Pengertian dan Tahapan Siklus Calvin (Lengkap)

Siklus Calvin – Tumbuhan merupakan sumber kehidupan bagi semua makhluk hidup. Selain menghasilkan oksigen (O2) yang berfungsi untuk bernafas, tumbuhan juga berperan sebagai produsen yang menjadi sumber energi bagi konsumen di atasnya. Tumbuhan dapat membuat makanan sendiri melalui proses fotosintesis dengan bantuan cahaya matahari dan zat hijau daun atau klorofil.

Dalam melakukan proses fotosintesis terdapat dua tahapan yang harus dilalui oleh tumbuhan yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Pada tahapan reaksi terang, klorofil akan menangkap energi cahaya kemudian mengolahnya menjadi senyawa energi yang lebih tinggi yang akan digunakan untuk reaksi gelap atau biasa dikenal dengan nama Siklus Calvin.

Lalu bagaimanakah tahapan Siklus Calvin yang juga merupakan proses pembentukan energi yang dilakukan oleh tumbuhan? Apa saja yang dihasilkan oleh tumbuhan melalui Siklus Calvin? Mari Simak uraiannya di bawah ini.

Pengertian Siklus Calvin

Apa yang dimaksud dengan Siklus Calvin sebenarnya? Siklus Calvin merupakan suatu reaksi kimia yang terjadi pada tumbuhan tanpa bantuan cahaya atau biasa disebut dengan reaksi gelap. Namun, bukan berarti Siklus Calvin akan terjadi dalam kegelapan, yang dimaksud reaksi gelap di sini adalah untuk terjadinya reaksi tersebut tidak membutuhkan energi dari cahaya. Berbeda dengan reaksi terang yang memerlukan cahaya.

Siklus Calvin terjadi di stroma yang berada dalam kloroplas yang mengubah karbondioksida atau CO2 menjadi gula tiga karbon. Saat membuat gula tiga karbon, siklus akan mengkonsumsi NADPH2 dan menghabiskan banyak energi dalam bentuk ATP untuk menambah elektron ketika mengurangi daya. Gula tersebut akan diubah menjadi nukleotida, pati (gula yang lebih kompleks) dan asam amino.

Perbedaan Reaksi Gelap dan Reaksi Terang

Reaksi gelap dan reaksi terang merupakan dua tahapan pada proses fotosintesis. Reaksi gelap memanfaatkan energi yang dihasilkan oleh reaksi terang untuk prosesnya. Terdapat beberapa perbedaan antara reaksi gelap dan reaksi terang, yaitu:

Reaksi terang membutuhkan bantuan cahaya sedangkan reaksi gelap tidak memerlukan bantuan cahaya

Proses Reaksi terang yaitu ADP + NADP + Phosphate + Energi cahaya + Air → ATP + NADH + Oksigen

Proses Siklus Calvin yaitu NADPH + ATP +  RuDP + Karbon dioksida → PGAL + NADP+

Reaksi terang memerlukan cahaya matahari untuk sumber energi, sedangkan reaksi gelap memerlukan energi dari reaksi terang untuk sumber energi Reaksi terang menghasilkan oksigen sedangkan reaksi gelap menghasilkan gula atau karbohidrat sederhana

Fungsi Siklus Calvin Bagi Makhluk Hidup

Siklus Calvin memiliki fungsi yang sangat vital bagi kehidupan. Siklus Calvin akan menghasilkan gula tiga karbon yang dapat dimanfaatkan untuk membuat gula lain yang lebih kompleks seperti selulosa, pati dan glukosa. Gula kompleks tersebut dimanfaatkan oleh tumbuhan sebagai bahan bangunan struktural. Molekul karbon yang terdapat dalam udara bebas diambil dan diubah menjadi materi tanaman melalui Siklus Calvin.

Hal itulah yang menyebabkan Siklus Calvin memiliki peran yang sangat besar bagi keberlangsungan ekosistem. Tumbuhan yang berguna sebagai produsen tidak akan dapat menyimpan energi yang dapat dikonsumsi oleh Konsumen I tanpa adanya Siklus Calvin. Jika Konsumen I tidak mendapatkan makanan, tentu Konsumen II dan konsumen-konsumen selanjutnya tidak akan memiliki akses energi dari kosumen di bawahnya.

Fungsi Siklus Calvin Bagi Bumi

Siklus Calvin selain memiliki fungsi vital bagi kehidupan, juga memiliki peran penting bagi bumi. Melalui Siklus Calvin, kadar karbon dioksida (CO2) yang ada di udara akan stabil dan seimbang sehingga efek gas rumah kaca yang menyerang bumi pun dapat dihindari. Dengan adanya efek gas rumah kaca akan menimbulkan pemanasan global sehingga berbagai dampak buruk akan dialami bumi.

