Semua organisme hidup di Bumi mempunyai karbon dalam sistem mereka. Karbon yaitu komponen penting yang membentuk molekul kompleks aneka macam organisme, termasuk manusia. Kehadiran karbon dalam organisme hidup membedakannya dari unsur anorganik yang senyawanya kekurangan unsur tersebut.
Tanpa karbon, biomolekul menyerupai karbohidrat tidak akan pernah lengkap. Karbohidrat sangat penting alasannya yaitu berfungsi sebagai energi yang dibutuhkan untuk materi bakar sel-sel dalam badan kita.
Selain itu, unsur ini sangat penting alasannya yaitu tergabung dalam karbon dioksida, gas yang dibutuhkan tumbuhan untuk melanjutkan proses kehidupannya. Hewan menghembuskan napas ini dengan napas masing-masing. Memang, transfer karbon ini melalui karbon dioksida antara binatang dan tumbuhan mendistribusikan karbon ke atmosfer. Setelah mengetahui hal ini, Anda seharusnya sudah bertanya-tanya bagaimana karbon terbentuk? Semuanya bermuara pada Siklus Calvin, tahap kedua fotosintesis. Dalam artikel ini, kita akan berkenalan dengan Siklus Calvin, dimana mereka terjadi, proses yang terlibat pada siklus ini, dan produk yang terbentuk.
Pengertian
Siklus Calvin, juga dikenal sebagai Siklus Calvin-Benson yaitu serangkaian reaksi redoks bebas cahaya yang terjadi di kloroplas selama fotosintesis dan fiksasi karbon yang akan mengubah karbon dioksida menjadi gula glukosa. Selanjutnya, siklus ini juga mengacu pada reaksi yang terlibat dalam fotosintesis yang menggunakan energi yang disimpan oleh reaksi yang bergantung pada cahaya untuk membentuk glukosa dan molekul karbohidrat lainnya. Tempat reaksi ini terjadi di stroma kloroplas, wilayah berisi cairan yang ditemukan antara membran kepingan dalam kloroplas dan membran tilakoid.
Ada nama lain untuk Siklus Calvin. Ini juga disebut sebagai reaksi gelap, siklus C3, atau siklus pentosa fosfat reduktif. Selain itu, ia juga dikenal sebagai Siklus Calvin-Benson-Bassham (CBB), menggunakan atribusi untuk penemunya: Melvin Calvin, James Bassham, dan Andrew Benson.
Calvin, Bassham, dan Benson menemukan siklus ini pada tahun 1960 di University of California, Berkeley. Mereka menggunakan radioaktif karbon-14 untuk melacak jejak atom karbon dalam fiksasi karbon. Mereka bisa melacak karbon-14 dari perembesan Karbon Dioksida di atmosfer untuk dikonversi menjadi senyawa organik menyerupai karbohidrat.
Kelompok Calvin mengatakan hasil yang mengatakan bahwa sinar matahari bertindak pada klorofil tumbuhan untuk memicu produksi senyawa organik, bukan eksklusif pada karbon dioksida menyerupai yang diyakini sebelumnya. Karena inovasi ini, Melvin Calvin memenangkan Hadiah Nobel Kimia pada tahun 1961.
Langkah-langkah
Sebelum mengidentifikasi aneka macam proses yang terlibat dalam Siklus Calvin, penting untuk mengidentifikasi tahap-tahap fotosintesis di mana siklus itu menjadi kepingan darinya. Fotosintesis didefinisikan sebagai proses di mana tumbuhan dan organisme lain mengubah energi cahaya menjadi energi kimia yang sanggup dipakai menghasilkan energi untuk aktivitas tanaman. Ini melibatkan dua tahap: fase reaksi jelas dan fase reaksi gelap.
Di bawah tahap pertama, reaksi kimia akan menggunakan energi dari cahaya untuk menghasilkan NADPH dan ATP. Tahap kedua yaitu fase reaksi gelap, di mana air dan karbon dioksida dikonversi menjadi molekul organik. Tahap kedua yaitu di mana siklus Calvin masuk.
Reaksi siklus Calvin sanggup dibagi menjadi tiga tahap primer: tahap fiksasi karbon, tahap reduksi, dan regenerasi molekul awal. Meskipun siklus itu disebut fase reaksi gelap, reaksi yang disebutkan di atas tidak benar-benar terjadi dalam keadaan gelap. Sebagai gantinya, mereka membutuhkan pengurangan NADP yang berasal dari tahap pertama.
1. Fiksasi Karbon
Tahap pertama dalam siklus melibatkan memasukkan karbon dari karbon dioksida ke dalam molekul organik. Di bawah fiksasi karbon, molekul karbon dioksida akan bergabung dengan ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP), molekul penerima lima karbon.
