Pengertian Reaksi Terang (Fotofosforilasi) dan Reaksi Gelap (Fiksasi CO2 atau Siklus Calvin)

Unit-unit fotosintetik terdapat dalam membran tilakoid pada grana dari sebuah kloroplas. Unit fotosintetik terdiri atas sejumlah klorofil a, klorofil b, dan karotenoid yang masing-masing mempunyai klorofil a khusus sebagai pusat reaksi. Dalam membran tilakoid terdapat dua tipe unit fotosintetik, yaitu fotosistem I dan II (PSI dan PSII). PSI disebut juga P700 dan PSII disebut P680 (sesuai puncak absorpsi panjang gelombang yang diserapnya).

Fotosistem mengandung kumpulan pigmen tambahan yang akan melakukan energi foton yang ditangkapnya menuju molekul pigmen utama dan molekul ini disebut pusat reaksi. Pada pusat reaksi, energi yang ditangkap dari cahaya digunakan untuk menjalankan reaksi. Jadi, di sinilah energi cahaya diubah menjadi energi kimia sehingga pusat reaksi dapat disebut pusat pengubah energi dalam fotosintesis.

Reaksi Terang (Fotofosforilasi)

Reaksi terang adalah reaksi yang terjadi pada membran tilakoid grana, yang akan menghasilkan ATP dari ADP+fosfat (fosforilasi) dan NADPH2 dari NADP. Pembentukan ATP pada reaksi terang menggunakan energi matahari (foton) sehingga peristiwanya disebut fotofosforilasi. Dalam reaksi terang juga dibutuhkan hidrogen untuk mereduksi NADP menjadi NADPH2. Pada tumbuhan, hidrogen diperoleh dari pemecahan molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Hasil reaksi terang selanjutnya akan digunakan dalam reaksi gelap.

Jika cahaya (foton) mengenai PSII maupun PSI, energinya yang tinggi akan menyebabkan klorofil yang ada pada kedua fotosistem tersebut melepaskan elektron, menjadi klorofil+. Pada PSII, foton juga sekaligus menyebabkan pecahnya molekul air menjadi hidrogen dan oksigen dengan melepaskan elektron. Elektron yang dilepaskan air akan menggantikan elektron yang hilang pada klorofil (PSII), sedangkan elektron yang dilepaskan klorofil pada PSII akan ditangkap oleh suatu akseptor elektron (X). Selanjutnya elektron dilepaskan kembali oleh akseptor X dan melalui suatu rantai pembawa elektron. Elektron tersebut akhirnya sampai di PSI. Elektron ini menggantikan elektron yang dilepaskan klorofil pada PSI, sedangkan elektron yang dilepaskan PSI akan ditangkap oleh akseptor hidrogen, yaitu Y. Selanjutnya Y melepaskan elektron tersebut dan melalui serangkaian pembawa elektron, elektronnya ditangkap oleh NADP untuk membentuk NADPH2. Elektron yang ditangkap oleh Y selain dapat ditangkap oleh NADP juga dapat kembali ke PSI.

Selama pergerakan elektron dari akseptor X menuju PSI dan dari Y menuju PSI, energi yang dilepaskannya digunakan untuk memfosforilasi ADP menjadi ATP. Untuk setiap pasang elektron dapat dihasilkan 2 molekul ATP.

Reaksi Gelap (Fiksasi CO2 atau Siklus Calvin)

Reaksi gelap adalah lanjutan dari reaksi terang dan terjadi pada stroma. Pada reaksi tersebut energi berupa ATP dan molekul pereduksi NADPH2 yang dihasilkan reaksi terang, digunakan untuk mereduksi/memfiksasi CO2.

Pada reaksi gelap/siklus Calvin, CO2 dan air dari lingkungan secara enzimatis direaksikan dengan suatu molekul akseptor yang mengandung 5 atom C (Ribulosa,1,5-bifosfat/RuBP) untuk membentuk 2 molekul antara beratom C3 yaitu asam fosfogliserat (PGA). Molekul antara ini kemudian direduksi untuk menghasilkan karbohidrat. Peristiwa tersebut juga dilengkapi dengan pembentukan kembali (regenerasi) molekul C5 yang selanjutnya akan digunakan lagi untuk mengikat CO2 yang masuk. Jadi, dalam siklus Calvin terdapat 3 tahap reaksi, yaitu:

  1. Karboksilasi (pengambilan CO2) oleh akseptor RuBP membentuk 2 molekul PGA yang mengandung 3 atom C.
  2. Reduksi molekul PGA menjadi asam fosfogliseraldehid (PGAL) yang selanjutnya akan membentuk karbohidrat berupa glukosa, sukrosa, dan amilum.
  3. Regenerasi (pembentukan kembali) akseptor CO2, yaitu RuBP, dari molekul PGAL. Proses ini diperlukan karena CO2 terus-menerus dihasilkan dari reaksi terang sehingga harus selalu tersedia senyawa yang dapat mengikatnya, yaitu RuBP.

dapat dikatakan bahwa reaksi terang berhubungan langsung dengan reaksi gelap untuk menghasilkan suatu produk, yaitu karbohidrat yang merupakan senyawa utama penyusun senyawa-senyawa vital untuk kehidupan organisme.

Loading...

Artikel terkait lainnya

Leave a Comment

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