Mengenal Seluk-beluk Siklus Calvin, dan Bedanya dengan Reaksi Terang

Siklus Calvin dinamai mirip dengan nama penemunya yakni Melvin Calvin Ellis. Mengutip gramedia.com, siklus calvin akan berputar hingga kembali ke molekul asalnya.

Siklus calvin menjadi bagian dari proses pada tumbuhan yakni fotosintesis. Proses siklus calvin tidak memerlukan cahaya sehingga disebut reaksi gelap. Tempat terjadinya siklus calvin adalah di stomata. Siklus ini memanfaatkan ATP dan NADPH2 sebagai energi yang dihasilkan oleh reaksi terang.

Siklus calvin berfungsi sebagai penyeimbang ekosistem, penyedia dan pemberi oksigen untuk kehidupan, produsen gula karbon sebagai bahan baku membuat glukosa, selulosa, pati untuk bahan bangunan struktural tanaman. Selain itu, siklus calvin juga berfungsi mengubah molekul karbon dari udara menjadi materi tanaman.

Tahapan Siklus Calvin

Siklus calvin terdiri atas beberapa tahap agar mampu memberikan hasil. Namun, reaksi gelap atau siklus calvin juga membutuhkan hasil dari reaksi terang agar mampu berproses di setiap tahapannya. Berikut ini penjelasan terkait tahapan-tahapan pada siklus calvin.

1. Fiksasi Karbon

Fiksasi karbon dalam siklus calvin yakni menangkap CO2 dari udara dan menyatukannya dengan ribulose bifosfat. Penyatuan ini dilakukan oleh enzim rubisco. Ketiga molekul tersebut terikat dengan enam karbon yang tidak stabil. Kemudian karbon akan terpecah menjadi sekitar 2 hingga 3 fosfogliserat atau PGS.

2. Reduksi

Tahap selanjutnya yakni tahap reduksi, setiap molekul 3 fosfogliserat tersebut akan menerima satu gugus fosfat tambahan. Fosfat itu adalah ATP menjadi 1.3-bifosfogliserat. Sepasang elektron yang disumbangkan dari NADPH mereduksi 1.3-bifosfogliserat dan kehilangan gugus fosfat. Pasalnya, ia berubah menjadi G3P.

3. Regenerasi

Pada tahap ketiga siklus calvin yakni regenerasi terjadi penerimaan CO2 atau RuBP yang terjadi dalam rangkaian reaksi yang kompleks. Kerangka karbon lima molekul G3P tersebut akan disusun ulang oleh langkah terakhir siklus calvin menjadi 3 molekul RuBP.

Melalui 3 molekul CO2, akan menghasilkan molekul gliseraldehid 3-fosfat. 1 molekul G3P berlangsung dalam siklus calvin maka ia memakai 9 molekul ATP dan 6 molekul NADPH. G3P yang keluar dari siklus calvin tersebut kemudian akan menjadi materi awal yang mensintesis senyawa organik lainnya.

Jika reaksi terang dan reaksi gelap atau siklus calvin berlangsung terpisah, maka tidak akan mampu menghasilkan gula dari CO2. Selanjutnya setelah ketiga fase tersebut selesai, maka RBP akan siap menerima CO2 lagi. Siklus calvin pun akan terus berlanjut.

Hasil Siklus Calvin Setiap Putaran

Siklus calvin ini sangat dibutuhkan dalam keseimbangan ekosistem. Hasil dari adanya siklus calvin adalah memperbaiki satu molekul karbon untuk bahan baku pembuatan gula.

Kemudian ada 3 putaran siklus untuk membuat satu molekul dari gliseraldehida-3 fosfat. Jika berlangsung 6 putaran, maka akan ada 2 molekul gliseraldehid-3 fosfat. Ia akan digabungkan dalam bentuk molekul glukosa.

Setiap putaran siklus calvin menggunakan 2 NADPH dan 3 ATP di alam. Proses penambahan elektron ke asam 3-fosfogliserat ini untuk memperoleh gliseraldehida-3 fosfat.

Perbedaan Reaksi Gelap dan Reaksi Terang 

Reaksi terang adalah fotosintesis yang berlangsung pada membrane tilakoid kloroplas. Reaksi terang adalah reaksi fotosintesis yang merupakan proses pembuatan karbohidrat dari air, karbondioksida, dan tentu saja membutuhkan cahaya matahari.

Reaksi terang yang membutuhkan matahari ini menghasilkan NADPH, ATP, serta oksigen. Ketiga zat ini akan dilepaskan ke udara. Reaksi terang akan berlangsung terlebih dahulu dan hasil dari reaksi terang akan digunakan sebagai energi pada reaksi gelap.

Selanjutnya terkait dengan reaksi gelap. Reaksi gelap adalah reaksi fotosintesis yang terjadi di stroma kloroplas. Reaksi ini berbeda dengan reaksi terang yang membutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap benar-benar tidak membutuhkan cahaya dalam prosesnya. Reaksi gelap juga tidak membutuhkan klorofil sebagai pigmen penangkap cahaya.

Energi reaksi gelap berasal dari hasil reaksi terang yakni NADH dan ATP. Reaksi gelap ini berjalur reaksi yang disebut sebagai siklus calvin. Siklus calvin merupakan tahap NADPH dan karbondioksida beraksi untuk menghasilkan karbohidrat dalam bentuk gula.

Gula yang dihasilkan dalam siklus calvin tersebut berguna sebagai bahan baku pembuatan pati, selulosa, glukosa. Ketiga bahan ini membantu membangun struktur tumbuhan. Siklus Calvin pada pokoknya terdiri dari 3 tahap yakni fiksasi, reduksi, serta regenerasi.

Untuk memahami lebih lanjut dan spesifik, berikut garis besar perbedaan reaksi gelap dan reaksi terang selengkapnya.

1. Perlunya Cahaya dan Tidak

Reaksi gelap tidak memerlukan cahaya. Sedangkan reaksi terang membutuhkan cahaya matahari.

2. Perbedaan Proses dan Hasil

Proses pada reaksi terang yakni ADP + NADP + Phosphate + Energi Cahaya Matahari + Air menjadi ATP + NADH + Oksigen. Kemudian, proses pada reaksi gelap atau siklus calvin yakni: NADPH + ATP + RuDP + Karbondioksida menjadi PGAL + NADP.

3. Sumber Energi

Reaksi terang membutuhkan energi dari cahaya matahari. Sedangkan siklus calvin atau reaksi gelap membutuhkan energi dari reaksi terang.

4. Hasil Masing-masing Reaksi

Reaksi terang menghasilkan oksigen. Reaksi gelap atau siklus calvin menghasilkan karbohidrat atau gula.

Demikian penjelasan tentang tahapan siklus calvin beserta hasil dan perbedaan siklus calvin, yang merupakan reaksi gelap, dengan reaksi terang.