Apakah itu proses fotosentis? Artikel ini akan membincangkan definisi fotosintesis, proses yang berlaku dan faktor yang mempengaruhi perkara ini.
Maksud fotosintesis
Fotosintesis adalah satu proses di mana tumbuhan-tumbuhan hijau serta beberapa organisma tertentu seperti alga dan beberapa jenis bakteria tertentu, membuat kimia.
Ketika proses fotosintesis di dalam tumbuhan hijau berlaku, tenaga cahaya akan ditangkap dan digunakan untuk menukarkan air, karbon dioksida, dan mineral yang didapati daripada sumber tanah kepada oksiden dan tenaga kimia yang disimpan di dalam bentuk glukosa (gula).
Proses fotosintesis
Ketika fotosintesis, tumbuh-tumbuhan akan menyerap karbon dioksida (CO2) air (H2O) daripada udara dan tanah. Melalui sel-sel di dalam tumbuhan, tindak balas redoks akan berlaku di mana air yang diserap daripada tanah tadi kemudiannya akan dioksidakan, bermakna ia akan kehilangan elektron, sementara gas karbon dioksida pula akan diturunkan dan menerima elektron.
Tindak balas redoks ini akan menukarkan air kepada gas oksigen dan karbon dioksida kepada glukosa. Tumbuhan itu kemudiannya akan membebaskan oksigen kembali ke udara, dan tenaga yang dihasilkan tadi akan disimpan di dalam sel tumbuhan di dalam bentuk molekul glukosa yang akan memberikan tenaga kepada pemakannya.
Tindak balas tersebut adalah seperti dibawah:
Klorofil
Di dalam sel tumbuhan terdapat satu organel yang dinamakan sebagai kloroplas (chloroplast), yang mana organel ini menyimpan tenaga daripada sumber cahaya matahari.
Di dalam membran tilakoid (thylakoid membranes) kloroplas terdapat satu pigmen (pigment) yang menyerap cahaya yang dikenali sebagai klorofil (chlorophyl), yang bertanggungjawab memberikan warna hijau kepada tumbuhan.
Ketika fotosintesis, klorofil menyerap tenaga daripada gelombang biru dan merah, dan memantulkan gelombang cahaya berwarna hijau, membuatkan tumbuhan kelihatan hijau.
Tindak balas bergantung cahaya vs tindak balas tidak bergantung cahaya
Fotosintesis boleh dipecahkan kepada dua peringkat yang utama, iaitu tindak balas bergantung cahaya (light dependent reaction) dan tindak balas tidak bergantung cahaya (light independent reaction).
Tindak balas yang bergantung dengan cahaya ini berlaku di dalam membran tilakoid dan memerlukan pancaran cahaya matahari yang berterusan, kerana itu tindak balas ini dinamakan sebagai tindak balas yang bergantung cahaya.
Klorofil akan menyerap tenaga daripada gelombang cahaya, di mana ia akan ditukarkan kepada tenaga kimia di dalam bentuk molekul ATP dan NADPH. Di dalam peringkat yang tidak bergantung dengan cahaya atau lebih dikenali sebagai Kitaran Calvin yang berlaku di dalam stroma, tidak memerlukan cahaya maka disebabkan itu ia dinamakan sebagai tindak balas tidak bergantung dengan cahaya.
Ketiga peringkat ini, tenaga daripada molekul ATP dan NADPH digunakan untuk menghimpunkan molekul karbohidrat seperti glukosa, daripada karbon dioksida.
6 peringkat dalam fotosintesis
Fotosintesis berlaku dalam beberapa peringkat sebelum produk akhirnya, glukosa dan oksigen dihasilkan, antara peringkatnya adalah seperti berikut;
- Tindak balas bergantung cahaya- Karbon dioksida dan air memasuki sel daun
- Tindak balas bergantung cahaya– Tenaga cahaya menghentam pigmen di dalam membran tilakoid, memisahkan air menjadi oksigen
- Tindak balas bergantung cahaya– Elektron bergerak ke bawah menjadi enzim
- Tindak balas bergantung cahaya– Cahaya matahari menghentam molekul pigmen kedua membenarkan enzim ADP ditukarkan kepada ATP, dan NADP+ ditukarkan kepada NADPH
- Tindak balas tidak bergantung cahaya- ATP dan NADPH digunakan oleh kitaran Calvin sebagai sumber kuasa untuk menukarkan karbon dioksida yang diserap melalui atmosfera menjadi gula glukosa ringkas.
