Fotosintesis terjadi di sel-sel jaringan mana. Konsep fotosintesis, dimana dan apa yang terjadi pada fase cahaya fotosintesis. Pentingnya fotosintesis dalam kehidupan manusia

Fotosintesis adalah sintesis senyawa organik pada daun tumbuhan hijau dari air dan karbon dioksida atmosfer menggunakan energi matahari (cahaya) yang diserap oleh klorofil dalam kloroplas.

Berkat fotosintesis, energi cahaya tampak ditangkap dan diubah menjadi energi kimia, yang disimpan (disimpan) dalam zat organik yang terbentuk selama fotosintesis.

Tanggal penemuan proses fotosintesis dapat dianggap tahun 1771. Ilmuwan Inggris J. Priestley menarik perhatian pada perubahan komposisi udara akibat aktivitas vital hewan. Dengan adanya tumbuhan hijau, udara kembali menjadi cocok untuk pernafasan dan pembakaran. Selanjutnya, karya sejumlah ilmuwan (Y. Ingenhaus, J. Senebier, T. Saussure, J.B. Boussingault) menemukan bahwa tumbuhan hijau menyerap CO 2 dari udara, dari mana bahan organik terbentuk dengan partisipasi air dalam cahaya. . Proses inilah yang pada tahun 1877 ilmuwan Jerman W. Pfeffer menyebut fotosintesis. Hukum kekekalan energi yang dirumuskan oleh R. Mayer sangat penting untuk mengungkap esensi fotosintesis. Pada tahun 1845, R. Mayer mengusulkan bahwa energi yang digunakan tumbuhan adalah energi Matahari, yang diubah tumbuhan menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Posisi ini dikembangkan dan dikonfirmasi secara eksperimental dalam penelitian ilmuwan luar biasa Rusia K.A. Timiryazev.

Peran utama organisme fotosintetik:

1) transformasi energi sinar matahari menjadi energi ikatan kimia senyawa organik;

2) kejenuhan atmosfer dengan oksigen;

Sebagai hasil fotosintesis, 150 miliar ton bahan organik terbentuk di Bumi dan sekitar 200 miliar ton oksigen bebas dilepaskan setiap tahunnya. Mencegah peningkatan konsentrasi CO2 di atmosfer, mencegah pemanasan berlebih di bumi (efek rumah kaca).

Atmosfer yang diciptakan oleh fotosintesis melindungi makhluk hidup dari radiasi UV gelombang pendek yang berbahaya (pelindung oksigen-ozon di atmosfer).

Hanya 1-2% energi matahari yang ditransfer ke hasil panen tanaman pertanian; kerugian tersebut disebabkan oleh penyerapan cahaya yang tidak sempurna. Oleh karena itu, terdapat prospek besar untuk meningkatkan produktivitas melalui pemilihan varietas dengan efisiensi fotosintesis tinggi dan penciptaan struktur tanaman yang mendukung penyerapan cahaya. Dalam hal ini, pengembangan landasan teoritis untuk mengendalikan fotosintesis menjadi sangat relevan.

Pentingnya fotosintesis sangat besar. Mari kita perhatikan saja bahwa ia memasok bahan bakar (energi) dan oksigen atmosfer yang diperlukan untuk keberadaan semua makhluk hidup. Oleh karena itu, peran fotosintesis bersifat planet.

Keplanetan fotosintesis juga ditentukan oleh fakta bahwa berkat siklus oksigen dan karbon (terutama) komposisi atmosfer saat ini dipertahankan, yang pada gilirannya menentukan kelangsungan kehidupan lebih lanjut di Bumi. Lebih lanjut dapat dikatakan bahwa energi yang tersimpan dalam produk fotosintesis pada dasarnya adalah sumber energi utama yang dimiliki umat manusia saat ini.

Reaksi total fotosintesis

BERSAMA 2 +H 2 HAI = (CH 2 HAI) + HAI 2 .

Kimia fotosintesis dijelaskan dengan persamaan berikut:

Fotosintesis – 2 kelompok reaksi:

panggung ringan (tergantung pada penerangan)

panggung gelap (tergantung suhu).

Kedua kelompok reaksi tersebut terjadi secara bersamaan

Fotosintesis terjadi di kloroplas tumbuhan hijau.

Fotosintesis dimulai dengan penangkapan dan penyerapan cahaya oleh pigmen klorofil yang terdapat pada kloroplas sel tumbuhan hijau.

Hal ini ternyata cukup untuk menggeser spektrum serapan molekul.

Molekul klorofil menyerap foton pada spektrum ungu dan biru, lalu pada spektrum bagian merah, dan tidak berinteraksi dengan foton pada spektrum bagian hijau dan kuning.

Itu sebabnya klorofil dan tumbuhan tampak hijau - mereka tidak bisa memanfaatkan sinar hijau dan membiarkannya berkeliaran di seluruh dunia (sehingga menjadikannya lebih hijau).

Pigmen fotosintetik terletak di sisi dalam membran tilakoid.

Pigmen disusun menjadi fotosistem(bidang antena untuk menangkap cahaya) - mengandung 250–400 molekul pigmen berbeda.

Fotosistem terdiri dari:

pusat reaksi fotosistem (molekul klorofil A),

molekul antena

Semua pigmen dalam fotosistem mampu mentransfer energi keadaan tereksitasi satu sama lain. Energi foton yang diserap oleh satu atau beberapa molekul pigmen ditransfer ke molekul tetangga hingga mencapai pusat reaksi. Ketika sistem resonansi pusat reaksi masuk ke keadaan tereksitasi, ia mentransfer dua elektron tereksitasi ke molekul akseptor dan dengan demikian menjadi teroksidasi dan memperoleh muatan positif.

Pada tumbuhan:

fotosistem 1(penyerapan cahaya maksimum pada panjang gelombang 700 nm - P700)

fotosistem 2(penyerapan cahaya maksimum pada panjang gelombang 680 nm - P680

Perbedaan penyerapan optima disebabkan oleh sedikit perbedaan struktur pigmen.

Kedua sistem tersebut bekerja secara tandem, seperti disebut konveyor dua bagian fotofosforilasi non-siklik .

Persamaan ringkasan untuk fotofosforilasi non-siklik:

Ф - simbol residu asam fosfat

Siklusnya dimulai dengan fotosistem 2.

