Pengertian Fotosintesis dan Prosesnya pada Tumbuhan

Pengertian Fotosintesis 

Fotosintesis adalah proses biokimia yang terjadi pada tumbuhan hijau dan beberapa jenis alga dan bakteri, di mana tumbuhan mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen dengan bantuan cahaya matahari. 

Kata fotosintesis berasal dari bahasa Yunani, yaitu foto yang berarti cahaya dan synthesis yang berarti penggabungan. 

Bagaimana proses fotosintesis terjadi? 

Ada empat hal penting yang dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Pertama air atau H2O, lalu karbondioksida atau CO2, klorofil, dan terakhir cahaya matahari. Air didapatkan tumbuhan dari dalam tanah yang diserap oleh akar dialirkan ke seluruh bagian tumbuhan termasuk daun.

Kemudian karbondioksida didapatkan dari udara yang masuk melalui stomata. Stomata ini letaknya di bagian bawah daun. Proses fotosintesis terjadi ketika klorofil di daun menangkap cahaya matahari dan menggunakannya untuk mengubah air dan karbondioksida menjadi gula dan oksigen.

Proses Fotosintesis

Baca Juga : Pengertian dan Jenis-Jenisnya dalam Pembelajaran Sains

Dalam prosesnya, perubahan kimiawi ini kemudian sangat membutuhkan 4 hal ini, yaitu diantaranya air, karbondioksida, klorofil, dan sinar matahari. Berikut dibawah ini proses terjadinya fotosintesis yang perlu kamu ketahui:

• Tumbuhan akan memperoleh air dari dalam tanah yang kemudian diserap oleh akar, dan dari akar ini disalurkan dengan menggunakan sistem transportasi yaitu jaringan xilem serta jaringan floem yang kemudian disebarkan ke seluruh organ tubuh tumbuhan termasuk daun.
• Karbondioksida akan diperoleh dari udara yang kemudian masuk melalui stomata. Letak stomata ini terdapat di bagian bawah daun.
• Lalu, fotosintesis terjadi pada area daun. Proses fotosintesis ini juga akan terjadi ketika klorofil pada daun sudah menangkap sinar matahari, yang kemudian sinar tersebut akan digunakan untuk mengubah air serta karbondioksida menjadi gula dan oksigen.
• Gula yang dihasilkan dari fotosintesis bisa langsung dimanfaatkan oleh tumbuhan, atau dapat disimpan dalam organ lain pada tanaman, contohnya pada buah.
• Selain gula, oksigen yang dihasilkan nantinya akan keluar melalui stomata lalu ke udara. Oksigen ini jugalah yang digunakan manusia dan hewan untuk bernafas.
• Melalui reaksi polimerisasi, glukosa ataupun gula yang dihasilkan melalui proses ini akan disusun menjadi suatu zat pati atau amilum. Zat patinya ini kemudian akan disimpan di dalam akar tumbuhan

Proses fotosintesis terjadi dalam dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap:

Reaksi terang

Terjadi di grana kloroplas dan membutuhkan cahaya matahari. Dalam reaksi ini, grana menyerap energi cahaya merah dari matahari untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Reaksi terang atau reaksi hill ini sangat bergantung pada cahaya. Energi yang ditangkap oleh klorofil, digunakan agar dapat memecahkan molekul air. Pemecahan molekul air tersebut disebut dengan fotolesis.

Jenis pigmen klorofil yang berbeda-beda, hanya dapat menyerap panjang gelombang dengan besar foton (energi cahaya) yang berbeda pula. Reaksi terang berlangsung di dalam grana.

Grana adalah tumpukan tilakoid. Energi cahaya dalam grana, akan memacu pelepasan elektron dari fotosistem di dalam membran tilakoid. Didalam sel-sel daun terdapat tilakoid, dan protein serta molekul lainnya, yang akan membentuk fotosistem.

Fotosistem merupakan wadah dari ratusan molekul pigmen fotosintesis. Terdapat dua jenis fotosistem yang bekerjasama, yaitu fotosisten I dan fotosistem II, yang kemudian menghasilkan ATP dan NADPH2 sebagai produk utama dalam reaksi terang. dalam reaksi terang, terdapat dua kemungkinan aliran elektron, yakni jalur non-siklik dan aliran siklik. Aliran non siklik merupakan jalur utama dengan elektron mengalir dari molekul air, kemudian melalui fotosistem II dan fotosistem I.

Reaksi gelap

Terjadi di stroma dan tidak membutuhkan cahaya. Dalam reaksi ini, terjadi pengangkutan karbon dioksida untuk membentuk glukosa dengan energi yang dihasilkan reaksi terang

Reaksi gelap atau reaksi calvin juga biasa disebut dengan istilah siklus Calvin-Benson. Disebut gelap, karena reaksi ini tidak bergantung dengan cahaya matahari.

Reaksi gelap adalah proses ATP dan NADPH yang dibuah CO2 menjadi gula. Reaksi gelap terjadi pada stroma. Di stroma terjadi fiksasi, reduksi, dan regenerasi.

Fasenya terdiri dari: pengikatan (fiksasi) CO2 - Reduksi - Pembentukan RuBP (Ribulosa Bifosfat) .

