TEHNIK PEMBUATAN BOKASI

Latar Belakang

Pembangunan pertanian secara alami yang ramah lingkungan saat ini banyak dilakukan untuk menghasilkan bahan makanan yang aman, serta bebas dari bahan-bahan kimia yang berbahaya dan beracun. Pembangunan pertanian alami ini semula hanya menerapkan sistem pertanian organik, tetapi ternyata hasilnya hanya sedikit. Dalam tahun 1980-an, Prof Dr. Teruo Higa memperkenalkan konsep EM atau Efektive Mikroorganisms pada praktek pertanian alami tersebut. Teknologi EM ini telah dikembangkan dan digunakan untuk memperbaiki kondisi tanah, menekan pertumbuhan mikroba yang menyebabkan penyakit, dan memperbaiki efisiensi penggunaan bahan organik oleh tanaman. Pada pembuatan bokashi sebagai salah satu pupuk organik, bahan EM meningkatkan pengaruh pupuk tersebut terhadap pertumbuhan dan produksi tanaman.

Beberapa pengaruh EM yang menguntungkan dalam pupuk bokashi tersebut adalah sebagai berikut:

- memperbaiki perkecambahan bunga, buah, dan kematangan hasil tanaman

- memperbaiki lingkungan fisik, kimia, dan biologi tanah serta menekan pertumbuhan hama dan penyakit dalam tanah

- meningkatkan kapasitas fotosintesis tanaman

- menjamin perkecambahan dan pertumbuhan tanaman yang lebih baik

- meningkatkan manfaat bahan organik sebagai pupuk

Berdasarkan kenyataan di lapangan, persediaan bahan organik pada lahan pertanian sedikit demi sedikit semakin berkurang. Jika hal tersebut tidak ditambah dan segera diperbaiki oleh petani maka penurunan produksi akan terjadi pada tanaman-tanaman pertanian, seperti padi, palawija dan sayuran.

Berbicara mengenai masalah penurunan produksi, tentunya bukan saja menjadi masalah petani atau masyarakat, tetapi juga merupakan masalah bagi pemerintah daerah dalam rangka mempertahankan ketahanan pangan dan ekonomi rakyat. Hal ini seyogyanya harus menjadi bahan pemikiran bagi pemerintah daerah dalam mengatasinya secara bijak.

Untuk dapat mengatasi hal tersebut, pada tahun anggaran 2003 ini Pemda Kabupaten Pandeglang secara khusus mengalokasikan dananya melalui Proyek Peningkatan Produksi Padi Palawija dan Sayuran. Pada kegiatan Proyek ini terdapat pertemuan teknis yang berisikan materi pengaruh penggunaan pupuk bokashi terhadap produksi padi palawija dan sayuran, dan materi tehnik pembuatan bokashi. Kegiatan ini tentunya bertujuan untuk menambah wawasan dan keterampilan petani dalam masalah penggunaan pupuk bokasi secara praktis di lapangan.

Manfaat Bokashi

Untuk meningkatkan dan menjaga kestabilan produksi pertanian, khususnya tanaman pangan, sangat perlu diterapkan teknologi yang murah dan mudah bagi petani. Tehnologi tersebut dituntut ramah lingkungan dan dapat menfaatkan seluruh potensi sumberdaya alam yang ada dilingkungan pertanian, sehingga tidak memutus rantai sistem pertanian.

Penggunaan pupuk bokashi EM merupakan salah satu alternatif yang dapat diterapkan pada pertanian saat ini. Pupuk bokashi adalah pupuk organik (dari bahan jerami, pupuk kandang, samapah organik, dll) hasil fermentasi dengan teknologi EM-4 yang dapat digunakan untuk menyuburkan tanah dan menekan pertumbuhan patogen dalam tanah, sehingga efeknya dapat meningkatkan pertumbuhan dan produksi tanaman.

Bagi petani yang menuntut pemakaian pupuk yang praktis, bokashi merupakan pupuk organik yang dapat dibuat dalam beberapa hari dan siap dipakai dalam waktu singkat. Selain itu pembuatan pupuk bokashi biaya murah, sehingga sangat efektif dan efisien bagi petani padi, palawija, sayuran, bunga dan buah dalam peningkatan produksi tanaman.

Bahan dan Cara Pembuatan Bokashi

a. Pembuatan Bokashi Pupuk Kandang

- Bahan-bahan untuk ukuran 500 kg bokashi :

1.	Pupuk kandang	=	300 kg
2.	Dedak	=	50 kg
3.	Sekam padi	=	150 kg
4.	Gula yang telah dicairkan	=	200 ml
5.	EM-4	=	500 ml
6.	Air secukupnya

- Cara Pembuatannya :

1. Larutkan EM-4 dan gula ke dalam air

2. Pupuk kandang, sekam padi, dan dedak dicampur secara merata

3. Siramkan EM-4 secara perlahan-lahan ke dalam adonan secara merata sampai kandungan air adonan mencapai 30 %

4. Bila adonan dikepal dengan tangan, air tidak menetes dan bila kepalan tangan dilepas maka adonan susah pecah (megar)

5. Adonan digundukan diatas ubin yang kering dengan ketinggian minimal 15-20 cm

6. Kemudian ditutup dengan karung goni selama 4-7 hari

7. Petahankan gundukan adonan maksimal 50⁰ C, bila suhunya lebih dari 50⁰ C turunkan suhunya dengan cara membolak balik

8. Kemudian tutp kembali dengan karung goni

9. Suhu yang tinggi dapat mengakibatkan bokashi menjadi rusak karena terjadi proses pembusukan

10. Pengecekan suhu sebaiknya dilakukan setiap 5 jam sekali

11. Setelah 4-7 hari bokashi telah selesai terfermentasi dan siap digunakan sebagai pupuk organik

b. Pembuatan Bokashi Jerami Padi

- Bahan-bahan untuk ukuran 1000 kg bokashi :

1.	Jerami padi yang telah dihaluskan	=	500 kg
2.	Pupuk kotoran hewan/pupuk kandang	=	300 kg
3.	Dedak halus	=	100 kg
4.	Sekam/Arang Sekam/Arang Kelapa	=	100 kg
5.	Molase/Gula pasir/merah	=	1 liter/250 gr
6.	EM-4	=	1 liter
7.	Air secukupnya

- Cara Pembuatannya:

Membuat larutan gula dan EM-4

1. Sediakan air dalam ember sebanyak 1 liter

2. Masukan gula putih/merah sebanyak 250 gr kemudian aduk sampai rata

3. Masukan EM-4 sebanyak 1 liter ke dalam larutan tadi kemudian aduk hingga rata.

Membuat pupuk bokashi

1. Bahan-bahan tadi dicampur (jerami, pupuk kandang, arang sekam dan dedak) dan aduk sampai merata

2. Siramkan EM-4 secara perlahan-lahan ke dalam adonan (campuran bahan organik) secara merata sampai kandungan air adonan mencapai 30 %

