Ada tiga tahapan siklus Calvin berupa reaksi yang terdiri dari fiksasi karbon, reduksi PGA menjadi PGAL, dan regenerasi RuBP dari PGAL. Tiga tahapan reaksi Siklus Calvin merupakan rangkain proses fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan. Siklus Calvin terjadi pada kloroplas daun, tepatnya pada bagian struktur daun yang disebut stroma. Reaksi-reaksi pada tiga tahapan Siklus Calvin terjadi setelah reaksi terang pada proses fotosintesis berlangsung.
Siklus Calvin merupakan suatu reaksi kimia yang mengubah karbondioksida (CO2) menjadi molekul glukosa sederhana. Penemu reaksi yang terjadi pada tumbuhan ini adalah Melvin Calvin Ellis. Sehingga, nama penemu digunakan untuk menyebut siklus tersebut yaitu Siklus Calvin.
Siklus Calvin adalah nama lain untuk reaksi gelap pada proses fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan. Meskipun disebut dengan reaksi gelap, proses reaksi yang terjadi tidak selalu pada tempat gelap atau hanya terjadi pada malam hari. Penamaan reaksi gelap dikarekanan pada prosesnya tidak membutuhkan cahaya matahari secara langsung.
Bagaimana proses reaksi yang terjadi pada 3 tahapan siklus Calvin tersebut? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.
Table of Contents
- Penjelasan 3 Tahapan Siklus Calvin pada Proses Fotosintesis
- Hasil dari Tahapan Siklus Calvin
- Contoh Soal Tahapan Siklus Calvin dan Pembahasannya
Penjelasan 3 Tahapan Siklus Calvin pada Proses Fotosintesis
Pada reaksi terang, energi diperoleh melalui foton dari cahaya matahari. Sedangkan energi yang digunakan pada tahapan siklus Calvin atau reaksi gelap diperoleh dari ATP yang dihasilkan pada reaksi terang.
Komponen yang dibutuhkan pada reaksi gelap fotosintesis CO2 dari udara bebas, ATP dari reaksi terang, dan NADPH dari reaksi terang. Hasil akhir dari siklus Calvin adalah glukosa (C6H12O6), ADP, dan NADP.
Seperti yang telah disebutkan pada bagian awal bahwa tahapan Siklus Calvin meliputi fiksasi, reduksi, dan regenerasi. Bagan tahapan reaksi Siklus Calvin (reaksi gelap) pada proses fotosintesis sesuai dengan gambar berikut.
Penjelasan masing-masing tahapan siklus Calvin diberikan melalui uraian di bawah.
1) Fiksasi Karbon
Proses yang terjadi pada tahapan pertama ini adalah penangkapan karbondioksida (CO2) dari udara bebas. CO2 yang berhasil ditangkap kemudian akan disatukan dengan Ribulosa Bifosfat (RuBp) oleh enzim rubisco yang paling banyak terdapat di dalam kloroplas.
Hasil dari pengikatan 3 molekul RuBp dan 3 molekul CO2 berupa 3 molekul yang memiliki 6 karbon tidak stabil dan segera pecah menjadi 2 molekul 3 fosfogliserat (PGA).
2) Reduksi PGA menjadi PGAL
Masing-masing molekul 3 PGA akan menerima fosfat dari ATP sehingga berubah menjadi 1,3 difosfogliserat. Dibutuhkan 6 ATP untuk merubah 6 molekul 3 PGA menjadi 6 molekul 1,3 difosfogliserat. Molekul 1,3 difosfogliserat akan mengalami reduksi oleh NADPH sehingga berubah menjadi gliseraldehida 3 fosfat, dibutuhkan 6 molekul NADPH dalam sekali siklus Calvin.
Hasil dari tahap reduksi adalah 6 molekul gliseraldehid 3 fosfat dengan 1 molekul tersebut akan dikeluarkan untuk bahan baku glukosa sehingga tersisa 5 molekul gliseraldehida 3 fosfat.
3. Regenerasi PGAL menjadi RuBp
Proses yang terjadi pada tahapan regenarasi adalah pembentukan glukosa dan pembuatan kembali RuBp. Satu molekul gliseraldehida 3 fosfat dari tahapan reduksi akan dikeluarkan untuk bahan baku glukosa. Sedangkan 5 molekul gliseraldehida 3 fosfat lainnya digunakan dalam pembuatan RuBp.
Pada tahapan regenarasi, 5 molekul gliseraldehida 3 fosfat akan diubah menjadi 3 molekul RuBp yang dapat digunakan kembali untuk menangkap karbondioksida. Dalam reaksi ini terdapat 3 molekul ATP yang mendonorkan fosfatnya.
Molekul glukosa (c6H12O6) terdiri atas 6 karbon. Hasil dari proses fiksasi pada satu kali siklus Calvin adalah 1 molekul PGAL (memiliki 3 atom karbon). Sehingga, jalannya proses Siklus Calvin yang diperlukan untuk menghasilkan 1 molekul glukosa adalah 2 kali Siklus Calvin.
Baca Juga: Proses Lengkap Fotosintesis – Reaksi Terang dan Reaksi Gelap
Hasil dari Tahapan Siklus Calvin
Reaksi yang terjadi pada tahapan fiksasi adalah penangkapan karbondioksida (CO2) dari udara bebas yang akan berikatan dengan RuBp sehingga menjadi PGA. Selanjutnya pada tahapan reduksi terjadi perubahan PGA menjadi PGAL. Tahapan yang terakhir yaitu regenrasi terjadi reaksi yang mengubah PGAL menjadi molekul untuk pembentukan glukosa dan pembuatan kembali RuBp.
