Pernahkah kamu mendengar istilah fotosintesis pada tumbuhan?. Pastinya teman-teman semua sering ya mendengar istilah ini pada mata pelajaran biologi.
Tapi apa sih fotosintesis itu?, lalu apa fungsinya bagi tumbuhan?. Berikut penjelasan seputar fotosintesis.
Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan oleh tumbuhan untuk zat makanannya seperti karbohirat dan lain sebagainya.
Umumnya proses fotosintesis terjadi pada setiap tumbuhan yang memiliki klorofil (zat hijau daun).
Baca: Pengertian Klorofil (Zat Hijau Daun)
Makhluk hidup lain yang tidak memiliki klorofil namun mampu untuk melakukan proses fotosintesis adalah alga dan beberapa jenis bakteri lainnya. Alga dan beberapa bakteri lain dapat melakukan fotosintesis dengan memakai zat hara, air, dan karbondioksida serta dibantu dengan energi cahaya matahari.
Semua sepakat bahwa tumbuhan adalah jenis makhluk hidup yang memiliki sifat autotrof (mampu membuat makanan sendiri), berbeda dengan makhluk hidup lainnya.
Pada umumnya faktor utama yang membantu terjadinya proses fotosintesis adalah klorofil dan energi cahaya matahari.
Tumbuhan termasuk kedalam jenis makhluk hidup karena memenuhi beberapa syarat suatu makhluk hidup diantaranya bergerak, bernapas, dan berkembang biak.
Tumbuhan mendapatkan sumber makanan dari proses fotosintesis guna membantu proses pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. Tumbuhan yang melakukan fotosintesis untuk mendapatkan sumber energinya disebut fototrof.
Klorofil memiliki peran penting bagi proses fotosintesis karena berfungsi untuk menangkap sinar matahari. Sinar matahari yang ditangkap oleh klorofil kemudian dikonversi menjadi molekul karbohidrat yang mengikat energi kimia.
Proses Fotosintesis
Fotosintesis terjadi melalui beberapa proses, umumnya prosesnya terjadi pada 2 jenis organisme yaitu tumbuhan dan alga. Berikut penjelasan terkait proses fotosintesis pada tumbuhan dan alga:
Proses Fotosintesis pada Tumbuhan
Tumbuhan memiliki sifat autotrof. Autotrof adalah kemampuan suatu organisme untuk menghasilkan makanannya sendiri langsung dari senyawa anorganik.
Dalam memperoleh makanannya tumbuhan memanfaatkan gula dan oksigen yang berasal dari air dan kabondioksida.
Proses tersebut menggunakan energi yang berasal dari adanya fotosintesis.
Berikut ini adalah persamaan reaksi fotosintesis yang menghasilkan glukosa (Gula):
6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Gula dapat dipakai sebagai pembentuk senyawa organik lain seperti selulosa serta dapat juga dipakai sebagai bahan bakar.
Proses tersebut bisa terjadi karena adanya respirasi seluler pada hewan maupun tumbuhan.
Umumnya reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berbeda dengan persamaan diatas.
Pada proses respirasi, karbon dioksida, air, serta energi kimia dihasilkan dari adanya reaksi antara gula dan senyawa lain dengan oksigen.
Kemudian cahaya akan ditangkap oleh tumbuhan dengan menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Adanya pigmen tersebut yang akan memberi warna hijau pada tumbuhan.
Klorofil yang ditemukan di dalam organel disebut dengan kloroplas. Klorofil ini yang kemudian berfungsi untuk menyerap cahaya yang akan digunakan dalam proses fotosintesis.
Meskipun semua bagian pada tubuh tumbuhan yang mempunyai warna hijau kloroplas akan tetapi daun lah yang sebagian besarnya menghasilkan energi.
Didalam daun terdapat organel yang disebut mesofil. Mesofil adalah lapisan sel didalam daun yang mengandung setengah juta kloroplas pada setiap milimeter perseginya.
Cahaya tersebut dibawa melalui lapisan epidermis transparan (tanpa warna) menuju tempat berlangsungnya sebagian besar proses fotosintesis.
Pada umumnya permukaan daun dilapisi kurtikula yang terbuat dari lilin yang memiliki sifat anti terhadap air sehingga dapat mencegah terjadinya penguapan air maupun penyerapan sinar matahari yang berlebihan.
Proses Fotosintesis pada Tumbuhan Alga dan Bakteri
Alga terdiri dari beberapa jenis, mulai dari alga multiseluler hingga alga yang hanya terdiri atas 1 sel (mikroskopik).
