Fungsi Kloroplas pada Sel Tumbuhan, Struktur, dan Cara Kerjanya

tirto.id - Kloroplas merupakan salah satu bagian penting dalam tumbuhan, yang berasal dari protoplastid kecil. Protoplastid akan membelah saat embrio tumbuh, lalu berkembang menjadi kloroplas ketika daun dan batang terbentuk. Lantas, apa saja struktur, fungsi, dan bagaimana cara kerjanya?

Secara leksikal, kloroplas berasal dari bahasa Yunani, khloros, yang berarti 'hijau', dan plastes, yang berarti 'terbentuk'.

Kloroplas ada di hampir semua tumbuhan, tetapi tidak umum dalam semua sel. Jika ada, tiap sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid.

Pada tumbuhan tingkat tinggi, kloroplas biasanya berbentuk cakram, kira-kira berukuran 2 x 5 milimeter. Selain itu, susunannya terdiri dari lapisan tunggal sitoplasma. Meski begitu, bentuk dan posisinya cenderung berubah-ubah sesuai intensitas cahaya.

Di tumbuhan ganggang, bentuk kloroplas biasanya seperti mangkuk, spiral, bintang menyerupai jaring, dan acapkali disertai pirenoid.

Fungsi utama kloropas adalah untuk menangkap energi cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Pigmen dalam tilakoid menangkap sinar matahari untuk fotosintetis melalui bantuan pigmen fotosintetis.

Contoh pigmen fotosintetis yaitu klorofil, karotenoid, dan phycocyanin. Kloroplas juga berfungsi sebagai tempat mengubah molekul anorganik menjadi molekul organik berupa karbohidrat serta oksigen.

Struktur Kloroplas

Struktur kloroplas terdiri dari senyawa organik kompleks yang disebut klorofil. Sementara itu, klorofil terdiri dari cincin tetrapirrol yang disebut porfirin dan gugus hidrofobik yang disebut phytol. Klorofil ini memiliki kemampuan untuk menyerap energi cahaya tertentu, terutama cahaya dengan panjang gelombang merah dan biru.

Dikutip dari beberapa modul Ilmu Pengetahuan Alam (IPA), struktur kloroplas terdiri dari beberapa bagian utama sebagai berikut:

• Membran Luar

  Membran luar kloroplas terdiri dari dua lapisan lipid yang berfungsi untuk melindungi dan menjaga struktur kloroplas.

• Ruang antar membran

  Bagian ini berfungsi memisahkan membran luar dan dalam. Ukuran membran tersebut kurang lebih 10 cm.

• Membran dalam

  Membran dalam kloroplas juga terdiri dari dua lapisan lipid dan memiliki permukaan lipofilik untuk penempelan kompleks enzim fotosintetik.

• Stroma

  Stroma adalah cairan kental yang berada di dalam kloroplas. Stroma mengandung enzim, protein, dan DNA kloroplas.

• Tilakoid

  Tilakoid adalah membran tipis yang berlipat-lipat di dalam kloroplas. Tilakoid terhubung satu sama lain melalui stroma dan membentuk grana.

• Grana

  Grana adalah tumpukan tilakoid yang saling berhubungan. Grana berfungsi untuk meningkatkan luas permukaan fotosintetik dan membantu meningkatkan efisiensi fotosintesis.

• Pigmen Fotosintetik

  Pigmen fotosintetik seperti klorofil dan karotenoid terdapat di dalam membran tilakoid. Pigmen ini bertanggung jawab untuk menangkap cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia yang dapat digunakan oleh sel tumbuhan.

• DNA Kloroplas

  Kloroplas memiliki DNA sendiri yang berbeda dari DNA inti sel. DNA kloroplas berperan dalam pengaturan pembentukan protein fotosintetik.

• Ribosom

  Ribosom merupakan tempat sel membuat protein. Ribosom berfungsi pada sel tumbuhan dan makhluk hidup lainnya yaitu untuk membuat protein dan mensintesis protein di dalam sel.

• Lumen

  Lumen adalah ruang yang berada di dalam kantung tilakoid. Ketebalan lumen adalah 4,7 nm.

• Plastoglobula

  Plastoglobula merupakan senyawa kimia yang ditemukan dalam kloroplas sel tumbuhan. Tempat pada senyawa ini, tersusun dari zat lemak berbentuk bulatan. Sebab, fase gelap yang nantinya di dalam substrat tertimbun beberapa grana. Masing-masing grana itu termasuk golongan tilakoid, lalu membentuk gelembung membran berbentuk cakram dan pipih.

Cara Kerja Kloropas Beserta Proses Fotosintesis

Kloropas bekerja dengan menangkap energi cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Saat cahaya matahari jatuh pada daun, kloropas menyerap energi cahaya tertentu dari spektrum cahaya matahari dan menggunakannya untuk membentuk molekul ATP dan NADPH.

ATP dan NADPH merupakan bentuk energi kimia yang dapat digunakan dalam reaksi fotosintesis. Selain itu, kloropas juga bertanggung jawab untuk menghasilkan oksigen melalui reaksi pembentukan oksigen dari air.

Proses fotosintesis terdiri dari dua tahap yaitu tahap terang dan tahap gelap. Pada tahap terang, energi cahaya diserap oleh kloropas dan digunakan untuk membentuk molekul ATP dan NADPH. Pada tahap gelap, molekul-molekul ATP dan NADPH digunakan untuk membentuk glukosa dari karbon dioksida dan air.

Utamanya, reaksi fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan berlangsung di membran dalam. Membran bagian dalam ini ditumpuk di bagian atas. Pada bagian tersebut, fotosintesis pada tumbuhan berlangsung dengan menghasilkan nutrisi atau energi yang digunakan melalui penggunaan energi cahaya.