Apa yang dimaksud dengan proses fotosintesis?
Fotosintesis
Dari semua radiasi Matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm), biru (410 - 500 nm), dan violet (< 400 nm). Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Kloroplas mengandung beberapa pigmen. Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah, sementara klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang. Proses absorpsi energi cahaya menyebabkan lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya akan disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis.
Unsur periode 2
Karbon penting bagi kehidupan. Ini karena kemampuannya membentuk banyak ragam rantai yang berbeda-beda panjangnya. Pada awalnya diperkirakan bahwa molekul berbasis karbon dalam kehidupan hanya dapat diperoleh dari makhluk hidup. Mereka diduga mengandung 'percikan kehidupan'. Namun, pada tahun 1828, urea disintesis dari pereaksi anorganik dan cabang-cabang kimia organik dan anorganik bersatu. Makhluk hidup mendapatkan hampir semua karbon mereka dari karbon dioksida, baik dari atmosfer maupun yang terlarut dalam air. Fotosintesis oleh tumbuhan hijau dan plankton fotosintetik menggunakan energi dari matahari untuk memisahkan air menjadi oksigen dan hidrogen. Oksigen dilepaskan ke atmosfer, air tawar dan laut, sementara hidrogen bergabung dengan karbon dioksida untuk menghasilkan karbohidrat. Beberapa karbohidrat digunakan, bersama dengan nitrogen, fosfor dan unsur-unsur lain, untuk membentuk molekul monomer kehidupan lainnya. Ini termasuk basa dan gula untuk RNA dan DNA, serta asam amino untuk protein. Makhluk hidup yang tidak berfotosintesis harus bergantung pada mengkonsumsi makhluk hidup lainnya untuk sumber molekul karbon mereka. Sistem pencernaan mereka memecah karbohidrat menjadi monomer yang dapat mereka gunakan untuk membangun struktur sel mereka sendiri. Respirasi memberikan energi yang dibutuhkan untuk reaksi-reaksi ini. Dalam respirasi oksigen bergabung kembali karbohidrat, untuk membentuk karbon dioksida dan air lagi. Energi yang dilepaskan dalam reaksi ini disediakan untuk kebutuhan energi sel.
Matahari
Sinar gamma (foton berenergi tinggi) yang dilepaskan dalam reaksi fusi hanya diserap oleh beberapa militer plasma Matahari, kemudian dipancarkan kembali secara acak dalam bentuk energi yang lebih rendah. Karena itu, butuh waktu lama bagi radiasi untuk mencapai permukaan Matahari. Perkiraan waktu tempuh foton berkisar antara 10.000 sampai 170.000 tahun. Neutrino, yang mewakili sekitar 2% produksi energi total Matahari, hanya butuh 2,3 detik untuk mencapai permukaan. Karena transprotasi energi di Matahari adalah proses yang melibatkan foton dalam kesetimbangan termodinamik dengan zat, skala waktu transportasi energi di Matahari lebih panjang dengan rentang 30.000.000 tahun. Ini adalah waktu yang diperlukan Matahari untuk kembali ke keadaan stabil jika tingkat penciptaan energi di intinya tiba-tiba berubah.
Karbohidrat
Pada proses fotosintesis, karbon dioksida diubah menjadi karbohidrat yang kemudian dapat digunakan untuk mensintesis materi organik lainnya. Karbohidrat yang dihasilkan oleh fotosintesis ialah gula berkarbon tiga yang dinamai gliseraldehida 3-fosfat.menurut rozison (2009) Senyawa ini merupakan bahan dasar senyawa-senyawa lain yang digunakan langsung oleh organisme autotrof, misalnya glukosa, selulosa, dan amilum.
Fotosintesis
Akhirnya di tahun 1782, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang "dipulihkan" dan "merusak" itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).
Autotrof
a) Fotoautotrof adalah organisme yang dapat
menggunakan sumber energi cahaya untuk mengubah
bahan anorganik menjadi bahan organik. Contohnya
tumbuhan hijau, bakteri ungu, dan bakteri hijau.
Proses fotosintesis pada bakteri dilakukan secara
anaerobik dan tidak dihasilkan oksigen.
Kinase
Kinase, atau kadang disebut fosfotransferase, adalah jenis enzim yang mengiris gugus fosfat dari molekul donor berenergi tinggi, seperti ATP , menjadi suatu substrat spesifik. Proses ini disebut dengan "fosforilasi" dan enzim yang membuang gugus fosfat ini disebut fosfatase.
Fotosintesis
Fiksasi CO ini merupakan reaksi gelap yang distimulasi oleh pencahayaan kloroplas. Fikasasi CO2 melewati proses karboksilasi, reduksi, dan regenerasi. Karboksilasi melibatkan penambahan CO dan HO ke RuBP membentuk dua molekul 3-fosfogliserat(3-PGA). Kemudian pada fase reduksi, gugus karboksil dalam 3-PGA direduksi menjadi 1 gugus aldehida dalam 3-fosforgliseradehida (3-Pgaldehida).
Fotosintesis
Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya Matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga. Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis.
Fotosintesis
Di dalam daun terdapat mesofil yang terdiri atas jaringan bunga karang dan jaringan pagar. Pada kedua jaringan ini, terdapat kloroplas yang mengandung pigmen hijau klorofil. Pigmen ini merupakan salah satu dari pigmen fotosintesis yang berperan penting dalam menyerap energi matahari.
Fosforilasi oksidatif
Fosforilasi oksidatif bekerja dengan cara menggunakan reaksi kimia yang menghasilkan energi untuk mendorong reaksi yang memerlukan energi. Kedua set reaksi ini dikatakan "bergandengan". Hal ini berarti bahwa salah satu reaksi tidak dapat berjalan tanpa reaksi lainnya. Alur elektron melalui rantai transpor elektron adalah proses eksergonik, yakni melepaskan energi, manakala sintesis ATP adalah proses endergonik, yakni memerlukan energi. Baik rantai transpor elektron dan ATP sintase terdapat pada membran, dan energi ditransfer dari rantai transpor elektron ke ATP sintase melalui pergerakan proton melewati membran ini. Proses ini disebut sebagai kemiosmosis. Dalam praktiknya, ini mirip dengan sebuah sirkuit listrik, dengan arus proton didorong dari sisi negatif membran ke sisi positif oleh enzim pemompa proton yang ada pada rantai transpor elektron. Enzim ini seperti baterai. Pergerakan proton menciptakan gradien elektrokimiawi di sepanjang membran, yang sering disebut gaya gerak proton. Gradien ini mempunyai dua komponen: perbedaan pada konsentrasi proton (gradien pH) dan perbedaan pada potensi listrik. Energi tersimpan dalam bentuk perbedaan potensi listrik dalam mitokondria, dan juga sebagai gradien pH dalam kloroplas.
Fotosintesis
Mekanisme siklus Calvin-Benson dimulai dengan fiksasi CO oleh ribulosa difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat. RuBP merupakan enzim alosetrik yang distimulasi oleh tiga jenis perubahan yang dihasilkan dari pencahayaan kloroplas. Pertama, reaksi dari enzim ini distimulasi oleh peningkatan pH. Jika kloroplas diberi cahaya, ion H ditranspor dari stroma ke dalam tilakoid menghasilkan peningkatan pH stroma yang menstimulasi enzim karboksilase, terletak di permukaan luar membran tilakoid. Kedua, reaksi ini distimulasi oleh Mg, yang memasuki stroma daun sebagai ion H, jika kloroplas diberi cahaya. Ketiga, reaksi ini distimulasi oleh NADPH, yang dihasilkan oleh fotosistem I selama pemberian cahaya.
Karotenoid
Beta-karotena memegang peranan penting di pusat reaksi fotosintesis. Karena bekerjanya proses mekanika kuantum yang timbul akibat simetri molekul, terbentuk mekanisme fotoproteksi yang melindungi senyawa-senyawa dan jaringan dari auto-oksidasi. Karotenoid juga terlibat dalam proses transfer energi. Bagi organisme non-fotosintetik, seperti manusia, karotenoid terkait dengan mekanisme pencegahan oksidasi.
Fotosintesis
Faktor pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya faktor-faktor pembatas tersebut sangat memengaruhi laju fotosintesis yaitu dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis. Selain itu, faktor-faktor seperti translokasi karbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi memengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak langsung ikut memengaruhi laju fotosintesis.
Daun
Daun merupakan salah satu organ tumbuhan yang tumbuh dari ranting, biasanya berwarna hijau (mengandung klorofil) dan terutama berfungsi sebagai penangkap energi dari cahaya matahari untuk fotosintesis. Daun merupakan organ penting bagi tumbuhan dalam melangsungkan hidupnya karena tumbuhan adalah organisme autotrof obligat, ia harus memasok kebutuhan energinya sendiri melalui konversi energi cahaya matahari menjadi energi kimia.
Fotosintesis anoksigenik
Bakteri ungu belerang menggunakan hidrogen sulfida (HS) sebagai energi reduksi dalam rangkaian fotosintesisnya, sedangkan bakteri ungu non-belerang tidak menggunakan HS sebagai energi reduksi karena bagi bakteri tersebut HS bersifat toksik. Proses fotolisis HS maupun proses rantai transpor elektron pada bakteri ungu non-belerang dimulai dengan penangkapan foton oleh pigmen bakteriofil P870. Elektron yang tereksitasi dari P870 ditransfer ke bakteriofeofitin ("bacteriopheophytin") yang akan meneruskannya ke serangkaian pembawa elektron pada rantai transpor elektron. Proses tersebut akan menghasilkan gradien elektrokimia yang akan digunakan untuk menyintesis ATP melalui kemiosmosis. P870 harus direduksi agar bisa digunakan kembali dalam proses selanjutnya. Hidrogen di lingkungan bakteri biasanya menjadi pendonor elektron.