3. Bila adonan dikepal dengan tangan air tidak menetes dan bila kepalan tangan dilepas maka adonan masih tampak menggumpal

4. Adonan digundukan diatas ubin yang kering dengan ketinggian minimal 15-20 cm

5. Kemudian ditutup dengan karung berpori (karung goni) selama 3-4 hari

6. Agar proses fermentasi dapat berlangsung dengan baik perhatikan agar suhu tidak melebihi 50⁰ C, bila suhunya lebih dari 50⁰ C turunkan suhunya dengan cara membolak balik

7. Suhu yang tinggi dapat mengakibatkan bokashi menjadi rusak karena terjadi proses pembusukan

8. Setelah 4-7 hari bokashi telah selesai terfermentasi dan siap digunakan sebagai pupuk organik.

c. Pembuatan Bokashi Cair

- Bahan-bahan untuk ukuran 200 liter bokashi cair :

1.	Pupuk kotoran hewan/pupuk kandang	=	30 kg
2.	Molase/Gula pasir/merah	=	1 liter/250 gr
3.	EM-4	=	1 liter
4.	Air secukupnya

- Cara Pembuatannya:

1. Isi drum ukuran 200 liter dengan air setengahnya

2. Pada tempat yang terpisah buat larutan molase sebanyak 1 liter, dengan cara mencampurkan gula putih/merah sebanyak 250 gram dengan air sebanyak 1 liter

3. Masukan molase tadi sebanyak 1 liter bersama EM-4 sebanyak 1 liter ke dalam drum, kemudian aduk perlahan-lahan hingga rata

4. Masukan pupuk kandang sebanyak 30 kgdan aduk perlahan-lahan hingga ersatu dengan larutan tadi

5. Tambahkan air sebanyak 100 liter hingga drum menjadi penuh, kemudian aduksampai rata dan tutup rapat-rapat

6. Lakukan pengadukan secara perlahansetiap pagi selama 4 hari. Cara pengadukan setiap hari cukup lima putaran saja. Setelah diaduk biarkan air larutan bergerak sampai tenang lalu drum ditutup kembali

7. Setelah 4 hari bokashi cair EM-4 siap untuk digunakan.

Catatan:

Bila tidak ada molase, setiap macam gula dapat digunakan sebagai penggantinya. Beberapa bahan pengganti tersebut adalah nira tebu gula, sari (juice) buah-buahan,dan air buangan industri alkohol

Jumah kandungan air adalah merupakan petunjuk. Jumlah air yang perluditambahkan tergantung pada kandungan air bahan yang digunakan. Jumlah air yang paling sesuai adalah jumlah air yang diperlukan membuat bahan-bahan basah tetapi tidak sampai berlebihan dan terbuang.

Penggunaan Pupuk Bokashi untuk Padi, Palawija dan Sayuran

Bahan bokashi sangat banyak terdapat di sekitar lahan pertanian, seperti misalny jerami, pupuk kandang, rumput, pupuk hijau, sekam padi, sebuk gergaji, dan lain-lain.

Semua bahan organik yang akan difermentasi oleh mikroorganisme frmentasi dalam kondisi semi anaerobik pada suhu 40-50⁰ C. Hasil fermentasi bahan organik berupa senyawa organik mudah diserap oleh perakaran tanaman.

a. Cara penggunaan secara umum :

- 3-4 genggam bokasi (150-200 gram) untuk setiap mtr persegi tanah disebar marata diatas permukaan tanah. Pada tanah yang kurang subur dapat diberikan lebih.

- Untuk mencampurkan bokashi ke dalam tanah, tanah perlu dicangkul/bajak. Penggunaan penutup tanah (mulsa) dari jerami atau rumput-rumputan kering sangat dianjurkan pada tanah tegalan. Pada tanah sawah pemberian bokashi dilakukan sebelum pembajakan tanah.

- Biarkan bokashi selama seminggu, setelah itu baru bibit ditanam.

- Untuk tanaman buah-buahan, bokasi diebar merata dipermukaan tanah/perakaran tanaman dan siramkan 3-4 cc EM-4 perliter air setiap minggu sekali.

b. Cara penggunaan secara khusus :

- Bokashi jerami dan bokashi pupuk kandang baik dipakai untuk melanjutkan fermentasi penutup tanah (mulsa) dan bahan organik lainnya di lahan pertanian juga banyak digunakan pada tanah swahkarena ketersediaan bahan yang cukup.

- Bokashi jerami dan bokashi pupuk kandang baik dipakai untuk pembibitan/ menanam bibit yang masih kecil.

-
Bokashi expres baik digunakan sebagai penutup tanah (mulsa) pada tanaman sayur dan buah-buah

