Fotosintesis

Seorang fisiologis berkebangsaan Inggris, F. F. Blackman, mengadakan percobaan dengan melakukan penyinaran secara terus-menerus pada tumbuhan Elodea. Ternyata, ada saat dimana laju fotosintesis tidak meningkat sejalan dengan meningkatnya penyinaran. Akhirnya, Blackman menarik kesimpulan bahwa paling tidak ada dua proses berlainan yang terlibat:

ada reaksi yang memerlukan cahaya dan tidak memerlukan cahaya.
Yang terakhir dinamai reaksi gelap, walau dapat berlangsung terus saat keadaan terang.

Teori ini diperkuat dengan mengulangi percobaan pada temperatur yang agak lebih tinggi. Seperti diketahui, kebanyakan reaksi kimia berjalan lebih cepat pada suhu lebih tinggi (sampai suhu tertentu). Pada suhu 35°C, laju fotosintesis tidak menurun sampai ada intensitas cahaya yang lebih tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi gelap kini berjalan lebih cepat. Faktor bahwa pada intensitas cahaya yang rendah laju fotosintesis itu tidak lebih besar pada 35°C dibandingkan pada 20°C juga menunjang gagasan bahwa yang menjadi pembatas pada proses ini adalah reaksi terang. Reaksi terang ini tidak tergantung pada suhu, tetapi hanya tergantung pada intensitas penyinaran. Laju fotosintesis yang meningkat dengan naiknya suhu tidak terjadi jika suplai CO₂ terbatas. Jadi, konsentrasi CO₂ harus ditambahkan sebagai faktor ketiga yang mengatur laju fotosintesis itu berlangsung.

Jadi, secara umum fotosintesis terbagi menjadi dua tahap reaksi:
1.Reaksi Terang, yang membutuhkan cahaya
2.Reaksi Gelap, yang tidak membutuhkan cahaya

REAKSI TERANG

• Tahap pertama dari system fotosintesis adalah reaksi terang
• Reaksi ini memerlukan molekul air
• Reaksi ini sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari.
• Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.
• Sinar matahari yang berupa foton yang terbaik adalah sinar merah dan ungu
• Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna ungu (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600
  nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita
  sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau.
• Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.
• Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi
• Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid berupa pigmen yang terdiri dari sistem cahaya yang disebut fotosistem
• Dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I.
• fotosistem I dan II sebagai sistem pembawa elektron
• Fotosistem terdapat perangkat komplek protein pembentuk ATP berupa enzim ATP sintase.
• Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang
  gelombang 680 nanometer,
• sedangkan fotosistem I 700 nanometer.
• Kedua fotosistemini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.
• Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II(P.680)
• Fotosistem II melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor
  elektron.
• Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP , satuan pertukaran energi dalam sel.
• Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti.
• Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil.
• Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.
• Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida
• Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH
• Jadi P 700 ( Photosistem I ) menhasilkan NADPH2 , sedang Phoyosistem II (P 680) menghasilkan Oksigen dan ATP