Panel Proses Fotosintesa dalam klorofil (skema pengelolahan)

Proses Awal Fotosintesis: Penyerapan Cahaya dan Aktivasi Klorofil
Fotosintesis dimulai ketika tumbuhan hijau menangkap cahaya matahari melalui pigmen klorofil yang terdapat di dalam kloroplas, terutama di bagian tilakoid. Klorofil terutama menyerap cahaya biru dan merah, serta memantulkan cahaya hijau, itulah sebabnya daun tampak hijau. Ketika foton cahaya diserap oleh klorofil, elektron dalam molekul klorofil tereksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi. Energi ini kemudian digunakan untuk memecah molekul air (H₂O) dalam proses yang disebut fotolisis, menghasilkan oksigen (O₂), ion hidrogen (H⁺), dan elektron (e⁻). Oksigen dilepaskan ke atmosfer, sementara elektron dan ion H⁺ digunakan dalam tahap selanjutnya dari reaksi terang.

Pengelolaan Energi: Reaksi Terang dan Produksi ATP & NADPH
Elektron yang tereksitasi berpindah melalui rantai transpor elektron di membran tilakoid, menghasilkan gradien proton yang dimanfaatkan oleh enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP (adenosin trifosfat) dari ADP dan fosfat anorganik. Bersamaan dengan itu, elektron dan H⁺ digunakan untuk mereduksi NADP⁺ menjadi NADPH. Kedua molekul ini—ATP dan NADPH—merupakan pembawa energi kimia dan reduksi yang sangat penting dalam fase berikutnya dari fotosintesis, yaitu siklus Calvin. Proses ini berlangsung hanya ketika cahaya tersedia, karena bergantung pada eksitasi elektron oleh foton.

Reaksi Gelap: Siklus Calvin dan Pembentukan Glukosa
Pada tahap reaksi gelap atau siklus Calvin, yang terjadi di stroma kloroplas, tumbuhan menggunakan ATP dan NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang untuk mengikat karbon dioksida (CO₂) dari udara. Proses ini melibatkan serangkaian reaksi enzimatis yang mengubah CO₂ menjadi senyawa organik tiga karbon, yang pada akhirnya dikonversi menjadi glukosa (C₆H₁₂O₆). Skema pengelolaan ini menunjukkan bahwa cahaya tidak dibutuhkan langsung dalam reaksi gelap, namun hasil energi dari cahaya sangat krusial. Glukosa yang terbentuk dapat digunakan langsung untuk respirasi seluler atau disimpan sebagai pati untuk cadangan energi.