Oleh sebab itu, untuk menjaga bumi agar tetap lestari maka kita harus menjauhkan kebiasaan menebang hutan secara liar karena hutan memiliki fungsi yang sangat penting untuk menjaga kestabilan gas karbondioksida (CO2) dalam udara melalui Siklus Calvin.

Tahapan-Tahapan Siklus Calvin

Pada saat Siklus Calvin terdapat tiga tahapan yang harus dilalui antara lain:

1. Fiksasi Karbon

Karbondioksida (CO2) diikatkan ke dalam gula lima karbon yang bernama RuBP atau ribulosa bifosfat dengan bantuan enzim Rubisco. Proses ini akan menghasilkan 6 molekul karbon yang sifatnya tidak stabil sehingga akan pecah menjadi 6 molekul 3 fosfogliserat (PGA) yang memiliki 3 atom karbon.

2. Reduksi

Untuk mengkonversi 3-fosfogliserat menjadi gliseraldehida 3-fosfat diperlukan NADPH2 dan ATP yang diperoleh dari reaksi cahaya. 6 molekul 3 fosfogliserat (PGA) yang memiliki 3 atom karbon yang telah terbentuk pada fase 1 masing-masing menerima fosfat dari ATP sejumlah 6 sehingga akan terbentuk 1,3 difosfogliserat (PGAP) sebanyak 6 molekul.

NADPH berfungsi untuk mereduksi 6 molekul 1,3 difosfogliserat (PGAP) sehingga menyebabkan lepasnya 1 fosfat dan menghasilkan PGAL yaitu gliseraldehid 3 fosfat yang berjumlah 6 molekul.

3. Regenerasi

Dari 6 molekul gliseraldehid 3 fosfat (PGAL)  yang dihasilkan pada fase reduksi, diambil 5 molekul untuk regenerasi Ribulose 1,5 biphosphate (RuBP) yang dapat membentuk 3 molekul RuBP dengan donor fosfat dari 3 ATP untuk fiksasi CO2 dan 1 molekul sebagai bahan baku pembuatan glukosa.

Melalui 3 molekul karbondioksida yang masuk ke dalam siklus akan dihasilkan 1 molekul gliseraldehida 3-fosfat. Dalam melakukan sintesis gliseraldehida 3-fosfat per molekulnya membutuhkan 9 molekul ATP dan 6 molekul NAPDH2. Siklus calvin didukung oleh reaksi terang dalam meregenerasi NADPH2 dan ATP.

Produk Siklus Calvin

Dalam setiap satu putaran, Siklus Calvin akan memperbaiki satu molekul karbon sehingga dapat digunakan untuk memproduksi gula. Hal itu berarti, untuk membuat satu molekul gliseraldehida-3 fosfat diperlukan tiga putaran Siklus Calvin. Untuk membentuk molekul glukosa maka diperlukan 6 putaran Siklus Calvin sehingga dapat mengombinasikan dua molekul gliseraldehida-3 fosfat.

Diperlukan 2 NADPH2 dan 3 ATP untuk setiap kali putaran Siklus Calvin sehingga dapat mereduksi atau menambah elektron pada asam 3-fosfogliserat sehingga dihasilkan gliseraldehida-3 fosfat dan terjadi regenerasi RuBP yang dapat menerima atom karbon baru dari karbondioksida yang ada di udara bebas. Artinya, tumbuhan memerlukan 12 NADFPH2 dan 18 ATP untuk membuat satu molekul glukosa.

Kesimpulan

Berdasarkan uraian yang telah dijelaskan di atas maka dapat ditarik berbagai kesimpulan mengenai Siklus Calvin antara lain:

Siklus Calvin merupakan reaksi gelap sehingga tidak memerlukan bantuan cahaya dalam prosesnya Siklus Calvin terjadi di kloroplas tepatnya pada stroma Disebut siklus karena reaksi terjadi secara terus menerus dan berulang-ulang Diperlukan 3 molekul karbondioksida (CO2) untuk melakukan reaksi gelap Diperlukan 6 molekul NADPH2 dan 9 molekul ATP yang berasal dari reaksi terang dalam Siklus Calvin Dalam satu kali putaran, Siklus Calvin melepaskan 1 molekul gliseraldehida 3 fosfat (G3P) Diperlukan 2 kali putaran Siklus Calvin atau 2 molekul G3P untuk membentuk 1 molekul glukosa

Itulah beberapa penjelasan mengenai pengertian dan tahapan-tahapan Siklus Calvin. Semoga Bermanfaat.