Kloroplas adalah transformator tenaga surya "hijau" asli. Organel kecil ini, hanya ditemukan di sel tumbuhan dan ganggang, menggunakan energi dari matahari untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen. Dan Jenk, penulis sains untuk Biodesign Institute di Arizona State University menjelaskan prosesnya sebagai berikut, “…Tanaman mendekati puncak kekikiran dengan mengais hampir setiap foton energi cahaya yang tersedia untuk menghasilkan makanan."
Dalam artikel ini, kita akan membahas proses umum dari fotosintesis, bagaimana fungsi kloroplas, dan cara kerjanya menggunakan input kimia dan matahari untuk membuat glukosa.
Energi Potensial Kimia
Energi yang disimpan dalam ikatan molekul disebut, "energi potensial kimia." Ketika ikatan kimia adalah rusak, seperti ketika molekul pati dimakan kemudian dipecah dalam sistem pencernaan hewan, energi adalah dirilis. Semua organisme membutuhkan energi untuk bertahan hidup.
Molekul utama yang digunakan untuk energi dalam organisme hidup disebut
ATP. ATP dihasilkan dalam sel melalui glukosa dan jalur metabolisme kompleks. Untuk mendapatkan glukosa, tanaman, ganggang, dan autotrof lainnya harus mengubah energi matahari menjadi glukosa melalui proses yang disebut fotosintesis.Fotosintesis: Reaksi
Fotosintesis mengubah energi cahaya menjadi energi kimia yang disimpan dalam ikatan molekul glukosa. Proses ini terjadi di kloroplas. Sebuah tanaman menggunakan molekul glukosa untuk membuat karbohidrat kompleks - pati dan selulosa - dan nutrisi lain yang dibutuhkan untuk tumbuh dan berkembang biak. Dengan demikian fotosintesis memungkinkan untuk mengubah energi cahaya menjadi bentuk energi yang dapat digunakan untuk makanan, baik oleh tumbuhan maupun hewan yang memakan tumbuhan.
Fotosintesis dapat diwakili oleh persamaan sederhana berikut:
6 CO2 (karbon dioksida) + 6 H2O (air) → C6H12HAI6 (glukosa) + 6 O2 (oksigen)
•••Goodshoot RF/Goodshoot/Getty Images
Fungsi Fotosintesis dan Kloroplas: Cara Kerjanya
Fotosintesis terjadi dalam dua langkah -- satu tergantung cahaya light dan satu cahaya-independen.
Itu reaksi terang fotosintesis dimulai ketika cahaya dari matahari mengenai sel dengan kloroplas, biasanya di sel daun tumbuhan. Klorofil, pigmen hijau di dalam kloroplas, menyerap partikel energi cahaya yang disebut foton. Foton yang diserap memulai rangkaian reaksi kimia yang menghasilkan dua jenis senyawa berenergi tinggi, ATP (adenosine triphosphate) dan NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate).
Senyawa ini kemudian digunakan dalam respirasi sel untuk menciptakan lebih banyak energi yang dapat digunakan dalam bentuk ATP.
Selain energi cahaya, reaksi terang juga membutuhkan air. Selama fotosintesis, molekul air dipecah menjadi ion hidrogen dan oksigen. Hidrogen dikonsumsi oleh reaksi, dan atom oksigen sisa dilepaskan dari kloroplas sebagai gas oksigen (O2).
Reaksi Cahaya-Independen
Itu tidak tergantung cahaya Bagian dari fotosintesis juga dikenal sebagai siklus Calvin. Menggunakan molekul yang dihasilkan dalam reaksi yang bergantung pada cahaya -- ATP untuk energi dan NADPH untuk elektron -- Calvin siklus menggunakan serangkaian siklus reaksi biokimia untuk mengubah enam molekul karbon dioksida menjadi molekul glukosa.
Setiap langkah dari siklus Calvin memiliki enzim yang mengkatalisis reaksi.
Fungsi Kloroplas dan Energi Hijau
Bahan baku untuk fotosintesis ditemukan secara alami di lingkungan. Tanaman menyerap karbon dioksida dari udara, air dari tanah, dan cahaya dari matahari dan mengubahnya menjadi oksigen dan karbohidrat. Ini membuat kloroplas konsumen dan produsen energi bersih dan terbarukan yang paling efisien di dunia.
Ini juga memastikan siklus karbon dan oksigen di lingkungan. Tanpa fotosintesis dari tumbuhan dan ganggang, tidak akan ada cara untuk mendaur ulang karbon dioksida menjadi oksigen yang dapat bernapas.
Itu sebabnya deforestasi dan perubahan iklim sangat merusak lingkungan: tanpa banyak ganggang, pohon, dan tanaman lain untuk menciptakan oksigen dan menghilangkan karbon dioksida, CO2 tingkat akan meningkat. Hal ini meningkatkan suhu global, mengganggu siklus pertukaran gas dan umumnya dapat merusak lingkungan.