1) molekul antena menangkap foton dan mengirimkan eksitasi ke pusat aktif molekul P680;

2) molekul P680 yang tereksitasi menyumbangkan dua elektron ke kofaktor Q, sementara itu teroksidasi dan memperoleh muatan positif;

Kofaktor(kofaktor). Koenzim atau zat lain yang diperlukan enzim untuk menjalankan fungsinya

Koenzim (koenzim)[dari lat. co (cum) - bersama-sama dan enzim], senyawa organik yang bersifat non-protein yang berpartisipasi dalam reaksi enzimatik sebagai akseptor atom individu atau kelompok atom yang dibelah oleh enzim dari molekul substrat, mis. untuk melakukan aksi katalitik enzim. Zat-zat ini, berbeda dengan komponen protein enzim (apoenzim), memiliki berat molekul yang relatif kecil dan, biasanya, bersifat termostabil. Kadang-kadang koenzim berarti zat dengan berat molekul rendah, yang partisipasinya diperlukan agar aksi katalitik enzim terjadi, termasuk ion, misalnya. K + , Mg 2+ dan Mn 2+ . Enzim berada. di pusat aktif enzim dan, bersama dengan substrat dan gugus fungsi pusat aktif, membentuk kompleks teraktivasi.

Kebanyakan enzim memerlukan kehadiran koenzim untuk menunjukkan aktivitas katalitik. Pengecualian adalah enzim hidrolitik (misalnya, protease, lipase, ribonuklease), yang menjalankan fungsinya tanpa adanya koenzim.

Molekulnya direduksi sebesar P680 (di bawah aksi enzim). Dalam hal ini, air terdisosiasi menjadi proton dan oksigen molekuler, itu. air adalah donor elektron, yang menjamin pengisian elektron di P 680.

FOTOLISIS AIR- pemisahan molekul air, khususnya selama fotosintesis. Karena fotolisis air, oksigen dihasilkan, yang dilepaskan oleh tanaman hijau ke dalam cahaya.

Proses organik terpenting yang tanpanya keberadaan semua makhluk hidup di planet kita akan dipertanyakan adalah fotosintesis. Apa itu fotosintesis? Semua orang mengetahuinya dari sekolah. Secara kasar, ini adalah proses pembentukan zat organik dari karbon dioksida dan air, yang terjadi dalam cahaya dan disertai dengan pelepasan oksigen. Definisi yang lebih kompleks adalah sebagai berikut: fotosintesis adalah proses mengubah energi cahaya menjadi energi ikatan kimia zat asal organik dengan partisipasi pigmen fotosintesis. Dalam praktik modern, fotosintesis biasanya dipahami sebagai serangkaian proses penyerapan, sintesis, dan penggunaan cahaya dalam serangkaian reaksi endergonik, salah satunya adalah konversi karbon dioksida menjadi zat organik. Sekarang mari kita cari tahu lebih detail bagaimana fotosintesis terjadi dan dibagi menjadi fase apa saja!

karakteristik umum

Kloroplas, yang dimiliki setiap tumbuhan, bertanggung jawab untuk fotosintesis. Apa itu kloroplas? Ini adalah plastida oval yang mengandung pigmen seperti klorofil. Klorofillah yang menentukan warna hijau tumbuhan. Pada alga, pigmen ini terdapat dalam kromatofor - sel pemantul cahaya yang mengandung pigmen dalam berbagai bentuk. Ganggang coklat dan merah, yang hidup di kedalaman yang cukup dalam dimana sinar matahari tidak terjangkau dengan baik, memiliki pigmen yang berbeda.

Zat fotosintesis merupakan bagian dari autotrof - organisme yang mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik. Mereka adalah tingkat terbawah dari piramida makanan, oleh karena itu mereka termasuk dalam makanan semua organisme hidup di planet Bumi.

Manfaat fotosintesis

Mengapa fotosintesis diperlukan? Oksigen yang dilepaskan dari tumbuhan selama fotosintesis memasuki atmosfer. Naik ke lapisan atasnya, membentuk ozon, yang melindungi permukaan bumi dari radiasi matahari yang kuat. Berkat lapisan ozon, organisme hidup dapat hidup nyaman di darat. Selain itu, seperti yang Anda ketahui, oksigen dibutuhkan untuk respirasi makhluk hidup.

Kemajuan proses

Semuanya dimulai dengan cahaya memasuki kloroplas. Di bawah pengaruhnya, organel mengambil air dari tanah dan juga membaginya menjadi hidrogen dan oksigen. Dengan demikian, dua proses terjadi. Fotosintesis tumbuhan dimulai ketika daun telah menyerap air dan karbon dioksida. Energi cahaya terakumulasi di tilakoid - kompartemen khusus kloroplas, dan membagi molekul air menjadi dua komponen. Sebagian oksigen masuk ke dalam respirasi tumbuhan, dan sisanya masuk ke atmosfer.

Karbon dioksida kemudian memasuki pirenoid - butiran protein yang dikelilingi oleh pati. Hidrogen juga hadir di sini. Bercampur satu sama lain, zat-zat ini membentuk gula. Reaksi ini juga terjadi dengan pelepasan oksigen. Ketika gula (nama umum untuk karbohidrat sederhana) dicampur dengan nitrogen, belerang dan fosfor yang masuk ke dalam tanaman dari tanah, pati (karbohidrat kompleks), protein, lemak, vitamin dan zat lain yang diperlukan untuk kehidupan tanaman akan terbentuk. Dalam sebagian besar kasus, fotosintesis terjadi dalam kondisi pencahayaan alami. Namun, pencahayaan buatan juga bisa berperan di dalamnya.

Hingga tahun 60-an abad kedua puluh, sains mengetahui satu mekanisme pengurangan karbon dioksida - melalui jalur C 3 -pentosa fosfat. Baru-baru ini, ilmuwan Australia membuktikan bahwa pada beberapa spesies tumbuhan proses ini dapat terjadi melalui siklus asam C4-dikarboksilat.

Pada tumbuhan yang mereduksi karbon dioksida melalui jalur C3, fotosintesis terjadi paling baik pada suhu sedang dan cahaya rendah, di hutan atau tempat gelap. Tanaman ini mencakup sebagian besar tanaman budidaya dan hampir semua sayuran yang menjadi makanan pokok kita.

Pada tumbuhan kelas dua, fotosintesis terjadi paling aktif pada kondisi suhu tinggi dan cahaya yang kuat. Kelompok ini mencakup tanaman yang tumbuh di daerah beriklim tropis dan hangat, seperti jagung, tebu, sorgum, dan lain sebagainya.

Omong-omong, metabolisme tumbuhan baru ditemukan baru-baru ini. Para ilmuwan dapat menemukan bahwa beberapa tanaman memiliki jaringan khusus untuk mengawetkan persediaan air. Karbon dioksida terakumulasi di dalamnya dalam bentuk asam organik dan berubah menjadi karbohidrat hanya setelah 24 jam. Mekanisme ini memungkinkan tanaman menghemat air.

Bagaimana proses kerjanya?

Kita sudah mengetahui secara umum bagaimana proses fotosintesis berlangsung dan apa saja jenis fotosintesis yang terjadi, sekarang mari kita kenali lebih dalam.