Fotosintesis
Cahaya + 4PC(Cu) + 4Fd(Fe) → 4PC(Cu) + 4Fd(Fe)
Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP dan membentuk NADPH. Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP reduktase. Reaksinya adalah:
Fotolisis
Fotolisis merupakan proses reaksi kimia yaitu berupa pelisisan senyawa kimia dengan bantuan sinar atau foton. Terdapat berbagai proses reaksi kimia yang melibatkan fotolisis seperti:
Einstein (satuan)
Satuan einstein ini sering dipakai dalam bidang studi/riset mengenai fotosintesis, untuk menyatakan kebutuhan jumlah cahaya dalam proses pembuatan oksigen yang memerlukan sejumlah foton aktif. Satu mol oksigen dibentuk akibat dari 9 einstein foton aktif secara fotosintesis.
Oksigen
Oksigen singlet, adalah nama molekul oksigen yang kesemuaan spin elektronnya berpasangan. Ia lebih reaktif terhadap molekul organik pada umumnya. Secara alami, oksigen singlet umumnya dihasilkan dari air selama fotosintesis. Ia juga dihasilkan di troposfer melalui fotolisis ozon oleh sinar berpanjang gelombang pendek, dan oleh sistem kekebalan tubuh sebagai sumber oksigen aktif. Karotenoid pada organisme yang berfotosintesis (kemungkinan juga ada pada hewan) memainkan peran yang penting dalam menyerap oksigen singlet dan mengubahnya menjadi berkeadaan dasar tak tereksitasi sebelum ia menyebabkan kerusakan pada jaringan.
Rhodobacter sphaeroides
Struktur fotosintetik bakteri ungu terdiri dari pusat reaksi, pemanen cahaya, sitokrom bc1, dan kompleks Adenosin trifosfatase (ATPase). Dalam membran fotosintetik, bakterioklorofil berasosiasi dengan protein membentuk kompleks antara 50-300 molekul. Hanya sebagian kecil yang berfungsi mengonversi energi cahaya menjadi Adenosin trifosfat (ATP), yaitu pusat reaksi. Pusat reaksi ini dikelilingi oleh antena klorofil yang berfungsi memanen cahaya dan meneruskannya ke pusat reaksi. Pusat reaksi terdiri atas tiga polipeptida subunit L,M, dan H yang berfungsi mengikat kompleks pusat reaksi. Kompleks pusat reaksi terdiri dari empat buah bakterioklorofil, bakteriofeofitin, beberapa kuinon, dan karotenoid.
Fototrof
Fototrof ("Yunani": φῶς , φωτός = cahaya, τροϕή = makanan) adalah organisme yang melakukan fotosintesis untuk memperoleh energi. Mereka memanfaatkan energi dari cahaya matahari untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi bahan organik yang akan digunakan dalam fungsi-fungsi sel seperti biosintesis dan respirasi.
Fotosintesis
2HO + 4 foton + 2PQ + 4H → 4H + O + 2PQH
Sitokrom b-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke PS I dengan mengoksidasi PQH dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC). Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H dari stroma ke membran tilakoid. Reaksi yang terjadi pada sitokrom b-f kompleks adalah:
Fotosfer
Fotosfer adalah lapisan matahari yang kita lihat sehari-hari. Cahayanya yang sangat terang mengalahkan lapisan paling luar matahari yaitu korona, sehingga sinar dari korona tidak terlihat oleh mata kita. Di sekeliling fotosfer adalah lapisan gas merah cemerlang yang disebut kromosfer.
Foto jurnalistik
Foto-foto yang dihasilkan oleh fotografer disana mengalami penerimaan. Terbukti dengan adanya sebuah foto fenomenal karya Frans Mendur dengan judul Imaji Proklamasi 17 Agustus 1945. Sebelum tahun 1980, seorang jurnalis fotografi sangat berat dalam mengerjakan tugasnya. Wartawan foto harus membawa seperangkat peralatan fotografi serta film jenis lembaran untuk menghasilkan reportase foto. Seiring berjalannya waktu, muncul kamera dengan ukuran 135mm dengan jenis gulungan film yang sedikit meringankan tugas seorang pewarta foto. Walau demikian, pewarta foto masih sulit untuk mengirimkan foto yang telah diambilnya. Setelah mengambil gambar, pewarta foto harus melakukan proses pencucian film agar gambar yang diambilnya dapat terlihat. Apabila, sang pewarta foto mengirim gulungan film kepada media cetak, pihak perusahaan pun juga tetap harus mencuci dan memilah film yang akan masuk untuk diterbitkan. Selain itu, dalam proses pengirimannya sendiri, seorang jurnalis fotografi harus pandai-pandai untuk menitipkan foto kepada penumpang pesawat atau bisa melalui jasa cargo. Cara lain dilakukan dengan saluran jasa telepon yang memakan waktu 20 menit, meskipun biaya yang dikeluarkan cenderung lebih mahal. Hal ini akan sangat memakan waktu, padahal dalam penyampaian berita, kecepatan menjadi hal yang paling utama.
Fotosintesis anoksigenik
Fotosintesis anoksigenik adalah proses fototrof mana energi cahaya ditangkap dan diubah menjadi ATP, tanpa menghasilkan oksigen karena dalam proses tersebut tidak digunakan air (HO) sebagai sumber elektron. Terdapat beberapa kelompok bakteri yang mengalami fotosintesis anoksigenik yaitu bakteri belerang hijau ("green sulfur bacteria"; GSB), fototrof merah dan hijau membenang (FAP seperti Chloroflexi), bakteri ungu, Acidobacteria, dan heliobacteria.
Alkena
Dengan adanya fotosensitiser yang sesuai, seperti metilen biru dan cahaya, alkena dapat bereaksi dengan spesies oksigen reaktif yang dihasilkan oleh fotosensitiser, seperti radikal hidroksil, oksigen singlet atau ion superoksida. Intermediat fotokimia yang dihasilkan ini kita kenal sebagai proses Type I, Type II, dan Type III. Berbagai proses dan reaksi alternatif ini dapat dikendalikan melalui pemilihan kondisi reaksi spesifik, sehingga memberikan rentang variasi produk yang luas. Contoh umum adalah [4+2]-sikloadisi oksigen singlet dengan diena seperti siklopentadiena untuk menghasilkan endoperoksida:
Fotosintesis
Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida). Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O). Sedangkan dalam reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang membentuk gula dari bahan dasar CO dan energi (ATP dan NADPH). Energi yang digunakan dalam reaksi gelap ini diperoleh dari reaksi terang. Pada proses reaksi gelap tidak dibutuhkan cahaya Matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon menjadi molekul gula.
Biodegradasi
Biodegradasi adalah proses dimana bahan organik yang dirobohkan oleh enzim dihasilkan oleh organisme hidup. Istilah yang sering digunakan dalam kaitannya dengan ekologi, pengelolaan sampah dan lingkungan proses pengobatan (bioremediation). Istilah yang digunakan dalam ekologi untuk menggambarkan proses biokimia yang cenderung membawakan zat organik, yang dihasilkan secara alami laings UIung ataupun motor tidak langsung dari fotosintesis dalam zat anorganik. Biodegradasi memainkan membalikkan dengan fotosintesis dan proses biosintesis berikutnya yang menimbulkan biomassa . Sementara fotosintesis menghasilkan molekul organik dari molekul anorganik, mengurangi biodegradasi molekul organik yang kompleks menjadi sederhana konstituen secara bertahap untuk akhirnya membawa mereka ke tahap anorganik.
Tropisme
Fototropisme adalah gerak sebagian tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi oleh rangsang cahaya Contoh dari fototropisme adalah pertumbuhan koleoptil rumput menuju arah datangnya cahaya. Koleoptil merupakan daun pertama yang tumbuh dari tanaman monokotil yang berfungsi sebagai pelindung lembaga yang baru tumbuh. Beberapa hipotesis menyebutkan bahwa hal ini dapat disebabkan oleh kecepatan pemanjangan sel-sel pada sisi batang yang lebih gelap adalah lebih cepat dibandingkan dengan sel-sel pada sisi yang lebih terang karena adanya penyebaran auksin yang tidak merata dari ujung tunas. Hipotesis lainnya menyatakan bahwa ujung tunas merupakan fotoreseptor yang memicu respons pertumbuhan. Fotoreseptor adalah molekul pigmen yang disebut kriptokrom dan sangat sensitif terhadap cahaya biru. tube
Tigmotropisme adalah Kata ini berasal dari bahasa Yunani "thigma" yang berarti "sentuhan". Contoh dari tigmotropisme adalah pertumbuhan tanaman sulur seperti anggur dan tanaman yang pertumbuhannya merambat dan memiliki sulur yang membelit bagian penopangnya. Sulur tanaman akan tumbuh lurus hingga menyentuh sesuatu. Adanya kontak sulur tersebut merangsang sulur untuk tumbuh melilit, karena terjadi perbedaan kecepatan pertumbuhan. Hal ini dikarenakan sel-sel yang terkena sentuhan akan memproduksi auksin sehingga pertumbuhannya menjadi lebih cepat hingga membengkok dan melilit sumber sentuhan. Contoh lainnya adalah sentuhan angin kencang pada tebing bukit membuat pohon-pohon yang tumbuh di sekitarnya memiliki batang yang lebih pendek dan gemuk apabila dibandingakan dengan pohon yang sama pada daerah yang terlindungi dari angin kencang. Respon perkembangan tumbuhan terhadap gangguan mekanis ini biasa disebut tigmomorfogenesis dan umumnya disebabkan peningkatan produksi etilen. Gas etilen ini merupakan hormon yang dibentuk sebagai respon terhadap rangsangan sentuhan yang hebat.
