Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis ialah proses pembuatan makanan yang dilakukan oleh tumbuhan yang menggunakan air (H2O), karbondioksida (CO2) dengan membutuhkan bantuan energi cahaya matahari sehingga menghasilkan dapat zat makanan dan juga Oksigen (O2). Atau definisi Fotosintesis yang lainnya yaitu suatu proses meengolah / pembentukan bahan organik seperti karbohidrat yang berasal dari air dan juga karbondioksida dengaan bantuan energi cahaya matahari.
Proses fotosintesis dapat dilakukan oleh tumbuhan hijau, alga dan juga bakteri yang mempunyai klorofil (zat hijau daun) pada siang hari. Kenaapa terjadi pada siang hari? karena guna melakukan proses fotosintesis tumbuhaan membutuhkan eneergi cahaya matahari. Tumbuhan dapat menyerap energi cahaya matahari karena memiliki pigmen yang disebut klorofil, pigmen inilah yang memberikan warna hiijau di daun tumbuhan. Klorofil ada dalam organel yang disebut juga dengan kloroplas. Umumnya energi dari fotosintesis dihasilkan paada daun akan tetapi bisa juga terjadi pada organ atau bagian tumbuhan lainnya yang mempunyai zat hijau.
Fotosintesis yaitu peristiwa pembentukan makanan dengan bantuan sinar matahari, yaitu proses sintesis karbohidrat dari bahan-bahan organik (CO2 dan H2O) pada tumbuhan berpigmen dengan bantuan cahaya matahari dengan persamaan reaksi kimia
Berdasarkan reaksi fotosintesis di atas, CO2 dan H20 merupakan substrat dalam reaksi fotosintesis dan dengan bantuan cahaya matahari dan pigmen fotosintesis (berupa klorofil dan pigemen-pigmen lainnya) akanmenghasilkan karbohidrat dan melepaskan oksigen.Cahaya matahari meliputi semua warna dari spektrum tampak dan merah hingga ungu, tetapi tidak semua panjang gelombang dan spektrum tampak diserap (diabsorpsi) oleh pigmen fotosintesis.Atom O pada karbohidrat berasal dari CO2 dan atom H pada karbohidrat berasal dari H20 .Energi cahaya diubah menjadi energi kimia oleh pigmen fotosintesis yang terdapat pada membran interna atau tilakoid.Pigmenfotosintesis yang utama ialah klorofil dankarotenoid.Klorofil a dan b menunjukkanabsorpsi yang sangat kuat untuk panjanggelombang biru dan ungu, jingga dan merah (lembayung) dan menunjukkan absorpsi yang sangat kurang untuk panjang gelombanghijau dan kuning hijau (500-600 nm ) .Proses ini membutuhkan bahan makanan berupa air, karbon dioksida, oksigen dan berbagai zat mineral. Hasil dan fotosintesis akan diedarkan keseluruh bagian tumbuhan melalui pembuluh tapis. Zat-zat mineral yang dibutuhkan oleh tumbuhan dalam fotosintesis ini ada 14 unsur, yaitu nitrogen,fosfor,belerang,potasium,kalsium,sedikit unsur besi, magnesium, tembaga, boron, klor, seng,kobalt, mangan, dan molibdenum.
Jika salah satu dan unsur tersebut tidak terpenuhi, tumbuhan tidak dapat tumbuh secara normal.Dari penstiwa fotosintesis dihasilkan makanan berupa karbohidrat sebagai hasil utama dan oksigen sebagai hasil sampingnya.
Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam mengggunakan zat karbon dan udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena proses pengubahan itu memerlukan energi cahaya, maka asimilasi zat karbon disebut fotosintesis. Atau secara lengkap pengertian fotosintesis atau asimilasi karbon ialah proses pengubahan zat – zat anorganik H20 dan C02 oleh klorofil menjadi zat organic karbohidrat dengan bantuan cahaya.
