Fotosintesis
Pernahkah kamu memerhatikan tanaman yang tumbuh di tempat yang cukup terkena sinar matahari? Bagaimana halnya dengan tanaman yang terletak di tempat yang gelap? Tanaman yang tumbuh di tempat yang mendapat cukup sinar matahari langsung biasanya tumbuh lebih bagus. Daunnya lebih segar dan subur.Tumbuhan membutuhkan energi sinar matahari untuk membuat makanannya. Proses membentuk makanan menggunakan sinar matahari ini disebut fotosintesis. Bagaimanakah terjadinya fotosintesis itu? Mari kita pelajari bersama.
Pengertian Fotosintesis
Apakah Fotosintesis Itu?Pengertian fotosintesis adalah otosintesis merupakan proses pemanfaatan energi matahari yang dilakukan oleh tumbuhan hijau untuk mengubah bahan kimia anorganik menjadi bahan makanan.Cahaya matahari yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah.
Selama proses fotosintesis dihasilkan karbohidrat dan oksigen. Volume oksigen sebagai hasil proses fotosintesis dapat diukur. Oleh sebab itu, untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis dapat dilakukan dengan mengukur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan.
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Peristiwa terjadinya fotosintesis berlangsung pada kloroplas. Kloroplas merupakan suatu organela yang di dalamnya terdapat zat hijau daun atau klorofil. Klorofil mampu menyerap spektrum warna yang dipancarkan oleh sinar matahari.
Kloroplas terdapat pada jaringan pagar dan jaringan bunga karang.
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas:
1. Stroma
Stroma merupakan membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan. Membran tersebut membentuk suatu sistem membran tilakoid yang berbentuk bangunan yang disebut kantung tilakoid.2. Grana
Grana merupakan lapisan-lapisan yang terdiri atas kantungkantung tilakoid. Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Peristiwa tersebut berlangsung di dalam tilakoid. Pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma.Tahapan Proses Fotosintesis
Proses fotosintesis berlangsung dalam dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.1. Reaksi Terang
Reaksi terang terjadi pada grana. Di dalam reaksi terang, tumbuhan menangkap air dan CO2 kemudian mengolahnya menggunakan sumber energi cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil.Selanjutnya, gula dan air tersebut dengan bantuan sinar matahari diubah menjadi gula (glukosa), O2, dan uap air. O2 dan uap air dikeluarkan dari dalam tubuh tumbuhan, sedangkan gula dijadikan bahan makanan tumbuhan tersebut.
Tahukah kamu mengapa kita merasa segar jika berada di bawah pohon pada waktu siang hari? Hal itu disebabkan karena proses fotosintesis pada pohon tersebut menghasilkan O2 dan H2O (uap air) yang menjadikan udara lebih segar.
 |
| Gambar: Proses Fotosintesis |
Secara garis besar, proses berlangsungnya fotosintesis dapat diuraikan sebagai berikut.
a. Cahaya mencapai sel-sel daun yang mengandung klorofil.
b. Klorofil menyerap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia.
c. Udara yang mengandung karbon dioksida masuk ke dalam daun daun melalui stomata. Selanjutnya, karbon dioksida tersebut menyebar di antara sel-sel daun.
d. Akar menyerap air yang dibutuhkan tanaman untuk proses fotosintesis. Air tersebut mengalir dari akar menuju batang kemudian ke daun.
e. Molekul air dipecah oleh energi cahaya menjadi oksigen dan hidrogen. Molekul hidrogen bergabung dengan molekul CO2 membentuk glukosa.
f. Hasil fotosintesis berupa glukosa dan oksigen. