Siklus Calvin fotosintesis juga terkenal sebagai reaksi gelap pada tumbuhan. Siklus Calvin pada tumbuhan ini menghasilkan makanan dan merupakan bagian dari proses fotosintesis. Penamaan proses ini berasal dari nama yang penemu, yaitu Melvin Calvin Ellis. Siklus Calvin akan berputar hingga ke molekul asalnya.
Pada reaksi gelap ini, tumbuhan tidak akan membutuhkan cahaya Matahari secara langsung. Reaksi ini hanya terjadi setelah reaksi terang dan menandakan bahwa tumbuhan masih dapat melakukan fotosintesis meski tanpa cahaya Matahari.
Baca Juga: Fungsi Stomata Daun pada Tumbuhan, Apa Saja Itu?
Bagaimana Siklus Calvin Fotosintesis Terjadi?
Fotosintesis tidak selamanya membutuhkan cahaya Matahari langsung. Terdapat istilah reaksi gelap atau siklus Calvin.
Meski merupakan reaksi gelap, tetapi bukan berarti bahwa fase tersebut berlangsung di waktu malam hari. Reaksi gelap masih seperti fase terang, yaitu tetap terjadi pada siang hari.
Penggunaan istilah “reaksi gelap” adalah karena siklus Calvin ini tidak membutuhkan energi cahaya. Akan tetapi, siklus ini masih menggunakan energi kimia yang bernama ATP.
ATP memiliki kepanjangan Adenosin Trifosfat, yaitu senyawa organik berenergi tinggi. Senyawa ATP dalam siklus Calvin akan berubah menjadi ADP.
ADP atau adenosa difosfat merupakan energi kimia yang lebih rendah daripada ATP. Nantinya, ADP akan kembali masuk ke dalam fase atau reaksi terang untuk berubah lagi menjadi ATP, begitu seterusnya.
Siklus Calvin ini menjadi siklus yang penting pada tumbuhan. Hal itu karena siklus ini dapat menentukan tingkat dari akumulasi karbon yang semua jenis tumbuhan lakukan dan menjadi penentu keberhasilan proses fotosintesis.
Bagian tumbuhan yang bisa melakukan siklus Calvin fotosintesis ini adalah stroma. Letak stroma berada di dalam kloroplas tumbuhan dan bekerja dengan mengubah CO2 menjadi gula tiga karbon.
Gula karbon tersebut selanjutnya berguna dalam pembentukan gula lain seperti pati, glukosa, atau bahkan selulosa. Tumbuhan memanfaatkan gula tersebut sebagai bahan bangunan struktural.
Siklus Calvin terdiri dari tiga tahapan. Berikut ini penjelasannya!
Baca Juga: Jaringan untuk Fotosintesis pada Tumbuhan Beserta Fungsinya
Fiksasi Karbon
Tahapan pertama pada siklus Calvin adalah fiksasi karbon. Pada tahap ini, tumbuhan akan melakukan penangkapan CO2 yang ada di udara bebas.
Setelah itu, akan terjadi proses penyatuan CO2 dengan ribulosa bifosfat oleh enzim ribulosa bifosfat karboksilase-oksidase.
Enzim tersebut mampu mengikat O2, terutama jika konsentrasi O2 itu tinggi. Hasil dari pengikatan adalah tiga molekul dengan enam karbon yang tidak stabil.
Karbon tersebut akan segera terpecah menjadi 2 molekul 3 fosfogliserat atau PGS. Kemudian siklus akan berlanjut dengan terjadinya proses fotorespirasi.
Fotorespirasi dalam siklus Calvin fotosintesis adalah sebuah bentuk inefisiensi energi yang terjadi pada tumbuhan C3.
Reduksi pada Siklus Calvin Fotosintesis
Tahapan selanjutnya dari siklus Calvin adalah reduksi. Pada tahap ini, masing-masing dari molekul tiga PGA akan mendapatkan fosfat ATP.
Nantinya akan berubah menjadi 1,3 difosfogliserat. Jumlah ATP untuk meneruskan proses tersebut adalah 6.
Molekul 1,3 difosfogliserat akan mengalami proses reduksi oleh bantuan NADPH dan berubah menjadi gliseraldehida 3 fosfat. Proses inilah yang akan membutuhkan 6 molekul NADPH sekali putaran siklus Calvin fotosintesis.
Setiap tiga CO2 yang memasuki siklus akan membentuk enam molekul G3P. Akan tetapi, hanya akan ada satu yang terhitung sebagai perolehan netto karbohidrat.
Regenerasi
Tahap ketiga sekaligus yang terakhir dari siklus Calvin adalah regenerasi. Tahapan ini terjadi ketika penerimaan CO2 atau RuBP yang ada di dalam serangkaian reaksi kompleks, ketika rangka karbon lima molekul G2P akan disusun kembali, langkah terakhir siklus Calvin ini menjadi 3 molekul RuBP.
Syarat dari terjadinya siklus tersebut adalah harus menggunakan 3 molekul ATP kembali. Dengan 3 molekul CO2 tersebut, akan terbentuk 1 molekul gliseraldehida 3-fosfat.
Di dalam sintesis netto, 1 molekul G3P yang terjadi pada siklus Calvin akan menggunakan total 9 molekul ATP dan 6 molekul NADPH.
Baca Juga: Fungsi Hormon Sitokinin untuk Keberlangsungan Hidup Tanaman
Adapun G3P yang keluar dari siklus Calvin akan menjadi materi awal bagi jalur metabolik untuk mensintesis senyawa organik lainnya. Apabila reaksi terang dan reaksi gelap berlangsung terpisah, artinya tidak akan menghasilkan gula CO2.
Setelah fase ketiga ini selesai, selanjutnya RuBP telah siap untuk menerima CO2 kembali. Sehingga, siklus akan terus berlanjut.
Hasil dari siklus Calvin fotosintesis baik untuk keseimbangan ekosistem. Hasil dari siklus ini adalah molekul karbon untuk bahan baku pembuatan gila, gliseraldehida 3-fosfat, dan dua gliseraldehida-3 fosfat yang tergabung di dalam bentuk molekul glukosa. (R10/HR-Online)