Klorplas sebagai bahan dasar fotosintesis memiliki energi dan sinar matahari disimpanlalu diubah menjadi molekul dan glukosa. Didalam mitokondria energi yang telah diubah menjadi glukosa dibongkar kembali
untuk digunakan bagi keperluan proses – proses dalam sel.Kioroplas dibungkus oleh dua lapisan (membran), lapisan dalam berupa suatu membran yang kompleks, pada membrane ini terdapat beberapa lapisan kantung yang rata , disebut grana.Zat wama klorofil dan molekul – molekul yang membantu penangkapan sinar matahari berada sisalam grana.didalam seluruh grana terdapat larutan protein yang disebut stroma.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Hormon Tumbuhan Beserta Macam dan Fungsinya
Sejarah Fotosintesis
Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Namun, pada tahun 1727, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan.
Pada tahun 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta berkebangsaan Inggris, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah “merusak” udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.
Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat “memulihkan” udara yang “rusak”. Ia juga menemukan bahwa tumbuhan juga ‘mengotori udara’ pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya. Akhirnya di tahun 1782, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan “pemulihan” udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Jenis-Jenis Monera(Bakteri) dan Jeins-Jenis,Pengertian Ganggang Biru (Cyanobacteria)
Tempat Terjadinya Proses fotosintesis
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil.Pigmen inilah yang memberi wama hijau pada tumbuhan.Klorofil terdapat dalamorganel yang disebut kioroplas.klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter persegìnya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil.dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.
Fotosintesis Pada Alga dan Bakteri
Alga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama. Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi.Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof. Hanya sebagian kecil sala yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Klasifikasi Mahluk Hidup 5 Kingdom
Waktu Terjadinya Proses Fotosintesis
Proses fotosintesis yang terjadi di kloroplas melalui dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
Reaksi terang
Terjadi bila terdapat sinar, misalkan sinar matahari.Selama tahap ini klorofil didalam membran gana menyerap sinar merah dan nila yang bergelombang panjang pada spectrum sinar.Energi yang ditangkap oleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air.Pemecahan ini disebut fotolisis.Fotolisis mengakibatkan molekul air pecah menjadi hydrogen dan oksigen. Reaksi fotolisis dapat ditulis dengan persamaan:
H2 yang terlepas ditampung oleh koenzim NADP.Dalam hal ini, NADP bertindaksebagai akseptor H2, bentuknya berubah menjadi NADPH2 dan O2tetap dalam keadaanbebas.
NADP (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat) merupakan koenzim yang penting peranannya dalam kegiatan oksidasi reduksi dan banyak terdapat dalam sel hidup.Selama proses tersebut dihasilkan ATP.
Reaksi Gelap
Blackman (1905) adalah seorang ahli membuktikan bahwa reduksi dari CO2 ke CHO berlangsung tanpa sinar. Sehingga reaksi gelap disebut pula sebagai reaksi blackman atau reduksi CO. Bila reaksi terang (Hill) dan reaksi gelap (blackman) digabung maka reaksinya sebagai berikut:
- Hill:
2 H20 ——> 2 NADPH2 + O2 - Balckman:
CO2 + 2 NADPH2 + O2——>NADP + H2 + CO + O + H2 +O2 - Penggabungan:
2 H2O + CO——>CH2O + H2O +O2
Bila baris terakhir ini dikalikan 6 , maka kita akan memeroleh:
12H20+6C02(CH2O)6+6H2+602’
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian dan Bagian Sel beserta Menurut Para Ahli
Faktor yang mempengaruhi fotosintesis
Proses fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor yang dapatmemengaruhi secara langsung seperti kondisi lingkungan maupun faktor yang tidak memengaruhi secara langsung seperti terganggunya beberapa fungsi organ yang penting bagi proses fotosintesis.Proses fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan meliputi kehadiran cahaya matahari, suhu lingkungan, konsentrasi karbondioksida (CO2). Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.Faktor pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya faktor-faktor pembatas tersebut sangat memengaruhi laju fotosintesis yaitu dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis. Selain itu, faktor-faktor seperh translokasi karbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi memengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak Iangsung ikut memengaruhi laju fotosintesis.