Semuanya dimulai dengan tanaman yang menyerap cahaya. Hal ini dibantu oleh klorofil, yang dalam bentuk kloroplas terletak di daun, batang dan buah tanaman. Jumlah utama zat ini terkonsentrasi di daun. Masalahnya adalah, karena strukturnya yang datar, lembaran tersebut menarik banyak cahaya. Dan semakin banyak cahaya, semakin banyak energi untuk fotosintesis. Jadi, daun pada tumbuhan berperan sebagai semacam pencari lokasi yang menangkap cahaya.

Ketika cahaya diserap, klorofil berada dalam keadaan tereksitasi. Ini mentransfer energi ke organ tanaman lain yang berpartisipasi dalam tahap fotosintesis berikutnya. Tahap kedua dari proses ini terjadi tanpa partisipasi cahaya dan terdiri dari reaksi kimia yang melibatkan air yang diperoleh dari tanah dan karbon dioksida yang diperoleh dari udara. Pada tahap ini, karbohidrat disintesis, yang penting untuk kehidupan organisme mana pun. Dalam hal ini, mereka tidak hanya menyuburkan tanaman itu sendiri, tetapi juga menular ke hewan yang memakannya. Orang juga memperoleh zat ini dengan mengonsumsi produk tumbuhan atau hewan.

Fase proses

Menjadi proses yang agak rumit, fotosintesis dibagi menjadi dua fase: terang dan gelap. Seperti namanya, fase pertama memerlukan adanya radiasi matahari, namun fase kedua tidak. Selama fase cahaya, klorofil menyerap sejumlah cahaya, membentuk molekul ATP dan NADH, yang tanpanya fotosintesis tidak mungkin dilakukan. Apa itu ATP dan NADH?

ATP (adenosy triphosphate) adalah koenzim nukleat yang mengandung ikatan berenergi tinggi dan berfungsi sebagai sumber energi dalam setiap transformasi organik. Konjungsi ini sering disebut sebagai volute energik.

NADH (nicotinamide adenine dinucleotide) adalah sumber hidrogen yang digunakan untuk mensintesis karbohidrat dengan partisipasi karbon dioksida dalam fase kedua dari proses seperti fotosintesis.

Fase cahaya

Kloroplas mengandung banyak molekul klorofil, yang masing-masing menyerap cahaya. Pigmen lain juga menyerapnya, tetapi tidak mampu melakukan fotosintesis. Prosesnya hanya terjadi pada sebagian molekul klorofil. Molekul yang tersisa membentuk antena dan kompleks pemanen cahaya (LHC). Mereka mengakumulasi kuanta radiasi cahaya dan mentransfernya ke pusat reaksi, yang juga disebut perangkap. Pusat reaksi terletak di fotosistem, dimana tumbuhan fotosintesis memiliki dua. Yang pertama mengandung molekul klorofil yang mampu menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm, dan yang kedua - 680 nm.

Jadi, dua jenis molekul klorofil menyerap cahaya dan menjadi tereksitasi, yang menyebabkan elektron berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Elektron tereksitasi, yang memiliki energi dalam jumlah besar, terkoyak dan memasuki rantai transpor yang terletak di membran tilakoid (struktur internal kloroplas).

Transisi elektron

Sebuah elektron dari fotosistem pertama berpindah dari klorofil P680 ke plastoquinone, dan sebuah elektron dari sistem kedua menuju ke ferredoxin. Dalam hal ini, di tempat pelepasan elektron, ruang bebas terbentuk dalam molekul klorofil.

Untuk menutupi kekurangan tersebut, molekul klorofil P680 menerima elektron dari air, membentuk ion hidrogen. Dan molekul klorofil kedua mengisi kekurangan tersebut melalui sistem pembawa dari fotosistem pertama.

Beginilah proses fotosintesis fase terang, yang intinya adalah transfer elektron. Sejajar dengan transpor elektron adalah pergerakan ion hidrogen melalui membran. Hal ini menyebabkan akumulasi mereka di dalam tilakoid. Terakumulasi dalam jumlah besar, mereka dilepaskan ke luar dengan bantuan faktor konjugasi. Hasil transpor elektron adalah terbentuknya senyawa NADH. Dan transfer ion hidrogen mengarah pada pembentukan mata uang energi ATP.

Pada akhir fase cahaya, oksigen memasuki atmosfer, dan ATP serta NADH terbentuk di dalam kelopak. Kemudian fase gelap fotosintesis dimulai.

Fase gelap

Fase fotosintesis ini membutuhkan karbon dioksida. Tanaman terus-menerus menyerapnya dari udara. Untuk tujuan ini, pada permukaan daun terdapat stomata - struktur khusus yang bila dibuka akan menyerap karbon dioksida. Memasuki daun, ia larut dalam air dan berpartisipasi dalam proses fase cahaya.

Selama fase cahaya di sebagian besar tumbuhan, karbon dioksida berikatan dengan senyawa organik yang mengandung 5 atom karbon. Hasilnya adalah sepasang molekul senyawa tiga karbon yang disebut asam 3-fosfogliserat. Justru karena senyawa inilah yang merupakan hasil utama proses maka tumbuhan yang melakukan fotosintesis seperti ini disebut tumbuhan C3.

Proses lebih lanjut yang terjadi di kloroplas sangat rumit bagi orang yang tidak berpengalaman. Hasil akhirnya adalah senyawa enam karbon yang mensintesis karbohidrat sederhana atau kompleks. Dalam bentuk karbohidrat tanaman mengumpulkan energi. Sebagian kecil zat tersebut tertinggal di dalam daun dan memenuhi kebutuhannya. Karbohidrat yang tersisa beredar ke seluruh tanaman dan dikirim ke tempat yang paling membutuhkannya.

Fotosintesis di musim dingin

Banyak orang setidaknya sekali dalam hidup mereka bertanya-tanya dari mana oksigen berasal selama musim dingin. Pertama, oksigen dihasilkan tidak hanya oleh tumbuhan berdaun, tetapi juga oleh tumbuhan runjung dan tumbuhan laut. Dan jika tanaman gugur membeku di musim dingin, tanaman jenis konifera terus bernafas, meski kurang intens. Kedua, kandungan oksigen di atmosfer tidak bergantung pada apakah pepohonan telah menggugurkan daunnya. Oksigen menempati 21% atmosfer, di mana pun di planet kita, kapan pun sepanjang tahun. Nilai ini tidak berubah, karena massa udara bergerak sangat cepat, dan musim dingin tidak terjadi secara serentak di semua negara. Nah, dan ketiga, pada musim dingin di lapisan bawah udara yang kita hirup, kandungan oksigennya bahkan lebih tinggi dibandingkan di musim panas. Alasan fenomena ini adalah suhu rendah, yang menyebabkan oksigen menjadi lebih padat.