Karbon dioksida semacam itu akan memasuki lapisan mesofil daun dengan memasuki stomata. Enzim yang disebut RuBP karboksilase / oksigenase atau rubisco akan mengkatalisis perlekatan karbon dioksida ke RuBP. Proses ini akan menghasilkan senyawa enam karbon.
Tetapi alasannya yaitu senyawa tersebut tidak stabil, ia akan dengan cepat dipecah menjadi dua molekul dari senyawa tiga karbon yang disebut sebagai asam 3-fosfogliserat atau 3-PGA. Karenanya, untuk setiap karbon dioksida yang akan memasuki siklus, dua molekul 3-PGA terbentuk.
2. Reduksi
Tahap reduksi atau langkah kedua dari siklus Calvin membutuhkan ATP dan NADPH. Senyawa ini dipakai untuk mengubah molekul 3-PGA (yang diambil dari tahap fiksasi karbon) menjadi gula tiga karbon yang dikenal sebagai gliseraldehida-3-fosfat atau G3P.
Proses ini berlangsung dalam dua langkah utama. Pada langkah pertama, setiap molekul 3-PGA akan mendapatkan gugus fosfat dari ATP, bermetamorfosis 1,3-bisfosfogliserat, molekul ganda terfosforilasi. Ini akan menimbulkan ADP sebagai produk sampingan. Di bawah langkah kedua, molekul 1,3-bisfosfogliserat direduksi dengan mendapatkan elektron. Masing-masing molekul akan mendapatkan dua elektron dari NADPH dan kehilangan satu dari gugus fosfatnya. Setelah itu, gliseraldehida 3-fosfat atau G3P, gula tiga karbon, diproduksi.
Langkah kedua dari tahap reduksi menghasilkan fosfat dan NADP + sebagai produk sampingan. Perlu dicatat bahwa tahap reduksi mendapatkan namanya alasannya yaitu NADPH menyumbangkan atau mengurangi elektron menjadi mediator tiga karbon untuk menciptakan G3P.
3. Regenerasi
Di bawah tahap regenerasi, beberapa molekul G3P akan menghasilkan glukosa sementara yang lain akan didaur ulang untuk meregenerasi penerima RuBP. Tahap ini akan membutuhkan ATP dan melibatkan serangkaian reaksi yang kompleks.
Tiga molekul karbon dioksida harus memasuki siklus semoga satu G3P meninggalkan siklus dan menuju sintesis glukosa, dan menyediakan tiga atom gres karbon tetap. Enam molekul G3P akan diproduksi dikala tiga molekul karbon dioksida akan memasuki siklus. Salah satu akan meninggalkan siklus yang akan dipakai untuk menghasilkan glukosa sementara sisanya akan didaur ulang untuk meregenerasi tiga molekul penerima RuBP.
Produk dari siklus kalvin
Secara umum, produk karbohidrat dari siklus Calvin yaitu tiga molekul gula karbon fosfat atau triose fosfat (G3P). Produk yang terbentuk sesudah satu putaran siklus Calvin yaitu 3 ADP, 2 gliseraldehida-3-fosfat (G3P) molekul, dan 2 NADP +.
Perlu dicatat, bahwa NADP + dan ADP tidak benar-benar produk teknis tetapi mereka diregenerasi dan kemudian dipakai lagi selama reaksi terang. Masing-masing molekul G3P terdiri dari tiga karbon. Agar siklus berlanjut, RuBP atau ribulosa 1,5-bifosfat harus diregenerasi. Oleh alasannya yaitu itu, lima dari enam karbon dari dua molekul G3P digunakan. Dari ini, hanya satu karbon higienis yang dihasilkan yang akan bermain untuk setiap tahap.
Untuk menciptakan G3P surplus, dibutuhkan tiga karbon, memungkinkan tiga putaran siklus Calvin. Diperlukan enam putaran siklus untuk menciptakan molekul glukosa yang sanggup dibentuk dari dua molekul G3P. Surplus G3P juga sanggup dipakai untuk membentuk karbohidrat lain menyerupai selulosa, sukrosa, dan pati tergantung pada apa yang dibutuhkan tanaman.
Kesimpulan
Untuk menjumlahkan proses dan produk dari siklus Calvin, persamaan kimia keseluruhan fase yaitu sebagai berikut:
3 CO2 + 6 NADPH + 5 H2O + 9 ATP → G3P + 2 H+ + 6 NADP+ + 9 ADP + 8 Pi (Pi kependekan dari fosfat anorganik)
Diperlukan enam putaran siklus untuk menghasilkan satu molekul glukosa. Seperti disebutkan sebelumnya, kelebihan G3P yang dihasilkan oleh reaksi sanggup dipakai untuk membentuk karbohidrat lain tergantung pada kebutuhan tanaman.
Sumber aciknadzirah.blogspot.com