Seperti yang kita ketahui, semua yang namanya makhluk hidup pasti membutuhkan yang namanya makanan. Ini sangat diperlukan untuk menunjang kehidupan dan juga untuk proses pertumbuhan. Sama halnya juga dengan tumbuhan.

Tumbuhan sangat identik dengan yang namanya fotosintesis. Mungkin sebagian dari Anda pasti sudah tau apa itu fotosintesi, namum bagi Anda yang belum paham tentang hal ini tidak usah risau karena pada artikel kali ini akan membahas tentang yang namanya fotosintesi. So, ikuti terus artikel di bawah ini ya.

Apa itu Fotosintesis?

Fotosintesis adalah salah satu cara tumbuhan untuk menghasilkan makanan dan energi. Fotosintesis merupakan pembuatan makanan oleh tumbuhan hijau melalui suatu proses biokimia pada klorofil dengan bantuan sinar matahari. Karena kemampuannya membuat makanan sendiri, tumbuhan hijau dikenal sebagai organisme autotrof.

Selain tumbuhan berkalori tinggi, makhluk hidup non-klorofil lain yang berfotosintesis adalah alga dan beberapa jenis bakteri. Organisme ini berfotosintesis dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi cahaya matahari.

Fotosintesis berasal dari kata foto yang artinya cahaya dan sintesis yang artinya penyusunan. Fotosintesis sangat penting bagi tanaman dan organisme photoautotrophic lainnya karena menyediakan energi kimia yang dibutuhkan untuk melakukan berbagai fungsi kehidupan seperti biosintesis, translokasi, dan reproduksi.

Ini adalah proses fisiologis yang terjadi pada tanaman dimana karbon dioksida (CO2) dan air (H2O), dengan adanya cahaya tampak dan klorofil, diubah menjadi senyawa organik atau senyawa yang mengandung karbon yang menyimpan energi cahaya dalam bentuk energi kimia.

Proses fotosintesis dapat dijabarkan dalam langkah-langkah berikut:

• Karbon dioksida di udara masuk ke daun tumbuhan melalui stomata.
• Air masuk ke daun, terutama melalui akar tumbuhan. Air masuk ke akar tumbuhan dan kemudian air tersebut disalurkan ke daun melalui batang.
• Ketika sinar matahari jatuh ke permukaan daun, klorofil menangkap energi dari cahaya tersebut. Klorofil adalah pigmen hijau yang terdapat di daun tumbuhan.
• Energi digunakan untuk mengubah air menjadi hidrogen dan oksigen. Hidrogen digabungkan dengan karbon dioksida untuk menghasilkan makanan bagi tumbuhan tersebut, sedangkan oksigen dikeluarkan oleh tumbuhan melalui stomata.

Rumus seluruh proses fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut:
6CO₂ + 6H₂O + Cahaya Matahari —-> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

• CO₂ = karbon dioksida
• H₂O = air
• C₆H₁₂O₆ = glukosa
• O₂ = oksigen

Perangkat Fotosintesis

Ketika melakukan fotosintesis diperlukan beberapa perangkat. Adapun perangkat fotosintesis diantaranya adalah:

• Pigmen

Proses fotosintesis tidak bisa berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Sel yang tidak memiliki pigmen fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis. Pada percobaan jan Ingenhousz, dapat diketahui bahwa intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis pada tumbuhan. Hal ini dapat terjadi karena perbedaan energi yang dihasilkan oleh setiap spektrum cahaya.

Sumber cahaya di alam berasal dari matahari, yang merupakan radiasi atau energi elektromagnetik. Dari sekian banyak cahaya yang sampai ke bumi, panjang gelombang cahaya yang dapat memengaruhi pertumbuhan tanaman berada pada kisaran 380 nm dan 750 nm (Biru violet dan merah-orange, radiasi ini dikenal sebagai cahaya tampak), sedangkan panjang gelombang cahaya yang efektif untuk fotosintesis adalah kisaran 400-500 nm dan 620-700 nm. Keefektifan ini diukur dari tingkat absorbansi spektrum cahaya untuk mengaktifkan fotosintesis.

Cahaya dapat diserap dan dipindahkan dari satu molekul ke molekul lain oleh adanya eksitasi elektron. Pigmen-pigmen fotosintesis berfungsi untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Pigmen biasanya hanya terdapat dalam kloroplas dan kromofor lain. Jenis pigmen yang terlibat dalam fotosintesis adalah klorofil, karotenoid dan fikobilin.

• Kloroplas

Kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau, termasuk batang dan buah yang belum begitu matang. Yang di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Kloroplas memiliki bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. 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.

Sebuah terlihat tilakoid seperti cakram pipih dengan wilayah yang dalam kosong disebut ruang tilakoid atau lumen. Reaksi fotosintesis berlangsung pada membran tilakoid dari, dan, seperti juga halnya dengan mitokondria, menggunakan kopling fluks lintas membran dalam proses untuk menghasilkan produk biologis baru. Untuk fotosintesis, produk yang baik ATP dan gula.

• Fotosistem

Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya Matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Fotosistem adalah kelompok pigmen menyerap cahaya dengan beberapa terkait molekul-proton (ion hidrogen) memompa, enzim, koenzim, dan sitokrom. Setiap fotosistem mengandung sekitar 200 molekul pigmen hijau yang disebut klorofil dan sekitar 50 molekul keluarga lain pigmen yang disebut karotenoid.

Fotosistem sendiri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.

1. Fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700. Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena.
2. Fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680. P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700. Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air.