Proses Reproduksi Pada Manusia

Proses reproduksi pada manusia meliputi:
A. Spermatogenesis
Proses pembentukan dan pemasakan spermatozoa disebut spermatogenesis. Pada tubulus seminiferus testis terdapat sel-sel induk spermatozoa atau spermatogonium, sel Sertoli yang berfungsi memberi makan spermatozoa juga sel Leydig yang terdapat di antara tubulus seminiferus yang berfungsi menghasilkan testosteron. Proses pembentukan spermatozoa dipengaruhi oleh kerja beberapa hormon.
Kelenjar hipofisis menghasilkan hormon perangsang folikel (Folicle Stimulating Hormone/FSH) dan hormon lutein (Luteinizing Hormone/LH). LH merangsang sel Leydig untuk menghasilkan hormon testosteron. Pada masa pubertas, androgen/testosteron memacu tumbuhnya sifat kelamin sekunder. FSH merangsang sel Sertoli untuk menghasilkan ABP (Androgen Binding Protein) yang akan memacu spermatogonium untuk memulai proses spermatogenesis. Proses pemasakan spermatosit menjadi spermatozoa disebut spermiogenesis. Spermiogenesis terjadi di dalam epididimis dan membutuhkan waktu selama 2 hari.
Proses Spermatogenesis : Spermatogonium berkembang menjadi sel spermatosit primer. Sel spermatosit primer bermiosis menghasilkan spermatosit sekunder, spermatosit sekunder membelah lagi menghasilkan spermatid, spermatid berdiferensiasi menjadi spermatozoa masak. Bila spermatogenesis sudah selesai, maka ABP testosteron (Androgen Binding Protein Testosteron) tidak diperlukan lagi, sel sertoli akan menghasilkan hormon inhibin untuk memberi umpan balik kepada hipofisis agar menghentikan sekresi FSH dan LH.
Spermatozoa akan keluar melalui uretra bersama-sama dengan cairan yang dihasilkan oleh kelenjar vesikula seminalis, kelenjar prostat dan kelenjar cowper. Spermatozoa bersama cairan dari kelenjar-kelenjar tersebut dikenal sebagai semen atau air mani. Pada waktu ejakulasi, seorang laki-laki dapat mengeluarkan 300 – 400 juta sel spermatozoa.
B. Oogenesis
Di dalam ovarium janin sudah terkandung sel pemula atau oogonium. Oogonium akan berkembang menjadi oosit primer. Saat bayi dilahirkan oosit primer dalam fase profase pada pembelahan meiosis. Oosit primer kemudian mengalami masa istirahat hingga masa pubertas.
Pada masa pubertas terjadilah oogenesis. Oosit primer membelah secara meiosis, menghasilkan 2 sel yang berbeda ukurannya. Sel yang lebih kecil, yaitu badan polar pertama membelah lebih lambat, membentuk 2 badan polar. Sel yang lebih besar yaitu oosit sekunder, melakukan pembelahan meiosis kedua yang menghasilkan ovum tunggal dan badan polar kedua. Ovum berukuran lebih besar dari badan polar kedua.
Pengaruh Hormon dalam Oogenesis. Kelenjar hipofisis menghasilkan hormon FSH yang merangsang pertumbuhan sel-sel folikel di sekeliling ovum. Ovum yang matang diselubungi oleh sel-sel folikel yang disebut Folikel Graaf, Folikel Graaf menghasilkan hormon estrogen. Hormon estrogen merangsang kelenjar hipofisis untuk mensekresikan hormon LH, hormon LH merangsang terjadinya ovulasi. Selanjutnya folikel yang sudah kosong dirangsang oleh LH untuk menjadi badan kuning atau korpus luteum. Korpus luteum kemudian menghasilkan hormon progresteron yang berfungsi menghambat sekresi DSH dan LH. Kemudian korpus luteum mengecil dan hilang, sehingga aklurnya tidak membentuk progesteron lagi, akibatnya FSH mulai terbentuk kembali, proses oogenesis mulai kembali.
Catatan : Pada laki-laki spermatogenesis terjadi seumur hidup, dan pelepasan spermatozoa dapat terjadi setiap saat. Pada wanita, ovulasi hanya berlangsung sampai umur sekitar 45 – 5O tahun. Seorang wanita hanya mampu menghasilkan paling banyak 400 ovum selama hidupnya, meskipun ovarium seorang bayi perempuan sejak lahir sudah berisi 500 ribu sampai 1 juta oosit primer.
C. Siklus Menstruasi
Setiap bulan wanita melepaskan satu sel telur dari salah satu ovariumnya. Bila sel telur ini tidak mengalami pembuahan maka akan terjadi perdarahan (menstraasi). Menstruasi terjadi secara perfodik satu bulan sekali. Saat wanita tidak mampu lagi melepaskan ovum karena sudah habis tereduksi, menstruasi pun menjadi tidak teratur lagi, sampai kemudian terhenti sama sekali. Masa ini disebut menopause.
Siklus menstruasi terjadi pada manusia dan primata. Sedang pada mamalia lain terjadi siklus estrus. Bedanya, pada siklus menstruasi, jika tidak terjadi pembuahan maka lapisan endometrium pada uterus akan luruh keluar tubuh, sedangkan pada siklus estrus, jika tidak terjadi pembuahan, endomentrium akan direabsorbsi oleh tubuh.
Umumnya siklus menstruasi terjadi secara periodik setiap 28 hari (ada pula setiap 21 hari dan 30 hari) yaitu sebagai berikut : Pada hari 1 sampai hari ke-14 terjadi pertumbuhan dan perkembangan folikel primer yang dirangsang oleh hormon FSH. Pada seat tersebut sel oosit primer akan membelah dan menghasilkan ovum yang haploid. Saat folikel berkembang menjadi folikel Graaf yang masak, folikel ini juga menghasilkan hormon estrogen yang merangsang keluarnya LH dari hipofisis. Estrogen yang keluar berfungsi merangsang perbaikan dinding uterus yaitu endometrium yang habis terkelupas waktu menstruasi, selain itu estrogen menghambat pembentukan FSH dan memerintahkan hipofisis menghasilkan LH yang berfungsi merangsang folikel Graaf yang masak untuk mengadakan ovulasi yang terjadi pada hari ke-14, waktu di sekitar terjadinya ovulasi disebut fase estrus. Selain itu, LH merangsang folikel yang telah kosong untuk berubah menjadi badan kuning (Corpus Luteum). Badan kuning menghasilkan hormon progesteron yang berfungsi mempertebal lapisan endometrium yang kaya dengan pembuluh darah untuk mempersiapkan datangnya embrio. Periode ini disebut fase luteal, selain itu progesteron juga berfungsi menghambat pembentukan FSH dan LH, akibatnya korpus luteum mengecil dan menghilang, pembentukan progesteron berhenti sehingga pemberian nutrisi kepada endometriam terhenti, endometrium menjadi mengering dan selanjutnya akan terkelupas dan terjadilah perdarahan (menstruasi) pada hari ke-28. Fase ini disebut fase perdarahan atau fase menstruasi. Oleh karena tidak ada progesteron, maka FSH mulai terbentuk lagi dan terjadilan proses oogenesis kembali.
