Perbedaan Reaksi Terang dan Reaksi Gelap Fotosintesis

Daftar Isi

• Reaksi Terang
• Reaksi Gelap
• Ilustrasi
• Summary

(sumber gambar)

Fotosintesis adalah proses menghasilkan energi yang dilakukan oleh tumbuhan dan alga, yakni dengan mengubah energi dari cahaya menjadi energi kimia yang dapat digunakan oleh organisme fotosintetik tersebut. Fotosintesis terdiri dari 2 tahapan, yakni reaksi terang dan reaksi gelap.

1. REAKSI TERANG

Reaksi terang terjadi di tilakoid. Tilakoid memiliki struktur seperti kantung pipih dan ditemukan di dalam kloroplas. Tumpukan tilakoid disebut sebagai granum (jamak: grana). Di dalam tilakoid terkandung klorofil. Terdapat 2 jenis klorofil pada tumbuhan, yakni klorofil a dan klorofil b. Perbedaan klorofil a dan klorofil b terletak pada panjang gelombang yang diserap, sehingga menyerap warna yang berbeda pula. Klorofil a menyerap warna biru dan merah, sedangkan klorofil b menyerap warna biru-hijau dan kuning-jingga. Kedua jenis klorofil tersebut memantulkan warna hijau, inilah yang menjadi alasan mengapa daun tampak berwarna hijau.

Reaksi terang fotosintesis membutuhkan cahaya dalam prosesnya (light-dependent). Proses yang terjadi pada reaksi terang adalah fotolisis. Sederhananya, proses reaksi terang meliputi penyerapan energi dari cahaya untuk memecah air (H2O) menghasilkan hidrogen dan oksigen. Hidrogen selanjutnya diikat sedangkan oksigen dilepaskan ke udara.

Berikut adalah persamaan reaksinya.

Air (H2O) diperoleh oleh tanaman dari tanah dan udara. Klorofil akan memerangkap energi foton dari cahaya untuk memecah/memisahkan 2H2O tersebut menjadi 2H2 dan O2 melalui proses oksidasi. Foton mengeksitasi elektron dari klorofil sehingga elektron berpindah melalui rantai transpor elektron dan menyebabkan NADP berikatan dengan H+ membentuk NADPH2. Sementara itu, O2 yang memiliki wujud gas akan tetap berada dalam keadaan bebas dan dilepaskan ke udara, menjadi gas udara yang kita hirup. 

Di samping itu, senyawa ADP (Adenosine Diphosphate) yang dihasilkan dari reaksi gelap akan berikatan dengan senyawa fosfat membentuk ATP (Adenosine Triphosphate), suatu senyawa organik yang menyimpan energi. Energi tersebut akan digunakan oleh sel untuk menjalankan aktivitasnya. Dengan demikian, hasil reaksi terang meliputi NADP+ dan ATP. Kedua energi kimia tersebut selanjutnya digunakan untuk melaksanakan tahapan reaksi reaksi gelap.

2. REAKSI GELAP

Reaksi gelap disebut juga siklus Calvin. Reaksi gelap terjadi di stroma, yakni cairan yang mengisi ruang di antara membran kloroplas dan grana. Proses reaksi gelap tidak membutuhkan cahaya dalam melaksanakan tahapannya (light-independent). Walau demikian, ketahui bahwareaksi gelap dapat tetap terjadi dengan kehadiran cahaya.

Diketahui bahwa organisme fotosintetik misalnya tumbuhan menyerap karbon dioksida (CO2) dari atmosfer dalam menjalankan proses fotosintesis. CO2 merupakan bentuk non-organik sehingga perlu diubah menjadi molekul organik yang dapat dimanfaatkan oleh organisme fotosintetik. Oleh karena itu, proses yang terjadi pada reaksi gelap adalah pengikatan CO2 dan reduksi CO2 dengan menggunakan energi dari ATP dan NADPH2. CO2 berikatan dengan air membentuk hasil akhir adalah karbohidrat (gula) dan molekul organik lainnya. Selain gula, hasil reaksi gelap juga meliputi ADP dan NADPH yang akan digunakan kembali pada reaksi terang.

Gabungan dari kedua tahap di atas menjadikan proses fotosintesis dibuat pada persamaan reaksi berikut

Untuk lebih jelasnya, dapat dilihat pada ilustrasi berikut.

Tahapan fotosintesis di dalam kloroplas
(sumber gambar dengan modifikasi)

SUMMARY:

• Fotosintesis adalah proses menghasilkan energi yang dilakukan oleh tumbuhan dan alga. Proses fotosintesis terbagi atas 2 tahapan, yakni reaksi terang dan gelap.
• Perbedaan reaksi terang dan gelap yang utama adalah reaksi terang bergantung pada cahaya (light-dependent) sedangkan reaksi gelap terjadi dengan/tanpa cahaya (light-independent).
• Tahapan reaksi terang meliputi pemecahan molekul air menghasilkan hidrogen dan oksigen.
• Pada reaksi terang fotosintesis dihasilkan oksigen (O2) yang dilepaskan ke udara dan NADPH serta ATP yang kemudian digunakan pada reaksi gelap sebagai sumber energi.
• Tahapan reaksi gelap meliputi fiksasi CO2 dan penggabungan CO2 dengan air membentuk gula dan molekul organik lainnya.
• Hasil reaksi gelap adalah molekul organik (gula, asam lemak, asam amino), NADP, dan ADP. NADP dan ADP digunakan kembali pada reaksi terang.

REFERENSI ARTIKEL

Johnson, M.P., 2016, Photosynthesis, Essays in Biochemistry, 60, pp.255-273.

Molnar, C. & Gair, J., 2021, 5.2: The Light-Dependent Reactions of Photosynthesis, Concepts of Biology – 1st Canadian Edition, BCcampus Open Education, Victoria B.C. Columbia.