Adenosina trifosfat
ATP dapat dihasilkan melalui berbagai proses seluler, namun seringnya dijumpai di mitokondria melalui proses fosforilasi oksidatif dengan bantuan enzim pengkatalisis ATP sintetase. Pada tumbuhan, proses ini lebih sering dijumpai di dalam kloroplas melalui proses fotosintesis. Bahan bakar utama sintesis ATP adalah glukosa dan asam lemak. Mula-mula, glukosa dipecah menjadi asam piruvat di dalam sitosol dalam reaksi glikolisis. Dari satu molekul glukosa akan dihasilkan dua molekul ATP. Tahap akhir dari sintesis ATP terjadi dalam mitokondria dan menghasilkan total 36 ATP.
Zona neritik
Zona neritik secara permanen ditutupi oleh air dengan oksigenasi yang cukup, menerima cukup sinar matahari dan tekanan air yang rendah, selanjutnya zona ini memiliki suhu, tekanan, cahaya dan salinitas yang cenderung stabil, membuatnya cocok untuk fotosintesis. Pada keadaan tertentu, zona bentik (dasar laut) pada zona neritik lebih stabil dibandingkan dengan zona intertidal.
Unsur periode 2
Oksigen penting untuk seluruh kehidupan. Tanaman dan fitoplankton memfotosintesis karbon dioksida dan air, keduanya oksida, dengan adanya sinar matahari untuk membentuk gula sambil melepas oksigen. Gula kemudian diubah menjadi senyawa tertentu seperti selulosa dan (dengan nitrogen dan kadang-kadang belerang) protein serta senyawa esensial lainnya. Fungi dan bakteri pada umumnya, serta hewan pada khususnya, bergantung pada fotosintesis tanaman dan fitoplankton untuk makanan dan oksigen.
Fitoplankton
Fitoplankton memperoleh energi melalui proses yang dinamakan fotosintesis sehingga mereka harus berada pada bagian permukaan permukaan (disebut sebagai zona "euphotic") lautan, danau atau kumpulan air yang lain. Melalui fotosintesis, fitoplankton menghasilkan banyak oksigen yang memenuhi atmosfer Bumi dan plankton ini yang menghasilkan oksigen lebih dari 70% di bumi.
Kemampuan mereka untuk mensintesis sendiri bahan organiknya menjadikan mereka sebagai dasar dari sebagian besar rantai makanan di ekosistem lautan dan di ekosistem air tawar. mana suksesi fitoplankton
Fotorespirasi
Fotorespirasi (atau "respirasi cahaya") adalah respirasi pada tumbuhan yang dibangkitkan oleh penerimaan cahaya yang diterima oleh daun. Diketahui pula bahwa kebutuhan energi dan ketersediaan oksigen dalam sel juga memengaruhi fotorespirasi.
Fotosintesis anoksigenik
Pigmen yang digunakan untuk menjalankan fotosintesis anoksigenik mirip seperti klorofil namun berbeda pada detail molekulernya serta panjang cahaya yang diserapnya. Bakterioklorofil "a" hingga "g" menyerap foton elektromagnetik secara maksimal di daerah inframerah-dekat dalam lingkungan membran alami mereka. Hal ini berbeda dengan klorofil a, pigmen yang dominan pada tumbuhan dan sianobakteri, yang memiliki panjang gelombang serapan puncak kira-kira 100 nanometer lebih pendek (dalam bagian merah pada rentang spektrum sinar tampak).
Etiolasi
Berkebalikan dengan etiolasi, de-etiolasi, adalah serangkaian perubahan fisiolofis dan biokimia pada titik pertumbuhan sebagai tanggapan terhadap keberadaan cahaya. Perubahan ini sebagai sebuah persiapan untuk melakukan fotosintesis pertama. Proses ini diatur dengan keberadaan pigmen fotoreseptor fitokrom A dan B dan kriptokrom.
Padat
Sel surya atau sel fotovoltaik adalah alat yang mengubah energi cahaya menjadi energi listrik. Pada dasarnya, perangkat hanya perlu memenuhi dua fungsi: pembangkitan sinar pembawa muatan (elektron dan lubang) dalam bahan penyerap cahaya, dan pemisahan pembawa muatan ke kontak konduktif yang akan mengirimkan listrik (cukup letakkan, membawa elektron melalui kontak logam menuju sirkuit eksternal). Konversi ini disebut efek fotolistrik, dan bidang penelitian yang terkait dengan sel surya dikenal sebagai fotovoltaik.
Unsur periode 2
Oksigen pertama kali muncul di atmosfer bumi sekitar 2 miliar tahun yang lalu, terakumulasi dari fotosintesis ganggang biru-hijau. Fotosintesis menggunakan energi dari matahari untuk memisahkan air menjadi oksigen dan hidrogen. Oksigen mengalir ke atmosfer dan hidrogen bergabung dengan karbon dioksida untuk menghasilkan biomassa. Ketika makhluk hidup membutuhkan energi mereka mengambil oksigen untuk respirasi. Oksigen kembali ke atmosfer dalam bentuk karbon dioksida. Gas oksigen cukup mudah larut dalam air, sehingga memungkinkan adanya kehidupan aerobik di sungai, danau dan lautan.
Fototrof
Hasil dari proses ini adalah amilum, yaitu bentuk simpanan atau cadangan dari karbon, yang dapat digunakan ketika cahaya yang ada sangat sedikit untuk memenuhi kebutuhan sebuah organisme. Bakteri fotosintetik memiliki suatu zat bernama bakterioklorofil, hidup di danau dan kolam, dan memanfaatkan hidrogen dari hidrogen sulfida, untuk proses kimiawinya (pigmen bakterioklorofil menyerap cahaya di bagian-bagian spektrum UV dan inframerah ekstrem di luar jangkauan yang digunakan klorofil normal). Sianobakteri hidup di air tawar, laut, tanah, dan lumut, dan melakukan fotosintesis yang serupa dengan tanaman.
Proses r
Proses r adalah sebuah proses nukleosintesis, yang terjadi pada supernova yang mengalami keruntuhan inti yang bertanggung jawab atas penciptaan hampir separo inti atom yang kaya akan neutron, yaitu logam berat. Proses ini diikuti oleh silih bergantinya penangkapan neutron "cepat" pada inti benih, biasanya Ni-56, karenanya disebut proses r. Mekanisme dominan lainnya untuk produksi unsur-unsur berat adalah proses s, yakni nukleosintesis untuk konteks penangkapan neutron "lambat", terutama terjadi pada bintang-bintang raksasa asimtotik, dan kedua-dua proses ini berperan pada sebagian besar evolusi kimia galaktik pada unsur-unsur yang lebih berat daripada besi.
Fotorespirasi
Peran fotorespirasi diperdebatkan namun semua kalangan sepakat bahwa fotorespirasi merupakan penyia-nyiaan energi. Dari sisi evolusi, proses ini dianggap sebagai sisa-sisa ciri masa lampau (relik). Atmosfer pada masa lampau mengandung oksigen pada kadar yang rendah, sehingga fotorespirasi tidak terjadi seintensif seperti masa kini. Fotorespirasi dianggap bermanfaat karena menyediakan CO dan NH bebas untuk diasimilasi ulang, sehingga dianggap sebagai mekanisme daur ulang (efisiensi). Pendapat lain menyatakan bahwa fotorespirasi tidak memiliki fungsi fisiologis apa pun, baik sebagai penyedia asam amino tertentu (serin dan glisin) maupun sebagai pelindung klorofil dari perombakan karena fotooksidasi.
Oksigen
Evolusi oksigen fotolitik terjadi di membran tilakoid organisme dan memerlukan energi empat foton. Terdapat banyak langkah proses yang terlibat, namun hasilnya merupakan pembentukan gradien proton di seluruh permukaan tilakod. Ini digunakan untuk mensintesis ATP via fotofosforilasi. yang dihasilkan sebagai produk sampingan kemudian dilepaskan ke atmosfer.
Pembangkit listrik
Pembangkit Listrik Tenaga Surya adalah salah satu pembangkit yang tidak menggerakkan mesin dalam menciptakan arus. PLTS menggunakan perbedaan tegangan akibat proses fotoelektrik untuk menghasilkan listrik. Solar panel terdiri dari 3 lapisan, lapisan panel P di bagian atas, lapisan pembatas di tengah, dan lapisan panel N di bagian bawah. Proses fotoelektrik adalah di mana sinar matahari menyebabkan elektron di lapisan panel P terlepas, sehingga hal ini menyebabkan proton mengalir ke lapisan panel N di bagian bawah dan perpindahan arus proton ini adalah arus listrik.
