Fotosintesis merupakan serangkaian proses yang terjadi pada tumbuhan yang sangat berguna buat kehidupan manusia. Pernah berandai-andai ga dunia tanpa tumbuhan? Pastinya kita gak bisa hidup karena oksigen dan makanan dihasilkan oleh tumbuhan.
Tumbuhan menyediakan oksigen dan makanan melalui serangkaian proses yang disebut dengan fotosintesis. Buat memahami proses fotosintesis yang erat hubungannya sama metabolisme ini, kamu bisa banget baca materi enzim dan katabolisme ya!
Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis merupakan serangkaian proses metabolisme yang termasuk contoh dari anabolisme. Anabolisme adalah proses pembentukan atau penyusunan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks dengan bantuan energi. Berdasarkan sumber energinya, anabolisme dibedakan menjadi fotosintesis dan kemosintesis.
Fotosintesis terjadi di bagian daun karena terdapat organel kloroplas yang mengandung klorofil. Klorofil dapat menyerap energi spektrum cahaya matahari. Kloroplas terdapat pada mesofil dan juga pada bagian lain seperti batang dan ranting yang berwarna hijau.
Struktur Kloroplas
Struktur kloroplas
- stroma adalah ruangan kosong di dalam kloroplas yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya reaksi gelap fotosintesis;
- tilakoid adalah sistem membran dalam kloroplas dan berfungsi sebagai tempat terjadinya reaksi terang;
- grana adalah kumpulan tilakoid dalam kloroplas, yaitu satu tumpuk tilakoid yang berfungsi menangkap energi cahaya matahari.
Tahapan Fotosintesis
A. Reaksi Terang
Reaksi Terang atau dikenal sebagai siklus hill merupakan reaksi fotosintesis yang bergantung pada cahaya matahari. Siklus hill terjadi di tilakoid, dimana klorofil dan pigmen lainnya bersatu dan membentuk fotosistem.
Reaksi terang terdiri dari 2 tahapan
1 Fotofosforilasi Siklik
Terjadi hanya pada fotosistem I (P700). Cahaya matahari yang mengenai fotosistem akan menyebabkan elektron teraktivasi dan berpindah ke akseptor elektron feredoksin kemudian ke kompleks sitokrom hingga elektron mengalir kembali ke pusat reaksi. Fotofosforilasi siklik hanya melibatkan fotosistem I dan menghasilkan ATP.
2 Fotofosforilasi Non Siklik
Pada fotofosforilasi non siklik, fotosintesis melibatkan fotosistem I (P700) dan II (P680). Ketika cahaya matahari mengenai fotosistem II maka elektron akan tereksitasi sehingga berpindah ke akseptor primer dan diteruskan ke akseptor elektron lainnya secara berantai dari plastokuinon ke kompleks sitokrom lalu ke kompleks plastosianin hingga akhirnya ke fotosistem I.
B. Reaksi Gelap
Reaksi Gelap atau siklus Calvin merupakan reaksi fotosintesis yang tidak bergantung pada cahaya dan terjadi pada stroma kloroplas. Sumber energinya berupa ATP dan NADPH didapat dari reaksi terang yang nantinya digunakan untuk membentuk glukosa dari CO2.
Siklus Calvin berlangsung dalam tiga tahap
- fiksasi karbon, yaitu penggabungan bentuk anorganik CO2 kedalam molekul organik 3-fosfogliserat (3-PGA);
- tahap reduksi, merupakan proses pengubahan 3-fosfogliserat (3-PGA) menjadi gula sederhana gliseraldehida-3 fosfat (G3P) menggunakan energi dari reaksi terang yaitu ATP dan NADPH;
- tahap regenerasi ribulosa-1,5-bifosfat (RuBP). Hanya satu molekul 3-fosfogliserat yang dibuang keluar untuk sintesis molekul organik, sisanya akan diregenerasi kembali menjadi RuBP untuk mengulang siklus Calvin. CO2 diubah menjadi karbohidrat dengan menggunakan ATP hasil dari reaksi terang.
Dengan demikian, dapat kita lihat perbedaan reaksi terang dan reaksi gelap pada tabel berikut ini:
| Perbedaan | Reaksi Terang | Reaksi Gelap |
| Tempat berlangsung | Grana | Stroma |
| Sumber energi | Cahaya matahari | ATP dan NADPH2 hasil dari reaksi terang |
| Proses yang terjadi | Reaksi fotolisis, yaitu pemecahan molekul air (H2O) menjadi ion hidrogen (H+) dan O2 menggunakan energi cahaya | Reaksi fiksasi yaitu pengikatan karbondioksida (CO2), dan mengkombinasikannya dengan ion hidrogen (H+) sehingga membentuk glukosa |
| Hasilnya | O2, ATP, dan NADPH2 | Glukosa (C6H12O6) |
Faktor yang Memengaruhi Fotosintesis
Fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor
- cahaya matahari. Hanya sekitar dua persen cahaya matahari yang bisa digunakan untuk fotosintesis. Sisanya akan dipantulkan atau diserap sebagai panas. Jumlah energi cahaya yang diserap klorofil dipengaruhi intensitas penyinaran, panjang gelombang cahaya, dan lamanya penyinaran. Spektrum cahaya yang paling banyak diserap klorofil adalah spektrum merah dan biru ungu (nila);
- klorofil, yaitu klorofil a berwarna hijau tua dan klorofil b berwarna hijau muda;
- karbon dioksida. Makin banyak karbon dioksida yang diserap tumbuhan dari udara bebas, kian cepat proses fotosintesisnya;
- air, diserap akar dari tanah kemudian diangkut oleh xilem menuju daun. Air berfungsi sebagai penyumbang atom hidrogen dan mengatur terbuka atau tertutupnya stomata. Jika air cukup, stomata akan terus membuka. Jika kekurangan air, stomata akan menutup;
- suhu. Jika suhu tidak sesuai, fotosintesis tidak dapat berlangsung karena fotosintesis dibantu oleh enzim yang akan bekerja di suhu yang sesuai.
Hasil utama fotosintesis adalah glukosa yang dimanfaatkan tumbuhan sebagai sumber energi untuk pertumbuhan dan perkembangannya. Sisa glukosa diubah menjadi amilum dan disimpan di akar, batang, buah, serta biji sebagai cadangan makanan. Hasil sampingan fotosintesis adalah oksigen yang digunakan makhluk hidup bernapas.
Nah sobat RBD, gimana udah lebih paham belum sama materi fotosintesis? Selain bisa eksplore berbagai artikel Biologi di sini, kamu juga bisa belajar bareng Guru Hebat cuman di Rumah Belajar Digital!
Referensi:
Kistinnah, Idun dan Endang Sri Lestari. (2010). BIOLOGI. Bandung: Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional.
Safitri, Ririn. (2016). BIOLOGI. Surakarta: Mediatama.