Kesimpulan

Hari ini kita teringat apa itu fotosintesis, apa itu klorofil, dan bagaimana tumbuhan melepaskan oksigen dengan menyerap karbon dioksida. Tentu saja fotosintesis adalah proses terpenting dalam hidup kita. Hal ini mengingatkan kita akan perlunya menjaga alam.

27-Februari-2014 | Satu Komentar | Loli Okolnova

Fotosintesis- proses pembentukan zat organik dari karbon dioksida dan air dalam cahaya dengan partisipasi pigmen fotosintesis.

Kemosintesis- metode nutrisi autotrofik dimana sumber energi untuk sintesis zat organik dari CO 2 adalah reaksi oksidasi senyawa anorganik

Biasanya, semua organisme mampu mensintesis zat organik dari zat anorganik, mis. organisme yang mampu fotosintesis dan kemosintesis, mengacu pada .

Beberapa secara tradisional diklasifikasikan sebagai autotrof.

Kita telah membahas secara singkat tentang struktur sel tumbuhan, mari kita lihat keseluruhan prosesnya lebih detail...

Inti dari fotosintesis

(ringkasan persamaan)

Zat utama yang terlibat dalam proses multi-tahap fotosintesis adalah klorofil. Inilah yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia.

Gambar tersebut menunjukkan representasi skema molekul klorofil, dan molekulnya sangat mirip dengan molekul hemoglobin...

Klorofil tertanam di dalamnya grana kloroplas:

Fase terang fotosintesis:

(dilakukan pada membran tilakoid)

• Cahaya yang mengenai molekul klorofil diserap olehnya dan membawanya ke keadaan tereksitasi - elektron yang merupakan bagian dari molekul, setelah menyerap energi cahaya, berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi dan berpartisipasi dalam proses sintesis;
• Di bawah pengaruh cahaya, pemecahan (fotolisis) air juga terjadi:

Dalam hal ini, oksigen dikeluarkan ke lingkungan luar, dan proton terakumulasi di dalam tilakoid di “reservoir proton”

2Н + + 2е - + NADP → NADPH 2

NADP adalah zat spesifik, koenzim, mis. katalis, dalam hal ini pembawa hidrogen.

• disintesis (energi)

Fase gelap fotosintesis

(terjadi di stroma kloroplas)

sintesis glukosa sebenarnya

terjadi siklus reaksi dimana terbentuk C 6 H 12 O 6. Reaksi-reaksi ini menggunakan energi ATP dan NADPH 2 yang terbentuk dalam fase cahaya; Selain glukosa, monomer lain dari senyawa organik kompleks terbentuk selama fotosintesis - asam amino, gliserol dan asam lemak, nukleotida

Harap dicatat: fase ini gelap disebut bukan karena terjadi pada malam hari - sintesis glukosa terjadi, secara umum, sepanjang waktu, namun fase gelap tidak lagi membutuhkan energi cahaya.

“Fotosintesis adalah proses yang pada akhirnya bergantung pada semua manifestasi kehidupan di planet kita.”

K.A.Timiryazev.

Sebagai hasil fotosintesis, sekitar 150 miliar ton bahan organik terbentuk di Bumi dan sekitar 200 miliar ton oksigen bebas dilepaskan setiap tahunnya. Selain itu, tanaman melibatkan miliaran ton nitrogen, fosfor, belerang, kalsium, magnesium, kalium, dan elemen lainnya ke dalam siklusnya. Meskipun daun hijau hanya menggunakan 1-2% cahaya yang jatuh padanya, bahan organik yang dihasilkan oleh tanaman dan oksigen secara umum.

Kemosintesis

Kemosintesis terjadi karena energi yang dilepaskan selama reaksi oksidasi kimia berbagai senyawa anorganik: hidrogen, hidrogen sulfida, amonia, besi (II) oksida, dll.

Menurut zat-zat yang termasuk dalam metabolisme bakteri, yaitu :

• bakteri belerang - mikroorganisme badan air yang mengandung H 2 S - sumber dengan bau yang sangat khas,
• bakteri besi,
• bakteri nitrifikasi - mengoksidasi amonia dan asam nitrat,
• bakteri pengikat nitrogen - menyuburkan tanah, meningkatkan produktivitas secara signifikan,
• bakteri pengoksidasi hidrogen

Tapi intinya tetap sama - itu juga

Bagaimana menjelaskan proses kompleks seperti fotosintesis secara singkat dan jelas? Tumbuhan adalah satu-satunya organisme hidup yang dapat menghasilkan makanannya sendiri. Bagaimana mereka melakukannya? Untuk pertumbuhannya, mereka menerima semua zat yang diperlukan dari lingkungan: karbon dioksida dari udara, air, dan dari tanah. Mereka juga membutuhkan energi yang didapat dari sinar matahari. Energi ini memicu reaksi kimia tertentu di mana karbon dioksida dan air diubah menjadi glukosa (makanan) dan fotosintesis. Inti dari proses tersebut dapat dijelaskan secara singkat dan jelas bahkan kepada anak usia sekolah.

"Bersama Cahaya"

Kata "fotosintesis" berasal dari dua kata Yunani - "foto" dan "sintesis", yang kombinasinya berarti "bersama dengan cahaya". Energi matahari diubah menjadi energi kimia. Persamaan kimia fotosintesis:

6CO 2 + 12H 2 O + cahaya = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

Ini berarti bahwa 6 molekul karbon dioksida dan dua belas molekul air digunakan (bersama dengan sinar matahari) untuk menghasilkan glukosa, menghasilkan enam molekul oksigen dan enam molekul air. Jika Anda merepresentasikannya sebagai persamaan verbal, Anda mendapatkan yang berikut:

Air + matahari => glukosa + oksigen + air.

Matahari merupakan sumber energi yang sangat kuat. Masyarakat selalu berusaha memanfaatkannya untuk menghasilkan listrik, menyekat rumah, memanaskan air, dan sebagainya. Tumbuhan “menemukan” cara menggunakan energi matahari jutaan tahun yang lalu karena hal itu penting untuk kelangsungan hidup mereka. Fotosintesis dapat dijelaskan secara singkat dan jelas sebagai berikut: tumbuhan menggunakan energi cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia, yang hasilnya adalah gula (glukosa), yang kelebihannya disimpan sebagai pati di daun, akar, batang. dan benih tanaman. Energi matahari ditransfer ke tumbuhan, serta hewan yang memakan tumbuhan tersebut. Ketika tanaman membutuhkan unsur hara untuk pertumbuhan dan proses kehidupan lainnya, cadangan tersebut sangat berguna.

Bagaimana tumbuhan menyerap energi matahari?

