Fotosintesis tumbuhan dapat dibagi menjadi dua bagian. Bagian pertama membutuhkan cahaya untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, dan reaksi kimianya disebut reaksi tergantung cahaya. Bagian kedua, yang menggunakan energi kimia yang diciptakan oleh bagian pertama untuk menghasilkan karbohidrat tanaman untuk makanan nabati, terdiri dari reaksi yang tidak bergantung pada cahaya. Reaksi bebas cahaya juga disebut siklus Calvin, setelah ahli kimia Melvin C. Calvin yang memenangkan hadiah Nobel dalam bidang kimia pada tahun 1961 setelah mengidentifikasi prosesnya.
TL; DR (Terlalu Panjang; Tidak Membaca)
Reaksi fotosintesis yang tidak tergantung cahaya adalah empat reaksi yang terjadi di bagian akhir dari proses fotosintesis. Juga dikenal sebagai siklus Calvin, empat langkah dari reaksi terang-independen atau gelap adalah fiksasi karbon, reduksi, pembentukan karbohidrat dan regenerasi enzim awal. Meskipun dikenal sebagai reaksi gelap karena tidak memerlukan cahaya untuk berlangsung, reaksi berlangsung pada siang hari pada waktu yang sama dengan reaksi di siang hari. reaksi tergantung cahaya karena reaksi gelap membutuhkan produk kimia dari reaksi tergantung cahaya sebagai reaktan untuk empat Langkah.
Ikhtisar Siklus Calvin
Siklus Calvin menggunakan bahan kimia yang dihasilkan selama reaksi yang bergantung pada cahaya untuk memperbaiki karbon dioksida dan menghasilkan karbohidrat yang dibutuhkan tanaman untuk bertahan hidup. Secara keseluruhan, bahan kimia prekursor yang mengandung hidrogen dari tahap pertama fotosintesis dan karbon dioksida diubah menjadi karbohidrat.
Dalam reaksi yang bergantung pada cahaya, cahaya diserap dan energi digunakan untuk memecah molekul air. Ion hidrogen dan elektron yang dihasilkan ditransfer ke nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADP) kimia.+) untuk menghasilkan nikotinamida adenin dinukleotida fosfat (NADPH) tereduksi dengan menambahkan dua elektron dan ion hidrogen. Pada saat yang sama, kimia adenosin difosfat (ADP) diubah menjadi adenosin trifosfat (ATP) dengan menambahkan gugus fosfat. Bahan kimia baru digunakan untuk menyimpan energi yang diserap dari cahaya dan membuatnya tersedia untuk siklus Calvin.
Siklus Calvin menggunakan hidrogen dari NADPH, karbon dari karbon dioksida dan energi dari ATP untuk menghasilkan karbohidrat yang dibutuhkan tanaman. Selama proses ini NADPH dan ATP diubah kembali menjadi NADP+ dan ADP sehingga mereka tersedia lagi untuk reaksi tambahan yang bergantung pada cahaya.
Reaktan dan Produk Siklus Calvin
Siklus Calvin terjadi di dalam kloroplas sel tumbuhan. Setiap sel memiliki beberapa kloroplas, dan sel-sel yang mengandungnya membentuk daun tumbuhan. Di dalam kloroplas, reaksi siklus Calvin berlangsung di stroma. Reaktan CO2, ATP dan NADPH memulai reaksi empat langkah yang membentuk siklus Calvin.
Langkah pertama memperbaiki karbon dari karbon dioksida di udara. Atom karbon terikat pada molekul gula perantara. Pada langkah kedua, gugus fosfat dari ATP ditransfer ke enzim perantara, dan elektron dari NADPH digunakan untuk mereduksi gula perantara dari langkah 1. Pada langkah ketiga, gula antara bereaksi dengan enzim perantara untuk membentuk glukosa, tanaman karbohidrat dasar dapat digunakan sebagai makanan. Pada langkah keempat, bahan kimia asli yang dibutuhkan untuk reaksi diregenerasi. Produk reaksinya adalah glukosa, ADP dan NADP+. Dua yang terakhir digunakan lagi dalam reaksi yang bergantung pada cahaya.
Sementara reaksi siklus Calvin dapat berlangsung tanpa adanya cahaya, mereka sebenarnya bergantung pada cahaya pada tumbuhan dan berlangsung pada siang hari. Ketergantungan ini berasal dari reaktan yang dibutuhkan ATP dan NADPH, yang dengan cepat digunakan oleh reaksi siklus Calvin. Reaktan diisi ulang oleh reaksi bergantung cahaya dari produk siklus Calvin ADP dan NADP+. Proses fotosintesis lengkap bergantung pada fungsi terkoordinasi dari kedua reaksi tergantung terang dan gelap untuk menghasilkan karbohidrat dari cahaya, air dan karbon dioksida.