dapat dikonversi menjadi piruvat yang melepaskan adenosin trifosfat (ATP) dengan respirasi seluler. Oksigen juga terbentuk.
Lalu, bagaimana proses fotosintesis pada tumbuhan?. Fotosintesis hanya dapat berlangsung pada organisme yang memiliki klorofil. Klorofil adalah pigmen tumbuhan yang terdapat pada kloroplas dan dapat berupa bakterioklorofil a, b, c, d, e, dan bakterioviridin. Klorofil a dan b hanya ditemukan di tumbuhan tingkat tinggi.
Ketika klorofil menyerap energi cahaya, elektron memperoleh energi. Elektron tereksitasi ditransfer ke molekul lain (disebut akseptor elektron primer). Molekul klorofil dioksidasi (kehilangan elektron) dan memiliki muatan positif. Fotoaktivasi klorofil menghasilkan pemisahan molekul air dan transfer energi ke ATP dan mengurangi nikotinamid adenin dinukleotida fosfat (NADP).
Reaksi kimia yang terlibat meliputi:
- Reaksi kondensasi – berfungsi untuk pemisahan molekul air, termasuk fosforilasi (penambahan gugus fosfat ke senyawa organik)
- Reaksi oksidasi / reduksi (redoks) yang melibatkan transfer elektron
Fotosintesis adalah proses dua tahap.
1. Reaksi terang
Reaksi terang adalah serangkaian reaksi yang tergantung pada cahaya yang terjadi di grana, dan membutuhkan energi cahaya langsung untuk membuat molekul pembawa energi yang digunakan dalam proses kedua:
- energi cahaya terperangkap oleh klorofil untuk membuat ATP (fotofosforilasi)
- pada saat yang sama air dipecah menjadi oksigen, ion hidrogen dan elektron bebas:
2H2O -> 4H + + O2 + 4e- (fotolisis)
- elektron kemudian bereaksi dengan molekul pembawa nikotinamid adenin dinukleotida fosfat (NADP), mengubahnya dari keadaan teroksidasi (NADP +) menjadi keadaan tereduksi (NADPH):
NADP + + 2e- + 2H + -> NADPH + H +
Reaksi gelap
Reaksi gelap adalah serangkaian reaksi tanpa cahaya yang terjadi di stroma kloroplas, ketika produk-produk dari reaksi terang, ATP dan NADPH, digunakan untuk membuat karbohidrat dari karbon dioksida (reduksi); awalnya gliseraldehida 3-fosfat (molekul atom 3-karbon) terbentuk.
