Fotosintesis

Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis merupakan salah satu istilah pada biologi. Apakah itu fotosintesis ?

Fotosintesis merupakan suatu gabungan dari kata photo yang artinya cahaya dan synthesis artinya suatu proses pengolahan dengan menggunakan bahan tertentu.

Jadi, pengertian fotosintesis adalah suatu proses pembuatan energi yang diperlukan tumbuhan yang dibantu oleh cahaya matahari serta bahan-bahan pendukung seperti CO2, air dan unsur hara yang berguna juga untuk kelangsungan hidup suatu tumbuhan.

Perlu diketahui bahwa suatu proses fotosintesis ini hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan yang memiliki klorofil, tanpa adanya klorofil pada suatu tumbuhan tidak akan dapat membuat makanannya sendiri.

Secara sederhana, reaksi fotosintesis yang melibatkan berbagai enzim dapat dituliskan adalah sebagai berikut :

Persamaan umum untuk fotosintesis ialah sebagai berikut :

2n CO2 + 2n DH2 + foton → 2 (CH 2 O) n + 2n DO
Elektron donor + karbon dioksida + Energi → karbohidrat + donor elektron teroksidasi cahaya

Dalam fotosintesis ini adalah donor air okesigen elektron dan, sebagai oksigen rilis hidrolisis, persamaan untuk proses ini juga adalah :

CO2 + H2O + 2n foton → 4N 2 (CH 2 O) n + 2n + 2n H2O O2
karbon dioksida + air + energi cahaya → karbohidrat + oksigen + air

Molekul air sering 2n dibatalkan pada kedua belah pihak, sehingga menjadi :

2n 2n CO2 + H2O + foton → 2 (CH 2 O) n + 2n O2
karbon dioksida + air + energi cahaya → karbohidrat + oksigen

Proses lainnya yang menggantikan senyawa lain (seperti arsenit) dengan air pada peran suplai-elektron; mikroba menggunakan sinar matahari untuk mengoksidasi arsenit menjadi arsenat. Persamaan untuk reaksi yaitu sebagai berikut :

CO2 + (AsO33-) + foton → (AsO43-) + CO
karbon dioksida + arsenit + cahaya energi → arsenat + karbon monoksida (digunakan untuk membuat senyawa lain dalam reaksi berikutnya).

---

Proses Fotosintesis Menurut Para Ahli

• Pada awal 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang dari Flandria (sekarang bagian dari Belgia), telah melakukan percobaan untuk mengetahui faktor-faktor apa saja yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu.
• Dari penelitiannya, Helmont dapat menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Namun, pada tahun 1727, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain yang berperan juga di samping air. Ia berpendapat bahwa beberapa tanaman pangan yang berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada waktu itu belum juga diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berbeda.
• Pada 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta Inggris, yang menemukan bahwa ketika ia menutupi Candle dengan botol terbalik, api akan mati sebelum lilin terbakar. Ia kemudian yang ditemukan saat ia meletakkan mouse di jar terbalik bersama lilin, tikus akan mati lemas. Dari percobaan, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin itu akan “merusak” udara dalam toples dan menyebabkan kematian tikus. Ia kemudian menunjukkan juga bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin dapat “dipulihkan” oleh tanaman. Ia juga menunjukkan bahwa tikus yang bisa bertahan dalam botol tertutup di dalamnya selama ada juga tanaman.
• Pada 1778, Jan Ingenhousz, Austria tabib istana, mengulangi suatu eksperimen Priestley. Ia menunjukkan bahwa efek sinar matahari pada tanaman itu yang dapat “mengembalikan” udara yang “rusak”. Ia juga menemukan bahwa tanaman juga ‘tercemar’ dalam gelap sehingga ia kemudian yang menyarankan bahwa tanaman dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah suatu kemungkinan meracuni penduduk.
• Akhirnya, pada tahun 1782, Jean Senebier, seorang imam Perancis, menunjukkan juga bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tak lama kemudian, Theodore de Saussure telah berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan “pemulihan” udara.
• Cornelis Van Niel telah menghasilkan penemuan-penemuan penting yang menjelaskan proses kimia fotosintesis. Dengan dapat mempelajari bakteri sulfur ungu dan bakteri hijau, dia menjadi ilmuwan pertama yang menunukkan bahwa fotosintesis merupakan suatu reaksi redoks yang bergantung pada cahaya, di mana hidrogen mengurangi karbondioksida.
• Robert Emerson menemukan dua reaksi cahaya oleh produktivitas tanaman pengujian yang menggunakan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Dengan hanya lampu merah saja, reaksi terang dapat ditekan. Bila lampu biru dan merah digabungkan, hasilnya akan menjadi lebih. Dengan demikian, ada dua protosistem, dimana yang menyerap juga hingga panjang gelombang 600 nm, yang lain hingga 700 nm.
• Robert Hill berpikir bahwa kompleks reaksi terdiri dari suatu perantara untuk kitokrom b6 (sekarang plastokinon), yang lain dari kitokrom f ke satu tahap dalam mekanisme penghasilan karbohidrat. Semua itu dihubungkan oleh suatu plastokinon, yang membutuhkan energi untuk mengurangi kitokrom f karena merupakan reduktor yang baik.