- Tindak balas tidak bergantung cahaya– Kitaran Calvin menukarkan 3 molekul karbon dioksida daripada atmosfera menjadi glukosa
Pernafasan sel
Pernafasan sel membenarkan kesemua sel yang hidup untuk mengekstrak tenaga di dalam bentuk ATP daripada makanan dan menawarkan tenaga tersebut sebagai salah satu keperluan yang sangat penting dalam kehidupan.
Kesemua sel yang hidup di dalam tumbuhan, haiwan dan manusia menjalankan pernafasan sel. Pernafasan sel adalah proses yang terdiri daripada tiga langkah, yang pertama, sel sitoplasma (cytoplasm) di dalam tumbuhan akan memecahkan glukosa melalui proses yang dinamakan sebagai glikolisis (glycolysis) yang mana proses ini akan menghasilkan dua molekul piruvat (pyruvate) daripada 1 molekul glukosa dan membebaskan sedikit ATP.
Di dalam langkah yang kedua, sel akan memindahkan molekul piruvat pergi ke mitokondria (mitochondria), yang merupakan sumber utama tenaga bagi sel tanpa menggunakan oksigen. Proses ini yang dinamakan sebagai pernafasan tidak erobik (anaerobic respiration).
Seterusnya, langkah ketiga di dalam pernafasan sel melibatkan oksiden, maka proses ini dinamakan sebagai pernafasan sel secara aerobik, di mana tenaga di dalam bentuk makanan memasuki rantaian pengangkutan elektron yang menghasilkan ATP.
Artikel Berkaitan: Respirasi Sel (Penjelasan Penuh)
Faktor yang mempengaruhi fotosintesis
Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi penghasilan tenaga dan oksigen daripada proses fotosintesis, antaranya adalah;
- Cahaya – cahaya adalah faktor yang paling utama yang mempengaruhi fotosintesis. Proses ini tidak boleh berlaku di dalam kawasan yang gelap.
- Kepekatan karbon dioksida – semakin tinggi kepekatan karbon dioksida di dalam udara, semakin tinggi kadar fotosintesis berlaku
- Suhu – semakin tinggi suhu semakin tinggi kadar fotosintesis
- Air – apabila terdapat pengurangan pengambilan air di dalam tumbuhan, stomata akan tertutup untuk menghalang kehilangan air ketika proses transpirasi. Apabila stomata ditutup, pengambilan karbon dioksida juga akan terhenti yang akan mempengaruhi fotosintesis.
Kepentingan fotosintesis
Fotosintesis adalah satu proses yang sangat penting, bukan sahaja kepada tumbuhan tetapi kepada kita, manusia dan seluruh makhluk yang bernafas menggunakan oksigen. Antara kepentingan fotosintesis adalah seperti berikut;
- Sumber utama bagi oksigen yang ada di atmosfera
- Menyumbang kepada kitaran karbon dioksida antara bumi, lautan, tumbuhan dan haiwan.
- Menyumbang kepada hubungan simbiotik antara tumbuhan, manusia, dan haiwan.
- Mempengaruhi secara terus dan tidak terus kebanyakan hidupan yang hidup di bumi.
- Bertindak sebagai sumber tenaga yang utama dalam setiap proses di dalam hampir semua pokok dan tumbuhan.
Rujukan:
- Brenner. L (2019). Why Is Photosynthesis Important for All Organisms?. SCIENCING.
- TOPPR (2021). Factors Affecting Photosynthesis.
- Lambers, H. Bassham. Alan. J (2021). Photosynthesis. Encyclopedia Britannica.
- Quizlet (2021). Steps of Photosynthesis.
- National Geographic (2021). Encyclopedia Photosynthesis.