Jika hewan dan manusia mendapatkan energi dari makhluk hidup lain lewat makanan, tumbuhan merupakan organisme yang mampu menyediakan makanannya sendiri. Proses tersebut dinamakan dengan fotosintesis.
Kita pernah belajar kalau klorofil pada tumbuhan yang memungkinkan mereka untuk berfotosintesis. Fotosintesis merupakan proses anabolisme, yaitu proses penyusunan atau sintesis molekul kompleks dari berbagai molekul sederhana. Karenanya, anabolisme juga disebut dengan istilah asimilasi atau sintesis. Selain fotosintesis, proses anabolisme lain adalah kemosintesis.
Walaupun hanya sebagian organisme saja yang memiliki klorofil, tapi proses fotosintesis sangat penting bagi ekosistem karena tumbuhan merupakan sumber utama dari semua makanan di Bumi. Energi matahari yang ditangkap oleh organisme autotrof akan diproses menjadi makanan. Fotosintesis juga melepaskan oksigen ke atmosfer, sehingga makhluk hidup, termasuk manusia, mampu bernapas.
Bagaimana Fotosintesis terjadi?
Tapi, bagaimana proses fotosintesis terjadi? 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.
[Baca juga: Mengenal Karakteristik dan Tipe Sel Tumbuhan]
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.
[gambar]
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.
[tabel]
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.
[bagan]
shutterstock.com
Fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan hijau
KOMPAS.com - Fotosintesis adalah proses tumbuhan mengubah sinar matahari menjadi makanan atau energi.
Diambil dari Live Science, fotosintesis merupakan pembuatan makanan oleh tumbuhan hijau melalui proses biokimia pada klorofil dengan bantuan sinar matahari.
Tumbuhan memerlukan sinar matahari untuk melakukan fotosintesis sehingga kebutuhan nutrisinya terpenuhi.
Karena melakukan pembuatan makanan sendiri, tumbuhan hijau dikategorikan sebagai organisme autotrof.
Klorofil sendiri merupakan pigmen pada tumbuhan hijau yang berfungsi menangkap sinar matahari lalu dikonversi menjadi energi kimia yang terikat dalam molekul karbohidrat.
Baca juga: Tiru Proses Fotosintesis, Ahli AS Berhasil Ciptakan Bahan Bakar Cair
Dalam fotosintesis, energi cahaya matahari bereaksi dengan enam molekul karbon dioksida [CO2] dan enam molekul air [H2O] untuk menghasilkan satu molekul glukosa [C6H12O6] dan enam molekul oksigen [O2]. Dengan persamaan:
6CO2 + 6H2O + cahaya = C6H12O6 + 6O2
Dari hasil tersebut CO2 dikonversikan menjadi glukosa padat untuk dikonsumsi tumbuhan bersama dengan air. Sedangkan oksigen [O2] dilepaskan ke udara.
Proses fotosintesis
britannica.com
Proses fotosintesis
Dimulai dari karbon dioksida yang diambil oleh mulut daun pada malam hari, kemudian dilanjutkan dengan mengambil air dari dalam tanah menggunakan akar.
Apakah Anda mengetahui bagaimana cara tumbuhan memperoleh makanan? Tumbuhan ternyata mendapatkan makanan dengan cara fotosintesis. Lalu, apa itu fotosintesis? Berikut ini penjelasan lengkapnya.
Pengertian Fotosintesis
Menurut penjelasan dalam buku ”Bahas Tuntas 1001 Soal Biologi SMP Kleas VII, VIII, IX”, fotosintesis berasal dari kata foton artinya cahaya dan sintesis artinya pengusunan. Sehingga fotosintesis berarti penyusunan glukosa dari zat organik pada klorofil dengan bantuan cahaya matahari.
Hal serupa juga diterangkan dalam buku “Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VIII”, yang menyebutkan bahwa fotosintesis adalah proses kimia fisika dengan menggunakan cahaya matahari yang berlangsung dalam kloroplas.
Dari pengertian tersebut kita bisa memahami bahwa tempat terjadinya fotosintesis yaitu pada kloroplas yang mengandung klorofil. Dalam buku tersebut juga dijelaskan bahwa hasil dari proses kimia fisika ini berupa karbohidrat dan oksigen.
Karbohidrat ini yang nantinya menjadi nutrisi sekaligus sumber energi bagi tumbuhan. Karbohidrat akan disimpan sebagai cadangan makanan dan saat tumbuhan tersebut dikonsumsi manusia atau hewan, maka akan terjadi perpindahan energi.
Baca Juga
Keberhasilan dari proses kimia fisika ini dipengaruhi oleh faktor internal maupun eksternal. Mengutip dari buku “Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VIII”, berikut beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi fotosintesis:
Advertising
Advertising
Konsentrasi karbon dioksida ternyata sangat mempengaruhi fotosintesis. Semakin tinggi konsentrasi CO2 di udara, maka reaksi fotosintesis akan semakin meningkat atau cepat.
