SIKLUS CALVIN BENSON

PENDAHULUAN Latar Belakang Fotosintesis dibagi menjadi dua tahap. Tahap pertama, yang disebut reaksi terang, di mana energi cahaya ditangkap oleh molekul klorofil dan diproses untuk membuat senyawa energi tinggi yang digunakan nanti dalam reaksi gelap (tercakup dalam bagian yang berikut). Tahap kedua, yang dikenal sebagai siklus Calvin setelah penemunya, juga dikenal sebagai reaksi gelap, karena menggunakan energi yang diciptakan dalam reaksi cahaya untuk ikatan rantai karbon bersama-sama untuk membentuk gula, karbohidrat lainnya, protein, lipid, dan asam nukleat . Pengertian reaksi gelap tau siklus calvin adalah reaksi tahap kedua dari fotosintesis. Disebut reaksi gelap karena reaksi ini tidak memerlukan cahaya. Reaksi gelap terjadi di dalam stroma kloroplas. Reaksi gelap pertama kali ditemukan oleh Malvin Calvin dan Andrew Benson. Oleh karena itu, reaksi gelap fotosintesis sering disebut siklus Calvin-Benson atau siklus Calvin. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson. Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis yang merupakan reaksi pembentukan gula dari bahan dasar CO2 dan energi. Salah satu substansi penting dalam proses ini adalah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat. Reaksi ini tidak tergantung secara langsung pada cahaya matahari sehingga reaksi ini dapat berlangsung saat malam hari. Namun demikian, reaksi ini tidak mutlak terjadi hanya pada kondisi gelap. Reaksi gelap pada tumbuhan dapat terjadi melalui dua jalur, yaitu siklus Calvin-Benson dan siklus Hatch-Slack Pada siklus Calvin-Benson tumbuhan mengubah senyawa ribulosa 1,5 bisfosfat menjadi senyawa dengan jumlah atom karbon tiga yaitu senyawa 3-phosphogliserat. .Penambatan CO2 sebagai sumber karbon pada tumbuhan ini dibantu oleh enzim rubisco. Tumbuhan yang reaksi gelapnya mengikuti jalur Hatch-Slack disebut tumbuhan C-4 karena senyawa yang terbentuk setelah penambatan CO2 adalah oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon. Enzim yang berperan adalah phosphoenolpyruvate carboxilase Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan paper ini adalah untuk mengetahui proses yang terjadi didalam siklus calvin fotosintesis tumbuhan. Kegunaan Penulisan Adapun kegunaan penulisan ini adalah sebagai salah satu tugas mata kuliah Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara. TINJAUAN PUSTAKA Siklus Calvin berlangsung dalam tiga tahap, yaitu fase fiksasi, fase reduksi, dan fase regenerasi. Pada fase fiksasi terjadi penambatan CO2 oleh ribulose bifosfat (Ribulose biphosphat = RuBP) menjadi 3-fosfogliserat (3- phosphoglycerate = PGA). Reaksi ini dikatalisis oleh enzim ribulose bifosfat karboksilase (Rubisco). Siklus Calvin disebut reaksi gelap karena tidak perlu cahaya untuk membuat biomolekul dari energi dibuat dalam reaksi terang. Siklus Calvin dijelaskan dalam tiga langkah: 1. Pembentukan PGA, sebuah molekul tiga karbon 2. Konversi PGA ke PGAL 3. Pemulihan bahan awal dan pembentukan senyawa organik Reaksi gelap pada tumbuhan dapat terjadi melalui dua jalur, yaitu siklus Calvin-Benson dan siklus Hatch-Slack. Pada siklus Calvin-Benson tumbuhan mengubah senyawa ribulosa 1,5 bisfosfat menjadi senyawa dengan jumlah atom karbon tiga yaitu senyawa 3-phosphogliserat. Oleh karena itulah tumbuhan yang menjalankan reaksi gelap melalui jalur ini dinamakan tumbuhan C-3. Secara statistik, enam revolusi dari siklus Calvin yang dibutuhkan seiring dengan penambahan enam molekul karbon dioksida untuk membuat gula enam-karbon seperti glukosa. Jadi, secara teknis, persamaan sederhana untuk fotosintesis benar, bagaimanapun, tidak jelas. Sebuah representasi yang lebih baik adalah sebagai berikut: Reaksi terang: Air + ADP + NADP + Phosphate + Energi cahaya → ATP + NADH + Oksigen Siklus Calvin: ATP + NADPH + RuDP + Karbon dioksida → PGAL + NADP+ Penambatan CO2 sebagai sumber karbon pada tumbuhan ini dibantu oleh enzim rubisco. Tumbuhan yang reaksi gelapnya mengikuti jalur Hatch-Slack disebut tumbuhan C-4 karena senyawa yang terbentuk setelah penambatan CO2 adalah oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon. Enzim yang berperan adalah phosphoenolpyruvate