Sekiranya haiwan dan manusia memperoleh tenaga dari makhluk hidup lain melalui makanan, tumbuhan adalah organisma yang mampu menyediakan makanan mereka sendiri. Proses ini dipanggil fotosintesis.
Kami pernah mengetahui bahawa klorofil pada tanaman adalah yang memungkinkan mereka melakukan fotosintesis. Fotosintesis adalah proses anabolisme, iaitu proses menyusun atau mensintesis molekul kompleks dari pelbagai molekul sederhana. Oleh itu, anabolisme juga disebut sebagai asimilasi atau sintesis. Selain daripada fotosintesis, proses anabolik lain adalah chemosynthesis.
Walaupun hanya sebilangan organisma yang mempunyai klorofil, proses fotosintesis sangat penting untuk ekosistem kerana tumbuhan adalah sumber utama semua makanan di Bumi. Tenaga suria yang ditangkap oleh organisma autotrofik akan diproses menjadi makanan. Fotosintesis juga membebaskan oksigen ke atmosfer, sehingga makhluk hidup, termasuk manusia, dapat bernafas.
Bagaimana fotosintesis berlaku?
Tetapi, bagaimana proses fotosintesis berlaku? Dari namanya, foto bermaksud menggunakan cahaya, sementara sintesis bermaksud menghasilkan. Maksudnya, molekul sederhana kemudian diubah menjadi molekul kompleks menggunakan tenaga suria.
Proses fotosintesis mengubah karbon dioksida dan air menjadi tenaga dalam bentuk karbohidrat dan oksigen menggunakan klorofil dan cahaya matahari.
(Baca juga: Ketahui Karakteristik dan Jenis Sel Tumbuhan)
Proses ini berlaku pada daun hijau, iaitu di sel mesofil. Dalam sel mesofil, terdapat kloroplas dan di dalamnya terdapat grana. Fotosintesis juga berlaku pada batang hijau dan beberapa bahagian bunga.
Di permukaan daun, terdapat setengah juta kloroplas per meter persegi. Karbon dioksida mencapai kloroplas melalui stomata, sementara air melewati urat daun. Berikut adalah carta kloroplas dan organelnya.
(gambar)
Fotosintesis hanya boleh berlaku pada organisma yang mempunyai klorofil. Klorofil adalah pigmen tumbuhan yang terdapat dalam kloroplas dan boleh menjadi bakterioklorofil a, b, c, d, e, dan bacterioviridin. Klorofil a dan b hanya terdapat pada tanaman yang lebih tinggi. Jadual di bawah menunjukkan perbezaan klorofil a dan b.
(jadual)
Proses fotosintesis melibatkan dua tindak balas berurutan, iaitu reaksi cahaya dan reaksi gelap. Seperti namanya, reaksi bergantung cahaya juga disebut reaksi Hill. Sementara itu, reaksi gelap tidak bergantung pada cahaya dan disebut sebagai kitaran Calvin-Benson.
Tahap tindak balas cahaya meliputi penyerapan cahaya dan pengangkutan elektron, pemisahan air, dan pembentukan perantaraan ATP tenaga tinggi (fotofosforilasi). Hasil tindak balas cahaya kemudian digunakan dalam reaksi gelap, iaitu fasa biosintetik.
Tindak balas gelap adalah bahagian fotosintesis sintetik, yang bermaksud bahawa pembentukan tenaga berlaku pada reaksi gelap. Tindak balas gelap berlaku pada stroma oleh serangkaian enzim yang dikatalisis. Tindak balas gelap membetulkan CO 2 dan mensintesis karbohidrat atau gula. Tindak balas gelap juga bergantung pada hasil tindak balas cahaya, iaitu ATP dan NADPH.
Tindak balas gelap juga merupakan jalan untuk penetapan karbon dalam gelap melalui sebatian perantaraan yang menyebabkan pembentukan gula dan kanji. Melvin Calvin dan rakan-rakan menggunakan radioaktif-14 CO 2 dalam fotosintesis Clorella sp. (alga hijau uniselular). Laluan fiksasi karbon kemudian dikesan dengan bantuan teknik penjejakan radioaktif. Ini nampaknya berlaku pada semua tanaman fotosintetik. Berikut adalah carta reaksi gelap atau kitaran Calvin.
(carta)