Alga memang tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, namun keduanya memiliki cara fotosintesis yang sama.
Panjang gelombang yang diserap oleh alga bervariasi, hal tersebut disebabkan karena alga memiliki pigmen pada kloroplas yang berbeda-beda jenisnya.
Mayoritas alga bersifat autotrof dan semua alga menghasilkan oksigen.
Hanya terdapat beberapa jenis alga yang bersifat heterotrof, namun jumlahnya sangat sangat sedikit. Hal tersebut bergantung dengan materi yang dihasilkan oleh organisme lainnya.
Dalam membuat makanannya sendiri tumbuhan membutuhkan air, sinar matahari, serta udara.
Pada proses fotosintesis cahaya matahari yang masuk akan dirubah menjadi karbon dioksida yang berasal dari udara, serta air yang berasal dari tanah akan dirubah menjadi makanan yang mengandung glukosa (gula).
Proses tersebut hanya dapat berlangsung pada tumbuhan hijau saja, hal tersebut disebabkan karena hanya tumbuhan hijau yang memiliki klorofil.
Fotosintesis tak hanya berlangsung pada pagi hari saja, namun juga pada siang hari yakni saat ada cahaya matahari.
Disamping membutuhkan sinar matahari pada fotosintesis tumbuhan juga membutuhkan air serta karbondioksida untuk proses reaksi kimia pada fotosintesis.
Nantinya karbon dioksida (CO2) yang diperoleh Oleh tumbuhan akan masuk kedalam daun tumbuhan lewat stomata atau mulut daun.
Baca juga: Apa itu Stomata? Pengertian, Fungsi, Struktur, letak dan Tipe
Sedangkan H2O (air) dapat diperoleh hanya melalui akar pada tumbuhan yang kemudian diteruskan ke daun lewat batang pada tumbuhan.
Klorofil akan langsung menangkap energi dari cahaya matahari saat sinar matahari jatuh ke permukaan daun.
Setelah cahaya tersebut ditangkap lalu akan dibawa melewati epidermis yang bersifat transparan (tidak berwarna). Setelah itu diteruskan kembali menuju mesofil. Mesofil inilah tempat sebagian besar proses fotosintesis berjalan.
Energi yang telah didapatkan tersebut akan digunakan untuk mengubah molekul air menjadi molekul glukosa (gula) serta O2 (Oksigen). Dan hasil dari proses fotosintesis tersebut akan menjadi bahan makanan tumbuhan untuk proses pertumbuhan dan perkembangan.
Setelah itu tumbuhan akan mengeluarkan oksigen melalui stomata. Oksigen tersebutlah yang digunakan oleh seluruh makhluk hidup seperti manusia dan hewan untuk bernapas.
Reaksi Pada Fotosintesis
Fotosintesis memiliki dua macam reaksi pada prosesnya, yaitu: reaksi terang dan reaksi gelap. Berikut penjelasannya:
Reaksi Terang Fotosintesis
Reaksi terang adalah suatu reaksi pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia pada fotosintesis. Reaksi terang sering disebut sebagai fotolisis.
Reaksi ini terjadi di dalam membran tilakoid pada bagian grana.
Grana adalah suatu struktur bentukan dari membran tilakoid yang terbentuk didalam stroma, merupakan salah satu bagian berbentuk ruang yang ada di dalam kloroplas.
Didalam grana ada pigmen yaitu klorofil yang memiliki peran penting dalam berlangsungnya proses fotosintesis pada tumbuhan.
Reaksi Gelap Fotosintesis
Reaksi gelap adalah suatu reaksi pada fotosintesis yang tidak membutuhkan cahaya. Reaksi terang terjadi pada bagian dalam kloroplas yang disebut stroma.
Reaksi ini akan membentuk gula dari bahan dasar berupa CO2 yang berasal dari udara dan ATP serta NADPH, yang dihasilkan dari proses reaksi terang.
Walaupun reaksi ini terjadi tanpa membutuhkan cahaya matahari, namun reaksi ini tidak dapat terjadi apabila siklus reaksi terang belum terjadi. Hal tersebut dikarenakan energi yang dipakai pada reaksi gelap ini berasal dari reaksi terang.
Siklus gelap memiliki dua macam siklus, yaitu: siklus Calvin-Benson serta siklus hatch-Slack.
Siklus Calvin-Benson dibantu oleh enzim. Siklus tersebut menyebut bahwa tumbuhan tersebut akan menghasilkan senyawa dengan jumlah atom karbon tiga, yaitu senyawa 3-fosfogliserat nantinya.