Sinar matahari
Sinar matahari atau radiasi matahari adalah sinar yang berasal dari Matahari. Tanaman menggunakan cahaya matahari untuk berfotosintesis dan membuat makanan. Tanpa cahaya matahari, takkan ada kehidupan di bumi.
Foto esei
Foto esei adalah salah satu jenis fotografi. Foto esei mempunyai cara pembuatan yang dapat dibagi menjadi tiga cara yaitu foto yang diambil secara candid, foto dipose atau campuran keduanya. Hal ini membuat sebagian dari foto esei dibuat dengan perencanaan yang matang dari jadual pertemuan, jadual pemotretan, alat yang digunakan, adegan yang dibuat, tetapi ada juga yang dibuat secara spontan atau gabungan antara perencanaan matang dan spontan. Walaupun begitu tetap fotografer ini membuat tema tertentu dan membuat cerita dengan foto.
Roland Barthes mengatakan tentang pembacaan kode gambar yang berurut dan sering disebut photo-essay. “Naturally,” he said, “ Several photographs can coe together to form a sequence (..), the signifier of connotation is then no longer to be found at the level of any one of the fragments of the sequence but at that-what the liquistics would call the suprasegmental level-of the concatenation (Rhetoric of Image, IMT, 25 dalam Shloss, 1997). Secara teknis pembacaan foto oleh Barthes ada dua yaitu denotasi dan konotasi. Denotasi foto merupakan penggambaran realitas secara literal, sedangkan konotasi foto lebih merupakan penggambaran arti foto yang lebih dalam atau juga masalah sosial dan budaya sebagai rujukan (Barrett, 2006; Zahar, 2010) Pada pembacaan foto esei tentunya akan sulit dibaca terpisah, tetapi apakah pembacaan foto esei tidak dapat dipisah?. Penjelasan ini akan dicoba dengan ssalah satu contoh yang terkenal di dunia fotografi dan dibuat oleh W. Eugene Smith sekitar th 1971 yang menggambarkan nelayan nelayan yang keracunan merkuri akibat buangan limpah pabrik pupuk Chisso di Jepang. Denotasi dari salah satu foto Eugene Smith adalah tangan yang memperlihatkan bentuk yang tidak normal dan seperti mencengkram. Sedangkan konotasi dari foto ini suatu bentuk tangan yang berkesan tidak normal ini ikut membuat kita bertanya tanya apa yang terjadi pada pemilik tangan tersebut. Tentunya foto Eugene Smith akan lebih mudah dipahami konotasinya bila dilihat keseluruhan foto-foto tersebut. Pembacaan foto esei ini perlu dilihat secara berurut karena ada unsur penceritaannya, sehingga para fotografer esei ini dikenal juga sebagai “story teller”. Penelitian ini menggunakan wawancara melalui sosial media terhadap dua fotografer, Aji Susanto Anom dan Samuel Rama Surya.
Cara bercerita foto esei agak berbeda dengan pembuatan film fiksi yang biasa selalu ada adegan puncak atau konflik. Sedangkan pada foto-foto Eugene Smith meliputi banyak dan kemungkinan dibuat sesuai urutan kejadian. Pemotretan para korban merkuri dari anak-anak sampai orang dewasa, kondisi lingkungan di sekitar minamata, nelayan yang sedang menangkap ikan yang terpolusi, ikan-ikan yang terpolusi, protes di pabrik chisso, orang-orang di pabrik chisso, pengadilan sampai dengan gambar otak yang terkena korban merkuri. Secara cerita bukan hal yang sulit, tetapi membuat foto-foto itu menjadi beremosi dan membuat pengamat berempati membutuhkan keahlian yang tinggi. Jenis foto esei memiliki karakteristik sosio documenter yang hampir selalu menampilkan kenyataan sosial melalui gaya pandang kebenaran dan kejujuran visual (Datoem, 2013)
Style foto esei ini termasuk dalam satu genre Documentary. Aliran documentary ini sudah sejak jaman kolonial karena foto-foto ini digunakan untuk pemetaan, topografi dan kepentingan penjajah (Sandler M. , 2002). Perkembangan foto esei yang pertama oleh Margareth Bourke White dan keluar pada majalah Life tahun 1936 berjudul “Boom Town-Fort Peck”. Foto White agak kaku dalam pose karena dibuat dengan kamera view (large format camera) juga tidak menggunakan cahaya seadanya melaingkan digunakan lampu kilat (Chapnick, 1994). Pemotretan foto esei dibuat ada tiga cara yaitu dengan di pose, candid atau campuran antara pose dan candid. Cara pose banyak dilakukan Magareth Bourke White, Eugene Smith dan Sebastio Salgado. Fotografer - fotografer National Geographic dan Geo (Zahar, 1996) juga menggunakan pose dan candid untuk membuat foto esei mereka. Di Indonesia yang membuat foto esei dengan teknik gabungan pose dan candid adalah Frans Mendur, Ed Zulverdi, Kartono Ryadi, Oscar Mottuloh, Erik Prasetya, Kemal Djufri, Rama Surya ( Surya, R, Komunikasi Pribadi, 7 Maret 2016). Kemungkinan hanya Henry Cartier Bresson, Robert Capa dan Robert Frank yang membuat foto esei dengan candid. Juga fotografer Magnum (Zahar, 1996) dari India yang baru, Sohrab Hura. Henry Cartier Bresson, Robert Capa dan Robert Frank hampir semua fotonya candid. Apakah mungkin foto yang dibuat candid dikategorikan sebagai foto esei. Awalnya kebanyakan foto esei dibuat bukan candid karena alat kamera yang bukan SLR 35 mm dan kamera Leica didesain th 1911-1913 oleh Oskar Barnak (Zahar, 1998), sehingga foto esei bisa dibuat secara candid. Pembuatan foto esei tidak selalu harus dibuat dengan perencanaan matang adegan per adegan seperti yang dilakukan oleh W.Eugene Smith. Saat pemotretan di Minamata, Smith mengatur adegan ibu yang bernama Ryoko Uemura memandikan anaknya. Walaupun ada beberapa foto Eugene Smith yang diambil dengan candid. Tentu saja kunci keberhasilan foto esei salah satunya harus mengenal subject matter atau kenal situasinya. Walaupun fotografer Candid seperti Henry Cartier Bresson mengambil foto candid tanpa permisi dan tidak kenalan dengan orang yang difoto, tetapi karya terbaiknya kebanyakan ditempat yang dia kenal baik yaitu negaranya sendiri, Perancis. Demikian pula dengan fotografer Frans Mendur yang mengambil foto esei Jendral Soedirman dan mengikuti masuk hutan dan gunung ke Yogjakarta (Adam, 2010). Tentunya foto ini tanpa perencanaan dan penataan cahaya seadanya bukan seperti Eugene Smith yang mengatur pose Ibu Ryoko Uemura dan waktu pemotretan supaya sinar matahari jatuh sesuai kehendak pemotret. Walaupun Frans Mendur biasa juga memotret features (Zahar,1997) tetapi saat pemotretan esei Jendral Soedirman lebih banyak candid karena situasi yang mengikuti Jendral Soedirman (Adam, 2010). Adegan diatur merupakan suatu langkah terobosan baru di Jepang sekitar th 1960an. Fotografer di Jepang banyak yang melakukan “street photography”, tetapi fotografer Eikoh Hosoe malah melakukan foto yang diatur. Dia memotret penemu tarian Ankoku Butoh dan mengunjungi desa di utara Jepang. Terinspirasi dengan legenda Kamaitachi yang menceritakan hantu yang menghantui pedesaan Jepang masa kecil Hosoe ini. Cerita ini di buat jadi seperti pertunjukan panggung di desa dan Eikoh Hosoe memotret penari dan orang-orang di desa tersebut. Foto ini diatur dengan urutan cerita tetapi tetap bukan kategori esei. Rekaman ini cerita fiktif dan lebih merupakan ekspresi seni Eikoh Hosoe dan lebih tepat dikategorikan sebagai foto fine art atau seni murni.
