Tanaman CAM adalah tanaman yang dapat menghasilkan molekul berkarbon 4 (oksaloasetat), dengan penangkapan CO₂ di malam hari dan siklus Calvin di siang hari. Tumbuhan yang masuk kategori CAM adalah kelompok sukulen (menyimpan air), seperti lidah buaya, kaktus, dan nanas yang umumnya hidup di lingkungan kering. CAM adalah singkatan dari crassulacean acid metabolism, karena proses ini pertama kali dijumpai pada famili Crassulaceae. Tumbuhan CAM akan menangkap CO₂ dan digabungkan dengan molekul lain untuk menghasilkan asam organik.

Stomata tumbuhan CAM akan terbuka di malam hari dan akan tertutup di siang hari. Ketika malam hari CO₂ akan ditangkap untuk membentuk asam organik yang kemudian disimpan hingga pagi tiba. Ketika pagi datang dan stomata mulai menutup, CO₂ akan dilepaskan untuk menjalani siklus Calvin yang menghasilkan karbohidrat.

Jadi jawaban yang benar untuk pertanyaan di atas adalah 4 saja.

*Jagung adalah tanaman C4.

*Padi dan ganja adalah contoh tanaman C3.

Pada fotosintesis terdapat dua tahapan, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi gelap terjadi melalui tiga fase, yaitu fiksasi karbon, reduksi, dan regenerasi RuBP. Pada proses fiksasi karbon, terjadi pengikatan CO₂ oleh molekul organik bisfosfat atau RuBP (gula berkarbon 5) dengan katalisator enzim rubisko (RuBP karboksilase) yang banyak ditemukan dalam kloroplas. Fiksasi karbon oleh RuBP akan menghasilkan zat intermediet berkarbon 6 yang segera terurai menjadi molekul 3-fosfogliserat (PGA). Pada tahap akhir reaksi gelap, RuBP akan tersusun kembali.

Jadi, fiksasi karbon selama proses fotosintesis dilakukan oleh bisfosfat atau RuBP.

Gambar di atas adalah percobaan yang dilakukan oleh Julius von Sachs sekitar tahun 1860-an yang merupakan seorang ahli botani dari Jerman. Pada hasil penelitiannya, Sachs membuktikan jika ada perbedaan antara daun yang ditutup oleh kertas karbon dengan yang tidak. Setelah ditetesi larutan, bagian permukaan daun yang terbuka berubah menjadi biru kehitaman. Ini menandakan adanya amilum yang merupakan hasil fotosintesis. Sedangkan bagian yang tertutup tampak berwarna pucat. Ini menandakan pada bagian tersebut tidak terdapat amilum karena tidak berlangsung fotosintesis. Jadi kesimpulan dari penelitian Sachs adalah fotosintesis itu menghasilkan amilum atau zat tepung.

Jadi jawaban yang benar untuk pertanyaan di atas adalah fotosintesis menghasilkan amilum.

Fotosintesis merupakan reaksi yang terjadi pada kloropas dan menghasilkan glukosa, air dan oksigen. Fotosintesis terdiri dari dua tahapan yaitu rekasi terang dan reaksi gelap. Pada rekasi terang terjadi fotolisis yaitu, reaksi pemecahan air oleh cahaya yang menghasilkan dua ion hidrogen dan satu atom oksigen. Satu atom oksigen akan bergabung dengan atom oksigen lainnya membentuk O₂. Reaksi fotolisis dapat dituliskan sebagai berikut.

Jadi, fotolisis berarti penguraian molekul air.

Reaksi terang merupakan reaksi pengubahan energi matahari menjadi energi kimia berupa ATP dan NADPH. Terdapat dua rute aliran elektron pada reaksi terang, yaitu siklik dan nonsiklik. Pada fotosintesis reaksi terang terjadi proses fotofosforilasi, yaitu pembentukan ATP dari ADP yang dikendalikan oleh cahaya matahari. Pembentukan ATP memerlukan energi yang berasal dari perpindahan elektron dari suatu akseptor ke akseptor elektron lainnya. Reaksi fotofosforilasi dapat dituliskan sebagai berikut.

ADP + Pi → ATP

Fotosintesis merupakan bagian penting untuk kelangsungan kehidupan. Oleh sebab itu banyak ahli yang melakukan penelitian tentang fotosintesis. Ilmuwan yang melakukan penelitian tentang fotosintesis adalah sebagai berikut.

• Percobaan oleh Jan Ingenhousz, membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen (O₂). Organisme yang digunakan adalah tanaman air, yaitu Hydrilla sp.
• Percobaan oleh T. W. Engelmann, membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen dan terjadi pada sel yang mengandung klorofil. Organisme yag digunakan adalah ganggang Spirogyra sp. dan bakteri aerob.
• Percobaan oleh Julius von Sachc, membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan karbohidrat berupa amilum.

Jadi, jawaban yang benar adalah percobaan oleh Jan Ingenhousz untuk membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen dan percobaan oleh Julius von Sachs untuk membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan karbohidrat.

Fotosintesis merupakan bagian penting untuk kelangsungan kehidupan. Fotosintesis dapat menghasilkan makanan bagi organisme, baik secara langsung maupun tidak langsung. Oleh sebab itu, banyak ilmuwan yang ingin melakukan penelitian tentang fotosintesis. Salah satu ilmuwan tersebut adalah T. W. Engelmann. Percobaannya membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen dan terjadi pada sel yang mengandung klorofil. Organisme yang digunakan adalah ganggang Spirogyra sp. dan bakteri aerob.

