3 PERINGKAT FOTOSINTESIS DAN CIRI-CIRINYA - BIOLOGI - 2026

The peringkat fotosintesis boleh dibahagikan berdasarkan jumlah cahaya matahari kilang menerima. Fotosintesis adalah proses di mana tumbuhan dan alga memberi makan. Proses ini terdiri daripada transformasi cahaya menjadi tenaga, yang diperlukan untuk kelangsungan hidup.

Tidak seperti manusia yang memerlukan agen luaran seperti haiwan atau tumbuh-tumbuhan untuk hidup, tumbuh-tumbuhan dapat membuat makanan sendiri melalui fotosintesis. Ini dikenali sebagai pemakanan autotrofik.

Kata fotosintesis terdiri daripada dua perkataan: foto dan sintesis. Foto bermaksud campuran cahaya dan sintesis. Oleh itu, proses ini secara harfiah mengubah cahaya menjadi makanan. Organisme yang mampu mensintesis zat untuk membuat makanan, serta tumbuhan, alga, dan beberapa bakteria, disebut sebagai autotrof.

Fotosintesis memerlukan cahaya, karbon dioksida, dan air untuk berfungsi. Karbon dioksida dari udara memasuki daun tumbuhan melalui liang yang terdapat di dalamnya. Sebaliknya, air diserap oleh akar dan bergerak sehingga sampai ke daun dan cahaya diserap oleh pigmen daun.

Semasa fasa ini, unsur-unsur fotosintesis, air dan karbon dioksida, memasuki kilang dan produk fotosintesis, oksigen dan gula, meninggalkan kilang.

Fasa / peringkat fotosintesis

Pertama, tenaga cahaya diserap oleh protein yang terdapat dalam klorofil. Klorofil adalah pigmen yang terdapat dalam tisu tumbuhan hijau; fotosintesis biasanya berlaku pada daun, khususnya pada tisu yang disebut mesofil.

Setiap sel tisu mesofilik mengandungi organisma yang disebut kloroplas. Organisma ini direka untuk menjalankan fotosintesis. Struktur yang disebut thylakoids, yang mengandungi klorofil, dikelompokkan dalam setiap kloroplas.

Pigmen ini menyerap cahaya, oleh itu ia bertanggungjawab untuk interaksi pertama antara tumbuhan dan cahaya.

Di daun terdapat liang kecil yang disebut stomata. Mereka bertanggungjawab untuk membiarkan karbon dioksida menyebar di dalam tisu mesofilik dan oksigen keluar ke atmosfera. Oleh itu, fotosintesis berlaku dalam dua peringkat: fasa cahaya dan fasa gelap.

- Fasa ringan

Fasa cahaya dan fasa gelap. Maulucioni, dari Wikimedia Commons

Tindak balas ini hanya berlaku apabila cahaya hadir dan berlaku pada membran tilakoid kloroplas. Pada fasa ini, tenaga yang berasal dari cahaya matahari diubah menjadi tenaga kimia. Tenaga ini akan digunakan seperti petrol untuk menyusun molekul glukosa.

Transformasi kepada tenaga kimia berlaku melalui dua sebatian kimia: ATP, atau molekul yang menyimpan tenaga, dan NADPH, yang membawa elektron berkurang. Selama proses ini molekul air diubah menjadi oksigen yang kita dapati di persekitaran.

Tenaga suria diubah menjadi tenaga kimia dalam kompleks protein yang disebut sistem fotos. Terdapat dua sistem fotos, keduanya terdapat dalam kloroplas. Setiap sistem fotos mempunyai banyak protein yang mengandungi campuran molekul dan pigmen seperti klorofil dan karotenoid sehingga penyerapan cahaya matahari dapat dilakukan.

Pada gilirannya, pigmen dari sistem fotos berfungsi sebagai kenderaan untuk menyalurkan tenaga, ketika mereka memindahkannya ke pusat reaksi. Apabila cahaya menarik pigmen, ia memindahkan tenaga ke pigmen yang berdekatan. Pigmen berdekatan ini juga dapat menghantar tenaga itu ke beberapa pigmen berdekatan yang lain dan prosesnya diulang berturut-turut.

Fasa cahaya ini bermula di sistem fotos II. Di sini, tenaga cahaya digunakan untuk membahagi air.