Berbicara tentang fotosintesis secara singkat dan jelas, ada baiknya menjawab pertanyaan tentang bagaimana tumbuhan bisa menyerap energi matahari. Hal ini terjadi karena struktur khusus daun, yang meliputi sel-sel hijau - kloroplas, yang mengandung zat khusus yang disebut klorofil. Hal inilah yang memberi warna hijau pada daun dan bertugas menyerap energi sinar matahari.

Mengapa sebagian besar daunnya lebar dan rata?

Fotosintesis terjadi pada daun tumbuhan. Fakta yang menakjubkan adalah tanaman beradaptasi dengan sangat baik dalam menangkap sinar matahari dan menyerap karbon dioksida. Berkat permukaannya yang lebar, lebih banyak cahaya yang ditangkap. Oleh karena itu, panel surya yang terkadang dipasang di atap rumah juga berukuran lebar dan datar. Semakin besar permukaannya, semakin baik daya serapnya.

Apa lagi yang penting bagi tanaman?

Seperti halnya manusia, tanaman juga membutuhkan unsur hara yang bermanfaat agar tetap sehat, tumbuh, dan menjalankan fungsi vitalnya dengan baik. Mereka memperoleh mineral yang terlarut dalam air dari tanah melalui akarnya. Jika tanah kekurangan unsur hara mineral, tanaman tidak akan berkembang secara normal. Petani sering kali menguji tanah untuk memastikan tanah tersebut memiliki cukup nutrisi bagi tanaman untuk tumbuh. Jika tidak, gunakanlah pupuk yang mengandung mineral penting untuk nutrisi dan pertumbuhan tanaman.

Mengapa fotosintesis begitu penting?

Untuk menjelaskan fotosintesis secara singkat dan jelas kepada anak-anak, perlu disebutkan bahwa proses ini adalah salah satu reaksi kimia terpenting di dunia. Apa alasan untuk pernyataan keras seperti itu? Pertama, fotosintesis memberi makan tanaman, yang pada gilirannya memberi makan semua makhluk hidup di planet ini, termasuk hewan dan manusia. Kedua, sebagai hasil fotosintesis, oksigen yang diperlukan untuk respirasi dilepaskan ke atmosfer. Semua makhluk hidup menghirup oksigen dan mengeluarkan karbon dioksida. Untungnya, tumbuhan melakukan hal sebaliknya, sehingga sangat penting bagi manusia dan hewan karena memberi mereka kemampuan untuk bernapas.

Proses yang luar biasa

Tumbuhan ternyata juga bisa bernapas, tetapi tidak seperti manusia dan hewan, mereka menyerap karbon dioksida dari udara, bukan oksigen. Tumbuhan juga minum. Itu sebabnya Anda perlu menyiraminya, kalau tidak mereka akan mati. Dengan bantuan sistem perakaran, air dan unsur hara diangkut ke seluruh bagian tubuh tumbuhan, dan karbon dioksida diserap melalui lubang-lubang kecil di daun. Pemicu dimulainya reaksi kimia adalah sinar matahari. Semua produk metabolisme yang diperoleh digunakan tanaman untuk nutrisi, oksigen dilepaskan ke atmosfer. Demikianlah penjelasan singkat dan jelas bagaimana proses fotosintesis terjadi.

Fotosintesis: fase fotosintesis terang dan gelap

Proses yang dipertimbangkan terdiri dari dua bagian utama. Ada dua fase fotosintesis (deskripsi dan tabel di bawah). Yang pertama disebut fase cahaya. Ini hanya terjadi dengan adanya cahaya di membran tilakoid dengan partisipasi klorofil, protein transpor elektron dan enzim ATP sintetase. Apa lagi yang disembunyikan fotosintesis? Menyalakan dan menggantikan satu sama lain seiring berjalannya siang dan malam (siklus Calvin). Selama fase gelap, produksi glukosa yang sama, makanan bagi tanaman, terjadi. Proses ini juga disebut reaksi tidak tergantung cahaya.

Kesimpulan

Dari uraian di atas, dapat diambil kesimpulan sebagai berikut:

• Fotosintesis adalah proses yang menghasilkan energi dari matahari.
• Energi cahaya matahari diubah menjadi energi kimia oleh klorofil.
• Klorofil memberi warna hijau pada tumbuhan.
• Fotosintesis terjadi di kloroplas sel daun tumbuhan.
• Karbon dioksida dan air diperlukan untuk fotosintesis.
• Karbon dioksida memasuki tanaman melalui lubang kecil, stomata, dan oksigen keluar melalui lubang tersebut.
• Air diserap ke dalam tanaman melalui akarnya.
• Tanpa fotosintesis tidak akan ada makanan di dunia.

Tumbuhan memperoleh air dan mineral dari akarnya. Daun memberikan nutrisi organik pada tanaman. Berbeda dengan akar, mereka tidak berada di dalam tanah, tetapi di udara, oleh karena itu mereka tidak memberikan nutrisi pada tanah, tetapi udara.

Dari sejarah mempelajari nutrisi udara pada tanaman

Pengetahuan tentang nutrisi tanaman terakumulasi secara bertahap.

Sekitar 350 tahun yang lalu, ilmuwan Belanda Jan Helmont pertama kali bereksperimen dengan studi nutrisi tanaman. Dia menanam pohon willow di pot tanah liat berisi tanah, hanya menambahkan air. Ilmuwan itu dengan hati-hati menimbang daun-daun yang berguguran. Setelah lima tahun, massa pohon willow bersama dengan daun-daun yang berguguran bertambah 74,5 kg, dan massa tanah hanya berkurang 57 g. Berdasarkan hal tersebut, Helmont sampai pada kesimpulan bahwa semua zat dalam tumbuhan tidak terbentuk dari tanah , tapi dari air. Pendapat bahwa ukuran tanaman bertambah hanya karena air bertahan hingga akhir abad ke-18.

Pada tahun 1771, ahli kimia Inggris Joseph Priestley mempelajari karbon dioksida, atau sebagaimana ia menyebutnya, “udara rusak” dan membuat penemuan yang luar biasa. Jika lilin dinyalakan dan ditutup dengan penutup kaca, maka setelah terbakar sedikit akan padam.

Seekor tikus di bawah tudung seperti itu mulai mati lemas. Namun, jika Anda meletakkan ranting mint di bawah tutup tikus, tikus tidak akan mati lemas dan terus hidup. Artinya tumbuhan “memperbaiki” udara yang tercemar oleh pernapasan hewan, yaitu mengubah karbon dioksida menjadi oksigen.

Pada tahun 1862, ahli botani Jerman Julius Sachs membuktikan melalui eksperimen bahwa tumbuhan hijau tidak hanya menghasilkan oksigen, tetapi juga menciptakan zat organik yang berfungsi sebagai makanan bagi semua organisme lain.

