Isi
- Sel Tumbuhan vs. Sel Hewan
- Peran Fotosintesis
- Reaksi Fotosintesis
- Kimia Klorofil
- Photoexcitation dari Klorofil
Ketika Anda berpikir tentang cabang ilmu yang terlibat dalam bagaimana tanaman mendapatkan "makanan" mereka, Anda kemungkinan besar mempertimbangkan biologi terlebih dahulu. Tetapi pada kenyataannya, fisika adalah dalam pelayanan biologi karena itu adalah energi cahaya dari matahari yang pertama kali menendang ke gigi, dan sekarang terus berkuasa, semua kehidupan di planet Bumi. Secara khusus, ini adalah kaskade transfer energi yang diaktifkan saat foton di bagian pemogokan ringan a klorofil molekul.
Peran foton dalam fotosintesis harus diserap oleh klorofil dengan cara yang menyebabkan elektron dalam sebagian molekul klorofil untuk sementara "tereksitasi," atau dalam keadaan energi yang lebih tinggi. Ketika mereka melayang kembali ke tingkat energi yang biasanya, energi yang mereka keluarkan memperkuat bagian pertama fotosintesis. Jadi tanpa klorofil, fotosintesis tidak dapat terjadi.
Sel Tumbuhan vs. Sel Hewan
Tumbuhan dan hewan keduanya eukariota. Dengan demikian, sel-sel mereka memiliki jauh lebih banyak daripada jumlah minimum yang dimiliki semua sel (selaput sel, ribosom, sitoplasma, dan DNA). Sel-sel mereka kaya akan membran-terikat organel, yang melakukan fungsi khusus di dalam sel. Salah satunya adalah eksklusif untuk tanaman dan disebut kloroplas. Dalam organel lonjong inilah fotosintesis terjadi.
Di dalam kloroplas terdapat struktur yang disebut tylakoids, yang memiliki membran sendiri. Di dalam tylakoids adalah tempat molekul yang dikenal sebagai klorofil duduk, dalam arti menunggu instruksi dalam bentuk kilatan cahaya literal.
Baca lebih lanjut tentang persamaan dan perbedaan antara sel tumbuhan dan sel hewan.
Peran Fotosintesis
Semua makhluk hidup membutuhkan sumber karbon untuk bahan bakar. Hewan bisa mendapatkannya dengan cukup hanya dengan makan, dan menunggu enzim pencernaan dan selulernya mengubah materi menjadi molekul glukosa. Tetapi tanaman harus mengambil karbon melalui daunnya, dalam bentuk gas karbon dioksida (CO2) di atmosfer.
Peran fotosintesis adalah menyortir tanaman sampai pada titik yang sama, secara metabolisme, bahwa hewan-hewan sekaligus mereka telah menghasilkan glukosa dari makanan mereka. Pada hewan ini berarti membuat berbagai molekul yang mengandung karbon lebih kecil bahkan sebelum mereka mencapai sel, tetapi pada tanaman itu berarti membuat molekul yang mengandung karbon lebih besar dan di dalam sel.
Reaksi Fotosintesis
Pada set reaksi pertama, disebut reaksi ringan karena mereka membutuhkan cahaya langsung, enzim yang disebut Photosystem I dan Photosystem II dalam membran tylakoid digunakan untuk mengubah energi cahaya untuk sintesis molekul ATP dan NADPH, dalam sistem transpor elektron.
Baca lebih lanjut tentang rantai transpor elektron.
Dalam apa yang disebut reaksi gelap, yang tidak memerlukan atau diganggu oleh cahaya, energi yang dipanen dalam ATP dan NADPH (karena tidak ada yang dapat "menyimpan" cahaya secara langsung) digunakan untuk membangun glukosa dari karbon dioksida dan sumber karbon lainnya di pabrik.
Kimia Klorofil
Tumbuhan memiliki banyak pigmen selain klorofil, seperti phycoerthryin dan karotenoid. Klorofil, bagaimanapun, memiliki porfirin struktur cincin, mirip dengan yang ada di molekul hemoglobin pada manusia. Cincin porfirin klorofil mengandung unsur magnesium, di mana zat besi muncul dalam hemoglobin.
Klorofil menyerap cahaya di bagian hijau dari bagian yang terlihat dari spektrum cahaya, yang dalam semua rentang rentang sekitar 350 hingga 800 milyar meter.
Photoexcitation dari Klorofil
Dalam arti tertentu, reseptor cahaya tanaman menyerap foton dan menggunakannya untuk menendang elektron yang tertidur dalam keadaan terjaga penuh semangat, membuat mereka berlari menaiki tangga. Akhirnya, elektron tetangga di "rumah" klorofil terdekat mulai berlarian juga. Ketika mereka duduk kembali di tidur siang mereka, berlari kembali ke bawah memungkinkan gula dibangun melalui mekanisme kompleks yang memerangkap energi dari langkah kaki mereka.
Ketika energi ditransfer dari satu molekul klorofil ke molekul yang berdekatan, ini disebut transfer energi resonansi, atau exciton transfer.