Fotosintesis: Pengertian, Faktor Penentu, Proses, Manfaat, dan Perbedaannya dengan Kemosintesis

Table of Contents

Fotosintesis

Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis dalam Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) adalah pemanfaatan energi cahaya matahari (cahaya matahari buatan) oleh tumbuhan berhijau daun atau bakteri untuk mengubah karbondioksida dan air menjadi karbohidrat. Fotosintesis merupakan proses biokimia pembentukan karbohidrat dari bahan anorganik yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun, yaitu klorofil.

Selain yang mengandung zat hijau daun, ada juga makhluk hidup yang berfotosintesis yaitu alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Demikian, hampir semua makhluk hidup bergantung pada energi yang dihasilkan dalam proses fotosintesis.

Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Proses fotosintesis sangat penting bagi ekosistem. Sebab tumbuhan adalah sumber makanan utama dalam rantai makanan. Proses fotosintesis juga akan menghasilkan oksigen yang dibutuhkan oleh makhluk hidup, terutama manusia dan hewan untuk bernapas dan bertahan hidup.

Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Faktor Terjadinya Proses Fotosintesis

Proses fotosintesis tidak bisa terjadi jika tumbuhan hijau tidak memiliki empat faktor penting berikut di antaranya,
1. Klorofil
Supaya proses fotosintesis berjalan sempurna dan tumbuhan dapat menghasilkan makanan secara mandiri, tumbuhan harus memiliki zat hijau daun atau klorofil. Klorofil merupakan zat penghijau tumbuhan yang paling diperlukan dalam proses fotosintesis.

Apabila tumbuhan tidak memiliki klorofil, maka bisa dipastikan tumbuhan tersebut tidak mempunyai kemampuan untuk menghasilkan makanan sendiri. Namun, biasanya tumbuhan jenis ini akan menghasilkan makanan dengan cara lain, seperti hidup sebagai parasit dengan tumbuhan lainnya.

2. Cahaya matahari
Paparan sinar matahari merupakan faktor yang tak kalah penting selain klorofil dalam proses fotosintesis. Bisa dikatakan, tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis apabila tidak ada cahaya matahari. Itulah sebabnya, fotosintesis selalu terjadi pada siang hari atau saat matahari tengah bersinar.

Semakin tinggi intensitas cahaya matahari, maka semakin cepat mekanisme fotosintesis terjadi. Dengan demikian, semakin banyak pula zat makanan yang dihasilkan oleh tumbuhan tersebut.

3. Air atau H2O
Air adalah komponen yang sangat dibutuhkan tanaman untuk melakukan proses fotosintesis. Tumbuhan akan mencukupi kebutuhan airnya melalui penyerapan oleh akar. Sedangkan jika tumbuhan mengalami kekeringan, maka jaringan stomata pada daun akan menutup sehingga membuat proses fotosintesis tidak berjalan sebagaimana mestinya.

4. Karbondioksida atau CO2
Komposisi fotosintesis bisa dikatakan lengkap apabila kebutuhan karbon dioksida terpenuhi. Karbondioksida yang digunakan merupakan hasil dari respirasi manusia dan hewan. Oleh sebab itu, semakin banyak kandungan karbondioksida yang terserap oleh jaringan stomata tanaman, maka semakin sering pula tumbuhan tersebut melakukan proses fotosintesis.

Proses Fotosintesis

Proses Fotosintesis

Berikut proses terjadinya fotosintesis di antaranya,
1. 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.
2. Karbondioksida akan diperoleh dari udara yang kemudian masuk melalui stomata. Letak stomata ini terdapat di bagian bawah daun.
3. 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.
4. Gula yang dihasilkan dari fotosintesis bisa langsung dimanfaatkan oleh tumbuhan, atau dapat disimpan dalam organ lain pada tanaman, contohnya pada buah.
5. Selain gula, oksigen yang dihasilkan nantinya akan keluar melalui stomata lalu ke udara. Oksigen ini jugalah yang digunakan manusia dan hewan untuk bernafas.
6. 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

Rangkaian Terjadinya Fotosintesis

Tumbuhan hijau memperoleh makanan dengan cara memproduksinya sendiri. Proses inilah yang kemudian dinamakan dengan fotosintesis. Tumbuhan hijau juga sebagai produsen yang kemudian dapat mengubah zat-zat anorganik menjadi organik. Mengingat hanya tumbuhan hijau saja yang dapat melakukan fotosintesis, maka hewan dan manusia kemudian memerlukan tumbuhan ini untuk dijadikan sebagai bahan makanan sendiri.

