Apa yang Terjadi Ketika Molekul Klorofil Menyerap Cahaya?

Ketika Anda memikirkan cabang ilmu yang terlibat dalam bagaimana tanaman mendapatkan "makanan" mereka, kemungkinan besar Anda akan mempertimbangkan biologi terlebih dahulu. Namun pada kenyataannya, itu adalah fisika dalam layanan biologi karena energi cahaya dari matahari yang pertama kali masuk ke roda gigi, dan sekarang terus memberi daya, semua kehidupan di planet Bumi. Secara khusus, ini adalah kaskade transfer energi yang bergerak ketika foton di bagian serangan ringan a klorofil molekul.

Peran foton dalam fotosintesis akan diserap oleh klorofil dengan cara yang menyebabkan elektron di sebagian molekul klorofil menjadi "tereksitasi" sementara atau dalam keadaan energi yang lebih tinggi. Saat mereka melayang kembali ke tingkat energi mereka yang biasa, energi yang mereka lepaskan menggerakkan bagian pertama fotosintesis. Jadi tanpa klorofil, fotosintesis tidak dapat terjadi.

Tumbuhan dan hewan sama-sama eukariota. Dengan demikian, sel-sel mereka memiliki jauh lebih banyak daripada jumlah minimum yang harus dimiliki semua sel (membran sel, ribosom, sitoplasma, dan DNA). Sel-sel mereka kaya akan membran-terikat

Di dalam kloroplas terdapat struktur yang disebut tilakoid, yang memiliki membran sendiri. Di dalam tilakoid adalah tempat molekul yang dikenal sebagai klorofil duduk, dalam arti menunggu instruksi dalam bentuk kilatan cahaya literal.
Baca lebih lanjut tentang persamaan dan perbedaan antara sel tumbuhan dan hewan.

Semua makhluk hidup membutuhkan sumber karbon untuk bahan bakar. Hewan bisa mendapatkannya cukup dengan makan, dan menunggu enzim pencernaan dan seluler mereka mengubah materi menjadi molekul glukosa. Tetapi tanaman harus mengambil karbon melalui daunnya, dalam bentuk gas karbon dioksida (CO₂) di atmosfer.

Peran fotosintesis adalah untuk menyortir tanaman menangkap sampai pada titik yang sama, berbicara secara metabolik, bahwa hewan sekaligus mereka telah menghasilkan glukosa dari makanan mereka. Pada hewan ini berarti membuat berbagai molekul yang mengandung karbon lebih kecil bahkan sebelum mencapai sel, tetapi pada tumbuhan itu berarti membuat molekul yang mengandung karbon lebih besar dan di dalam sel.

Dalam rangkaian reaksi pertama, yang disebut reaksi terang karena mereka membutuhkan cahaya langsung, enzim yang disebut Fotosistem I dan Fotosistem II di membran tilakoid digunakan untuk mengubah energi cahaya untuk sintesis molekul ATP dan NADPH, dalam transpor elektron sistem.
Baca lebih lanjut tentang rantai transpor elektron.

Dalam apa yang disebut reaksi gelap, yang tidak memerlukan atau tidak terganggu oleh cahaya, energi yang dikumpulkan dalam ATP dan NADPH (karena tidak ada dapat "menyimpan" cahaya secara langsung) digunakan untuk membangun glukosa dari karbon dioksida dan sumber karbon lainnya di menanam.

Tumbuhan memiliki banyak pigmen selain klorofil, seperti phycoerthryin dan karotenoid. Klorofil, bagaimanapun, memiliki porfirin struktur cincin, mirip dengan satu di molekul hemoglobin pada manusia. Cincin porfirin klorofil mengandung unsur magnesium, di mana besi muncul dalam hemoglobin.

Klorofil menyerap cahaya di bagian hijau dari bagian spektrum cahaya yang terlihat, yang dalam semua rentang rentang sekitar 350 hingga 800 miliar meter.

Dalam arti tertentu, reseptor cahaya tanaman menyerap foton dan menggunakannya untuk menendang elektron yang telah tertidur ke dalam keadaan bangun yang bersemangat, membuat mereka berlari menaiki tangga. Akhirnya, elektron tetangga di "rumah" klorofil terdekat juga mulai berkeliaran. Saat mereka kembali ke tidur siang mereka, mereka bergegas kembali ke bawah memungkinkan gula untuk dibangun melalui mekanisme kompleks yang menjebak energi dari langkah kaki mereka.

Ketika energi ditransfer dari satu molekul klorofil ke molekul yang berdekatan, ini disebut transfer energi resonansi, atau kegairahan transfer.