Proses ini membebaskan elektron, hidrogen dan oksigen. Elektron yang dikenakan tenaga diangkut ke sistem fotos I, di mana ATP dilepaskan. Dalam fotosintesis oksigen, elektron penderma pertama adalah air dan oksigen yang dihasilkan akan menjadi sampah. Beberapa elektron penderma digunakan dalam fotosintesis anoksigenik.

Dalam fasa cahaya, tenaga cahaya ditangkap dan disimpan sementara dalam molekul kimia ATP dan NADPH. ATP akan dipecah untuk membebaskan tenaga dan NADPH akan menyumbangkan elektronnya untuk menukar molekul karbon dioksida menjadi gula.

- Fasa gelap

Dalam fasa gelap, karbon dioksida dari atmosfera ditangkap untuk diubah suai apabila hidrogen ditambahkan pada tindak balas.

Oleh itu, campuran ini akan membentuk karbohidrat yang akan digunakan oleh tumbuhan sebagai makanan. Ia dipanggil fasa gelap kerana cahaya tidak langsung diperlukan untuk menerimanya. Tetapi walaupun fakta bahawa cahaya tidak diperlukan untuk tindak balas ini berlaku, proses ini memerlukan ATP dan NADPH yang diciptakan dalam fasa cahaya.

Fasa ini berlaku pada stroma kloroplas. Karbon dioksida memasuki bahagian dalam daun melalui stromata kloroplas. Atom karbon digunakan untuk membina gula. Proses ini dilakukan berkat ATP dan NADPH yang terbentuk pada reaksi sebelumnya.

Tindak balas fasa gelap

Pertama, molekul karbon dioksida digabungkan dengan molekul reseptor karbon yang disebut RuBP, menghasilkan sebatian 6-karbon yang tidak stabil.

Segera sebatian ini terbahagi kepada dua molekul karbon yang menerima tenaga dari ATP dan menghasilkan dua molekul yang disebut BPGA.

Kemudian satu elektron dari NADPH digabungkan dengan masing-masing molekul BPGA untuk membentuk dua molekul G3P.

Molekul G3P ini akan digunakan untuk membuat glukosa. Beberapa molekul G3P juga akan digunakan untuk mengisi dan memulihkan RuBP, yang diperlukan agar kitaran dapat diteruskan.

Kepentingan fotosintesis

Fotosintesis penting kerana menghasilkan makanan untuk tumbuhan dan oksigen. Tanpa fotosintesis, tidak mungkin memakan banyak buah dan sayur-sayuran yang diperlukan untuk diet manusia. Juga, banyak haiwan yang dimakan oleh manusia tidak dapat bertahan hidup tanpa memakan tanaman.

Sebaliknya, oksigen yang dihasilkan oleh tumbuhan diperlukan agar semua kehidupan di Bumi, termasuk manusia, dapat bertahan. Fotosintesis juga bertanggungjawab menjaga tahap oksigen dan karbon dioksida di atmosfera stabil. Tanpa fotosintesis, kehidupan di Bumi tidak mungkin berlaku.

Rujukan

1. Buka Stax. Gambaran Keseluruhan Fotosintesis. (2012). Universiti Beras. Dipulihkan dari: cnx.org.
2. Farabee, MJ. Fotosintesis. (2007). Kolej Komuniti Gunung Estrella. Dipulihkan dari: 2.estrellamountain.edu.
3. "Fotosintesis" (2007). Ensiklopedia Sains dan Teknologi McGraw Hill, edisi ke-10. Jilid 13. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.
4. Pengenalan fotosintesis. (2016). KhanAcademy. Dipulihkan dari: khanacademy.org.
5. "Proses Reaksi Tergantung Cahaya" (2016). Biologi Tanpa Batas. Dipulihkan dari: bindless.com.
6. Berg, JM, Tymoczko, JL, dan Stryer, L. (2002). "Pusat aksesoripigmentsfunnelenergyintoreaction" Biokimia. Dipulihkan dari: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Koning, RE (1994) "Calvin Cycle". Dipulihkan dari: plantphys.info.
8. Fotosintesis dalam Tumbuhan. FotosintesisPendidikan. Dipulihkan dari: photosynthesiseducation.com.
9. "Apa yang berlaku sekiranya tidak ada fotosintesis?" Universiti California, Santa Barbara. Dipulihkan dari: scienceline.ucsb.edu.