2. Klorofil
Klorofil adalah molekul alami dalam tumbuhan yang akan membantu proses fotosintesis. Semakin banyak jumlah klorofil, maka semakin cepat proses fotosintesis dalam tumbuhan tersebut. Pembentukan klorofil ini membutuhkan cahaya matahari. Sehingga saat tumbuhan
3. Umur Daun
Umur daun juga bisa mempengaruhi fotosintesis. Semakin tua umur daun, maka kemampuan fotosintesis semakin berkurang. Sebab daun yang sudah tua akan mengalami penurunan kemapuan dalam merompak klorofil.
Baca Juga
Faktor lain yang juga mempengaruhi laju fotosintesis yaitu cahaya matahari. Intensitas cahaya matahari dibutuhkan untuk membentuk klorofil.
Maka tak heran, jika tanaman tidak mendapatkan penyinaran yang cukup, maka laju fotosintesisnya menjadi berkurang. Biasanya ditandai dengan warna tanaman yang lebih pucat dan pertumbuhan tidak normal.
5. Air
Ketersediaan air juga mempengaruhi laju fotosintesis sebab air menjadi bahan baku dalam proses fisika kimia ini.
6. Suhu
Secara umum suhu tinggi bisa membuat reaksi fotosintesis menjadi meningkat. Namun ketika suhu terlalu tinggi, fotosintesis bisa terhenti sebab enzim yang berperan dalam reaksi tersebut dapat rusak. Maka dari itu, agar proses fotosintesis berjalan lancar, suhu harus optimum.
Baca Juga
Di awal pembahasan sudah disinggung bahwa fotosintesis merupakan sebuah proses fisika kimia yang umumnya terjadi di tanaman. Secara kimiawi, proses fotosintesis terjadi melalui reaksi seperti berikut:
6H2O + 6CO2 + cahaya => C6H12O6 [glukosa] + 6O2
Jika melihat dari reaksi tersebut maka kita bisa memahami bahwa fotosintesis menghasilkan glukosa dan air. Untuk menghasilkan zat tersebut, tumbuhan membutuhkan karbon dioksida, air dan cahaya matahari.
Walaupun terlihat sederhana, namun ternyata fotosintesis ini terjadi melalui dua proses yang cukup panjang, yaitu reaksi terang dan gelap. Mengutip dari “Bahan Ajar Fotosintesis” oleh Ir. I. Wayan Wiraatmaja, M.P., berikut penjelasannya
1. Reaksi Terang
Secara sederhana reaksi terang bisa diartikan sebuah proses fotosintesis yang membutuhkan cahaya. Reaksi ini terjadi di dalam grana. Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi kimia dan menghasilkan oksidan.
2. Reaksi Gelap
Rekasi gelap merupakan proses fotosintesis yang tidak membutuhkan cahaya namun tetap membutuhkan karbon dioksida. Reaksi ini terjadi di stroma. Pada reaksi gelap terjadi reaksi sikluk yang membentuk gula dari bahan dasar kebon dioksida dan energi [ATP dan NADPH].
Energi yang digunakan dalam reaksi gelap diperoleh dari reaksi terang. Maka dari itu, reaksi gelap terjadi setelah reaksi terang selesai. Proses siklus gelap tidak membutuhkan cahaya matahari yang bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon menjadi gula.
Baca Juga
Walaupun terjadi di tumbuhan, namun fotosintesis memberikan banyak manfaat bagi seluruh makhluk hidup baik tumbuhan itu sendiri, hewan, maupun manusia. Berikut ini beberapa penjelasannya.
1. Menghasilkan oksigen
Oksigen menjadi salah satu hasil dari reaksi fotosintesis. Bagi makhluk hidup oksigen dibutuhkan untuk menjaga metabolisme. Misalnya pada hewan dan manusia, oksigen dibutuhkan untuk bernafas.
2. Memperoleh buah
Fotosintesis juga menghasilan cadangan makanan yang disimpan dalam bentuk buah ataupun umbi. Cadangan makanan ini tidak hanya dibutuhkan untuk tanaman tersebut, namun juga bisa dimanfaatkan manusia dan hewan.
3. Menghasilkan gula
Glukosa bisa dimanfaatkan sebagai bahan vahak yang membangun zat makanan lain seperti protein dan lemak. Zat ini juga bisa dimanfaatkan untuk makanan hewan dan manusia.
Baca Juga
Reaksi fotosintesis juga bermanfaat untuk membuang racun berbahaya. Sebab tanaman memiliki kemampuan untuk menyerap racun yang berbahaya bagi makhluk hidup lain.
5. Meningkatkan kembapan udara
Fotosintesis memberikan peran untuk melembapkan udara. Dengan demikian, kualitas udara akan semakin baik dan memberikan manfaat bagi makhluk hidup lain.