Fotosintesis, klorofil dan kloroplast

Sinar matahari adalah sumber energi utama bagi kehidupan di bumi. Energi yang dipergunakan oleh semua sel makhluk hidup di bumi ini berasal dari matahari. Proses pemanfaatan energi matahari oleh sel-sel makhluk hidup disebut dengan FOTOSINTESIS. Kehidupan di planet ini akan musnah jika proses fotosintesis berhenti karena oksigen (O₂) yang digunakan untuk bernafas makhluk di bumi berasal dari hasil fotosintesis. Secara garis besar, fotosintesis terdiri dari 3 tahapan, yaitu pengambilan energi dari sinar matahari, memproduksi ATP dan NADPH sedangkan tahapan terakhir adalah penggunaan ATP dan NADPH untuk memproduksi molekul organik dari CO₂, Seperti yang telah dibahas pada postingan sebelumnya dengan judul Proses dan Tahapan Fotosintesis pada Tanaman.

Tahapan pertama dan kedua memerlukan adanya cahaya agar dapat berlangsung sehingga sering disebut dengan reaksi terang menghasilkan oksigen (O₂) dari pemecahan molekul air (H₂O) Sedangkan tahapan yang ketiga dapat berlangsung tanpa adanya cahaya sehingga sering disebut dengan reaksi gelap. Proses fotosintesis terjadi pada sebuah organela sel yang disebut dengan kloroplast. Kloroplast hanya dimiliki oleh tumbuhan, alga dan beberapa bakteri tertentu sehingga fotosintesis hanya bisa dilakukan oleh tumbuhan, alga dan beberapa bakteri tertentu tersebut.

Bagian bagian dari kloroplast

Pada tumbuhan, kloroplast banyak terdapat di daun tepatnya di bagian mesofil daun. Kloroplast mempunyai 2 lapisan membran, yaitu membran luar dan membran dalam. Di dalam kloroplast terdapat kantong-kantong berbentuk bulat yang disebut dengan tilakoid. Tilakoid tersusun bertumpuk-tumpuk antara tilakoid satu dengan tilakoid lainnya. Tumpukan tilakoid tersebut dinamakan dengan grana. Lapisan membran tilakoid menyimpan pigmen fotosintesis untuk menangkap energi matahari dan memproduksi ATP (reaksi terang). Tilakoid dikelilingi oleh substansi semiliquid yang disebut dengan stroma. Di dalam stroma terdapat enzim yang dibutuhkan untuk merakit molekul karbon (reaksi gelap).

Tilakoid, Stroma dan grana yang merupakan tempat berlangsungnya proses fotosintesis

Kloroplast terdapat pigmen yang dapat menyerap energi dari cahaya matahari. Terdapat 2 pigmen pada tumbuhan yaitu klorofil dan karotenoid. Klorofil tersusun dari porphyrin dan serangkaian ekor hidrokarbon. Ada 2 jenis klorofil, yaitu klorofil a dan klorofil b. Pada klorofil a terdapat gugus metil (—CH3) sedangkan klorofil b mempunyai gugus aldehyde (—CHO) pada lingkaran porphyrin. Penyusun karotenoid adalah β-karoten. Karotenoid dapat menyerap foton dalam spektum panjang yang lebih luas daripada klorofil. Oleh karena itu karotenoid membantu fotosintesis dengan menangkap energi dari cahaya panjang gelombang yang tidak terserap secara efisien oleh klorofil.