D. Pembentukan Embrio
Peristiwa fertilisasi terjadi di saat spermatozoa membuahi ovum di tuba fallopii, terjadilah zigot, zigot membelah secara mitosis menjadi dua, empat, delapan, enam belas dan seterusnya. Pada saat 32 sel disebut morula, di dalam morula terdapat rongga yang disebut blastosoel yang berisi cairan yang dikeluokan oleh tuba fallopii, bentuk ini kemudian disebut blastosit. Lapisan terluar blastosit disebut trofoblas merupakan dinding blastosit yang berfungsi untuk menyerap makanan dan merupakan calon tembuni atau ari-ari (plasenta), sedangkan masa di dalamnya disebut simpul embrio (embrionik knot) merupakan calon janin. Blastosit ini bergerak menuju uterus untuk mengadakan implantasi (perlekatan dengan dinding uterus).
Pada hari ke-4 atau ke-5 sesudah ovulasi, blastosit sampai di rongga uterus, hormon progesteron merangsang pertumbuhan uterus, dindingnya tebal, lunak, banyak mengandung pembuluh darah, serta mengeluarkan sekret seperti air susu (uterin milk) sebagai makanan embrio.
Enam hari setelah fertilisasi, trofoblas menempel pada dinding uterus (melakukan implantasi) dan melepaskan hormon korionik gonadotropin. Hormon ini melindungi kehamilan dengan cara menstrimulasi produksi hormon estrogen dan progesteron sehingga mencegah terjadinya menstruasi. Trofoblas kemudian menebal beberapa lapis, permukaannya berjonjot dengan tujuan memperluas daerah penyerapan makanan. Embrio telah kuat menempel setelah hari ke-12 dari fertilisasi.1.
Pembuatan Lapisan Lembaga. Setelah hari ke-12, tampak dua lapisan jaringan di sebelah luar disebut ektoderm, di sebelah dalam endoderm. Endoderm tumbuh ke dalam blastosoel membentuk bulatan penuh. Dengan demikian terbentuklah usus primitif dan kemudian terbentuk Pula kantung kuning telur (Yolk Sac) yang membungkus kuning telur. Pada manusia, kantung ini tidak berguna, maka tidak berkembang, tetapi kantung ini sangat berguna pada hewan ovipar (bertelur), karena kantung ini berisi persediaan makanan bagi embrio.
Di antara lapisan ektoderm dan endoderm terbentuk lapisan mesoderm. Ketiga lapisan tersebut merupakan lapisan lembaga (Germ Layer). Semua bagian tubuh manusia akan dibentuk oleh ketiga lapisan tersebut. Ektoderm akan membentuk epidermis kulit dan sistem saraf, endoderm membentuk saluran pencernaan dan kelenjar pencernaan, mesoderm membentuk antara lain rangka, otot, sistem peredaran darah, sistem ekskresi dan sistem reproduksi.
Membran (Lapisan Embrio). Terdapat 4 macam membran embrio, yaitu :
a. Kantung Kuning Telur (Yolk Sac)
Kantung kuning telur merupakan pelebaran endodermis berisi persediaan makanan bagi hewan ovipar, pada manusia hanya terdapat sedikit dan tidak berguna.
b. Amnion
Amnion merupakan kantung yang berisi cairan tempat embrio mengapung, gunanya melindungi janin dari tekanan atau benturan.
c. Alantois
Pada alantois berfungsi sebagai organ respirasi dan pembuangan sisa metabolisme. Pada mammalia dan manusia, alantois merupakan kantung kecil dan masuk ke dalam jaringan tangkai badan, yaitu bagian yang akan berkembang menjadi tall pusat.
d. Korion
Korion adalah dinding berjonjot yang terdiri dari mesoderm dan trofoblas. Jonjot korion menghilang pada hari ke-28, kecuali pada bagian tangkai badan, pada tangkai badan jonjot trofoblas masuk ke dalam daerah dinding uterus membentuk ari-ari (plasenta). Setelah semua membran dan plasenta terbentuk maka embrio disebut janin/fetus.
Plasenta atau Ari-Ari. Plasenta atau ari-ari berbentuk seperti cakram dengn garis tengah 20 cm, dan tebal 2,5 cm. Ukuran ini dicapai pada waktu bayi akan lahir tetapi pada waktu hari 28 setelah fertilisasi, plasenta berukuran kurang dari 1 mm. Plasenta berperan dalam pertukaran gas, makanan dan zat sisa antara ibu dan fetus. Pada sistem hubungan plasenta, darah ibu tidak pernah berhubungan dengan darah janin, meskipun begitu virus dan bakteri dapat melalui penghalang (barier) berupa jaringan ikat dan masuk ke dalam darah janin.
Catatan : Makin tua kandungan, jumlah estrogen di dalam darah makin banyak, progesteron makin sedikit. Hal ini berhubungan dengan sifat estrogen yang merangsang uterus untuk berkontraksi, sedangkan progesteron mencegah kontraksi uterus. Hormon oksitosin yang dihasilkan oleh kelenjar hipofisis jugs berperan dalam merangsang kontraksi uterus menjelang persalinan. Progesteron dan estrogen juga merangsang pertumbuhan kelenjar air susu, tetapi setelah kelahiran hormon prolaktin yang dihasilkan kelenjar hipoftsislah yang merangsang produksi air susu.
E. Kontrasepsi
Kontrasepsi adalah suatu cara yang bertujuan mencegah terjadinya pembuahan, terdapat beberapa metode, antara lain:
a. Tanpa Alat Bantu
Dengan cara tidak melakukan koitus pada masa subur wanita (hari 12 – 16 siklus haid). Cara ini dikenal dengan nama sistem kalender atau abstinensi.
b. Menggunakan Alat Bantu
Mencegah pertemuan ovum dengan spermatozoa, dapat dilakukan dengan berbagai alat bantu, misalnya : kondom, spiral, jelly, dan lain-lain.
c. Sterilisasi
Sterilisasi dilakukan dengan mengikat/memotong saluran vas defereus dikenal dengan istilah vasektomi, atau mengikat/memotong tuba fallopii dikenal dengan istilah tubektomi.