carboxilase. Mekanisme siklus Calvin-Benson dimulai dengan fiksasi CO2 oleh ribulosa difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat. RuBP merupakan enzim alosetrik yang distimulasi oleh tiga jenis perubahan yang dihasilkan dari pencahayaan kloroplas. Pertama, reaksi dari enzim ini distimulasi oleh peningkatan pH.Jika kloroplas diberi cahaya, ion H+ ditranspor dari stroma ke dalam tilakoid menghasilkan peningkatan pH stroma yang menstimulasi enzim karboksilase, terletak di permukaan luar membran tilakoid. Kedua, reaksi ini distimulasi oleh Mg2+, yang memasuki stroma daun sebagai ion H+, jika kloroplas diberi cahaya. Ketiga, reaksi ini distimulasi oleh NADPH, yang dihasilkan oleh fotosistem I selama pemberian cahaya. Fiksasi CO2 ini merupakan reaksi gelap yang distimulasi oleh pencahayaan kloroplas. Fikasasi CO2 melewati proses karboksilasi, reduksi, dan regenerasi. Karboksilasi melibatkan penambahan CO2 dan H2O ke RuBP membentuk dua molekul 3-fosfogliserat(3-PGA). Kemudian pada fase reduksi, gugus karboksil dalam 3-PGA direduksi menjadi 1 gugus aldehida dalam 3-fosforgliseradehida (3-Pgaldehida). Reduksi tidak terjadi secara langsung, tapi gugus karboksil dari 3-PGA pertama-tama diubah menjadi ester jenis anhidrida asam pada asam 1,3-bifosfogliserat (1,3-bisPGA) dengan penambahan gugus fosfat terakhir dari ATP. ATP ini timbul dari fotofosforilasi dan ADP yang dilepas ketika 1,3-bisPGA terbentuk, yang diubah kembali dengan cepat menjadi ATP oleh reaksi fotofosforilasi tambahan. Bahan pereduksi yang sebenarnya adalah NADPH, yang menyumbang 2 elektron. Secara bersamaan, Pi dilepas dan digunakan kembali untuk mengubah ADP menjadi ATP. Pada fase regenerasi, yang diregenerasi adalah RuBP yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 tambahan yang berdifusi secara konstan ke dalam dan melalui stomata. Pada akhir reaksi Calvin, ATP ketiga yang diperlukan bagi tiap molekul CO2 yang ditambat, digunakan untuk mengubah ribulosa-5-fosfat menjadi RuBP, kemudian daur dimulai lagi. Tiga putaran daur akan menambatkan 3 molekul CO2 dan produk akhirnya adalah 1,3-Pgaldehida. Sebagian digunakan kloroplas untuk membentuk pati, sebagian lainnya dibawa keluar. Sistem ini membuat jumlah total fosfat menjadi konstan di kloroplas, tetapi menyebabkan munculnya triosafosfat di sitosol. Triosa fosfat digunakan sitosol untuk membentuk sukrosa. DAFTAR PUSTAKA Anwar, A. 1984. Ringkasan Biologi. Ganeca Exact. Bandung. Campbell, N. A; dkk. 2000. Biologi Edisi Kelima-Jilid 1. Erlangga. Jakarta. Campbell, Reece, and Mitchell. 2002. Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta: Penerbit Erlangga. Dwidjoseputro. 1986. Biologi. Erlangga. Jakarta. Dartius. 1991. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. USU-Press. Medan Filter, A. H. dan R. K. M. Hay. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM Press. Yogyakarta. Guritno, B. dan Sitompul, S. M. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman.UGM Press. Yogyakarta. Heddy, S. 1990. Biologi Pertanian. Rajawali Press. Jakarta Kimball, J. W. 1993. Biologi Umum. Erlangga. Jakarta. Kimball, J.W. 2002. Fisiologi Tumbuhan. Erlangga. Jakarta. Lakitan Benyamin. 2004. Dasar-Dasar Fistum. PT. Raja Grafindo Persada.Jakarta. Lehninger, Albert. 1982. Dasar-Dasar Biokima jilid II. Bogor: Erlangga. Malcome. B. W. 1990. Fisiologi Tanaman. Bumi Aksara. Bandung. Sembiring, L dan Sudjino. 2009. Biologi : Kelas XII untuk SMA dan MA. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282. Salisbury, F. B & Ross, C. W, 1995. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 1. Penerbit ITB. Bandung. Salisbury, F. B & Ross, C. W, 1995. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Penerbit ITB. Bandung. Stryer, Lubert.1996. Biokimia jilid IV. Jakarta : Buku Kedokteran EGC. Simbolon, Hubu dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Erlangga. Jakarta. Syamsuri. I. 2000. Biologi. Erlangga. Jakarta. Wirahadikusumah, Muhamad. 1985. Biokimia: Metabolisme Energi, Karbohidrat, dan Lipid. Bandung: ITB. SIKLUS CALVIN – BENSON PAPER Oleh : WASKITO / 120301011 AGROEKOTEKNOLOGI 2 FISIOLOGI TUMBUHAN PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013