Met ab olism e
39
Terdapat beberapa jenis klorofil, yaitu klorofil
a
,
b
,
c
, dan
d
. Klorofil
a
merupakan jenis klorofil yang paling penting dalam fotosintesis. Klorofil ini terdapat pada semua makhluk hidup yang dapat berfotosintesis. Klorofil
a
dapat menyerap cahaya maksimal dengan panjang gelombang 430 nm dan 662 nm. Klorofil
b
juga berperan dalam fotosintesis. Klorofil
b
menyerap cahaya maksimal dengan panjang gelombang 453 dan 642 nm. Perhatikan
gambar berikut.
100 8 0
6 0 4 0
2 0
400 500
600 700
Klorofil a Klorofil b
Panjang gelom bang nm Penyerapan cahaya oleh klorofil
a
dan
b Violet
Biru Hijau
Oranye Merah
Sumber: Botany, 1995
Gambar 2.19
Penyerapan cahaya oleh klorofil
a
dan
b
c. M ekanisme Fotosintesis
Pada awal abad ke-20, para ilmuwan menyadari bahwa fotosintesis dapat dibedakan menjadi dua proses reaksi yang memerlukan cahaya dan
reaksi yang tidak memerlukan cahaya. Reaksi yang memerlukan cahaya disebut juga reaksi terang. Reaksi ini secara langsung berhubungan dengan
pigmen dan tilakoid di kloroplas. A dapun reaksi yang tidak memerlukan cahaya disebut juga reaksi gelap, terjadi di stroma dan matriks klorofil.
Sekilas Biologi
Joseph Priestley 1733–1804
Joseph Priestley adalah orang pertam a yang m elakukan percobaan
fotosintesis pada tahun 1772. Salah satu hasil percobaannya adalah lilin
menyala yang ditempatkan dengan sepotong tunas tum buhan. Lilin
masih dapat menyala meskipun ditutup dengan sungkup kaca.
Namun, dia belum dapat m enjelaskan hasil t em uannya
t erseb ut .
Pada tahun 1779, Jan Ingenhousz berhasil m enjelaskan
fenomena yang terjadi pada hasil percobaan Priest ley dan
m engatakan bahw a hanya bagian hijau tumbuhan sajalah yang
m em egang peranan penting dalam
proses t ersebut .
Sumber:www.wikipedia.org
Gambar 2.20
Reaksi t erang dan reaksi gelap pada klorop las
Sumber:Biology: Discovering Life, 1991
Cahaya
CO
2
H
2
O C
6
H
12
O
6
St rom a Tilakoid
O
2
ADP + P NADP
+
NADPH ATP
Reaksi bergant ung pada cahaya
Reaksi t erang Reaksi t idak bergant ung
pada cahaya Reaksi gelap
Kuning
Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII
40
1 Reaksi Terang
Proses dari reaksi t erang adalah pusat fot osint esis. Pusat reaksi tersusun atas molekul klorofil yang dikelilingi oleh molekul lain yang
mampu menerima elektron. Pusat reaksi terang disebut fotosistem yang
terdiri atas kompleks protein, klorofil, dan pigmen lain yang menyerap cahaya. Fotosistem ini terdapat di membran tilakoid.
Pada t umbuhan dan alga t erdapat dua pusat reaksi yang bekerja secara teratur. Pusat reaksi ini ditemukan karena memiliki penyerapan
panj ang gel ombang cahaya yang berbeda. Fot osi st em I memi l i ki
penyerapan cahaya maksimum 700 nm, karena pada fotosistem I terdapat pigmen yang dapat menyerap panjang gelombang maksimum 700 nm
p700. Fotosistem II memiliki penyerapan cahaya maksimum 680 nm
dengan pigmen yang dapat menyerap panjang gelombang maksimum 680 nm p680. M eskipun fotosistem I ditemukan lebih dahulu, reaksi transfer
elektron berawal dari fotosistem II. Elektron bergerak dari fotosistem II ke fotosistem I.
Ket i ka cahaya mat ahari fot on mengenai fososi st em I I , akan menyebabkan el ekt ronnya t ereksi t asi kel uar . El ekt ron i ni akan
digant ikan oleh elekt ron hasil hidrolisis dari molekul air. Perist iwa pemecahan molekul air pada fotosintesis ini disebut
fotolisis. H
2
O 2H
+
+ O
2
+ 2e
–
2H
2
O 4H
+
+ O
2
+ 4e
–
Dapat A nda lihat bahwa fotolisis menyediakan elektron e
–
. Selain itu juga, proses ini menghasilkan oksigen O
2
dan pasangan proton bebas H
+
di dalam t ilakoid. Pada reaksi inilah sumber oksigen di bumi dihasilkan.
Bagai manakah proses fot osi nt esi s sel anj ut nya? El ekt ron yang dihasilkan akan memasuki sist em t ransfer elekt ron. Reaksi t ransfer
elektron ini dapat dibedakan menjadi reaksi nonsiklik dan reaksi siklik.
a Reaksi nonsiklik
Elektron yang tereksitasi dari fotosistem II bergerak melalui rangkaian akseptor elektron, seperti plastoquinon, sitokrom f, dan plastosianin. Pada
proses tersebut dilepaskan energi yang ditangkap oleh A DP menjadi ATP. Selanjutnya elektron mencapai fotosistem I.
Seperti fotosistem II, fotosistem I merupakan molekul kompleks yang dapat melepaskan elektron yang dipicu oleh cahaya matahari. Elektron
yang t erlepas dari fot osist em I segera digant ikan oleh elekt ron dari fotosistem II.
Elektron berenergi tinggi yang dilepaskan fotosistem I akan bergerak melalui rangkaian aksept or elekt ron baru. Pada akhirnya, elekt ron
t ersebut digunakan unt uk mereduksi N A D P
N icotinamide A denine D inucleotide Phosphate
menjadi NA DPH .
Sekilas Biologi
Robert M ayer 1814–1878
Robert Mayer m erupakan seorang ahli fisika Jerman. Ia adalah
orang pertama yang dapat m enjelaskan gam baran seluruh
proses fotosintesis. Tahap yang penting dalam fotosintesis adalah
absorpsi energi dalam bentuk cahaya, kemudian berubah menjadi
energi kimia, yang selanjutnya disimpan dalam bentuk senyaw a-
senyaw a yang dibuat oleh
t um buhan.
Sumber:www.dbhs.wvusd.k12.ca
Kata Kunci
• Fit osist em
• Fot ofosforilasi
• Fot olisis
• Reaksi t erang
• Siklik