Cara kerja dari percobaan Engelmann adalah menyinari cahaya yang dilewatkan melalui prisma ke ganggang Spirogyra sp. dengan panjang gelombang yang berbeda. Bakteri aerob digunakan untuk membuktikan adanya oksigen. Hal ini karena bakteri aerob akan mengumpul di daerah kloroplas yang melakukan fotosintesis dan menghasilkan oksigen. Berikut merupakan gambar dari percobaan Engelmann.

Reaksi di atas adalah reaksi terang fotosintesis dengan rute elektron nonsiklik. Aliran elektron nonsiklik ini memiliki rantai transpor elektron yang lebih panjang dan menggunakan fotosistem I maupun fotosistem II. Mekanisme aliran elektron non siklik adalah sebagai berikut.

1. Klorofil a (P680) pada fotosistem II menyerap cahaya.
2. Elektron berenergi tinggi dari klorofil a terlepas (tereksitasi) dan ditangkap oleh akseptor elektron primer fotosistem II.
3. Klorofil a (P680) menjadi klorofil a⁺ karena kehilangan elektronnya atau teroksidasi. Di sisi lain, air yang terkena cahaya matahari melepaskan elektron dan terurai menjadi 2 ion hidrogen dan 1 atom oksigen. Elektron yang dilepas air tersebut akan ditangkap oleh klorofil a⁺ menjadi klorofil a kembali.
4. Elektron yang ditangkap akseptor primer fotosistem II dialirkan ke plastokinon, kemudian ke kompleks sitokrom, dan ke plastosianin. Ketiganya merupakan rantai transpor elektron pada kloroplas.
5. Bersamaan dengan peristiwa tersebut, cahaya juga diserap oleh klorofil a (P700) pada fotosistem I sehingga klorofil a menjadi teroksidasi.
6. Elektron dari plastosianin ditangkap oleh klorofil a⁺ fotosistem I sehingga klorofil a menjadi normal kembali.
7. Setiap perpindahan elektron menghasilkan energi dan energi tersebut digunakan oleh membran tilakoid untuk menyusun ATP dari ADP.
8. Elektron yang dilepaskan oleh klorofil a fotosistem I pada saat terkena cahaya, diterima oleh akseptor elektron primer fotosistem I.
9. Elektron dari akseptor primer fotosistem I dialirkan ke rantai transpor elektron yang terdiri dari ferodoksin.
10. Elektron dari feredoksin dialirkan oleh enzim NADP⁺ reduktase ke NADP⁺.
11. NADP⁺ menangkap elektron dan ion H⁺ menjadi NADPH dan NADPH merupakan sumber energi untuk menyintesis gula.

Jadi jawaban untuk pertanyaan di atas adalah 680 nm dan 700 nm.

Pada siang hari tumbuhan akan melakukan fotosintesis dengan bantuan dari cahaya matahari. Fotosintesis dilakukan dengan menyusun senyawa sederhana seperti karbon dioksida, air, dan garam-garam mineral yang terlarut menjadi senyawa-senyawa kompleks. Hasil dari fotosintesis adalah glukosa, air dan oksigen yang dibutuhkan manusia untuk bernapas. Selain fotosintesis, tumbuhan juga melakukan respirasi yang terjadi sepanjang waktu. Namun, pada malam hari tumbuhan tidak melakukan fotosintesis melainkan hanya respirasi. Proses respirasi tumbuhan akan menghasilkan karbon dioksida dan air. Bila karbon dioksida terhirup dan masuk ke dalam tubuh hingga bercampur dengan aliran darah maka dapat berakibat buruk bagi kesehatan. Oleh sebab itu sebaiknya kita tidak berada di bawah pohon pada saat malam hari.

Jadi, tidur di bawah pohon saat malam hari mungkin dapat berbahaya bagi tubuh karena tumbuhan menghasilkan karbon dioksida.

^{sumber: moztrip.com}

Gambar tersebut merupakan gambar kloroplas dengan bagian-bagian sebagai berikut.

1. Membran dalam
2. Stroma
3. Tilakoid
4. Lumen
5. Grana
6. Membran luar

Nomor 5 merupakan grana, yaitu tumpukan dari tilakoid yang berfungsi sebagai tempat untuk berlangsungnya reaksi terang. Reaksi terang adalah reaksi yang mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia berupa ATP dan NADPH. Pada reaksi terang dibutuhkan adanya H₂O, ADP dan cahaya matahari. Pada tahun 1930-an seorang ahli mikrobiologi asal Amerika yang bernama C. B. Van Niel, pertama kali mengemukakan tentang reaksi terang. Hasil akhir dari reaksi terang berupa ATP, NADPH dan dibebaskannya O₂ (oksigen). O₂ yang dilepaskan berasal dari pemecahan air (fotolisis).

*Siklus Calvin merupakan reaksi yang tidak memerlukan cahaya dan terjadi di stroma mitokondria.

*Glikolisis merupakan reaksi pengubahan glukosa menjadi dua asam piruvat.

*Siklus Krebs merupakan reaksi yang melalui delapan tahapan dan terjadi di matriks mitokondria.