Adapun faktor-faktor yang bisa mempengaaruhi proses fotosintesis, diantaranya adalah seperti di bawah ini:
- Ketersediaan air
Kekurangan kadar air dapat menyebabkan daun layu dan stomata pada daun menutup, sehingga akan menyebaabkan penyerapan karbondioksida berkurang. - Konsentrasi karbondioksida
Konsentrasi karbondioksida-pun bisa mempengaruhi proses fotosintesis, karena semakin tinggi Konsentrasi karbondioksida maka akan semaakin meningkatkan laju dari fotosintesis. - Intensitas cahaya matahari
Intensitas cahaya matahari bisa berpengaruh pada proses fotosintesis, karena energi cahaya matahari saangat dibutuhkan oleh tumbuhan dalam melakukan proses ini. Karena semakin tiinggi intensistas cahaya matahari maka akan semakin banyak energi yang dibentuk sehingga bisa mempercepat proses fotosintesis. Tapi apabila intensitas cahaya terlalu tinggi dapat menyebabkan rusaknya klorofil pada tumbuhan. - Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya. - Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis. - Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim. - Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis. - Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai ienuh, laju fotosintesis akan berkurang. - Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa.Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Spermatophyta (Tumbuhan Berbiji)
Fungsi atau Manfaat Fotosintesis
Fungsi utama dari fotosintesis adalah untuk menproduksi zat makanan yang berupa gulkosa / gula. Karena gulkosa menjadi bahan yang paling utama dalam pembuatan zat makanan lainnya seperti lemak dan protein pada tumbuuhan. Zat tersebut nantinya akan menjadi makanan untuk manusia dan juga hewan.
Fungsi lain dari fotosintesis adalah bisa membersihkan udara dari pencemaran dengan cara mengurangi kadar karbondioksidan di udara kaarena karbondioksida merupakan bahan yang dibutuhkan oleh tumbuhan hijau untuk melakukan forosintesis. Dan sebagai hasilnya selain zat makanan akan dihasilkan juga Oksigen yang sangat diperlukan guna kelangsungan hidup manusia dan hewan di muka bumi. Kemampuan tumbuhan untuk meelakukan fotosintesis selama hidupnya membuat sisa-sisa tumbuhan yang hidup di masa lampau tertimbun oleh tanah selama berjuta-juta tahun dan akan menjadi batubara yang bisa digunakan oleh manusia sebagai sumber enegri.
- Fungsi utama fotosintesis adalah untuk memproduksi glukosa sebagai sumber energi utama bagi tumbuhan, dengan adanya glukosa ini akan terbentuk sumber energi lemak dan protein pula. Nah zat-zat ini akan menjadi sumber makanan bagi manusia dan hewan, oleh karena itu proses fotosintesis ini sangat penting dalam kehidupan kita.
- Prose Fotosintesis dapat membersihkan udara. Udara dibersihkan dengan diserapnya karbondioksida dan dihasilkannya oksigen. Sehingga sering kita dengar penanaman pohon untuk membersihkan lingkungan, karena ada proses fotosintesis inilah pohon bisa berguna untuk membersihkan udara kita.
- Kemampuan fotosintesis tumbuhan pada masa hidupnya akan membuat sisa sisa tumbuhan tersebut tertimbun di dalam tanah. Timbunan dari tumbuhan dalam waktu yang lama akan membuatnya menjadi batu bara yang merupakan bahan baku dan sumber energi pada kehidupan modern.
Daftar Pustaka
- Pattyekon, A.Haris. 2011. Fotosintesis. Makalah Fotosintesis, Ambon
- Song, Nio Ai. “Evolusi Fotosintesis Pada Tumbuhan”. J IlmiahSains. 2012 April ;12(1):28-29