Fotosintesis

Perbedaan utama antara tumbuhan hijau dan organisme hidup lainnya adalah adanya kloroplas yang mengandung klorofil di dalam selnya. Klorofil memiliki kemampuan menangkap sinar matahari, yang energinya diperlukan untuk pembuatan zat organik. Proses pembentukan bahan organik dari karbon dioksida dan air dengan menggunakan energi matahari disebut fotosintesis (cahaya Yunani pbo1os). Selama proses fotosintesis, tidak hanya zat organik - gula - yang terbentuk, tetapi oksigen juga dilepaskan.

Secara skematis proses fotosintesis dapat digambarkan sebagai berikut:

Air diserap oleh akar dan mengalir melalui sistem konduktif dari akar dan batang ke daun. Karbon dioksida merupakan salah satu komponen udara. Ia memasuki daun melalui stomata terbuka. Penyerapan karbon dioksida difasilitasi oleh struktur daun: permukaan datar helaian daun, yang meningkatkan luas kontak dengan udara, dan adanya sejumlah besar stomata di kulit.

Gula yang terbentuk sebagai hasil fotosintesis diubah menjadi pati. Pati merupakan zat organik yang tidak larut dalam air. Kgo dapat dengan mudah dideteksi menggunakan larutan yodium.

Bukti terbentuknya pati pada daun yang terkena cahaya

Mari kita buktikan bahwa di dalam daun hijau tanaman, pati terbentuk dari karbon dioksida dan air. Untuk melakukan hal ini, perhatikan eksperimen yang pernah dilakukan oleh Julius Sachs.

Tanaman hias (geranium atau primrose) disimpan di tempat gelap selama dua hari agar semua pati digunakan untuk proses vital. Kemudian beberapa helai daun ditutup kedua sisinya dengan kertas hitam sehingga hanya sebagian saja yang tertutup. Pada siang hari tanaman terkena cahaya, dan pada malam hari juga disinari menggunakan lampu meja.

Sehari kemudian, daun yang diteliti dipotong. Untuk mengetahui bagian mana dari pati daun yang terbentuk, daun direbus dalam air (agar butiran pati membengkak) kemudian disimpan dalam alkohol panas (klorofil larut dan daun berubah warna). Kemudian daun dicuci dengan air dan diolah dengan larutan yodium lemah. Dengan demikian, area daun yang terkena cahaya memperoleh warna biru akibat aksi yodium. Artinya pati terbentuk di sel-sel bagian daun yang diterangi. Oleh karena itu, fotosintesis hanya terjadi dalam cahaya.

Bukti perlunya karbon dioksida untuk fotosintesis

Untuk membuktikan bahwa karbon dioksida diperlukan untuk pembentukan pati di daun, tanaman hias juga terlebih dahulu disimpan di tempat gelap. Salah satu daunnya kemudian dimasukkan ke dalam labu yang diberi sedikit air jeruk nipis. Labu ditutup dengan kapas. Tanaman terkena cahaya. Karbon dioksida diserap oleh air kapur, sehingga tidak akan ada di dalam labu. Daunnya dipotong dan, seperti pada percobaan sebelumnya, diperiksa keberadaan patinya. Itu disimpan dalam air panas dan alkohol dan diolah dengan larutan yodium. Namun, dalam kasus ini, hasil percobaannya akan berbeda: daunnya tidak membiru, karena itu tidak mengandung pati. Oleh karena itu, untuk pembentukan pati, selain cahaya dan air, diperlukan karbon dioksida.

Jadi, kami menjawab pertanyaan tentang makanan apa yang diterima tanaman dari udara. Pengalaman menunjukkan bahwa itu adalah karbon dioksida. Hal ini diperlukan untuk pembentukan bahan organik.

Organisme yang secara mandiri menciptakan zat organik untuk membangun tubuhnya disebut autotrophamnes (Yunani autos - dirinya sendiri, trophe - makanan).

Bukti produksi oksigen selama fotosintesis

Untuk membuktikan bahwa selama fotosintesis, tumbuhan melepaskan oksigen ke lingkungan luar, perhatikan percobaan dengan tumbuhan air Elodea. Tunas elodea dicelupkan ke dalam wadah berisi air dan ditutup dengan corong di atasnya. Tempatkan tabung reaksi berisi air pada ujung corong. Tanaman terkena cahaya selama dua sampai tiga hari. Dalam cahaya, elodea menghasilkan gelembung gas. Mereka terakumulasi di bagian atas tabung reaksi, menggantikan air. Untuk mengetahui jenis gasnya, tabung reaksi dikeluarkan dengan hati-hati dan serpihan yang membara dimasukkan ke dalamnya. Serpihannya berkedip terang. Ini berarti oksigen telah terakumulasi di dalam labu, mendukung pembakaran.

Peran kosmik tumbuhan

Tumbuhan yang mengandung klorofil mampu menyerap energi matahari. Oleh karena itu K.A. Timiryazev menyebut peran mereka di Bumi bersifat kosmik. Sebagian energi matahari yang tersimpan dalam bahan organik dapat disimpan dalam waktu lama. Batubara, gambut, minyak dibentuk oleh zat-zat yang pada zaman geologis kuno diciptakan oleh tumbuhan hijau dan menyerap energi Matahari. Dengan membakar bahan-bahan alami yang mudah terbakar, seseorang melepaskan energi yang disimpan jutaan tahun yang lalu oleh tumbuhan hijau.

Fotosintesis (Tes)