---

Fungsi Fotosintesis

Adapun fungsi tujuan dari tumbuhan yang melakukan fotosintesis diantaranya yakni :

1. Memproduksi Glukosa

Fungsi dari suatu fotosintesis yang pertama adalah untuk membuat zat makanan dalam bentuk glukosa, dimana glukosa ini nantinya akan dijadikan sebagai bahan bakar dasar untuk dapat diolah lagi menjadi zat makanan yang lain seperti protein dan juga lemak yang ada didalam tumbuhan.

Zat-zat olahan tersebut yang nantinya juga akan memberikan manfaat bagi manusia ataupun hewan untuk dikonsumsi.

2. Menghasilkan O2 dan Mengurangi CO2

Proses fotosintesis yang membutuhkan karbon dioksida ini ternyata dapat juga membantu mengurangi kadar karbon dioksida yang ada di lingkungan sekitar kita.

Dan seperti yang telah kita ketahui bahwa hasil dari suatu proses fotosintesis salah satunya adalah oksigen. Oksigen ini merupakan kebutuhan utama manusia, tanpa adanya oksigen atau udara yang bersih, maka manusia tidak akan bertahan hidup.

3. Menghasilkan Batubara

Fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan selama dia masih hidup ini ternyata dapat juga membuat sisa-sisa tumbuhan yang tertimbun di tanah selama bertahun-tahun ini menjadi batubara.

Hal ini juga merupakan sangat pentin dalam kehidupan saat ini, mengingat batubara memiliki fungsi dan manfaat yang beragam. Maka dari itu sebaiknya kita harus berusaha untuk melestarikan tumbuhan yang ada di lingkungan sekitar kita.

---

Proses Fotosintesis

Proses fotosintesis sebelum kita membahas bagaimana suatu proses fotosintesis, alangkah baiknya kalau kita mengetahui apa saja bahan utama dalam proses fotosintesis.

Adapun bahan utama yang digunakan dalam proses fotosintesis diantaranya yaitu :

• karbon dioksida (CO2)
• air
• klorofil
• cahaya matahari

Proses fotosintesis berawal dari suatu karbon dioksida yang diambil oleh mulut daun pada malam hari (umumnya), lalu dilanjutkan dengan mengambilan air dalam tanah dengan bisa menggunakan akar yang kemudian akan dibawa oleh sistem transportasi pada tumbuhan yang berupa jaringan xilem dan floem.

Jika cahaya matahari sudah ada, maka klorofil tumbuhan yang akan menyerapnya sebagai energi utama dalam pembuatan glukosa.

Dan seperti yang telah disinggung di pembahasan awal bahwa nantinya glukosa ini yang nantinya akan diolah lebih lanjut menjadi protein, lemak dan zat lainnya. Perlu diketahui bahwa suatu proses fotosintesis ini berlangsung sangat kompleks.

---

Reaksi Fotosintesis

Reaksi terang akan berlanjut reaksi gelap. Secara umum, kebanyakan suatu proses fotosintesis yang berlangsung dalam kloroplas membutuhkan cahaya matahari untuk membuat glukosa.

Akan tetapi ada satu lagi suatu proses fotosintesis yang tidak menggunakan cahaya. Sehingga reaksi fotosintesis itu sendiri terbagai atas reaksi terang dan reaksi gelap.

1. Reaksi Terang

Reaksi terang adalah suatu reaksi fotosintesis yang membutuhkan bantuan dari cahaya matahari, bisanya reaksi ini yang berlangsung di ruang terbuka yang terkena cahaya matahari secara langsung. Reaksi terang yang berlangsung dalam membran tilakoid yang terdapat pada ruang kloroplas.

