10. Reaksi gelap pada proses fotosintesis terjadi melalui tiga tahap yaitu tahap fiksasi, tahap reduksi, dan tahap regenerasi. Pada tahap fiksasi terjadi proses... 

Teman-teman tahukah kamu kalau siang hari berada di dekat pepohonan, udara yang berada di sekitar pohon terasa segar, namun lain halnya ketika berada di malam hari. Bukan, bukan terasa menakutkan ya tapi terasa sesak. Wah kenapa bisa terjadi ya? Yap karena siang hari tumbuhan melakukan fotosintesis. Hmm apakah di malam hari tumbuhan juga bisa melakukan fotosintesis? Kita bahas ya lebih lanjut dan menjawab soal di atas. Pada soal di atas yang ditanyakan adalah pada tahap fiksasi pada reaksi gelap fotosintesis terjadi apa, oleh karena itu kita akan bahas dengan konsep Fotosintesis.

Identifikasi Konsep

Seperti yang sudah teman-teman ketahui, makhluk hidup yang dapat melakukan fotosintesis adalah tumbuhan. Sebenarnya pernyataan ini tidak salah namun belum sepenuhnya benar. Tumbuhan bisa melakukan fotosintesis karena memiliki senyawa yang berperan dalam menangkap energi matahari dan merubahnya menjadi energi kimia, yaitu klorofil. Pada sel tumbuhan, klorofil terletak di organel kloroplas. Struktur lebih detail dari kloroplas ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-431/ModuleId-2/QuestionCode-21GER9M775N/KLOROPLAS.png" />

Pada gambar di atas terlihat struktur kloroplas memiliki dua lapis membran. Bagian dalam terlihat kumpulan struktur menyerupai koin yang disebut tilakoid dan ruangan tempat tilakoid berada disebut stroma. Selanjutnya kita akan membahas tahapan dalam proses fotosintesis.

Fotosintesis dibagi ke dalam dua tahapan, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Tahapan dan skema fotosintesis ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-431/ModuleId-2/QuestionCode-21GER9M775N/FOTOSINTESIS.png" />

Pada gambar terlihat ilustrasi kloroplas dan reaksi yang terjadi di dalamnya yaitu reaksi terang dan reaksi gelap/ siklus Calvin. Selanjutnya kita bahas lebih detail dari masing-masing tahapan

1. Reaksi terang/Light reactions
Reaksi terang terjadi di tilakoid tepatnya membran tilakoid. Tahapan ini membutuhkan air (H\(_2^{ }\)O) untuk dipecah menjadi elektron, O\(_2^{ }\), dan ion hidrogen. Senyawa O\(_2^{ }\) ini nantinya akan dibebaskan ke udara. Senyawa klorofil banyak terdapat di membran tilakoid, berfungsi untuk menangkap sinar matahari. Sinar matahari terdapat paket-paket energi yang disebut foton. Foton yang ditangkap diberikan ke elektron dan membuat elektron bergerak di sepanjang membran dan berakhir bertemu senyawa NADP\(_{ }^+\) menjadi NADPH\(_2^{ }\) (Nikotinamid adenin dinukleotida phospat hidrogen). Elektron yang bergerak di sepanjang membran diilustrasikan pada gambar di bawah.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-431/ModuleId-2/QuestionCode-21GERBWVJE6/REAKSI TERANG 1.png" />

Elektron yang bergerak menyebabkan ion hidrogen berpindah dan menumpuk di ruang dalam tilakoid. Sehingga terjadi gradien konsentrasi (perbedaan konsentrasi) ion hidrogen. Ion hidrogen bisa berpindah tempat tapi hanya bisa lewat kanal ATP sintase. Ketika melewati kanal ATP sintase memicu terbentuknya ATP. Terbentuknya gradien konsentrasi dan ATP diilustrasikan pada gambar di bawah

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-431/ModuleId-2/QuestionCode-21GERBWVJE6/REAKSI TERANG 2.png" />

Jadi reaksi terang membutuhkan air dan cahaya yang bisa menghasilkan O\(_2^{ }\), ATP, dan NADPH\(_2^{ }\).

2. Reaksi gelap / siklus Calvin
Reaksi gelap terjadi di ruang stroma, disebut reaksi gelap karena tidak memerlukan cahaya. Reaksi gelap dibagi ke dalam tiga fase, yaitu :

a. Fiksasi karbon
Tiga senyawa CO2 bereaksi dengan tiga senyawa beratom 5C (5 karbon) yaitu Ribulosa biphosphat (RuBP) menjadi 6 senyawa 3-phospogliserat (PGA) yang memiliki senyawa beratom 3C. Reaksi ini dikatalisis (dibantu) oleh enzim Ribulosa-1,5-bisfosfat karboksilase-oksigenase, disingkat Rubisco.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-431/ModuleId-2/QuestionCode-21GER9M775N/REAKSI GELAP.png" />

b. Reduksi
3-phospogliserat (PGA) bereaksi dengan membutuhkan energi ATP menjadi 1,3-Bifosfogliserat lanjut direduksi oleh senyawa NADPH dan menjadi gliseraldehid 3-phosphat (G3P) atau 3-phosphoglyceraldehyde (PGAL) yang memiliki tiga atom carbon (3C). Proses reduksi dilakukan oleh NADPH\(_2^{ }\) dengan cara memberikan atom Hidrogen ke 1,3-Bifosfogliserat. Sebagian kecil atau satu senyawa PGAL keluar dari reaksi untuk dijadikan glukosa, sedangkan sebagian besar/lima senyawa PGAL lanjut ke reaksi berikutnya.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-431/ModuleId-2/QuestionCode-21GER9M775N/REAKSI GELAP 2.png" />

c. Regenerasi 
Lima senyawa PGAL menjadi senyawa RuBP dan siklus pun berlangsung kembali.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-431/ModuleId-2/QuestionCode-21GER9M775N/REAKSI GELAP 3.png" />

Jadi reaksi gelap membutuhkan CO\(_2^{ }\), ATP dan NADPH untuk menghasilkan glukosa.

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi, berdasarkan penjelasan di atas, pada tahap fiksasi pada reaksi gelap fotosintesis, senyawa CO\(_2^{ }\) bereaksi dengan senyawa beratom 5C yaitu Ribulosa biphosphat (RuBP) menjadi 3-phospogliserat (PGA) yang memiliki senyawa beratom 3C. Reaksi ini dikatalisis (dibantu) oleh enzim Ribulosa-1,5-bisfosfat karboksilase-oksigenase, disingkat Rubisco.