1. Organisme yang membentuk zat organik hanya dari zat organik:

1.heterotrof

2.autotrof

3.kemotrof

4.mixotrof

2. Pada fase terang fotosintesis terjadi hal-hal sebagai berikut:

1.Pembentukan ATP

2. pembentukan glukosa

3.emisi karbon dioksida

4. pembentukan karbohidrat

3. Selama fotosintesis, oksigen terbentuk, yang dilepaskan dalam proses:

1. biosintesis protein

2.fotolisis

3.eksitasi molekul klorofil

4. senyawa karbon dioksida dan air

4. Akibat fotosintesis, energi cahaya diubah menjadi:

1. energi panas

2.energi kimia senyawa anorganik

3. energi listrik energi panas

4.energi kimia senyawa organik

5. Respirasi pada organisme hidup anaerob terjadi melalui proses :

1.oksidasi oksigen

2.fotosintesis

3.fermentasi

4.kemosintesis

6. Produk akhir oksidasi karbohidrat di dalam sel adalah:

1.ADP dan air

2.amonia dan karbon dioksida

3.air dan karbon dioksida

4.amonia, karbon dioksida dan air

7. Pada tahap persiapan pemecahan karbohidrat, terjadi hidrolisis:

1. selulosa menjadi glukosa

2. protein menjadi asam amino

3.DNA ke nukleotida

4.lemak menjadi gliserol dan asam karboksilat

8. Enzim menyediakan oksidasi oksigen:

1.saluran pencernaan dan lisosom

2.sitoplasma

3.mitokondria

4.plastida

9. Selama glikolisis, 3 mol glukosa disimpan dalam bentuk ATP:

10. Dua mol glukosa mengalami oksidasi sempurna dalam sel hewan, dan karbon dioksida dilepaskan:

11. Dalam proses kemosintesis, organisme mengubah energi oksidatif:

1. senyawa belerang

2.senyawa organik

3.pati

12. Satu gen berhubungan dengan informasi tentang molekul:

1.asam amino

2.pati

4.nukleotida

13. Kode genetik terdiri dari tiga nukleotida, yang artinya:

1. spesifik

2.berlebihan

3.universal

4.tripleten

14. Dalam kode genetik, satu asam amino setara dengan 2-6 kembar tiga, ini memanifestasikan dirinya dalam:

1.kontinuitas

2.redundansi

3. keserbagunaan

4. kekhususan

15. Jika susunan nukleotida DNA adalah ATT-CHC-TAT, maka susunan nukleotida i-RNA adalah:
1.TAA-TsGTs-UTA

2.UAA-GTG-AUA

3.UAA-CHTs-AUA

4.UAA-TsGTs-ATA

16. Sintesis protein tidak terjadi pada ribosomnya sendiri pada:

1.virus mosaik tembakau

2. Drosophila

3.semut

4.Vibrio kolera

17. Antibiotik:

1. merupakan protein darah pelindung

2.mensintesis protein baru dalam tubuh

3.adalah patogen yang dilemahkan

4.menekan sintesis protein patogen

18. Bagian molekul DNA tempat terjadinya replikasi memiliki 30.000 nukleotida (kedua untai). Untuk replikasi Anda memerlukan:

19. Berapa banyak asam amino berbeda yang dapat diangkut oleh satu t-RNA:

1.selalu satu

2.selalu dua

3.selalu tiga

4. ada yang bisa mengangkut satu, ada yang bisa mengangkut beberapa.

20. Bagian DNA tempat terjadinya transkripsi mengandung 153 nukleotida; bagian ini mengkodekan polipeptida dari:

1.153 asam amino

2,51 asam amino

3,49 asam amino

4.459 asam amino

21. Selama fotosintesis, oksigen dihasilkan sebagai hasilnya

1.​ air fotosintesis

2.​ dekomposisi gas karbon

3.​ reduksi karbon dioksida menjadi glukosa

4.​ Sintesis ATP

Selama proses fotosintesis terjadi

1.​ sintesis karbohidrat dan pelepasan oksigen

2.penguapan air dan penyerapan oksigen

3. Pertukaran gas dan sintesis lipid

4.​ pelepasan karbon dioksida dan sintesis protein

23. Selama fase cahaya fotosintesis, energi sinar matahari digunakan untuk sintesis molekul

1. lipid

2.​ protein

3.asam nukleat

24. Di bawah pengaruh energi sinar matahari, sebuah elektron naik ke tingkat energi yang lebih tinggi dalam molekul

1.​ tupai

2.​ glukosa

3.​ klorofil

4.​ biosintesis protein

25. Sel tumbuhan, seperti sel hewan, menerima energi dalam prosesnya. .

1.​ oksidasi zat organik

2.​ biosintesis protein

3. sintesis lipid

4.sintesis asam nukleat

Fotosintesis terjadi di kloroplas sel tumbuhan. Kloroplas mengandung pigmen klorofil, yang terlibat dalam proses fotosintesis dan memberi warna hijau pada tumbuhan. Oleh karena itu, fotosintesis hanya terjadi di bagian tanaman yang hijau.

Fotosintesis adalah proses pembentukan zat organik dari zat anorganik. Secara khusus, zat organik adalah glukosa, dan zat anorganik adalah air dan karbon dioksida.

Sinar matahari juga penting untuk terjadinya fotosintesis. Energi cahaya disimpan dalam ikatan kimia bahan organik. Inilah inti utama fotosintesis: untuk mengikat energi yang nantinya digunakan untuk menunjang kehidupan tumbuhan atau hewan pemakan tumbuhan tersebut. Bahan organik hanya berperan sebagai bentuk, cara menyimpan energi matahari.

Ketika fotosintesis terjadi di dalam sel, berbagai reaksi terjadi di kloroplas dan membrannya.

Tidak semuanya membutuhkan cahaya. Oleh karena itu, ada dua fase fotosintesis: terang dan gelap. Fase gelap tidak memerlukan cahaya dan dapat terjadi pada malam hari.

Karbon dioksida memasuki sel dari udara melalui permukaan tanaman. Air berasal dari akar sepanjang batang.

Hasil proses fotosintesis tidak hanya terbentuk bahan organik, tetapi juga oksigen. Oksigen dilepaskan ke udara melalui permukaan tanaman.

Glukosa yang terbentuk sebagai hasil fotosintesis ditransfer ke sel lain, diubah menjadi pati (disimpan), dan digunakan untuk proses vital.

Organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis pada sebagian besar tumbuhan adalah daun. Di dalam daun terdapat banyak sel fotosintesis yang membentuk jaringan fotosintesis.

Karena sinar matahari penting untuk fotosintesis, daun biasanya memiliki luas permukaan yang besar. Dengan kata lain, mereka rata dan tipis. Untuk memastikan cahaya mencapai seluruh daun tanaman, mereka diposisikan sedemikian rupa sehingga hampir tidak saling menaungi.

Jadi, agar proses fotosintesis dapat berlangsung, diperlukan karbon dioksida, air dan cahaya. Hasil fotosintesis adalah bahan organik (glukosa) dan oksigen. Fotosintesis terjadi di kloroplas, yang paling banyak terdapat pada daun.

Fotosintesis terjadi pada tumbuhan (terutama pada daunnya) dalam cahaya. Ini adalah proses di mana zat organik glukosa (salah satu jenis gula) terbentuk dari karbon dioksida dan air. Selanjutnya glukosa di dalam sel diubah menjadi zat yang lebih kompleks yaitu pati. Baik glukosa dan pati adalah karbohidrat.

Proses fotosintesis tidak hanya menghasilkan bahan organik, tetapi juga menghasilkan oksigen sebagai produk samping.

Karbon dioksida dan air merupakan zat anorganik, sedangkan glukosa dan pati merupakan zat organik.