Tema pada foto esei bervariasi dan biasa fotografer mengangkat issue yang populer pada masanya. Majalah National Geographic mengangkat issue dari berbagai belahan dunia dan temanya berkaitan masalah sosial, sains, arkeologi, antropologi, geografi. Pembuatan foto sekitat 6 bulan dan dari puluhan ribu foto yang dibuat hanya sekitar belasan saja yang dipilih. Pembuatan foto esei kadang tidak diperlukan dengan waktu sepanjang 6 bulan atau bertahun-tahun, tetapi pengenalan yang mendalam dengan orang yang difoto dilakukan oleh Bruce Davidson yang memotret “Jimmy the clown, 1958” dalam waktu seminggu. Pendalaman tema seperti yang dilakukan oleh Sebastio Salgado yang memotret pekerja buruh termiskin di dunia ketiga dilakukan bertahun-tahun. Tema foto terkini dan jarang dibuat sering dipilih juga untuk lomba foto World Press Photo yang merupakan ajang lomba untuk wartawan foto paling bergengsi dan liputannya luas. Pemenang biasa memotret dengan tema-tema yang baru dan jarang dilihat sebelumnya, seperti penderita penyakit AIDs, pengguna Narkoba, kaum LGBT dsb (Zahar, 1997;2002). Tidak tertutup kemungkinan mengembangkan subject matter benda atau menggunakan benda sebagai pelengkap atau malah yang utama dalam foto esei. Apakah buku the Creation (Haas, 1976) dari Ernst Haas dan buku karya Ansel Adams boleh disebut foto foto esei? Buku The Creation boleh disebut foto yang bercerita mengenai urutan penciptaan Allah yang ada pada buku kitab injil Kejadian, mulai dari penciptaan bumi, binatang sampai manusia yang terakhir. Pembuatan foto dengan tema tersebut berasal dari suatu kebetulan. Asisten Ernst Haas yang mengumpulkan foto-foto Ernst Haas mengatakan foto-foto ini seperti penciptaan alam semesta dan segala isinya (The Creation) oleh Allah. Barulah Ernst Haas membuat foto-foto lagi untuk melengkapi cerita penciptaan Sedangkan buku karya-karya Ansel Adams lebih berupa kumpulan foto landscape yang bagus tetapi tidak membentuk urutan cerita.. Dilihat dari definisi foto esei adalah kumpulan foto yang diurutkan untuk menceritakan suatu kejadian. Kalau dilihat dari definisi seakan foto Ernst Haas bisa masuk kategori esei, tetapi sebenarnya foto esei lebih menceritakan sesuatu kejadian yang mempunyai nilai berita dan akan dipublikasikan di majalah, surat kabar maupun buku. Foto Ernst Haas lebih merupakan proyek pribadi foto untuk ekspresi diri dan lebih tepat sebagai foto fine art. Begitu pula dengan Aji Susanto Anom, fotografer muda Indonesia yang dipublikasi pada majalah online asuhan David Allan Harvey. Foto-fotonya menggambarkan mimpi dia dan lebih kearah buku harian dan menurut Aji sendiri bukan termasuk foto esei.
Klorofil
Klorofil dan fotosintesis adalah sesuatu yang sangat berhubungan karena Klorofil sangat penting untuk fotosintesis, yang memungkinkan tanaman untuk menyerap energi dari cahaya.
Fotoperiodisme
Pada tumbuhan, fotoperiodisme merangsang pembungaan. Untuk beradaptasi dan merespon perubahan panjang malam dan intensitas penyinaran, tanaman berbunga (angiospermae) menggunakan fitokrom atau kriptokrom. Keduanya merupakan protein fotoreseptor. Dalam pembagian lebih lanjut, tanaman fotoperiodik obligat benar-benar membutuhkan penyinaran yang cukup panjang atau waktu malam yang cukup pendek sebelum berbunga, sedangkan tanaman fotoperiodik fakultatif lebih mungkin untuk berbunga di bawah kondisi cahaya yang tepat, tetapi akhirnya akan berbunga tanpa panjang malam.
Fotolitografi
Langkah-langkah yang digunakan dalam proses fotolitografi:
1. Persiapan
Seperti dalam proses di microsystem yang lain, proses fotolitografi dimulai dengan cara pembersihan "wafer" dari kotoran-kotoran seperti zat organik dan partikel-partikel. Biasanya menggunakan teknik pembersihan caro ("caro cleaning").
Lingkungan dan bangunan pertanian
Perlu diperhatikan bahwa masa penyimpanan juga berpengaruh, karena buah dan sayuran setelah dipanen masih melakukan respirasi (dan fotosintesis jika masih memiliki klorofil dan jika cahaya cukup). Hal ini berguna untuk menyesuaikan kematangan buah, karena sebenarnya buah tidak pernah dipanen dalam keadaan benar-benar matang karena buah harus mengalami proses pengepakan dan distribusi yang tidak sebentar hingga sampai ke tangan konsumen. Jika buah dipetik dalam keadaan benar-benar matang, buah akan menjadi terlalu matang atau bahkan busuk ketika sampai ke konsumen.
Fotosintesis
Pada fase regenerasi, yang diregenerasi adalah RuBP yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO tambahan yang berdifusi secara konstan ke dalam dan melalui stomata. Pada akhir reaksi Calvin, ATP ketiga yang diperlukan bagi tiap molekul CO yang ditambat, digunakan untuk mengubah ribulosa-5-fosfat menjadi RuBP, kemudian daur dimulai lagi.
Fotosintesis
6HO + 6CO + cahaya → CHO (glukosa) + 6O
Foton
Foton diemisikan dalam banyak proses alamiah, contohnya ketika muatan dipercepat, saat transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang lebih rendah, atau ketika sebuah partikel dan antipartikel bertumbukan dan saling memusnahkan. Foton diserap dalam proses dengan waktu mundur (time-reversed) yang berkaitan dengan yang sudah disebut di atas: contohnya dalam produksi pasangan partikel-antipartikel, atau dalam transisi molekuler, atomik atau nuklir ke tingkat energi yang lebih tinggi.
Sintesis protein
Sintesis protein (disebut juga biosintesis protein) adalah proses pembentukan partikel protein dalam bahasan biologi molekuler yang didalamnya melibatkan sistesis RNA yang dipengaruhi oleh DNA. Dalam proses sintesis protein, molekul DNA adalah sumber pengkodean asam nukleat untuk menjadi asam amino yang menyusun protein tetapi tidak terlibat secara langsung dalam prosesnya. Molekul DNA pada suatu sel ditranskripsi menjadi molekul RNA. Molekul RNA inilah yang ditranslasi menjadi asam amino sebagai penyusun protein. Dengan demikian molekul RNA lah yang terlibat secara langsung dalam proses sintesis protein. Hubungan antara molekul DNA, RNA, dan asam amino dalam proses pembentukan protein dikenal dengan istilah "Dogma sentral biologi” yang dijabarkan dengan rangkaian proses DNA membuat DNA dan RNA, RNA membuat protein, yang dinyatakan dalam persamaan DNA » RNA » Protein. Seperti kebanyakan dogma, terdapat pengecualian pada proses pembentukan protein berdasarkan bukti-bukti yang ditemukan setelahnya, sehingga dogma ini akhirnya disebut sebagai aturan.
Chloroflexus
Chloroflexus adalah salah satu kelompok bakteri yang mampu memproduksi energi melalui fotosintesis tanpa melibatkan senyawa oksigen. Walaupun dapat mencukupi kebutuhan nutrisi dan energinya secara mandiri, "Chloroflexi" tumbuh lebih baik bila terdapat senyawa organik sebagai sumber karbonnya. Secara umum, bakteri ini termasuk dalam golongan bakteri nonsulfur hijau dan dapat hidup pada suhu yang tinggi (termofilik), seperti di sumber air panas. Di samping itu, juga terdapat beberapa jenis "Chloroflexi" yang hidup pada suhu normal(mesofilik), seperti di wilayah perairan. Bakteri ini hidup berkoloni membentuk struktur berfilamen. Di dalam selnya terdapat bakterioklorofil "a" dan klorosom yang berperan sebagai pigmen untuk menjalankan reaksi fotosintesis. Bakterioklorofil secara spesifik terdapat pada membran sitoplasma membentuk struktur khusus di dalam lamela untuk menjalankan reaksi fotosintesis dan hal ini juga ditemukan pada baktei fotosintetik ungu. Contoh bakteri yang tergolong dalam genus ini adalah "Chlorflexus aurantiacus".
Fotosintesis
4Fd (Fe) + 2NADP + 2H → 4Fd (Fe) + 2NADPH
Ion H yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase. ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengan pengangkutan elektron dan H melintasi membran tilakoid. Masuknya H pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut:
Fotosintesis
Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Berikut ini adalah persamaan reaksi fotosintesis yang menghasilkan glukosa:
Bakteri ungu
Bakteri ungu atau bakteri fotosintesis ungu adalah proteobacteria yang bersifat fototrof, sehingga dapat menghasilkan energi melalui fotosintesis. Bakteri ini memiliki pigmen bakterioklorofill "a" atau "b", serta beragam karotenoid, yang memberi rentang warna antara ungu, merah, coklat dan oranye.
Ctenophora
Pada ctenophora, bioluminesen disebabkan oleh aktivasi fotoprotein di sel fotosit, yang sering ditemukan di dalam kanal meridional di bawah delapan baris sisir. "Mnemiopsis leidyi" memiliki sepuluh gen yang mengkode fotoprotein. Gen ini diko-ekspresikan dengan gen opsin di fotosit "Mnemiopsis leidyi," sehingga ilmuawan menduga akan hubungan kerjasama antara produksi cahaya dengan deteksi cahaya di hewan ini.
Lingkungan dan bangunan pertanian
Selain intensitas, durasi ketersediaan cahaya juga merupakan hal yang penting. Sebagian tipe tanaman dipengaruhi oleh lamanya penyinaran agar berbunga atau menghasilkan hasil yang baik, namun ada juga yang tidak; misalnya, anggrek cattleya tidak akan berbunga jika lamanya penyinaran melebihi 15 jam sehari, bit gula tidak akan menghasilkan gula yang banyak jika tidak mendapatkan cahaya lebih dari 8 jam sehari, dan tomat tidak dipengaruhi lamanya penyinaran. Fenomena ini disebut fotoperiodisme.