Reaksi gelap terbagi melalui beberapa tahapan, yaitu:

• Karbondioksida diikat oleh RuBp menjadi fosfogliserat (PGA).
• PGA direduksi menjadi PGAL (fosfogliseraldehida)
• PGAL akan diregenerasi menjadi glukosa dan RuBp

Syarat-Syarat Terjadinya Fotosintesis

Tempat terjadinya fotosintesis ialah pada bagian daun. Lalu, supaya tumbuhan bisa lebih cepat dalam menghasilkan karbohidrat pada proses fotosintesis, maka terdapat sejumlah syarat yang kemudian harus dipenuhi seperti diantaranya berikut ini:

1. Daun ini terdiri atas sel-sel yang tersusun teratur sehingga kemudian cahaya matahari dapat diterima secara efisien.
2. Sel-sel yang tersusun teratur ini harus mengandung kloroplas di dalamnya.
3. Di antara sel-sel yang tersusun secara teratur tersebut, terdapat ruang antar sel sehingga kemudian udara dan luar dapat masuk dengan melalui ruang antar sel tersebut.
4. Sel-sel yang tersusun rapat ini harus dilindungi oleh jaringan epidermis agar kemudian tidak tercerai berai.

Faktor yang Memengaruhi Fotosintesis

Cahaya

Cahaya sebagai suatu komponen utama agar fotosintesis yang dapat berlangsung dengan tepat:

Intensitas Cahaya

Pada Setiap tanaman memiliki kebutuhan cahayanya berbeda-beda. Tanaman jenis C3 (yaitu kacang-kacangan, kapas, kedelai, kentang serta gandum) toleransi akan cahayanya sangat rendah, sehingga ketika mereka terpapar intensitas cahaya tinggi, tidak akan meningkatkan intensitas fotosintesisnya. Sementara pada jenis tanaman C4 (tebu, jagung, dan sorgum) toleransi pada cahayanya sangat tinggi. Pada intensitas cahaya yang tinggi kemudian akan membantu meningkatkan intensitas fotosintesis.

Panjang Gelombang Cahaya

Setiap spektrum warna kemudian mempunyai panjang gelombang berbeda-beda. Namun klorofil dapat menyerap warna merah dan biru dengan lebih banyak, karena panjang gelombang cahayanya sangat efektif.

Suhu

Semua tumbuhan akan membutuhkan suhu yang berbeda-beda. Untuk tanaman C3, suhu optimal yang kemudian dibutuhkan sekitar 20-26℃. Sementara untuk tanaman C4 suhu optimal yang dibutuhkan untuk berfotosintesis sekitar 35-40℃. Ketika tanaman sudah dewasa, maka semua jaringan pada tumbuhan atau tanaman kemudian akan terbentuk dengan semakin sempurna, sehingga dapat membantu untuk meningkatkan efektifitas serta laju proses fotosintesis.

Konsentrasi Karbon Dioksida (CO2) dan Oksigen (O2)

Karbon dioksida akan sangat mempengaruhi suatu fotosintesis. Semakin tinggi konsentrasi karbon dioksida di udara, maka laju fotosintesis akan semakin meningkat. Berbeda jauh dengan karbon dioksida, dengan semakin banyak konsentrasi O2, maka akan membuat intensitas fotosintesis menjadi semakin menurun.

Air dan Kandungan Hara

Proses fotosintesis kemudian akan terganggu jika suatu tumbuhan kekurangan air. Begitu juga dengan air yang melimpah, hal ini juga akan mengganggu proses fotosintesis. Klorofil juga sangat membutuhkan unsur Mg (magnesium) serta N (nitrogen). Saat kekurangan kedua unsur ini akan membuat laju fotosintesis menjadi semakin menurun.

Manfaat Fotosintesis

Manfaat proses fotosintesis serta proses kimiawi yang terjadi di organisme autotrof tak hanya bermanfaat pada tumbuhan, namun juga bermanfaat bagi seluruh makhluk hidup. Adapun beberapa manfaat fotosintesis yang perlu kamu, antara lain:

Menghasilkan Oksigen untuk Makhluk Hidup

Dalam proses fotosintesis, tanaman juga akan membantu mengeluarkan produk sampingan yaitu diantaranya oksigen. Oksigen ini sendiri sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup untuk bernapas. Selain itu, pada saat perubahan kimiawi ini terjadi tumbuhan kemudian akan menyerap karbon dioksida yang berasal dari polusi. Ketika karbon dioksida diserap, maka udara yang ada di sekitar tumbuhan kemudian akan terasa semakin bersih dan segar.

Membentuk Buah dan Umbi pada Tumbuhan

Buah serta umbi merupakan cadangan makanan hasil dari proses kimiawi ini. Buah serta umbi juga dapat dimanfaatkan oleh manusia serta hewan sebagai sumber makanan. Buah dan umbi ini mengandung vitamin serta senyawa yang bermanfaat bagi tubuh manusia.

Menghasilkan Glukosa

Selain oksigen dan buah, terdapat juga glukosa. Glukosa pada tumbuhan ini kemudian digunakan sebagai bahan bakar dalam membangun zat makanan lainnya, seperti pada lemak atau protein. Kedua zat ini dibutuhkan pada hewan dan manusia terutama protein juga sangat baik bagi tubuh. Hal ini karena protein dapat memperbaiki sel serta membantu meningkatkan kekebalan tubuh manusia.

Melembapkan Udara di Lingkungan Sekitar

Kelembapan udara 10% alami berasal dari tanaman. Kelembapan yang meningkat ini kemudian akan memberikan efek kepada manusia, yaitu efek menenangkan, mengatasi lelah, serta membuat tidur jadi lebih nyenyak.

Menghasilkan Bahan Makanan

Fungsi utama dari suatu proses fotosintesis, adalah kemampuannya dalam menghasilkan makanan. Misalnya,buah, umbi-umbian dan glukosa. Kandungan zat makanan di tumbuhan ini sendiri sangat bermanfaat untuk dikonsumsi oleh manusia serta hewan. Oleh sebab itu, kemampuan tumbuhan dalam merubah energi sinar matahari menjadi energi kimia (zat makanan) kemudian selalu menjadi mata pada suatu rantai makanan.

Tweet