Hasil berupa glukosa dimanfaatkan untuk kebutuhan tumbuhan. Sementara RuBp akan masuk kembali ke dalam reaksi selanjutnya dan masuk dalam siklus Calvin kembali, begitu seterusnya.
Kesimpulan:
Hasil akhir Siklus Calvin (reaksi gelap): Glukosa (C6H12O6), ATP, dan NAPD
Urutan peruabahan produk yang terjadi pada 3 tahapan siklus Calvin: RuBP → PGA → PGAL → Glukosa
Contoh Soal Tahapan Siklus Calvin dan Pembahasannya
Beberapa contoh soal di bawah dapat sobat idschool gunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!
Contoh 1 – Soal Tahapan Siklus Calvin
Perhatikan Siklus Calvin Berikut!
Tahap I, II, dan III secara berurutan berdasarkan gambar siklus tersebut adalah ….
A. reduksi – fiksasi – regenerasi
B. fiksasi – regenerasi – reduksi
C. fiksasi – reduksi – regenerasi
D. regenerasi – fiksasi – reduksi
E. regenerasi – reduksi – fiksasi
Pembahasan:
Penjelasan dari ketiga tahapan yang sesuai dengan gambar Siklus Calvin yang diberikan sesuai pada daftar berikut.
- Tahapan I : terjadi pengikatan CO2 dan perubahan RuBp menjadi PGA → fiksasi
- Tahapan II : perubahan PGA menjadi PGAL, NADPH2 menjadi NADP, dan ATP menjadi ADP → reduksi
- Tahapan III : dihasilkan Glukosa dan perubahan PGAL menjadi RuBp → regenerasi
Jadi, tahap I, II, dan III secara berurutan berdasarkan gambar siklus tersebut adalah fiksasi – reduksi – regenerasi.
Jawaban: C
Baca Juga: Fotofosforilasi Siklik dan Non Siklik pada Reaksi Terang Proses Fotosintesis
Contoh 2 – Soal Siklus Calvin
Hasil dari reaksi terang yang tidak dimanfaatkan pada reaksi gelap adalah ….
A. NADPH
B. molekul air
C. oksigen
D. energi foton dari cahaya
E. ATP
Pembahasan:
Diketahui bahwa hasil reaksi terang adalah oksigen (O2), ATP, dan NADPH.
Komponen yang dibutuhkan pada siklus Calvin (reaksi gelap):
1) CO2 (dari udara bebas)
2) ATP (dari reaksi terang)
3) NADPH (dari reaksi terang).
Jadi, hasil dari reaksi terang yang tidak dimanfaatkan pada reaksi gelap adalah oksigen.
Jawaban: C
Contoh 3 – Melengkapi Tahapan Siklus Calvin
Perhatikan tahapan Siklus Calvin dengan keterangan yang belum lengkap pada gambar berikut!
Keterangan bagian nomor 1, 2, dan 3 yang sesuai pada tahapan Siklus Calvin di atas secara berurutan adalah ….
A. glukosa, CO2, dan RuBP
B. CO2, 3 fosfogliserat, dan RuBP
C. RuBP, CO2, dan 3 fosfogliserat
D. RuBP, klorofil, dan fosfogliseraldehid
E. RuBP, 3 fosfogliserat, dan fosfogliseraldehid
Pembahasan:
Pada nomor 1 terdapat proses perubahan PGAL yang menghasilkan suatu molekul yang mana terdapat perubahan ATP menjadi ADP. Reaksi yang terjadi merupakan tahapan regenerasi yang mengubah PGAL menjadi RuBp. Sehingga, senyawa yang tepat untuk mengisi bagian nomor 1 adalah RuBp.
Nomor 2 merupakan senyawa dari udara bebas, sehingga senyawa yang paling tepat mengisi bagian nomor 2 adalah CO2. Untuk bagian nomor 3 terdapat reaksi yang sebelumnya terjadi fiksasi karbon dan RuBP. Dari reaksi ikatan RuBP dengan karbon oleh enzim RuBisCo akan menghasilkan 3 fosfogliserat (PGA).
Jadi, keterangan bagian nomor 1, 2, dan 3 secara berurutan adalah RuBP, CO2, dan 3 fosfogliserat.
Jawaban: C
Contoh 4 – Melengkapi Tahapan Siklus Calvin
Berdasarkan Siklus Calvin tersebut terbentuk satu molekul senyawa X yang berasal dari senyawa ….
A. 12 PGA
B. 1 RuBp
C. 2 PGAL
D. 12 ADP
E. 12 PGAL
Pembahasan:
Senyawa X merupakan salah satu hasil akhir dari tahapan Siklus Calvin yaitu gula sederhana atau glukosa. Senyawa ini diperoleh dari fosfogliseraldehid (PGAL) yaitu senyawa pembentuk molekul glukosa yang memiliki tiga atom karbon (C). Diketahui bahwa glukosa memiliki enam atom C, sehingga untuk menyusun satu molekul glukosa dibutuhkan 2 PGAL.
Jadi, satu molekul senyawa X yang berasal dari senyawa 2 PGAL.
Jawaban: C
Demikianlah tadi ulasan materi 3 tahapan siklus Calvin yang meliputi proses fiksasi, reduksi, dan regenerasi. Terima kasih sudah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat.
Baca Juga: Perbedaan Reaksi Terang dan Reaksi Gelap
terimakasih banget kak, sangat mudah dipahami dan bermanfaat banget! thanks a lot kak! :D
Halo Bia, terimakasih juga atas kunjungan dan komentarnya. Salam sukses selalu…