CAMPBELL-REECE : Pendahuluan Reaksi Terang dan Reaksi Gelap

Persamaan fotosintesis yang kita ketahui dapat dikatakan sebagai sebuah rangkuman dari proses yang sangat kompleks. Sebenarnya fotosistesis bukan merupakan sebuah proses yang tunggal, namun terdiri dari dua proses yang masing-masing terdiri dari beberapa langkah. Kedua proses tersebut dikenal sebagai reaksi terang (light reaction) dan reaksi gelap atau siklul Calvin.

Dalam reaksi terang terjadi pengubahan energi cahaya matahari menjadi energi kimia. Air dipecah menjadi sumber elektron dan proton (H⁺), serta melepaskan oksigen (O₂) sebagai produk sampingan. Cahaya yang diserap oleh klorofil menggerakkan elektron dan ion hidrogen menuju penerima yang dinamakan NADP⁺, sebagai tempat penyimpanan kedua partikel tersebut untuk sementara.

NADP⁺ merupakan kerabat dekat NAD⁺ yang berfungsi sebagai pembawa elektron pada respirasi seluler. Energi cahaya mereduksi NADP⁺ menjadi NADPH dengan menambahkan sepasang elektron bersama dengan ion hidrogen. Selain itu reaksi terang juga menghasilkan ATP menggunakan kemiosmosis untuk memberikan tenaga pada penambahan gugus fosfat kepada ADP, proses ini dinamakan fotofosforilasi. Sehingga energi cahaya awalnya diubah menjadi dua senyawa NADPH dan ATP.

Siklus yang kedua adalah siklus Calvin (reaksi gelap). Siklus ini diawali dengan penggabungan karbon dioksida dari udara ke dalam molekul organik yang ada dalam kloroplas, proses ini dinamakan dengan fiksasi karbon. Kemudian mereduksi karbon dioksida tersebut menjadi karbohidrar dengan menambahkan elektron.

Tenaga pereduksi dalam fiksasi karbon dihasilkan dari NADPH dari reaksi terang. Selain itu, untuk membentuk karbohidrat siklus Calvin juga membutuhkan energi kimia, dan hal tersebut didapatkan dari ATP yang juga dibentuk pada reaksi terang. Dengan demikian siklus Calvin yang membentuk gula, namun hal tersebut hanya dapat dilakukan dengan bantuan NADPH dan ATP yang dihasilkan pada reaksi terang.

Siklus Calvin dinamakan reaksi gelap karena tidak membutuhkan cahaya matahari, namun sebagian besar siklus Calvin terjadi pada siang hari. Hal ini dikarenakan pada siang hari reaksi terang dapat menghasilkan NADPH dan ATP yang diperlukan pada siklus Calvin. Dengan demikian kloroplas menggunakan cahaya matahari untuk membuat gula dengan cara mengoordinasikan siklus terang dan siklus Calvin.

Seperti yang telah diketahui reaksi terang berlangsung di tilakoid, sedangkan reaksi gelap berlangsung di stroma. Dalam tilakoid molekul NADP⁺ mengambil elektron dan ADP mengambil fosfat. Hasilnya adalah NADPH dan ATP yang dilepaskan ke stroma, yang selanjutnya digunakan oleh siklus Calvin untuk membentuk gula.