Fototerapi
Fototerapi atau terapi cahaya adalah bentuk pengobatan untuk kulit dengan menggunakan panjang gelombang cahaya buatan dari ultraviolet (cahaya biru), bagian dari spektrum matahari. Dengan cara ini, cahaya dari panjang gelombang tertentu dapat disampaikan dengan intensitas yang lebih tinggi. Fototerapi pertama kali digunakan dalam pengobatan psoriasis, eksem (eksema), vitiligo (sel-sel pigmen yang rusak sehingga menimbulkan bercak putih), limfoma di kulit dan beberapa kasus kulit gatal (terutama karena ginjal atau penyakit hati). Akan tetapi, fototerapi tidak cocok digunakan untuk semua bentuk psoriasis dan eksema. Fototerapi bahkan dapat memperburuk penyakit tersebut.
Fototrof
Zona kedalaman yang dapat ditembus cahaya matahari atau cahaya buatan agar fotosintesis terjadi dikenal sebagai zona fotik.
Fotosintesis
Kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau, termasuk batang dan buah yang belum matang. Di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Kloroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. Stroma ini dibungkus oleh dua lapisan membran. Membran stroma ini disebut tilakoid, yang didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebut lokuli. Di dalam stroma juga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk membentuk grana (kumpulan granum). Granum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang merupakan tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara membran tilakoid. Bila sebuah granum disayat maka akan dijumpai beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid.
Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, DNA, RNA, gula fosfat, ribosom, vitamin-vitamin, dan juga ion-ion logam seperti mangan (Mn), besi (Fe), maupun tembaga (Cu). Pigmen fotosintetik terdapat pada membran tilakoid. Sedangkan, pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma. Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem.
Karbon dioksida
Tumbuh-tumbuhan mengurangi kadar karbon dioksida di atomosfer dengan melakukan fotosintesis, disebut juga sebagai asimilasi karbon, yang menggunakan energi cahaya untuk memproduksi materi organik dengan mengkombinasi karbon dioksida dengan air. Oksigen bebas dilepaskan sebagai gas dari penguraian molekul air, sedangkan hidrogen dipisahkan menjadi proton dan elektron, dan digunakan untuk menghasilkan energi kimia via fotofosforilasi. Energi ini diperlukan untuk fiksasi karbon dioksida pada siklus Kalvin untuk membentuk gula. Gula ini kemudian digunakan untuk pertumbuhan tumbuhan melalui repirasi
Fotosintesis
Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Namun, pada tahun 1727, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan.
Fotosintesis
Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk PQH. Plastokuinon merupakan molekul kuinon yang terdapat pada membran lipid bilayer tilakoid. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H yang disebut sitokrom b-f kompleks. Reaksi keseluruhan yang terjadi di PS II adalah:
Rhodobacter sphaeroides
Pada saat kondisi oksigen rendah, bakteri ungu menginduksi diferensiasi intraseluler sehingga terbentuk membran intrasitoplasma. Dengan demikian terjadi fotosintesis yang merupakan konversi energi cahaya menjadi energi kimia.
Peroksisom
Selama fotosintesis, CO diubah menjadi glukosa melalui siklus Calvin, yang dimulai dengan penambahan CO ke dalam gula lima karbon, ribulosa-1,5-bifosfat. Akan tetapi, enzim yang terlibat dalam reaksi ini kadang-kadang mengkatalisis penambahan O ke dalam ribulosa-1,5-bifosfat, yang berakibat pada produksi senyawa dengan dua karbon, fosfoglikolat. Fosfoglikolat kemudian diubah menjadi glikolat, yang kemudian ditransfer ke peroksisom, kemudian dioksidasi dan diubah menjadi glisin. Kemudian glisin ditransfer ke mitokondria dan diubah menjadi serin. Serin lalu dikembalikan ke dalam peroksisom dan diubah menjadi gliserat, yang kemudian ditransfer kembali ke kloroplas.
Matahari
Permukaan Matahari yang tampak, fotosfer, adalah lapisan yang di bawahnya Matahari menjadi opak terhadap cahaya tampak. Di atas fotosfer, sinar Matahari yang tampak bebas berkelana ke angkasa dan energinya terlepas sepenuhnya dari Matahari. Perubahan opasitas diakibatkan oleh berkurangnya jumlah ion H yang mudah menyerap cahaya tampak. Sebalinya, cahaya tampak yang kita lihat dihasilkan dalam bentuk elektron dan bereaksi dengan atom hidrogen untuk menghasilkan ion H.
Tebal fotosfer puluhan sampai ratusan kilometer, sedikit kurang opak daripada udara di Bumi. Karena bagian atas fotosfer lebih dingin daripada bagian bawahnya, citra Matahari tampak lebih terang di tengah daripada pinggir atau "lengan" cakram Matahari; fenomena ini disebut penggelapan lengan. Spektrum sinar Matahari kurang lebih sama dengan spektrum benda hitam yang beradiasi sekitar 6.000 K, berbaur dengan jalur penyerapan atomik dari lapisan tipis di atas fotosfer. Fotosfer memiliki kepadatan partikel sebesar ~10 m (sekitar 0,37% jumlah partikel per volume atmosfer Bumi di permukaan laut). Fotosfer tidak sepenuhnya terionisasikan—cakupan ionisasinya sekitar 3%, sehingga nyaris seluruh hidrogen dibiarkan berbentuk atom.
Fotosintesis anoksigenik
Pusat reaksi tipe II ini analog secara struktural dan sekuensial dengan fotosistem II (PSII) pada tumbuhan hijau dan sianobakteri, tetapi tidak memiliki kompleks yang termodifikasi untuk oksigen seperti PSII.
Ozon
Ozon (O) dihasilkan apabila O2 menyerap sinar UV pada jarak gelombang 242 nanometer dan disingkirkan dengan fotosintesis dari sinar bagi jarak gelombang yang besar dari 290 nm. O3 juga merupakan penyerap utama sinar UV antara 200 dan 330 nm. Penggabungan proses-proses ini efektif dalam meneruskan ketetapan bilangan ozon dalam lapisan dan penyerapan 90% sinar UV.
Lingkungan dan bangunan pertanian
Modifikasi kadar udara dalam ruang penyimpanan bersama dengan pengaturan temperatur dan kelembapan merupakan metode penyimpanan atmosfer terkontrol ("Controlled Atmosphere Storage") dalam menyimpan hasil pertanian agar lebih tahan lama. Modifikasi kadar udara yaitu pengendalian kadar oksigen dan karbon dioksida di dalam ruangan penyimpanan; umumnya yang dilakukan adalah meningkatkan kadar karbon dioksida dan menurunkan kadar oksigen. Hal ini perlu dilakukan karena tumbuhan berespirasi dengan oksigen dan berfotosintesis dengan karbon dioksida. Respirasi menurunkan kadar gula dan meningkatkan kadar air dalam buah sehingga buah akan semakin lembap dan kehilangan rasa manisnya, sedangkan fotosintesis berguna untuk mengubah air yang masih tersisa di dalam hasil pertanian menjadi gula, sehingga kadar air akan berkurang; hal itu memiliki kemungkinan untuk terjadi jika hasil pertanian tersebut masih memiliki klorofil. Namun penyimpanan yang bertujuan untuk membiarkan hasil pertanian berfotosintesis jarang dilakukan karena dinilai mampu mengurangi kesegaran tanaman.
Matahari
Inti adalah satu-satunya wilayah Matahari yang menghasilkan energi termal yang cukup melalui fusi; 99% tenaganya tercipta di dalam 24% radius Matahari, dan fusi hampir berhenti sepenuhnya pada tingkat 30% radius. Sisanya dipanaskan oleh energi yang ditransfer ke luar oleh radiasi dari inti ke layar konvektif di luarnya. Energi yang diproduksi melalui fusi di inti harus melintasi beberapa lapisan dalam perjalanan menuju fotosfer sebelum lepas ke angkasa dalam bentuk sinar Matahari atau energi kinetik partikel.
Nukleosintesis
Nukleosintesis adalah proses penciptaan inti-inti atom baru dari nukleon-nukleon (proton dan neutron) yang sudah ada sebelumnya. Diduga bahwa nukleon-nukleon primordial sendiri terbentuk dari plasma kuark-gluon dari Big Bang (Dentuman Besar) ketika ia mendingin di bawah dua triliun Kelvin. Beberapa menit kemudian, bermula hanya dengan proton dan neutron, terbentuklah inti-inti aton sampai litium dan berilium (kedua-duanya berbilangan massa 7), tetapi hanya berjumlah relatif kecil. Kemudian proses fusi secara esensial berhenti karena suhu dan kerapatan berkurang, karena semesta terus saja mengembang. Proses nukleosintesis primordial pertama ini dapat juga disebut sebagai nukleogenesis.
Udara
Apabila makhluk hidup bernapas, kandungan oksigen berkurang, sementara kandungan karbon dioksida bertambah. Ketika tumbuhan menjalani sistem fotosintesa, oksigen kembali dibebaskan.
Matahari
Sama seperti korona, prominensa terbentuk dari plasma namun memiliki suhu yang lebih dingin. Prominensa berisi materi dengan massa mencapai 100 miliar kg. Prominensa terjadi di lapisan fotosfer Matahari dan bergerak keluar menuju korona Matahari. Plasma prominensa bergerak di sepanjang medan magnet Matahari. Erupsi dapat terjadi ketika struktur prominesa menjadi tidak stabil sehingga akan pecah dan mengeluarkan plasmanya. Ketika terjadi erupsi, material yang dikeluarkan menjadi bagian dari struktur magnetik yang sangat besar disebut semburan massa korona ("coronnal mass ejection"/ CME). Pergerakan semburan korona tersebut terjadi pada kecepatan yang sangat tinggi, yaitu antara 20 ribu m/s hingga 3,2 juta km/s. Pergerakan tersebut juga menyebabkan peningkatan suhu hingga puluhan juta derajat dalam waktu singkat. Bila erupsi semburan massa korona mengarah ke Bumi, akan terjadi interaksi dengan medan magnet Bumi dan mengakibatkan terjadinya badai geomagnetik yang berpotensi mengganggu jaringan komunikasi dan listrik.