Dalam reaksi ini, klorofil akan bertugas sebagai penyerap cahaya matahari yang dapat dimanfaatkan untuk mengubah molekul air menjadi oksigen dan hidrogen dalam bentuk ATP. Reaksi terang ini dapat disebut juga sebagai fotolis. Pada reaksi ini adalah cahaya matahari.

2. Reaksi Gelap

Jika pada reaksi terang yang sangat bergantung pada intensitas cahaya, maka pada reaksi gelap merupakan kebalikannya.

Pada reaksi gelap ini tidak akan bergantung pada cahaya matahari, akan tetapi reaksi gelap ini tidak akan terjadi apabila tumbuhan tersebut tidak akan menjalankan reaksit terang terlebih dahulu.

Jika pada reaksi terang juga berlangsung dalam membran tilakoid, maka pada reaksi gelap berlangsung di bagian stroma kloroplas.

Proses yang terjadi ini pada reaksi gelap sangatlah kompleks sama seperti reaksi terang dan adapaun tujuan utama dari reaksi gelap ini adalah untuk bisa mengolah karbon dioksida untuk dijadikan glukosa.

---

Faktor Pengaruh Proses Fotosintesis

Berhasil atau tidaknya suatu proses fotosintesis sangat bergantung pada unsur-unsur yang menjadi bahan dasar dalam proses tersebut, selain itu juga ada beberapa hal kondisi yang dapat mempengaruhinya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis diantaranya ialah :

1. Faktor Internal

Faktor internal yang dimaksudkan disini ialah suatu faktor yang berasal dari tanaman itu sendiri. Dimana, terdapat berbagai macam jenis tumbuh-tumbuhan yang telah hidup diberbagai macam keadaan, dari situlah reaksi dari fotosintesisnya akan berbeda-beda pula.

Selain itu, suatu faktor keturunan juga akan mempengaruhi proses fotosintesis dari tumbuhan tersebut. Contohnya disini adalah suatu jenis tumbuhan albino yang tidak dapat memproduksi klorofil, sehingga tidak dapat melakukan suatu proses fotosintesis.

Ada pula hal-hal lain yang juga mempengaruhi diantaranya :

• usia daun
• kelengkapan organ tumbuhan
• jumlah daun
• translokasi karbohidrat

2. Faktor Eksternal

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

• Ketersediaan Air – Air yang merupakan salah satu bahan utama dari suatu fotosintesis ini harus tersedia dalam tanah yang ditanami tumbuhan tersebut.
  Semakin banyak kandungan air dalam tanah, juga akan semakin baik pula hasil dari fotosintesis tersebut, begitu pula sebaliknya.
• Suhu – Fotosintesis merupakan suatu 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 suatu fotosintesis tidak akan menghasilkan hasil yang maksimal.
• Kandungan CO2 – Untuk dapat melakukan fotosintesis, tumbuhan juga harus menyerap CO2 paling sedikit 0,03 persen dari jumlah yang ada. Akan tetapi, semakin banyak CO2 yang diserap juga maka semakin baik pula reaksi yang ditunjukkan dan juga hasil yang diperoleh.
• Kandungan O2 – Selain memerlukan CO2, suatu proses fotosintesis juga memerlukan O2 untuk digunakan sebagai energi oleh tumbuhan tersebut. Apabila kandungan O2 ada di sekitar tempat fotosintesis rendah, maka hasilnya tidak akan maksimal, hal ini juga dikarenakan O2 yang sedikit dapat menghambat sistem respirasi pada tumbuhan.

---

Jenis – Jenis Fotosintesis

1. Fotosintesis pada tumbuhan

Tumbuhan yang bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari suatu senyawa anorganik.

Tumbuhan yang menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi ini untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis.

2. Fotosintesis pada alga dan bakteri

Alga ini terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga ini tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama.

Hanya saja karena alga yang memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi. Semua alga akan menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof. Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada suatu materi yang dihasilkan oleh organisme lain.

Ada sejumlah bakteri yang dapat melakukan fotosintesis contohnya Rhodobacter sphaeroides. Bakteri berfotosintesis akan menggunakan klorosom.

Klorosom adalah suatu struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung suatu pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang dapat melakukan fotosintesis.

Semoga pengertian fotosintesis ini dapat menambah wawasan Anda dan bermanfaat untuk Anda. Sekian dan Terima Kasih.

Sumber