Perbedaan Reaksi Terang dan Reaksi Gelap dalam Proses Fotosintesis

Platycerium superbum on wooden wall, Green staghorn fern species of fern nature at garden — Pada tanaman terjadi reaksi terang dan reaksi gelap saat fotosintesis (Foto: iStock)

Jakarta -

Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan organik seperti glukosa dan karbohidrat dari zat-zat anorganik seperti air dan karbon dioksida dengan bantuan cahaya matahari dan klorofil.

Dikutip dari buku IPA Terpadu oleh Mikrajuddi, dkk , proses terjadinya fotosintesis pada tumbuhan dibagi menjadi dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Kedua reaksi ini punya perbedaan mendasar.

Perbedaannya yaitu reaksi terang atau reaksi Hill adalah reaksi yang membutuhkan cahaya. Reaksi ini terjadi pada membran tilakoid kloroplas. Sementara reaksi gelap atau reaksi Calvin adalah reaksi fotosintesis yang tidak membutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap terjadi di stomata kloroplas.

SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT

Selain itu perbedaan reaksi terang dan reaksi gelap dapat di ketahui dari sumber dan hasil. Pada reaksi terang, energi cahaya atau foton diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH. Sedangkan untuk reaksi gelap, energi kimia dari reaksi terang seperti ATP dan NADPH dipakai untuk menghasilkan glukosa sebagai hasil akhir fotosintesis.

Untuk memahami terjadinya proses fotosintesis dan perbedaan reaksi gelap dengan reaksi terang, detikers bisa simak penjelasan lengkap di bawah ini.

Perbedaan antara Reaksi Gelap dan Reaksi Terang

a. Proses Reaksi Terang

Dikutip dari buku Biologi Pelajaran Untuk SMA/MA oleh Begot Santoso. Reaksi terang adalah reaksi yang membutuhkan cahaya, reaksi ini terjadi pada membran tilakoid kloroplas.

Pada reaksi terang, energi cahaya (foton) diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH.

Membran tilakoid terdiri atas pigmen klorofil, protein dan molekul organik yang lebih kecil disebut dengan fotosistem. Terdapat dua jenis fotosistem, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.

Fotosistem I memiliki penyerapan cahaya maksimum 700 nm karena terdapat pigmen yang dapat menyerap panjang gelombang maksimum 700 nm (p700).

Sedangkan, fotosistem II mempunyai penyerapan cahaya maksimum 680 dengan pigmen yang dapat menyerap panjang gelombang maksimum 680 nm (p680) seperti dikutip dari buku Mudah dan Aktif Belajar Biologi oleh Rikky Firmansyah, dkk.

Klorofil berfungsi menangkap cahaya (foton) dan mengubahnya menjadi energi penggerak elektron. Buku Praktis Belajar Biologi oleh Fiktor Ferdinand P menyebut pada proses ini, terjadi pemecahan molekul dan air oleh cahaya sehingga dilepaskan elektron, hidrogen dan oksigen yang disebut dengan fotolisis.

Bagaimana proses fotosintesis selanjutnya? Elektron yang dihasilkan akan memasuki sistem transfer elektron. Reaksi transfer elektron dibedakan menjadi reaksi siklik dan reaksi nonsiklik.

1. Reaksi Siklik

Dikutip dari buku Biologi Kelompok Pertanian oleh Deden Abdurahman pada reaksi tersebut, elektron yang dilepaskan oleh fotosistem I akan kembali pada fotosistem II.

Ketika elektron melewati beberapa akseptor elektron, energi yang dilepaskan digunakan untuk membentuk ADP menjadi ATP. Pembentukan ATP pada reaksi siklik disebut fotofosforilasi siklik.

2. Reaksi Nonsiklik

Elektron yang dilepaskan dari fotosistem II bergerak melalui serangkaian akseptor elektron, seperti plastoquinom, sitokrom, dan plastosianin. Proses tersebut, dilepaskan energi yang kemudian ditangkap oleh ADP menjadi ATP.

Fotosistem I merupakan molekul komplek yang dapat melepaskan elektron yang dipicu oleh cahaya matahari. Elektron fotosistem I yang lepas akan tergantikan oleh elektron dari fotosistem II

Elektron yang berenergi tinggi dari fotosistem I akan melewati serangkaian akseptor elektron baru. Pada akhirnya, elektron tersebut dipakai untuk mereduksi NADP (Nicotinamide Adenin Dinucleotide Phosphate) menjadi NADPH.

b. Proses Reaksi Gelap

Reaksi gelap merupakan reaksi fotosintesis yang tidak membutuhkan cahaya matahari dan reaksi ini terjadi di stomata kloroplas. Reaksi ini melibatkan suatu siklus yang dikenal dengan siklus Calvin.

Siklus Calvin ini membutuhkan energi kimia yang dihasilkan dari reaksi terang berupa CO₂, ATP dan NADPH. Energi ini digunakan untuk menghasilkan glukosa yang merupakan hasil akhir dari fotosintesis seperti dikutip dari buku Explore Ilmu Pengetahuan Alam untuk SMP/MTs Kelas VII oleh Sadiman, S. Pd.

Disamping itu, fotosintesis juga menghasilkan oksigen yang digunakan oleh makhluk hidup dan organisme lain untuk mengubah, menguraikan, dan mengolah bahan makanan menjadi energi melalui proses oksidasi di dalam sel-sel tubuhnya.

Seperti dikutip dari Mudah dan Aktif Belajar Biologi oleh Rikky Firmansyah, dkk. pada siklus Calvin prosesnya dibagi menjadi tahap, yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.

1. Fase fiksasi

Tahapan fiksasi bertujuan mengikat CO₂ dari udara oleh ribulosa bifosfat (RuBP) dengan bantuan enzim rubisco. Fase ini membentuk senyawa beratom C6.
Hasil yang tidak stabil tersebut dipecah menjadi 2 senyawa C3 (3-fosfogliserat). Oleh karena itu, setiap 3 molekul CO₂ yang masuk akan menghasilkan 3-fosfogliserat.

2. Fase Reduksi

NADPH mereduksi 3-fosfogliserat menjadi 3-fosfogliseraldehid (G3P) dibantu dengan ATP. Untuk membuat 1 molekul G3P utuh, siklus tersebut membutuhkan atom karbon dari 3 molekul CO₂.

3. Fase Regenerasi

Tahapan regenerasi reaksi gelap terjadi pada saat sebagian G3P melalui sederetan reaksi membentuk ribulosa fosfat (RP) yang kemudian difosforilasi oleh ATP menjadi ribulosa difosfat seperti dikutip dari buku Pelajaran Biologi untuk SMA/MA oleh Begot Santoso.