Fotosintesis adalah salah satu cara tumbuhan untuk menghasilkan makanan dan energi. Fotosintesis adalah 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.
Fotosintesis berasal dari kata foto yang artinya cahaya dan sintesis yang artinya penyusunan. Dengan kata lain, fotosintesis merupakan proses penyusunan bahan organik (karbohidrat) dari H2O dan CO2 dengan bantuan energi cahaya.
Fotosintesis hanya akan terjadi jika tumbuhan mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari lalu mengkonversikannya menjadi energi kimia yang terikat dalam molekul karbohidrat. Secara sederhana, reaksi fotosintesis adalah seperti gambar di samping ini:
|
12H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 + 6H2O |
Selain karbohidrat, pada proses fotosintesis juga di hasilkan oksigen dan air. Itu sebabnya tubuhan hijau sangat efektif untuk menanggulagi polusi udara dan efek rumah kaca yang menyebabkan pemanasan global.
Baca Juga :
Fotosintesis : Reaksi, Contoh, Fungsi dan Faktor yang Mempengaruhi
Reaksi Fotosintesis Gelap dan Terang
Seperti di sebutkan sebelumnya bahwa proses fotosintesis membutuhkan dua komponen utama, yaitu klorofil (zat hijau daun) dan cahaya matahari. Karena itu proses fotosintesis hanya terjadi pada siang hari dan hanya pada tumbuhan yang memiliki klorofil.
Fungsi klorofil itu sendiri adalah untuk menyerap sinar matahari sehingga di sebut juga sebagai pigmen fotosintesis. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas.
Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya pada sel yang mengandung klorofil. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.
Bagaimana terjadinya proses fotosintesis?
Dari namanya, foto berarti menggunakan cahaya, sementara sintesis berarti menghasilkan. Artinya, molekul sederhana kemudian diubah menjadi molekul kompleks menggunakan energi matahari. Proses fotosintesis mengubah karbon dioksida dan air menjadi energi berupa karbohidrat dan oksigen menggunakan klorofil dan cahaya matahari.
Proses ini terjadi di daun hijau, yaitu di sel mesofil. Pada sel mesofil, terdapat kloroplas dan di dalamnya ada grana. Fotosintesis juga terjadi di batang hijau dan beberapa bagian bunga. Pada permukaan daun, terdapat setengah juta kloroplas per meter persegi. Karbon dioksida mencapai kloroplas melalui stomata, sementara air melalui urat daun. Berikut adalah bagan dari kloroplas beserta organel-organelnya.
Fotosintesis hanya dapat berlangsung pada organisme yang memiliki klorofil. Klorofil adalah pigmen tumbuhan yang terdapat pada kloroplas dan dapat berupa bakterioklorofil a, b, c, d, e, dan bakterioviridin. Klorofil a dan b hanya ditemukan di tumbuhan tingkat tinggi. Tabel di bawah ini menunjukkan perbedaan klorofil a dan b.
Proses fotosintesis melibatkan dua rangkaian reaksi yang berurutan, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Seperti namanya, reaksi terang bergantung pada cahaya, disebut juga dengan reaksi Hill. Sementara itu, reaksi gelap tidak bergantung pada cahaya dan disebut sebagai siklus Calvin-Benson.
Tahapan pada reaksi terang meliputi penyerapan cahaya dan transpor elektron, pemecahan air, dan pembentukan energi tinggi intermediet ATP (fotofosforilasi). Hasil dari reaksi terang kemudian dimanfaatkan dalam reaksi gelap, yaitu fase biosintetik.
Reaksi gelap adalah bagian sintesis dari fotosintesis, artinya pembentukan energi terjadi di reaksi gelap. Reaksi gelap terjadi di stroma oleh serangkaian enzim katalis. Reaksi gelap memfiksasi CO2 dan menyintesis karbohidrat atau gula. Reaksi gelap juga bergantung pada hasil dari reaksi terang, yaitu ATP dan NADPH.
Reaksi gelap juga merupakan jalur fiksasi karbon dalam gelap melalui senyawa intermediet yang menyebabkan pembentukan gula dan pati. Melvin Calvin dan rekannya menggunakan radioaktif-14 CO2 dalam fotosintesis Clorella sp. (alga hijau uniseluler). Jalur fiksasi karbon kemudian terdeteksi dengan bantuan teknik pelacakan radioaktif. Hal ini rupanya terjadi pada semua tumbuhan yang berfotosintesis. Berikut adalah bagan reaksi gelap atau siklus Calvin.