Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan dari senyawa anorganik dengan bantuan energi matahari. Terjadi di kloroplas daun dan melibatkan dua tahap, yaitu reaksi terang dan gelap. Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi ATP dan NADPH2, sedangkan reaksi gelap mengikat CO2 menjadi karbohidrat.

1. FOTOSINTESIS
1. PENGERTIAN
Adalah proses pembentukan zat makanan (senyawa organik) dari senyawa
anorganik, dengan bantuan energi yang berasal dari matahari. Energi matahari yang
digunakan pada proses fotosintesis diubah menjadi energi kimai (ATP) dengan bantuan
klorofil.
Zat anorganik yang diprlukan dalam proses fotosintesis berupa air (H2O) dan karbon
dioksida (CO2) dari hasil respirasi seluler. Pada tumbuhan air diambil dari tanah melalui
rambut-rambut akar, kemudian dibawa menuju daun oleh xylem. Sedangkan, karbon
dioksida berasal dari udara yang masuk ke daun melalui stomata (mulut daun). Reaksi
umum fotosintesis adalah sebagai berikut :
6CO2 + 6 H2O + Cahaya C6H12O6 + 6 O2
2. KLOROPLAS
Kloroplas merupakan organel bermembran ganda yang mengandung pigmen klorofil.
Pada prosenya, klorofil akan menyerap energi cahaya matahari dan akan menggerakkan
sintesis molekul makanan di dalam kloroplas. Pada umumnya, kloroplas ditemukan pada sel
mesofil, yaitu jaringan yang terdapat di bagian dalam daun. Di dalam kloroplas terdapat
sistem membran yang tersusun seperti kantong-kantong pipih yangh disebut dengan
tilakoid. Di beberapa daerah, tilakoid menumpuk seperti tumpukan uang logam yang
membentuk struktur yang disebut dengan grana (tunggal, granum). Cairan di luar membran
tilakoid disebut stroma. Adanya membran tilakoid membagi kloroplas menjadi dua ruangan,
yaitu ruangan tilakoid dan stroma.
Proses fotosintesis dibagi menjadi dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
Reaksi terang yaitu reaksi yang membutuhkan cahaya. Reaksi gelap (siklus Calvin) yaitu
reaksi pembentukan karbohidrat tanpa membutuhkan cahaya. Reaksi terang terjadi di
membran tilakoid kloroplas. Pada reaksi terang, energi cahaya atau foton diubah menjadi
energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH2, sedangkan pada reaksi gelap berupa
pengikatan karbon dioksida yang kemudian melalui proses reduksi dan regenerasi dihasilkan

2. karbohidrat. Proses reaksigelap ini berlangsung tanpa adanya cahaya dan membutuhkan
ATP dan NADPH2 dari reaksi terang.
3. REAKSI TERANG
Reaksi terang fotosintesis terjadi di membran tilakoid kloroplas. Pada membran
tilakoid, terdapat pigmen klorofil yang bersamaprotein dan molekul organik yang lebih kecil
lainnya disebut fotosistem. Setriap fotosistem, memiliki pengumpul cahaya yang disebut
dengan kompleks antena. Fungsi kompleks antena untuk membantu fotosistem menerima
cahaya dengan spektrum yang lebih luas. Ketika kompleks antena menyerap foton maka
energi foton akan disalurkan dari molekul pigmen yang satu ke molekul pigmen yang lain.
Pada membran tilakoid terdapat dua jenis fotosistem yang dinamakan berdasarkan
urutan ditemukannya, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Fotosistem I mempunyai pusat
reaksi P700 karena paling baik menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm.
Fotosistem II mempunyai pusat reaksi P680 karena menyerap cahaya paling puncak pada
panjang gelombang 680 nm. Kedua pusat reaksi ini tersusun oleh klorofil a.

3. 3.1 Aliran Elektron Nonsiklik
Proses aliran elektron nonsiklik disebut juga fotofosforilasi nonsiklik yang melibatkan
dua fotosistem sekaligus yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Diawali dari penyerapan
cahaya oleh fotosistem II, elektron dari pusat reaksi (P680) tereksitasi dan ditangkap oleh
akseptor elektron primer yang kemudian elektron menuju ke fotosistem I. Selama aliran
elektron dari fotositstrem II ke fotosistem I terjadi pembentukan ATP. Kekurangan elektron
pada P680 digantikan oleh hasil fotolisis air, yaitu H2O yang dipecah menjadi 2H+ + 2e + ½
O2. Oksigen (O2) dari fotolisis dilepaskan ke lingkungan, sedangkan elektronnya digunakan
untuk mengganti kekurangan elektron pada P680.
Hal itulah yang menyebabkan pada fotosintesis dihasilkan oksigen.
Elektron yang sampai pada fotosistem I digunakan untuk menutup kekurangan elektron
pada fotosistem I. Seperti halnya fotosistem II, pada fotosistem I juga telah terjadi eksitasi
elektron karena menyerap cahaya . elektron pada fotosistem I ditangkap oleh akseptor
elektron primer, kemudian mengalir dari akseptor elektron satu ke akseptor elektron yang
lain, dan akhirnya digunbakan untuk pembentukan NADPH.

4. 3.2 Aliran Elektron Siklik
Pada kondisi tertentu, elektron yang tereksitasi dapat mengambil jalan singkat
lintasan yaitu fotofosforilasi siklik dan hanya melibatkan fotosistem I. Eksitasi elektron dari
P700 ditangkap akseptor elektron primer, kemudian melalui aliran elektron seperti
feredoksin dan kompleks sitokrom, elektron kembalike P700. Pada proses ini tidak terjadi
fotolisis air dan tidak dibentuk NADPH2. Fotofosforilasi siklik hanya membentuk ATP.
Perbandingan Fotofosforilasi
No. Fotofosforilasi Nonsiklik Fotofosforilasi Siklik
1. Melibatkan fotosistem I dan II Hanya melibatkan fotosistem I
2. Dibentuk ATP dan NADPH2 Dibentuk ATP
3. Terjadi fotolisis air untuk menutupi
kekurangan elektron pada fotosistem II
Tidak terjadi fotolisis air

5. 4. REAKSI GELAP
Reaksi gelap disebut juga siklus calvin. Seperti halnya pada siklus krebs, pada siklus
calvin materi awal diregenerasi lagi untuk melakukan siklus selanjutnya. Prosesnya dibagi
dalam tiga tahap yaitu fiksasi, reduyksi dan regenerasi.
Tahap fiksasi merupakan tahap pengikatan CO2 oleh enyawa baratom 5 karbon,
ribulosa difosfat (RDP), dan dikatalisis oleh enzim RuBP karboksilase atau rubisko. Hasil
fiksasi ialah senyawa 6 karbon yang tidak stabil sehingga terurai menjadi asam 3-
fosfogliserat (APG).
Tahap reduksi diawali dari proses fosforilasi APG menjadi 1,3 difosfogliserat (DPG)
yang kemudian direduksi oleh NADPH2 membentuk gliseraldehida-3-fosfat (G3P). G3P
melalui sederetan reaksi membentuk ribulosa fosfat (RP0, yang kemudian difosforilasi oleh
ATP menjadi ribulosa difosfat (RDP).