Mitokondria

Mitokondria merupakan organel yang berfungsi menyediakan energy selular (ATP). Ukuran dan bentuk mitokondria bervariasi menurut jaringannya dan menurut keadaan fisiologis sel. Kebanyakan mitokondria berbentuk oval atau jorong dengan diameter antara 0.5 sampai 1 µm dan panjang sampai 7 µm. Mitokondria tidak dapat dilihat dengan mikroskop cahaya, karena ukurannya yang sangat kecil. Pengamatan dengan mikroskop electron menunjukkan susunan khas mitokondria seperti terlihat pada gambar 1.

Gambar 1. Struktur mitokondria
Mitokondria diliputi oleh selaput rangkap yang disebut memban luar dan membrane dalam. Selaput dalam membagi ruang organel menjadi dua yaitu matriks dan ruang antar selaput. Matriks berisi cairan seperti gel diliputi oleh selaput dalam. Matriks, ruang antar selaput, selaput luar dan selaput dalam mengandung bermacam-macam enzim. Matriks mengandung enzim-enzim siklus Kreb, garam dan air, DNA sirkuler dan ribosom.
Selaput dalam mempunyai area permukaan yang lebih luas karena berlipat-lipat dan masuk ke dalam matriks. Lipatan-lipatan ini disebut krista yang bervariasi dalam jumlah dan bentuknya. Mitokondria dapat mengkode bagian-bagian proteinnya dengan alat-alat yang dimiliki.
Makanan dioksidasi untuk menghasilkan elektron berenergi tinggi yang dikonversi menjadi energy yang tersimpan. Energi ini disimpan dalam bentuk ikatan fosfat kaya energy dalam molekul yang disebut adenosine triphosphate, atau ATP. ATP dikonversi dari adenosine diphosphate dengan menambahkan grup fosfat dengan ikatan kaya energi. Bermacam-macam reaksi di dalam sel dapat menggunakan energy (dimana ATP dikonversi kembali menjadi ADP, melepaskan energy tinggi) atau menghasilkan energy (dimana ATP dihasilkan dari ADP).
Tahap dari glikolisis ke rantai transport elektron.
Makanan diubah menjadi energy ATP dan air. Makanan pensupply energy mengandung gula dan karbohidrat. Gula dipecah dengan bantuan enzim yang memecahnya menjadi bentuk yang paling sederhana dari gula yaitu glukosa. Selanjutnya glukosa memasuki sel dengan molekul khusus pada membrane yang disebut “glucose transporters”.
Saat dalam sel, glukosa dipecah menjadi ATP melalui dua lintasan. Lintasan pertama tidak memerlukan oksigen dan disebut anaerobic metabolism. Lintasan ini disebut glikolisis dan terjadi dalam sitoplasma diluar mitokondria. Selama glikolisis , gula dipecah menjadi piruvat. Makanan lain seperti lemak dapat juga dipecah untuk digunakan sebagai bahan bakar. Setiap reaksi didisain untuk menghasilkan beberapa ion hydrogen (elektron) yang dapat digunakan untuk membuat paket energi (ATP). Tetapi hanya 4 molekul ATP dapat dibuat oleh satu molekul glukosa melalui lintasan ini. Oleh karena itu mitokondria dan oksigen menjadi penting. Proses pemecahan perlu dilanjutkan dengan siklus Kreb’s di dalam mitokondria untuk memperoleh cukup ATP untuk melangsungkan fungsi-fungsi sel.
Piruvat dibawa ke dalam mitokondria dan dikonversikan menjadi Acetyl Co-A yang memasuki siklus Kreb’s. Reaksi pertama ini menghasilkan carbon dioxide karena melibatkan pengeluaran satu karbon dari piruvat.
Bagaimana siklus Kreb’s bekerja?
Siklus Kreb’s juga disebut citric acid cycle berfungsi untuk mendapatkan sebanyak-banyaknya lektron dari makanan yang dimakan. Elektron ini (dalam bentuk ion hidrogen) digunakan untuk mengendalikan pompa yang menghasilkan ATP. Energi yang dibawa ATP selanjutnya digunakan untuk semua macam fungsi selular seperti pergerakan, transport, keluar dan masuknya produk, pembelahan, dan lain-lain.
Untuk melakukan siklus Kreb’s cycle, beberapa molekul penting diperlukan. Pertama, diperlukan piruvat yang dibuat melalui glikolisis dari glukosa. Kemudian diperlukan molekul carrier untuk electron. Terdapat dua tipe molekul yaitu nicotinamide adenine dinucleotide (NAD+) dan flavin adenine dinucleotide (FAD+). Molekul ketiga yang diperlukan adalah oxygen.
Piruvat adalah molekul dengan 3 karbon. Setelah memasuki mitokondria, piruvat dipecah menjadi molekul dengan 2 karbon oleh enzim khusus. Reaksi ini melepaskan karbon dioksida. Molekul dengan 2 karbon disebut Acetyl CoA dan molekul ini memasuki siklus Kreb’s dengan cara bergabung dengan molekul 4 karbon yang disebut oxaloacetate. Ketika dua molekul ini bergabung , menghasilkan molekul 6 karbon yang disebut citric acid (2 karbon + 4 karbon = 6 karbon). Hal inilah yang menyebabkan siklus Kreb juga disebut siklus Citric acid. Citric acid kemudian dipecah dan dimodifikasi, dan melepaskan ion hidrogen dan molekul karbon. Molekul karbon digunakan untuk membuat karbon dioksida dan ion hidrogen ditangkap oleh NAD dan FAD. Proses ini kembali menghasilkan oxaloacetate.
Fosforilasi oksidatif
Saat ion hidrogen atau elektron diambil dari sebuah molekul, maka molekul dikatakan dioksidasi. Ketika ion hidrogen atau elektron diberikan kepada sebuah molekul maka molekul tersebut direduksi. Saat molekul fosfat ditambahkan kepada sebuah molekul, maka molekul tersebut dikatakan difosforilasi. Jadi fosforilasi oksidatif berarti proses yang melibatkan penghilangan ion hidrogen dari satu molekul dan penambahan molekul fosfat ke molekul lainnya.
Pada siklus Kreb, ion hidrogen atau elektron diberikan kepada dua molekul carrier. Mereka ditangkap oleh NAD atau FAD dan molekul pembawa ini akan menjadi NADH dan FADH (karena membawa ion hidrogen).
Elektron-elektron ini dibawa secara kimia ke sistem respirasi atau rantai transport electron yang terdapat di Krista mitokondria. NADH dan FADH secara esensial berfungsi sebagai pengangkut dari satu kompleks ke kompleks yang lain. Di setiap situs sebuah pompa proton mentransfer hidrogen dari satu sisi membrane ke yang lainnya. Hal ini menghasilkan sebuah gradient melintasi membrane dalam dengan konsentrasi hydrogen yang lebih tinggi pada ruang interkrista (ruang antara membrane dalam dan membrane luar). Elektron dibawa dari satu kompleks ke kompleks yang lain oleh ubiquinone dan cytochrome C.
Cytochrome oxidase kompleks mengkatalisis transfer elektron ke oksigen menjadi air. Pompa chemiosmotic menghasilkan gradient proton electrochemical melewati membrane yang digunakan untuk menjalankan “energy producing machine” yaitu ATP synthase.
Proses ini memerlukan oksigen sehingga disebut “aerobic metabolism”. ATP synthase menggunakan energy dari gradient ion hydrogen (juga disebut proton) untuk membentuk ATP dari ADP dan fosfat. Juga menghasilkan air dari hidrogen dan oksigen.

Sel Komunikasi

Organisme haruslah mampu berkomunikasi. Umumnya komunikasi dilakukan untuk memediasi perkawinan atau ‘mating’. Dengan perkembangan organisme multiseluler, kelompok sel yang berbeda memiliki fungsi yang berbeda dan menjadi penting bagi sel untuk mengkomunikasikan banyak aspek hidupnya. Beberapa kelompok sel juga berperan dalam memgontrol tingkah laku kelompok sel lain.
Terdapat tiga tipe intercellular signaling :

• Parakrin – Sel mengsekresikan substansi yang mempengaruhi sel lain di sekitarnya
• Sinaptik – Pensinyalan pada sel saraf dimana sel saraf melepaskan molekul neurotransmitter ke sinapsis
• Endokrin/Hormonal – Sel di satu bagian tubuh mengirimkan hormon melalui aliran darah untuk mempengaruhi bagian lain

Melihat pembagian tipe diatas, jelas bahwa tipe signaling interseluler didefinisikan juga berdasarkan jarak antara sel yang sel yang menghasilkan dengan sel target.
Signaling interseluler juga dapat diklasifikasikan berdasarkan cara molekul pada sel penghasil sinyal mempengaruhi sel target. Hal ini disebut ‘modes of intercellular communication’ yang dapat dibedakan menjadi:

• Komunikasi melalui molekul yang dapat berdifusi
• Komunikasi melalui kontinuitas seluler
• Komunikasi melalui kontak sel
• Komunikasi melalui matriks ekstraseluler

Molekul yang dapat berdifusi: Reseptor permukaan

• Molekul yang larut dalam air (tidak dapat berdifusi melalui lipid bilayer)
• Contoh : hormon peptida & growth factors; neurotransmitters
• Mengatur fisiologi sel dalam jangka pendek, mengatur aktivitas gendalam jangka panjang
• Mengarah pada intracellular signaling dengan melibatkan ion kalsium, cAMP, fosforilasi protein, dll.