Sedangkan siklus hatch-Slack menyebut bahwa tumbuhan nantinya akan menghasilkan senyawa dengan 4 jumlah atom karbon. Pada siklus yang kedua ini terdapat peran enzim phosphoenolpyruvate carboxylase.
Pada reaksi gelap ini dihasilkan asam fosfogliserat (APG), fosfogliseraldehid (ALPG), ribulosa difosfat (RDP), dan C6H12O6 (Glukosa).
Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis
Fotosintesis dapat dipengaruhi oleh 4 faktor yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk melakukan proses fotosintesis.
4 faktor tersebut yaitu: cahaya matahari, klorofil, air dan karbon dioksida.
Berikut penjelasan terkait 4 faktor tersebut:
A. Cahaya Matahari
Faktor utama yang dapat mempengaruhi proses fotosintesis adalah cahaya matahari.
Jika tidak ada cahaya matahari maka proses fotosintesis pada tumbuhan yang memiliki klorofil tidak bisa berjalan dengan baik.
Hal tersebut yang menyebabkan proses fotosintesis hanya dapat berlangsung pada kondisi dimana matahari bersinar dengan baik.
Intensitas dari cahaya matahari mempunyai pengaruh yang sangat besar pada proses fotosintesis.
Intensitas energi pada matahari adalah penentu energi yang didapatkan oleh suatu tumbuhan saat melakukan fotosintesis.
Semakin tinggi intensitas cahayanya maka semakin besar pula energi yang akan dihasilkan.
B. Klorofil
Faktor selanjutnya yaitu klorofil. Klorofil juga memiliki peran yang besar demi berlangsungnya proses fotosintesis dengan baik, hal tersebut karena fungsi utama klorofil adalah menerima atau menangkap cahaya matahari yang kemudian digunakan untuk konversi cahaya menjadi sebuah molekul karbohidrat yang mengikat energi kimia.
Baca: Pengertian Klorofil (Zat Hijau Daun)
Makhluk hidup atau organisme manapun yang tidak memiliki klorofil tidak dapat melangsungkan proses fotosintesis dengan baik.
Karena bagian ini adalah bagian utama pada tumbuhan setelah cahaya matahari yang digunakan tumbuhan untuk menghasilkan makanan sendiri (autotrof).
C. H2O (Air)
Setelah klorofil terdapat faktor ketiga yang berperan penting bagi proses fotosintesis yaitu air (H2O).
Pada fotosintesis tumbuhan sangat membutuhkan air sebagai bahan berlangsungnya proses fotosintesis.
Proses fotosintesis dapat terhambat jika suatu tumbuhan mengalami kekurangan air atau tidak terdapat air. Tumbuhan hanya dapat memperoleh air dari bawah tanah dengan menggunakan akarnya untuk menyerap.
Pada proses terjadinya fotosintesis stomata pada tumbuhan akan tertutup jika kekurangan air. Hal ini memiliki dampak buruk yaitu penurunan penyerapan karbon dioksida pada tumbuhan.
Fungsi Fotosintesis
Terjadinya fotosintesis pada tumbuhan mempunyai beberapa fungsi, yaitu:
1. Memproduksi Gula (Glukosa)
Fungsi utama fotosintesis yaitu memproduksi gula sebagai zat makanan bagi tumbuhan. Glukosa tersebut akan dijadikan sebagai bahan dasar yang akan diolah kembali menjadi zat makanan lainnya.
Hasil olahan tersebut dapat berupa protein serta lemak yang ditemukan di dalam tumbuhan.
Disamping fungsinya sebagai zat makanan bagi tumbuhan, glukosa juga dapat dimanfaatkan manusia dan hewan sebagai konsumsi.
2. Menjaga Kebersihan Lingkungan
Fotosintesis juga berperan untuk menjaga lingkungan agar bebas polusi dengan cara mengambil karbon dioksida (CO2) bebas yang berasal dari udara sebagai bahan baku pada proses fotosintesis. Kemudian CO2 tersebut diubah menjadi zat makanan berupa O2 (oksigen) yang sangat dibutuhkan oleh semua makhluk hidup darat.
3. Menghasilkan Batu Bara
Adanya proses fotosintesis tumbuhan mampu mengubah sisa-sisa tumbuhan yang tertimbun di dalam tanah selama lebih dari jutaan tahun menjadi kumpulan batu bara yang bisa dijadikan sebagai salah satu sumber energi bagi kehidupan.