Pensinyalan sel
Tumbuhan dan hewan menggunakan protein yang merangsang cahaya untuk merasa cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Di tumbuhan, biasanya dikenal sebagai fotoreseptor. Hewan menggunakan beberapa famili fetoprotein sama yang digunakan oleh tumbuhan. Fotoprotein hewan yang paling luas dipelajari adalah rhodopsin yang terikat membran, G-protein-linked receptors yang meregulasi ion channel pada sel-sel retina yang sensitif terhadap cahaya. Fotoprotein tumbuhan yang paling dikenal adalah fitokrom yang ada di semua tumbuhan dan beberapa algae. Walaupun fitokrom memiliki aktivitas serine/threonin kinase, sebagian strukturnya menyerupai hisridin kinase yang terlibat dalam kemotaksis bakteri. Fitokrom dapat mendeteksi cahaya merah. Tumbuhan merasa cahaya biru dengan menggunakan 2 tipe fetoprotein yaitu fototropin dan kriptokrom. Fototropin berhubungan dengan membran plasma dan sebagian bertanggung jawab untuk fototropisme. Kriptokrom merupakan flavoprotein yang sensitif terhadap cahaya biru. Secara struktur, kriptokrom berkaitan dengan enzim yang sensitif terhadap cahaya biru yang disebut fotoliase, yang terlibat dalam perbaikan kerusakan DNA yang diinduksi ultraviolet pada semua organisme, kecuali sebagian besar mamalia. Tidak seperti fitokrom, kriptokrom juga ditemukan di hewan dan tidak memiliki aktivitas perbaikan DNA, tetapi kriptokrom dianggap berkembang dari fotoliase.
Hartmut Michel
Deisenhofer, Huber dan Michel adalah tokoh-tokoh pertama yang atom per atom menjelaskan bagaimana protein lain, yang aktif dalam proses fotosintesis pada bakteri tertentu, dibuat. Kerja mereka juga telah memiliki arti sebagai proses terkait pertama pada organisme tingkat tinggi seperti alga dan tumbuhan.
Pertumbuhan tanaman
Analisis pertumbuhan tanaman merupakan suatu cara untuk mengikuti dinamika fotosintesis yang diukur dengan luas daun dan produksi bahan kering. Kuantitas lain dalam analisis diperoleh melalui perhitungan. Akumulasi bahan kering mencerminkan kemampuan tanaman dalam mengikat energi dari cahaya matahari melalui proses fotosintesis, serta interaksinya dengan faktor-faktor lingkungan. Distribusi akumulasi bahan kering pada bagian-bagian tanaman seperti akar, batang, daun dan bagian generatif, dapat mencerminkan produktivitas tanaman. Salah satu manfaat menggunakan analisis pertumbuhan tanaman adalah mengetahui pengaruh perlakuan dan faktor-faktor dalam budidaya tanaman terhadap kualitas pertumbuhan dan hasil tanaman. Kuantitas analisis pertumbuhan tanaman yang diperoleh dari bobot dan luas daun tanaman yaitu Laju Pertumbuhan Relatif ("Relative Growth Ratio"), Nisbah Luas Daun ("Leaf Area Ratio"), Luas Daun Khas ("Spesific Leaf Area"), Bobot Daun Khas ("Spesific Leaf Weight"), Indeks Luas Daun ("Leaf Area Index"), Laju Asimilasi Bersih ("Net Assimilation Rate"), Laju Pertumbuhan Tanaman ("Crop Growth Rate"), Laju Pertumbuhan Relatif ("Relatif Growth Rate"), Lamanya Luas Daun ("Leaf Area Duration"), dan Lamanya Biomassa ("Biomass Duration").
Klorofil
Bagian lain dari sistem fotosintesis tanaman hijau masih memungkinkan untuk menggunakan spektrum cahaya hijau (misalnya, melalui struktur daun-perangkap cahaya, karotenoid, dll). Tanaman hijau tidak menggunakan sebagian besar dari spektrum yang terlihat seefisien mungkin. Sebuah pabrik hitam dapat menyerap lebih banyak radiasi, dan ini bisa menjadi sangat berguna, jika panas tambahan yang diproduksi secara efektif dibuang (misalnya, beberapa tanaman harus menutup bukaan mereka, yang disebut stomata, pada hari-hari panas untuk menghindari kehilangan terlalu banyak air, yang meninggalkan konduksi hanya , konveksi, dan radiasi panas-rugi sebagai solusi). Pertanyaannya mengapa menjadi molekul menyerap cahaya hanya digunakan untuk kekuasaan pada tanaman hijau dan tidak hanya hitam.
Bikarbonat
Dalam ekologi air tawar, aktivitas fotosintesis yang kuat oleh tanaman air tawar di siang hari melepaskan gas oksigen ke dalam air dan pada saat bersamaan menghasilkan ion bikarbonat. Ini menggeser pH ke atas sampai dalam keadaan tertentu tingkat alkalinitas bisa menjadi racun bagi beberapa organisme atau dapat membuat unsur kimia lainnya, seperti amonia, menjadi beracun. Dalam kegelapan, ketika tidak terjadi fotosintesis, proses respirasi melepaskan karbon dioksida, dan tidak ada ion bikarbonat baru yang dihasilkan, yang mengakibatkan penurunan pH yang cepat.
Botani
Tumbuhan dan kelompok lainnya yang juga merupakan eukaryot fotosintetik (yaitu alga) memiliki organel yang unik yang disebut dengan kloroplas. Organel ini diperkirakan berasal dari cyanobacteria yang membentuk hubungan endosimbiotik dengan leluhur tumbuhan dan alga. Kloropas dan cyanobacteria sama-sama mengandung pigmen biru-hijau klorofil a. Klorofil jenis lain (klorofil b) juga terdapat pada alga hijau dan alga biru-hijau yang juga menyerap cahaya pada spektrum tertentu (biasanya spektrum biru-ungu dan jingga-merah) dan memantulkan cahaya hijau yang menjadi warna daun di mata manusia. Energi cahaya yang diserap digunakan untuk membuat senyawa karbon dari karbon dioksida dan air. Gliseraldehida 3-fosfat merupakan senyawa yang dihasilkan oleh fotosintesis yang kemudian disintesis menjadi glukosa dan senyawa organik lainnya. Sebagian glukosa diubah menjadi pati yang disimpan di kloroplas. Pati adalah bentuk yang umum dijadikan sebagai cadangan makanan pada sebagian besar tumbuhan dan alga. Tumbuhan dari famili Asteraceae menggunakan bentuk fruktosa inulin, sebagian mengubahnya menjadi sukrosa.
Fotofosforilasi
Dalam proses fotosintesis, fosforilasi ADP untuk membentuk ATP menggunakan energi sinar matahari disebut fotofosforilasi. Hanya dua sumber energi yang tersedia untuk organisme hidup: sinar matahari dan reaksi reduksi-oksidasi (redoks). Semua organisme menghasilkan ATP, yang merupakan mata uang energi kehidupan universal.
Fotosintesis
Berdasarkan cara memproduksi glukosa, tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan C3 dan C4. Tumbuhan C3 merupakan tumbuhan yang berasal dari daerah subtropis. Tumbuhan ini menghasilkan glukosa dengan pengolahan CO melalui siklus Calvin, yang melibatkan enzim Rubisco sebagai penambat CO.
Fotografi
Prinsip fotografi adalah memfokuskan cahaya dengan bantuan pembiasan sehingga mampu membakar medium penangkap cahaya. Medium yang telah dibakar dengan ukuran luminitas cahaya yang tepat akan menghasilkan bayangan identik dengan cahaya yang memasuki medium pembiasan (selanjutnya disebut lensa).
Fotografi
Fotografi (dari bahasa Inggris: "photography", yang berasal dari kata Yunani yaitu "photos" : Cahaya dan "Grafo" : Melukis/menulis) adalah proses melukis/menulis dengan menggunakan media cahaya. Sebagai istilah umum, fotografi berarti proses atau metode untuk menghasilkan gambar atau foto dari suatu objek dengan merekam pantulan cahaya yang mengenai objek tersebut pada media yang peka cahaya. Alat paling populer untuk menangkap cahaya ini adalah kamera. Tanpa cahaya, tidak ada foto yang bisa dibuat.
Jaringan dasar
Contoh: sel parenkim yang berperan dalam fotosintesis, mengandung kloroplas dan membentuk jaringan "klorenkim" (pada mesofil daun, korteks batang, empulur). Sel parenkim dapat berperan menyimpan makanan cadangan yang berupa :Sel parenkim dapat berfungsi untuk menyimpan air, misalnya pada tumbuhan "[[sukulenta]". Banyak sel parenkim mengandung [[tanin]] dan [[vakuola]]nya.
Jaringan dasar
Parenkima adalah jaringan dasar yang utama. Sel-sel parenkim ditemukan pada [[akar]] dan [[batang]] terutama sebagai pengisi bagian [[korteks (botani)|korteks]] batang, [[daun]], [[bunga]], [[buah]], dan [[biji]]. Parenkim di daun yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis disebut juga "klorenkima", yaitu jaringan [[mesofil]], yang mencakup jaringan tiang/palisade dan jaringan spons. Disebut klorenkima karena ia mengandung [[klorofil]].
Matahari
Sepanjang bagian akhir perjalanan foton keluar Matahari, di lapisan konvektif terluar, tabrakannya lebih sedikit dan jauh dan energinya lebih rendah. Fotosfer adalah permukaan transparan Matahari tempat foton terlepas dalam bentuk cahaya tampak. Setiap sinar gamma di inti Matahari diubah menjadi beberapa juta foton cahaya tampak sebelum lepas ke luar angkasa. Neutrino juga dilepaskan oleh reaksi fusi di inti, namun tidak seperti foton, neutrino jarang berinteraksi dengan zat sampai-sampai semuanya bisa dengan mudah keluar dari Matahari. Selama beberapa tahun, pengukuran jumlah neutrino yang diproduksi di Matahari lebih rendah daripada yang diprediksi teori dengan faktor 3. Kesenjangan ini diselesaikan pada tahun 2001 melalui penemuan efek osilasi neutrino: Matahari memancarkan beberapa neutrino sesuai prediksi teori, tetapi detektor neutrino kehilangan jumlahnya karena neutrino sudah berubah rasa saat dideteksi.
Tumbuhan lumut
Tumbuhan ini sudah menunjukkan diferensiasi tegas antara organ penyerap hara dan organ fotosintetik namun belum memiliki akar dan daun sejati. Kelompok tumbuhan ini juga belum memiliki pembuluh sejati. Alih-alih akar, organ penyerap haranya adalah rizoid (harafiah: "serupa akar"). Daun tumbuhan lumut dapat berfotosintesis. Tumbuhan lumut merupakan tumbuhan pelopor, yang tumbuh di suatu tempat sebelum tumbuhan lain mampu tumbuh. Ini terjadi karena tumbuhan lumut berukuran kecil tetapi membentuk koloni yang dapat menjangkau area yang luas. Jaringan tumbuhan yang mati menjadi sumber hara bagi tumbuhan lumut lain dan tumbuhan yang lainnya.
Nukleosintesis
Di dalam teori modern, terdapat sejumlah proses astrofisika yang diyakini bertanggung jawab atas nukleosintesis di alam semesta. Sebagian besar darinya terjadi pada materi panas di dalam bintang. Proses-proses fusi nuklir yang silih berganti yang terjadi di dalam bintang dikenal sebagai pembakaran hidrogen (melalui reaksi rantai proton-proton atau siklus CNO), fusi helium, proses pembakaran karbon, proses pembakaran neon, proses pembakaran oksigen, dan proses pembakaran silikon. Proses-proses ini mampu menghasilkan unsur-unsur hingga besi dan nikel, wilayah isotop-isotop ini memiliki energi pengikatan per inti tertinggi. Unsur-unsur yang lebih berat dapat dirakit di dalam bintang oleh suatu proses penangkapan elektron yang disebut proses s atau di dalam lingkungan ledakan, seperti supernova, oleh sejumlah proses. Beberapa dari yang lebih penting dari proses-proses ini termasuk proses r, yang melibatkan penangkapan neutron cepat, proses rp, yang melibatkan penangkapan proton cepat, dan proses p (kadang-kadang disebut proses gama), yang melibatkan fotodisintegrasi (fototransmutasi) dari inti-inti atom yang ada.
Biofilm
Biasanya mikroorganisme fotosintetik ada di permukaan paling atas, mikroorganisme kemoorganotrof anaerob fakultatif di bagian tengah, sedangkan di bagian dasar adalah mikroorganisme anaerob pereduksi sulfat. Pada bagian atas, cahaya matahari lebih mudah didapat sehingga dapat digunakan untuk fotosintesis, sedangkan bagian tengah dapat dihuni oleh mikrob kemoorganotrof fakultatif anaerob karena dapat mentolerir kandungan udara yang sedikit serta banyak dapat mengakses bahan organik sebagai sumber energinya.
Bumi
Peristiwa kimia yang sangat energik diperkirakan telah menciptakan sebuah molekul yang mampu mereplika dirinya sendiri sekitar 4 miliar tahun yang lalu. Setengah miliar tahun kemudian, nenek moyang pertama dari semua kehidupan muncul. Proses fotosintesis menyebabkan energi surya bisa dinikmati secara langsung oleh bentuk kehidupan; oksigen yang dihasilkan melalui fotosintesis terkumpul di atmosfer dan membentuk lapisan ozon (bentuk oksigen molekul [O]) di atmosfer bagian atas. Penggabungan sel-sel kecil di dalam sel yang lebih besar menyebabkan perkembangan sel-sel kompleks yang disebut dengan eukariota. Organisme multisel terbentuk sebagai sel di dalam koloni khusus. Dengan diserapnya radiasi ultraungu berbahaya oleh lapisan ozon, kehidupan berkembang di permukaan Bumi. Bukti awal kehidupan di Bumi adalah grafit berusia 3,7 miliar tahun yang ditemukan di batuan metasedimen di Greenland Barat dan fosil lapisan mikroba berusia 3,48 miliar tahun yang ditemukan di batu pasir di Australia Barat.
Fotoperiodisme
Tanaman hari panjang adalah tanaman yang pembungaannya dipengaruhi oleh panjang hari yang lebih panjang daripada panjang hari minimum kritis dengan dipengaruhi faktor-faktor lingkungan lainnya. Tanaman ini biasanya berbunga di belahan bumi utara selama akhir musim semi atau awal musim panas sebagai masa dengan panjang hari yang lebih panjang. Di belahan bumi utara, hari terpanjang tahun ini adalah pada atau sekitar 21 Juni (titik balik matahari). Setelah tanggal tersebut, panjang hari terjadi lebih pendek (yaitu malam tumbuh lebih panjang) sampai 21 Desember (solstice). Situasi ini terbalik di belahan bumi selatan (yaitu hari terpanjang adalah 21 Desember dan hari terpendek adalah 21 Juni). Di beberapa bagian dunia, musim dingin atau musim panas mengacu pada musim hujan dan musim kemarau.
Sitokinesis
Sitokinesis adalah bagian dari proses pembelahan sel, yaitu sitoplasma dari satu eukariotik sel membelah menjadi dua sel anak. Pembagian sitoplasma dimulai selama atau setelah tahap akhir dari pembelahan inti dalam mitosis dan meiosis. Selama sitokinesis benang gelendong berpisah dan mengangkut kromatid yang digandakan ke dalam sitoplasma sel anak yang sudah terpisah. Hal ini untuk memastikan bahwa jumlah dan kelengkapan kromosom tetap terjaga dari satu generasi ke generasi berikutnya. Umumnya sel anak akan akan merupakan salinan fungsional dari sel induk, kecuali dalam kasus tertentu. Setelah selesai telofase dan sitokinesis setiap anak sel memasuki interfase dari siklus sel.
Johann Deisenhofer
Bersama dengan Michel dan Huber, Deisenhofer memastikan struktur 3 dimensi kompleks protein yang ditemukan dalam bakteri fotosintesis tertentu. Kompleks protein membran ini, disebut pusat reaksi fotosintesis, diketahui memainkan peranan penting dalam mengawali jenis fotosintesis sederhana. Antara tahun 1982-1985, ketiga ilmuwan itu menggunakan kristalografi sinar-X untuk menentukan susunan pasti lebih dari 10.000 atom yang menyusun kompleks protein. Penelitian mereka menambah pemahaman umum atas mekanisme fotosintesis dan mengungkapkan sejumlah kesamaan antara proses fotosintesis tumbuhan dan bakteri.
Fotosintesis
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan berbentuk karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun, yaitu klorofil. Selain yang mengandung zat hijau daun, ada juga makhluk hidup yang berfotosintesis yaitu alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari.
Produksi pasangan
efek fotoelektrik
Pertukaran gas
Pertukaran gas adalah proses biologis di mana gas yang berbeda ditransfer dalam arah yang berlawanan di permukaan respirasi khusus. Gas terus-menerus dibutuhkan oleh, dan diproduksi sebagai produk sampingan dari, reaksi seluler dan metabolik, sehingga sistem yang efisien untuk pertukaran gas sangat penting. Hal ini terkait dengan respirasi pada hewan, dan baik respirasi dan fotosintesis pada tumbuhan.
Karbohidrat
Fotosintesis menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di bumi, baik secara langsung atau tidak langsung. Organisme autotrof seperti tumbuhan hijau, bakteri, dan alga fotosintetik memanfaatkan hasil fotosintesis secara langsung. Sementara itu, hampir semua organisme heterotrof, termasuk manusia, benar-benar bergantung pada organisme autotrof untuk mendapatkan makanan.
Fotorespirasi
Proses ini sering dipandang sebagai bentuk inefisiensi dalam metabolisme tumbuhan karena mengoksidasi langsung produk fotosintesis (glukosa). Akibat fotorespirasi, fotosintesis netto (bersih) menjadi jauh lebih rendah daripada seharusnya. Namun, fotorespirasi diketahui juga menjadi pemasok beberapa komponen dasar proses fotosintesis pula. Selain itu, dengan fotorespirasi jaringan tumbuhan lebih terjaga kesetimbangannya.