Molekul yang dapat berdifusi: Reseptor intraseluler

• Molekul yang larut dalam lipid yang dapat berdifusi melewati lipid bilayer
• Misalnya hormone sex: estrogen & progesteron; pheromon

Kontinuitas Seluler
1. Yang tidak terspesialisasi:
-plasmodesmata pada tumbuhan dan koneksi antara sel yang membelah pada perkembangan embrio awal;
-dapat sangat besar pada tanaman sehingga sering organel sel dapat lewat dari sel yang satu ke sel lainnya.
2. Yang terspesialisasi:
-merupakan Gap Junctions yang mengijinkan terjadinya coupling elektrik atau fisiologis sel melalui difusi interseluler molekul-molekul kecil (seperti ion, cAMP, cGMP, dll.)

Komunikasi dimediasi oleh adanya kontak
• Adhesi sel menyebabkan terjadinya respon seluler

Dimediasi ECM (ekstraseluler matriks)
Matrik ekstraseluler berpengaruh terhadap cara sel menjalani kehidupannya dan bagaimana sel berkomunikasi dengan sel lainnya.

• Matriks ekstraseluler terdapat di antara semua sel dan jaringan
• Merupakan network proteins & karbohidrat
• Terspesialisasi sebagai lamina basal, membrane basal
• Mengatur komunikasi interseluler

Transduksi sinyal melalui reseptor permukaan
Ketika sebuah ligan yang tidak permeable terhadap membrane (misal hormone peptida) berikatan dengan reseptor, maka akan mengaktifkan reseptor tersebut. Aktivasi ini biasanya melibatkan perubahan formasi protein. Perubahan ini memiliki implikasi yang berbeda tergantung pada ligan dan reseptor. Misalnya dapat menyebabkan reseptor/ligan berikatan dengan protein lain (misalnya enzim) menyebabkan kompleks reseptor teraktivasi. Kompleks reseptor yang teraktivasi selanjutnya mengaktifkan efektor (enzim) yang mengakibatkan perubahan fisiologi sel. Atau dapat langsung mengakibatkan aktivasi faktor transkripsi yang mengatur aktivitas gen.
Tipe reseptor permukaan
Terdapat beberapa tipe reseptor permukaan yaitu:

• Reseptor yang berhubungan dengan ion channel
• Resptor yang berkaitan dengan G-Protein
• Reseptor yang berhubungan dengan tirosin kinase

Reseptor yang berhubungan dengan ion channel
Pada tipe ini reseptor adalah sebuah ion channel. Ligan berikatan pada reseptor dan membuka channel. Akibatnya ion mengalir ke dalam sel, berikatan dengan berbagai protein dan mengaktifkan berbagai protein.

G-Protein Coupled Receptor (GPCR)
Reseptor ini juga disebut G-Protein Linked Receptor (GPLR). Pada tipe ini reseptor menggunakan G protein sebagai intermediet. Ligan berikatan dengan reseptor membentuk Ligand/Receptor complex binds G protein. G protein diaktifkan dan berikatan dengan efektor (dapat berupa enzim). Selanjutnya enzim menjadi aktif.

G Proteins dan Siklus G protein
G protein berada pada membrane sel dan memediasi fungsi G protein linked receptors (GPCRs). G protein merupakan heterotrimeric karena terdiri dari tiga subunit yang berbeda. Subunit-subunit tersebut adalah α, β, γ. Subunit α merupakan komponen enzimatik. Subunit ini mengikat GTP dan menghidrolisisnya menjadi GDP. Subunit β dan γ tetap berikatan satu sama lain dan berasosiasi dengan subunit α saat berikatan dengan GDP.

Tipe G protein linked receptors ini berupa protein membrane yang bekerjasama dengan protein G dan protein lainnya, biasanya sebuah enzim (atau disebut juga efektor). Jika tidak ada molekul sinyal ekstraseluler spesifik untuk reseptor, protein berada dalam keadaan tidak aktif. Protein G inaktif memiliki satu molekul GDP yang terikat padanya. Jika molekul sinyal terikat pada reseptor, reseptor akan berubah bentuk sehingga reseptor ini mengikat dan mengaktifkan G protein. Satu molekul GTP menggantikan GDP pada protein G. Protein G aktif mengikat dan mengaktifkan enzim dan memicu langkah selanjutnya dalam jalur dan menghasilkan respon sel. Protein G kemudian mengkatalis hidrolisis GTP dan melepaskannya dari enzim, sehingga siap digunakan kembali.
Reseptor tirosin kinase
Reseptor untuk faktor pertumbuhan sering berupa reseptor tirosin kinase yaitu salah satu kelas reseptor membrane plasma yang dicirikan dengan adanya aktivitas enzimatik. Bagian dari protein reseptor pada sisi sitoplasmik membrane berfungsi sebagai enzim yang disebut tirosin kinase yang mengkatalisis transfer gugus fosfat dari ATP ke asam amino tirosin pada protein substrat. Reseptor tirosin kinase merupakan reseptor membrane yang melekatkan fosfat ke protein tirosin.
Sebelum molekul sinyal terikat, reseptor merupakan polipeptida tunggal. Pengikatan molekul sinyal pada reseptor tidak mengakibatkan perubahan konformasi untuk mengaktifkan sisi sitoplasmik secara langsung. Aktivasi terjadi karena pengikatan ligan menyebabkan dua polipeptida mengumpul membentuk dimer. Pengumpulan ini mengaktifkan tirosin kinase dari kedua polipeptida yang kemudian memfosforilasi tirosin pada ekor polipeptida lainnya

Penentuan Sex Pada Tumbuhan

Tipe sex pada tumbuhan dibedakan berdasarkan individu bunga, individu tumbuhan, dan populasi tumbuhan.
Pada individu bunga:

1. Staminat atau Androecious: bunga hanya mempunyai stamen atau benang sari saja, dan disebut bunga jantan
2. Pistilat atau Ginoecious: bunga hanya mempunyai karpel atau putik saja dan disebut bunga betina
3. Hermaprodit atau Sempurna: bunga mempunyai stamen dan karpel

Pada individu tumbuhan:

1. Androecious: pada satu tanaman hanya ada bunga jantan
2. Ginoecious: pada satu tanaman hanya ada bunga betina
3. Monoecious: pada satu tanaman terdapat bunga jantan dan bunga betina pada bunga yang berbeda
4. Hermaprodit: pada satu tanaman hanya ada bunga hermaprodit
5. Andromonoecious: Pada satu tanaman terdapat bunga jantan dan bunga hermaprodit
6. Ginomonoecious: pada satu tanaman terdapat bunga betina dan bunga hermaprodit
7. Trimonoecious: pada satu tanaman selain terdapat bunga jantan dan bunga betina juga terdapat bunga sempurna

Pada populasi tumbuhan:

1. Monoecious: suatu populasi tumbuhan yang terdiri dari hanya tumbuhan monoecious
2. Dioecious: suatu populasi tumbuhan yang terdiri dari hanya tumbuhan androecious dan ginoecious
3. Hermaprodit: Suatu populasi tumbuhan yang terdiri dari hanya tumbuhan hermaprodit