Oleh karena itu, sering dikatakan bahwa fotosintesis adalah proses pembentukan zat organik dari zat anorganik dalam cahaya. Hanya tumbuhan, beberapa eukariota bersel tunggal, dan beberapa bakteri yang mampu melakukan fotosintesis. Proses seperti itu tidak terjadi pada sel hewan dan jamur, sehingga terpaksa menyerap zat organik dari lingkungan. Dalam hal ini, tumbuhan disebut autotrof, dan hewan serta jamur disebut heterotrof.

Proses fotosintesis pada tumbuhan terjadi di kloroplas yang mengandung pigmen klorofil berwarna hijau.

Jadi, agar fotosintesis dapat terjadi, Anda memerlukan:

klorofil,

karbon dioksida.

Selama proses fotosintesis terbentuklah zat-zat sebagai berikut:

bahan organik,

oksigen.

Tumbuhan beradaptasi untuk menangkap cahaya. Pada banyak tanaman herba, daunnya dikumpulkan dalam apa yang disebut roset basal, bila daunnya tidak saling menaungi. Pepohonan dicirikan oleh mosaik daun, di mana daun-daun tumbuh sedemikian rupa sehingga sesedikit mungkin menaungi satu sama lain. Pada tumbuhan, helaian daun dapat membelok ke arah cahaya akibat bengkoknya tangkai daun. Dengan semua ini, ada tanaman yang menyukai naungan yang hanya bisa tumbuh di tempat teduh.

Airuntuk fotosintesistibake dalam daundari akarnyasepanjang batang. Oleh karena itu, penting agar tanaman menerima kelembapan yang cukup. Dengan kekurangan air dan mineral tertentu, proses fotosintesis terhambat.

Karbon dioksidadiambil untuk fotosintesissecara langsungkeluar dari udara tipisdaun-daun. Sebaliknya, oksigen yang dihasilkan tanaman selama fotosintesis dilepaskan ke udara. Pertukaran gas difasilitasi oleh ruang antar sel (ruang antar sel).

Zat organik yang terbentuk selama fotosintesis sebagian digunakan di dalam daun itu sendiri, tetapi sebagian besar mengalir ke seluruh organ lain dan diubah menjadi zat organik lain, digunakan dalam metabolisme energi, dan diubah menjadi nutrisi cadangan.

Fotosintesis

Fotosintesis- proses sintesis zat organik dengan menggunakan energi cahaya. Organisme yang mampu mensintesis zat organik dari senyawa anorganik disebut autotrofik. Fotosintesis hanya merupakan karakteristik sel organisme autotrofik. Organisme heterotrofik tidak mampu mensintesis zat organik dari senyawa anorganik.
Sel tumbuhan hijau dan beberapa bakteri memiliki struktur khusus dan kompleks bahan kimia yang memungkinkan mereka menangkap energi dari sinar matahari.

Peran kloroplas dalam fotosintesis

Sel tumbuhan mengandung formasi mikroskopis - kloroplas. Ini adalah organel di mana energi dan cahaya diserap dan diubah menjadi energi ATP dan molekul pembawa energi lainnya. Grana kloroplas mengandung klorofil, zat organik kompleks. Klorofil menangkap energi cahaya untuk digunakan dalam biosintesis glukosa dan zat organik lainnya. Enzim yang diperlukan untuk sintesis glukosa juga terletak di kloroplas.

Fase terang fotosintesis

Kuantum cahaya merah yang diserap oleh klorofil mentransfer elektron ke keadaan tereksitasi. Sebuah elektron yang tereksitasi oleh cahaya memperoleh pasokan energi yang besar, sebagai akibatnya ia berpindah ke tingkat energi yang lebih tinggi. Sebuah elektron yang tereksitasi oleh cahaya dapat diibaratkan seperti batu yang diangkat ke ketinggian, yang juga memperoleh energi potensial. Dia kehilangannya, jatuh dari ketinggian. Elektron yang tereksitasi, seolah-olah secara bertahap, bergerak sepanjang rantai senyawa organik kompleks yang tertanam di dalam kloroplas. Berpindah dari satu langkah ke langkah lainnya, elektron kehilangan energi, yang digunakan untuk sintesis ATP. Elektron yang membuang energi kembali ke klorofil. Bagian baru energi cahaya kembali menggairahkan elektron klorofil. Ia kembali mengikuti jalur yang sama, menghabiskan energi untuk pembentukan molekul ATP.
Ion hidrogen dan elektron, yang diperlukan untuk pemulihan molekul pembawa energi, dibentuk oleh pemecahan molekul air. Pemecahan molekul air dalam kloroplas dilakukan oleh protein khusus di bawah pengaruh cahaya. Proses ini disebut fotolisis air.
Dengan demikian, energi sinar matahari langsung digunakan oleh sel tumbuhan untuk:
1. eksitasi elektron klorofil, yang energinya selanjutnya digunakan untuk pembentukan ATP dan molekul pembawa energi lainnya;
2. fotolisis air, menyuplai ion hidrogen dan elektron ke fase cahaya fotosintesis.
Ini melepaskan oksigen sebagai produk sampingan dari reaksi fotolisis.

Tahap di mana, karena energi cahaya, senyawa kaya energi terbentuk - ATP dan molekul pembawa energi, ditelepon fase cahaya fotosintesis.

Fase gelap fotosintesis

Kloroplas mengandung gula lima karbon, salah satunya ribulosa difosfat, adalah akseptor karbon dioksida. Enzim khusus mengikat gula lima karbon dengan karbon dioksida di udara. Dalam hal ini, terbentuk senyawa yang, dengan menggunakan energi ATP dan molekul pembawa energi lainnya, direduksi menjadi molekul glukosa enam karbon.

Dengan demikian, energi cahaya diubah selama fase cahaya menjadi energi ATP dan molekul pembawa energi lainnya digunakan untuk sintesis glukosa.

Proses-proses ini bisa terjadi dalam kegelapan.
Kloroplas dapat diisolasi dari sel tumbuhan, yang dalam tabung reaksi, di bawah pengaruh cahaya, melakukan fotosintesis - mereka membentuk molekul glukosa baru dan menyerap karbon dioksida. Jika penerangan kloroplas dihentikan, sintesis glukosa juga terhenti. Namun, jika ATP dan molekul pembawa energi tereduksi ditambahkan ke kloroplas, maka sintesis glukosa dilanjutkan dan dapat dilanjutkan dalam kegelapan. Artinya, cahaya sebenarnya hanya diperlukan untuk mensintesis ATP dan mengisi daya molekul pembawa energi. Penyerapan karbon dioksida dan pembentukan glukosa pada tanaman ditelepon fase gelap fotosintesis karena dia bisa berjalan dalam kegelapan.
Pencahayaan yang intens dan peningkatan kandungan karbon dioksida di udara menyebabkan peningkatan aktivitas fotosintesis.

Catatan lain tentang biologi

Artikel menarik lainnya: