Semua makhluk hidup tersusun atas organel sel dengan fungsi tertentu untuk menunjang pertumbuhan dan perkembangannya, begitupun dengan tumbuhan. Tumbuhan mempunyai banyak organel sel yang membantu untuk menyelesaikan siklus hidupnya. Salah satunya adalah struktur kloroplas yang berperan untuk fotosintesis.
Kloroplas pada tumbuhan mampu menyerap energi matahari untuk membantu proses fotosintesis pada tumbuhan. Namun, apakah Anda sudah tahu apa saja bagian-bagian dari kloroplas beserta fungsinya? Berikut ini penjelasan yang lebih lengkap!
Daftar ISI
Pengertian Kloroplas
Kloroplas merupakan salah satu organel yang dimiliki oleh tumbuhan yang berkontribusi dalam distribusi metabolisme pada sel. Kloroplas terdiri dari banyak bagian dengan fungsi yang berbeda. Namun, sebelum memahami bagaimana struktur kloroplas, Anda perlu tahu asal usul kloroplas terlebih dahulu.
Kloroplas adalah bagian dalam dari plastida berwarna atau kromoplas. Bagian ini mengandung DNA dan RNA dengan pigmen penyusun berwarna hijau, yaitu klorofil. Lebih lanjut, kloroplas mempunyai ciri-ciri antara lain mengandung zat pigmen klorofil, berwarna hijau, mempunyai tiga lapis membran, dan berbentuk bulat atau lonjong.
Ukuran kloroplas mempunyai diameter sekitar lima sampai tujuh mikrometer. Sedangkan tebalnya sekitar satu sampai dua mikrometer. Letak kloroplas biasanya paling banyak ada di jaringan mesofil daun. Organel sel yang satu ini hanya ada di tumbuhan yang bersifat autotrof atau mampu membuat makanan sendiri.
Fungsi Kloroplas
Kloroplas mempunyai fungsi utama sebagai tempat berlangsungnya proses fotosintesis pada tumbuhan. Lebih lanjut, Anda bisa menyimak bagaimana fungsi kloroplas bagi tumbuhan berikut ini:
1. Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses yang terjadi pada tumbuhan dan menghasilkan glukosa dan air. Tumbuhan memerlukan beberapa hal seperti karbon dioksida, air, dan sinar matahari untuk melangsungkan fotosintesis. Proses ini dapat terjadi melewati dua proses panjang yang disebut reaksi terang dan reaksi gelap. Berikut penjelasannya:
- Reaksi Terang
Reaksi pertama dalam fotosintesis adalah reaksi terang yang terjadi di grana. Seperti namanya, reaksi ini membutuhkan cahaya matahari untuk membantu prosesnya.
Pada reaksi inilah terjadi proses yang menghasilkan ATP dan NADPH. Ada pula produk sampingan dari fotosintesis dalam reaksi terang ini yaitu oksigen.
- Reaksi Gelap
Setelah reaksi terang berlangsung, fotosintesis melanjutkan prosesnya dalam reaksi gelap. Reaksi gelap ini berlangsung di stroma dan tidak membutuhkan cahaya matahari. Ada reaksi siklik yang mampu mengubah karbon dioksida dan energi ATP dan NADPH menjadi gula.
2. Sintesis Protein
Protein termasuk penyusun kloroplas sehingga keberadaan kloroplas ini mempunyai peran dalam sintesis protein. Proses ini menyusun protein yang menjadi komponen penting untuk tubuh tumbuhan seperti membentuk enzim, hormon, dan membran sel, termasuk kloroplas itu sendiri.
Struktur Kloroplas
Ada beberapa komponen penting seperti karbohidrat, lipid, protein, klorofil, karotenoid, DNA, dan RNA yang terdapat di dalam kloroplas. Ada pula bagian-bagian dari kloroplas seperti ruang antar membran, membran dalam, membran luar, stroma, tilakoid, dan grana. Berikut ini penjelasan selengkapnya:
1. Ruang Antar Membran
Kloroplas mempunyai dua unit membran, di mana setiap unit terdiri dari tiga lapisan. Di antara setiap lapisan ini terdapat ruang antar membran yang berfungsi untuk memisahkan membran luar dan dalam. Ruang antar membran ini juga menjadi tempat terjadinya reaksi seluler seperti siklus krebs, oksidasi asam amino, dan asam lemak.
2. Membran Dalam
Bagian kedua, yaitu membran dalam kloroplas. Membran dalam merupakan membran utama yang memiliki fungsi sebagai pembatas antara stroma dan sitosol. Permukaan membran dalam mempunyai lipatan yang lebih banyak daripada membran luar.
3. Membran Luar
Selain membran dalam, struktur kloroplas selanjutnya adalah membran luar. Bagian ini berperan untuk mengatur keluar masuknya material padat maupun cair pada membran kloroplas.
Bagian membran luar mampu mentransfer molekul yang lebih kecil tanpa selektivitas, sangat permeabel, dan dapat menutupi ruang intramembran antara membran luar dan dalam.
4. Stroma
Stroma merupakan cairan yang ada di bagian luar tilakoid. Cairan ini berfungsi sebagai pengisi ruang di dalam kloroplas, terutama mengelilingi tilakoid dan grana. Apabila tilakoid berperan dalam reaksi terang, maka stroma ini berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi gelap.
Selain itu, stroma juga mampu menyimpan hasil fotosintesis berupa pati. Stroma mengandung amilum, DNA, ribosom, dan beberapa enzim yang berperan untuk reaksi gelap atau siklus Calvin.
5. Tilakoid
Struktur selanjutnya adalah tilakoid. Tilakoid ini merupakan sistem membran yang terdiri dari kantung pipih. Fungsi dari tilakoid adalah sebagai pusat terjadinya reaksi terang dan bertugas untuk menangkap cahaya matahari saat proses fotosintesis. Tilakoid mampu menangkap sinar matahari lantaran mengandung klorofil.
Struktur tilakoid berbentuk kecil, datar, dan bulat seperti bantal yang bisa Anda lihat di bagian kloroplas tumbuhan. Tilakoid juga terdiri atas beberapa protein yang bersifat transmembran dan tidak berpasangan. Nama lain dari tilakoid adalah lamela yang mengacu pada bagian yang saling berhubungan dari tilakoid di bagian grana.
6. Grana
Grana struktur kloroplas berupa tumpukan yang terbentuk dari penggabungan 2 sampai 100 tilakoid menjadi satu bagian. Bagian ini terhubung satu sama lain oleh stroma trombus. Grana umumnya lebih banyak ditemukan pada tumbuhan kompleks daripada tumbuhan sederhana.
Perlu Anda ketahui, grana dalam kloroplas akan bekerja sama menjadi satu kesatuan dan terhubung satu sama lain di bagian bawah stroma tilakoid atau tumpukan tilakoid. Hubungan setiap butir ke stroma tilakoid ini memungkankan grana untuk berperan sebagai satu unit selama proses fotosintesis.
7. Ribosom
Ribosom merupakan tempat mensintesis protein di dalam sel tumbuhan. Setiap ribosom tersusun dari dua subunit RNA protein, yaitu subunit besar dan kecil. Sementara RNA bisa Anda temukan di antara bagian sub unit yang saling tumpang tindih.
Fungsi dari sub unit kecil pada ribosom adalah membaca pesan dari mRNA pada asam amino. Sedangkan fungsi dari sub unit besar adalah membentuk ikatan peptida. Jadi, setiap subunit yang terdapat di dalam ribosom mempunyai peran atau fungsi yang berbeda.
8. Plasmid DNA
Plasmid DNA adalah molekul DNA yang berukuran kecil dan terdapat di dalam sel tumbuhan. Molekul ini secara fisik terpisah dari DNA kromosom dan mampu melakukan replikasi secara independen. Dalam hal ini, plasmid DNA berperan penting dalam meregenerasi kloroplas dan membantu proses pembelahan sel pada kloroplas.
9. Plastoglobula
Plastoglobula adalah senyawa kimia yang bisa Anda temukan dalam struktur kloroplas sel tumbuhan. Senyawa ini tersusun dari lipid yang berbentuk globul dan berperan dalam fase gelap.
10. Pati
Pati atau amilum merupakan bentuk dari karbohidrat kompleks yang tidak terlarut di dalam air. Karbohidrat ini berbentuk bubuk putih, tidak mempunyai rasa, dan tidak berbau. Bagian dari struktur yang satu ini juga merupakan produk hasil fotosintesis tumbuhan.
Cara Kerja Kloroplas
Cara kerja organel sel kloroplas bisa Anda ketahui melalui reaksi proses fotosintesis. Reaksi ini terjadi pada bagian membran internal yang tersusun menumpuk. Membran internal yang banyak ini bisa membuat fotosintesis menjadi lebih efisien.
Fotosintesis juga mencakup proses asimilasi karbon. Karbon yang berasal dari CO2 akan diikat menjadi gula dan menjadi molekul untuk menyimpan energi. Reaksi kimia sederhana dalam proses fotosintesis adalah sebagai berikut:
12H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 + 6H2O
Berdasarkan reaksi di atas, bisa disimpulkan bahwa tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari, air, dan unsur hara penting yang menjadi bahan utama untuk proses fotosintesis. Sementara hasilnya berupa glukosa dan oksigen. Apabila kebutuhan nutrisi dan hara tersebut tidak terpenuhi maka prosesnya akan terganggu.
Sudah Tau Bagaimana Struktur Kloroplas?
Itulah struktur atau bagian-bagian kloroplas yang bisa Anda pelajari sesuai fungsinya masing-masing. Tumbuhan membutuhkan kloroplas ini untuk melangsungkan proses fotosintesis sehingga dapat memenuhi kebutuhan makanan dan energinya sendiri. Anda bisa memahami lebih lanjut pada bagian cara kerjanya seperti ulasan di atas.