Kromosom sex pada tumbuhan
Pada hewan tingkat tinggi, sex ditentukan oleh kromosom sex, misalnya berupa kromosom XY (pada manusia), ZW (pada Aves). Pada tumbuhan terdapat pula system sex kromosom heteromorfik tetapi jarang dijumpai. Pada tanaman Silene latifolia, tumbuhan jantan memiliki kromosom sex heteromorfik XY (22 kromosom, kroimosom sex XY) sedang pada tanaman betina terdapat 22 kromosom dan kromosom sex XX. Pada jantan dijumpai kromosom sex heterogametik dengan 2 tipe gamet, sedang pada betina homogametik.
Pada genus Rumex sub genus acetosa jika rasio (banyaknya kromosom X/banyaknya set autosom) sama dengan 1.0 maka terjadi tumbuhan ginoecious. Jika rasionya 0.5 atau lebih kecil maka terjadi tumbuhan androecious, sedang jika antara 0.5 dan 1.0 maka akan dijumpai tumbuhan andromonoecious, hermaprodit, atau ginomonoecious. Contoh tumbuhan lain yang memiliki kromosom sex heteromorfik adalah tanaman dioecious asparagus (Asparagus officinalis). Yang jantan memiliki kromosom sex heteromorfik. YY dijumpai hidup dan fertil. Pada Cannabis sativa, terdapat tipe sex heterogametik XY monoecious, homogametik XX menampilkan ginoecious. Alel resesif pada kromosom X mengurangi kemampuan menjadi betina, tanaman XXm menampilkan tipe sex dari ginoecious sampai ke monoecious, dan tanaman XmXm menjadi tanaman jantan dengan morfologi bunga seperti bunga betina.
Gen Mendelian Yang Mengontrol Tipe Seks
Gen-gen yang mengontrol tipe seks pada tanaman Cucurbitaceae, telah dipelajari pada tanaman ketimun (Cucumis sativus). Tanaman ketimun (2n=14) adalah species tanaman menyerbuk terbuka dan dalam individu tanaman, semua kemungkinan tipe seks bisa muncul. Alel dominan pada lokus F (female) dan M (monoecious) menimbulkan betina. Table berikutnya menjelaskan kontrol penampilan seks pada melon.
Penampilan seks pada ketimun

Genotipe	Fenotipe
M_F_	Ginoesious
M_ff	Monoesious
mmF_	Hermaprodit
mmff	Andromonoesious

Penampilan seks pada melon

Genotipe	Fenotipe
A_G_	Monoesious
A_gg	Ginomonoesious
aaG_	Andromonoesious
aagg	Hermaprodit

Kloroplas

1. Kloroplas

Kloroplas ditemukan pada sel tumbuhan. Pengamatan dengan mikroskop cahaya, dengan pembesaran yang paling kuat, kloroplast terlihat berbentuk butir. Bentuk kloroplast yang beraneka ragam ditemukan pada alga. Kloroplast bernbentuk pita spiral ditemukan pada Spirogyra, sedangkan yang berbentuk jala ditemukan pada Cladophora, sedangkan kloroplast berbentuk pita ditemukan pada Zygnema.
Seperti halnya mitokondria, kloroplas dikelilingi oleh membran luar dan membran dalam (Gambar 1). Membran dalam menutupi daerah yang berisi cairan yang disebut stroma yang mengandung enzim untuk reaksi terang pada proses fotosintesis. Stroma juga mengandung DNA dan ribosom. Pelipatan membran dalam membentuk struktur seperti tumpukan piringan yang saling berhubungan yang disebut tilakoid yang tersusun membentuk grana. Membran tilakoid yang mengelilingi ruang interior tilakoid yang berisi cairan mengandung klorofil dan pigmen fotosintesis lain serta rantai transport elektron. Reaksi terang dari fotosintesis terjadi di tilakoid. Membran luar kloroplas menutupi ruang intermembran antara membran dalam dan membran luar kloroplas. Walaupun kloroplas memiliki DNA, sebagian besar protein dalam kloroplas dikode oleh gen nuklear, dihasilkan di sitoplasma dan selanjutnya dikirim ke kloroplas.

Gambar 1. Struktur kloroplas
Fungsi kloroplas adalah sebagai tempat fotosintesis. Pada dasarnya fotosintesis seperti juga reaksi pada mitokondria merupakan pembentukan ATP dan melibatkan transport hidrogen dan elektron dalam senyawa-senyawa seperti NADH dan sitokrom. Perbedaannya adalah bahwa fotosintesis menggunakan cahaya sebagai sumber energy dan bukan substrat kimia, fotosintesis menggunakan CO₂ dan air, menghasilkan oksigen dan karbohidrat.
Reaksi fotosintesis dirangkum sebagai berikut:
6CO₂ + 12H₂O + energy cahaya –> C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Fotosintesis

Reaksi fotosintesis dirangkum sebagai berikut:
6CO₂ + 12H₂O + energy cahaya     –>     C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O
Oksigen yang dikeluarkan dari tumbuhan berasal dari air dan bukan CO₂.  Kloroplas menguraikan air menjadi hidrogen dan oksigen.  Fotosintesis terdiri dari dua proses.  Tahap tersebut adalah reaksi terang dan siklus Calvin.
Reaksi terang merupakan tahap fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia.  Kloroplas menyerap cahaya dan cahaya menggerakkan transfer elektron dan hidrogen ke penerima yaitu NADP⁺ (nikotinamida adenine dinukleotida fosfat).  Pada proses ini, air terurai.  Reaksi terang pada fotosintesis ini melepaskan O2.  Pada reaksi terang, tenaga matahari mereduksi NADP⁺ menjadi NADPH dengan menambahkan sepasang electron  bersama dengan nukleus hidrogen.  Pada reaksi terang juga terjadi fosforilasi yang mengubah ADP menjadi ATP.  Jadi energy cahaya diubah menjadi energi kimia dengan pembentukan NADPH: sumber dari elektron berenergi, dan ATP; energy sel yang serba guna.
Tahap kedua fotosintesis adalah siklus Calvin yang berawal dari pemasukan CO2 ke dalam molekul organik yang telah disiapkan di dalam kloroplas.  Proses ini disebut fiksasi karbon.  Siklus Calvin mereduksi karbon terfiksasi menjadi karbohidrat melalui penambahan elektron.  Energi untuk mereduksi berasal dari NADPH.  Siklus Calvin mengubah CO2 menjadi karbohidrat dengan menggunakan ATP hasil dari reaksi terang.  Siklus Calvin disebut juga reaksi gelap atau reaksi tak bergantung cahaya karena tidak memerlukan cahaya secara langsung.
Pada fotosintesis, cahaya tampak diserap oleh pigmen.  Pigmen yang berbeda menyerap panjang gelombang yang berbeda.  Klorofil a bukanlah satu-satunya pigmen yang penting dalam kloroplas.  Tetapi hanya klorofil a yang dapat berperan secara langsung dalam reaksi terang.  Pigmen lain dalam membrane tilakoid dapat menyerap cahaya dan mentransfer energinya ke klorofil a.  Salah satunya adalah klorofil b. Jika foton cahaya matahari diserap oleh klorofil b, energi kemudian disalurkan ke klorofil a yang beraksi seolah-olah klorofil inilah yang menyerap energi tersebut.
Dalam membran tilakoid, klorofil tersusun bersama protein dan molekul organik lainnya menjadi fotosistem.  Fotosistem memiliki kompleks antena yang terdiri dari klorofil a, klorofil b dan karotenoid.  Jumlah dan keragaman pigmen membuat fotosistem dapat menyerap spectrum yang lebih luas.  Saat molekul antena menyerap foton, energi disalurkan ke klorofl a yang terletak pada pusat reaksi.  Molekul yang bersama-sama menggunakan pusat reaksi dengan klorofil a adalah akseptor elektron primer.
Pada membran tilakoid terdapat fotosistem I dan fotosistem II.  Fotosistem I memiliki pusat klorofil P700 karena pigmen ini paling baik menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang 700 nm.  Pusat reaksi fotosistem II memiliki klorofil yang disebut P680 karena paling baik menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm.  Adanya protein yang berbeda menjadi penyebab adanya perbedaan sifat penyerapan cahaya.