• Membran dan organel fotosintesis

Protein yang mengumpulkan cahaya untuk fotosintesis dilengkapi dengan membran sel. Cara yang paling sederhana terdapat pada bakteri, yang mana protein-protein ini tersimpan di dalam membran plasma.

Akan tetapi, membran ini bisa terlipat dengan rapat menjadi lembaran silinder yang disebut tilakoid atau terkumpul menjadi vesikel yang disebut dengan membran intrakitoplasma. Struktur ini dapat mengisi sebagian besar bagian dalam sel, menjadikan membran itu memiliki area permukaan yang luas dan dengan demikian meningkatkan jumlah cahaya yang dapat diserap oleh bakteri.

Fungsi Fotosintesis

Proses fotosintesis memberikan banyak manfaat terhadap keberlangsungan hidup hampir seluruh organisme. Adapun fungsi fotosintesis, meliputi:

• Fungsi utama fotosintesis ialah memproduksi zat makanan berupa glukosa. Glukosa merupakan bahan bakar dasar pembangun zat makanan lain, yaitu lemak dan protein dalam tubuh tumbuhan. Zat-zat ini merupakan sumber makanan bagi hewan maupun manusia. Oleh karena itu, kemampuan tumbuhan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia selalu menjadi mata rantai makanan.
• Proses fotosintesis dapat membersihkan udara. Udara dibersihkan dengan diserapnya karbondioksida dan dihasilkannya oksigen. Sehingga sering kita dengar penanaman pohon untuk membersihkan lingkungan, karena ada proses fotosintesis inilah pohon bisa berguna untuk membersihkan udara kita.
• Kemampuan tumbuhan berfotosintesis selama masa hidupnya menyebabkan sisa-sisa tumbuhan yang hidup masa lalu tertimbun di dalam tanah selama berjuta-juta tahun menjadi batubara menjadi salah satu sumber energi saat ini.

Macam Reaksi Fotosintesis

Proses fotosintesis yang terjadi di Kloroplas terdiri atas 2 reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

• Reaksi Terang

Berlangsung di dalam membran tilakoid di grana. Grana adalah struktur bentukan membran tilakoid yang terbentuk dalam stroma, yaitu salah satu ruangan dalam kloroplas. Di dalam grana terdapat klorofil, yaitu pigmen yang berperan dalam fotosintesis. Reaksi terang disebut juga fotolisis karena proses penyerapan energi cahaya dan penguraian molekul air menjadi oksigen dan hidrogen.

• Reaksi Gelap

Sesuai dengan namanya reaksi gelap merupakan reaksi yang tidak bergantung pada cahaya. Inti dari proses reaksi gelap merupakan pengubahan Karbondioksida (CO2) menjadi glukosa. Reaksi gelap ini terjadi pada bagian stroma kloroplas. Reaksi gelap hanya akan terjadi sesudah terjadinya reaksi terang dan proses reaksi gelap sangat kompleks, karena pengubahan Karbondioksida (CO2).

Faktor Pengaruh Proses Fotosintesis

Berhasil atau tidaknya proses fotosintesis sangat bergantung pada unsur-unsur yang menjadi bahan dasar dalam proses tersebut, selain itu juga ada beberapa kondisi yang dapat mempengaruhinya. Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis diantaranya adalah :

• Faktor Internal

Faktor internal fotosintesis lebih merujuk kepada faktor gen/hereditas suatu tumbuhan itu sendiri. Tumbuhan memiliki kebutuhan yang berbeda-beda terhadap kondisi lingkungan untuk menjalankan kehidupan normal. Ada beberapa tumbuhan yang memiliki kelainan genetis, seperti tidak mampu membentuk kloroplas/albino. Hal tersebut disebabkan oleh karena faktor genetis yang tidak memiliki potensi untuk membentuk kloropas.

• Faktor Eksternal

Selain faktor internal, terdapat pula faktor eksternal yang mempengaruhi proses fotosintesis, diantaranya adalah:

• Ketersediaan Air : Air yang merupakan salah satu bahan utama dari fotosintesis ini harus tersedia dalam tanah yang ditanami tumbuhan tersebut. Semakin banyak kandungan air dalam tanah, maka semakin baik pula hasil dari fotosintesis tersebut, begitu pula sebaliknya.
• Suhu : Fotosintesis merupakan reaksi yang sangat bergantung pada kinerja enzim, dimana enzim akan bekerja optimal pada suhu 23-30 derajat celcius. Apabila suhu disekitar sampai minus dari 5 derajat Celcius atau bahkan lebih dari 50 derajat Celcius, maka fotosintesis tidak akan menghasilkan hasil yang maksimal.
• Kandungan CO2 : Untuk dapat melakukan fotosintesis, tumbuhan harus menyerap CO2 paling sedikit 0,03 persen dari jumlah yang ada. Akan tetapi, semakin banyak CO2 yang diserap maka semakin baik pula reaksi yang ditunjukkan dan juga hasil yang diperoleh.
• Kandungan O2 : Selain memerlukan CO2, proses fotosintesis juga memerlukan O2 untuk digunakan sebagai energi oleh tumbuhan tersebut. Apabila kandungan O2 di sekitar tempat fotosintesis rendah, maka hasilnya tidak akan maksimal, hal ini dikarenakan O2 yang sedikit dapat menghambat sistem respirasi pada tumbuhan.

So, dapat kita simpulkan bahwa tumbuhan sangat tergantung pada yang namanya fotosintesis. Ini merupakan salah satu cara tumbuhan untuk memproduksi makanan. Semoga artikel di atas bermanfaat bagi Anda. See you next time.