Fotosintesis hanya dapat terjadi pada suatu organisme yang memiliki klorofil. Klorofil sebagai suatu pigmen tumbuhan yang terdapat pada kloroplas. Pewarna hijau alami ini kemudian berfungsi menyerap energi dari sinar matahari. Manusia juga dapat merasakan manfaat klorofil bagi kesehatan dengan cara mengonsumsi berbagai sayuran berdaun hijau, misalnya saja pada bayam atau rumput gandum (wheatgrass).

Proses fotosintesis ini kemudian terdiri dari dua rangkaian yang dibagi kepada kebutuhan cahaya serta tempat terjadinya. Berikut penjelasan tentang rangkaian proses fotosintesis pada tumbuhan serta organisme yang memiliki pigmen hijau alami di antaranya,
1. Reaksi Terang
Dalam reaksi terang terdapat reaksi hill yang kemudian sangat membutuhkan cahaya dalam proses pembuatan gula serta oksigen. Energi cahaya yang ditangkap oleh klorofil berfungsi sebagai pemecah molekul air. Pemecahan molekul air ini disebut juga sebagai fotolisis.

Sementara itu, pada jenis pigmen klorofil yang berbeda, hanya dapat menyerap panjang gelombang dengan besaran foton (energi cahaya) yang kemudian berbeda pula. Grana merupakan tempat berlangsungnya reaksi terang. Grana ini berupa tumpukan tilakoid. Energi cahaya dalam grana kemudian akan membantu untuk mempercepat pelepasan elektron dari fotosistem yang berada di dalam membran tilakoid.

Tilakoid, protein, serta molekul lainnya yang berada di dalam sel-sel daun yang kemudian akan membentuk fotosistem. Fotosistem merupakan tempat dari ratusan molekul pigmen fotosintesis. Fotosistem ini terbagi menjadi dua, yaitu fotosistem 1 dan fotosistem II. Kemudian, keduanya akan bekerja sama untuk menghasilkan ATP serta NADPH2 sebagai produk utama dari reaksi terang.

2. Reaksi Gelap
Reaksi gelap memiliki istilah yaitu siklus Calvin-Benson. Dalam reaksi gelap ataupun pada reaksi calvin tidak membutuhkan cahaya matahari dalam proses menghasilkan gula serta oksigen. Fenomena reaksi gelap in kemudian terjadi setelah reaksi terang.

Reaksi gelap merupakan proses ATP dan NADPH dibuahi oleh CO2 lalu menjadi gula. Stroma juga merupakan tempat berlangsungnya reaksi gelap. Di Stroma terjadi fiksasi, reduksi, serta regenerasi. Adapun fase yang terjadi pada stroma, yaitu:
a. Pengikatan (fiksasi) CO2
b. Reduksi
c. Pembentukan RuBP (Ribulosa Bifosfat).

Reaksi gelap ini kemudian terbagi melalui beberapa proses, di antaranya karbon dioksida yang diikat oleh RuBp melahirkan fosfogliserat (PGA). PGA direduksi melahirkan PGAL (phosphoglyceraldehyde). PGAL kemudian akan diregenaris menjadi glukosa dan RuBp.

Manfaat Fotosintesis

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 di antaranya,
1. Menghasilkan Oksigen untuk Makhluk Hidup
Dalam proses fotosintesis, tanaman juga akan membantu mengeluarkan produk sampingan yaitu di antaranya 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.

2. 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.

3. 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.

4. 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.

5. 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.

Perbedaan Fotosintesis dan Kemosintesis

Fotosintesis dilakukan tumbuhan untuk memproduksi zat makanan berupa glukosa. Proses ini tidak hanya dilakukan oleh tumbuhan, tapi juga alga dan beberapa jenis bakteri. Selain melakukan fotosintesis, tumbuhan juga melakukan proses lain yang disebut kemosintesis.

Kemosintesis biasanya terjadi pada bakteri dan organisme lain dengan melibatkan sejumlah energi yang dilepaskan oleh reaksi kimia anorganik untuk menghasilkan makanan. Semua organisme kemosintetik menggunakan energi yang dilepaskan oleh reaksi kimia untuk membuat gula.

Namun ada beberapa spesies yang menggunakan jalur berbeda seperti ventilasi hidrotermal, bakteri ventilasi mengoksidasi hidrogen sulfida dengan menambahkan oksigen dan karbon dioksida. Proses ini menghasilkan sulfur, gula, dan juga air. Sementara bakteri lain membuat bahan organik dengan cara mengurangi kandungan sulfida atau mengoksidasi metana.

Dari berbagai sumber

Download