Aliran Elektron non-siklik
Aliran elektron non-siklik dimulai ketika fotosistem II menyerap cahaya , dan electron yang dieksitasi ke tingkat yang lebih tinggi dalam P680 diterima oleh akseptor electron primer.  Klorofil yang dioksidasi menjadi agen pengoksidasi yang sangat kuat.  Elektron diekstraksi dari air dan dikirimkan ke P680 menggantikan elektron yang keluar dari klorofil. Air diuraikan menjadi hidrogen dan oksigen. Elektron yang terfotoeksitasi mengalir dari akseptor elektron primer ke fotosistem I melalui rantai transport elektron yang terdiri dari satu pembawa elektron yaitu plastokinon (Pq), suatu kompleks yang terdiri atas dua sitokrom , dan protein yang mengandung tembaga yang disebut plastosianin (Pc). Elektron yang menuruni rantai, eksergoniknya berada ke tingkat energi yang lebih rendah dan digunakan oleh tilakoid untuk menghasilkan ATP.  Pmbentukan ATP disebut fosforilasi karena digerakkan oleh energi cahaya.
Elektron selanjutnya mencapai pusat P700 yang telah kehilangan elektronnya, karena energy cahaya menggerakkan electron dari P700 ke akseptor electron primer pada fotosistem I.  Selanjutnya electron ditransfer melalui transfer electron . disalurkan ke feredoksin (Fd).  NADP⁺ reduktase menyalurkan electron dari Fd ke NADP⁺.  NADP⁺ berubah menjadi NADPH.

Aliran Elektron siklik
Elektron yang terfotoeksitasi dapat melalui jalur khusus yaitu aliran electron siklik.  Aliran ini menggnakan fotosistem I saja.  Elektron kembali dari feredoksin ke kompleks sitokrom dank e klorofil P700.  NADPH tidak diproduksi tetapi menghasilkan ATP.  Proses pembentukan ATP ini disebut fosforilasi siklik.

Siklus Calvin
Siklus Calvin dibagi menjadi tiga tahap yaitu :

1. Fiksasi karbon.  Molekul CO₂ diikat pada ribulosa bifosfat (RuBP) dengan bantuan RuBP karboksilase atau Rubisco.  Reaksi ini menghasilkan dua molekul 3-fosfogliserat.
2. Reduksi.  Tiap molekul 3-fosfogliserat menerima gugus fosfat baru dari ATP menghasilkan 1,3-difosfogliserat. Selanjutnya 1,3 difosfogliserat direduksi oleh sepasang electron dari NADPH menjadi gliseraldehid 3-fosfat (G3P).  G3P merupakan gula.  Setiap 3 molekul CO₂ terdapat 6 molekul G3P, tetapi hanya 1 molekul G3P yang dihitung sebagai selisih perolehan karbohidrat. Satu molekul keluar siklus dan digunakan oleh tumbuhan, sedangkan 5 molekul didaur ulang untuk menghasilkan 3 molekul RuBP.
3. Regenerasi akseptor CO₂.  Lima molekul G3P disusun ulang dalam langkah terakhir siklus Calvin menjadi 3 molekul RuBP yang siap menerima CO₂ kembali.

Tumbuhan C4
Tumbuhan C4 memfiksasi karbon dengan membentuk senyawa berkarbon empat sebagai produknya.  Tergolong tumbuhan C4 yang penting dalam pertanian adalah tebu, jagung, dan famili rumput.  Dalam tumbuhan C4 terdapat dua jenis sel fotosintetik : sel seludang-berkas pembuluh dan sel mesofil.  Sel seludang berkas pembuluh tersusun menjadi kemasan yang padat di sekitar berkas pembuluh. Di antara seludang-berkas pembuluh dan epidermis daun terdapat sel mesofil.  Siklus Calvin terbatas pada kloroplas seludang-berkas pembuluh.  Siklus ini didahului oleh masuknya CO₂ ke dalam senyawa organik dalam mesofil.
Tahap pertama adalah penambahan CO₂ pada fosfoenolpiruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat (memiliki empar karbon).  Enzim karboksilase menambahkan CO₂ pada PEP.   Setelah memfiksasi CO₂, sel mesofil mengirim keluar produk berkarbon empat ke sel seludang-berkas pembuluh melalui plasmodesmata.  Dalam seludang-berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat melepaskan CO₂ yang diasimilasi ulang ke dalam materi organik oleh rubisko dan siklus Calvin.
Sel mesofil tumbuhan C4 memompa CO₂ ke dalam seludang-berkas pembuluh, mempertahankan konsentrasi CO₂ dalam seludang-berkas pembuluh cukup tinggi agar rubisko dapat menerima CO₂ bukan O₂.  Fotosintesis C4 meminimumkan fotorespirasi dan meningkatkan produksi gula.

Tumbuhan CAM
Tumbuhan lain seperti tumbuhan sukulen (penyimpan air), kaktus, nenas dan beberapa family lain memiliki adaptasi fotosintesis yang lain.  Tumbuhan ini membuka stomata pada malam hari dan menutup pada siang hari. Stomata yang menutup pada siang hari membuat tumbuhan menghemat air tetapi mencegah masuknya CO₂.  Saat stomata terbuka pada malam hari, tumbuhan mengambil CO₂ dan memasukkannya ke berbagai asam organic.  Metabolism ini disebut crassulacean acid metabolism (CAM).  Sel mesofil tumbuhan CAM menyimpan asam organic yang dibuatnya selama malam hari di dalam vakuola hingga pagi hari.  Pada siang hari saat reaksi terang menyediakan ATP dan NADPH untuk siklus Calvin, CO₂ dilepas dari asam organik yang dibuat pada malam hari itu  sebelum dimasukkan ke dalam gula dalam kloroplas.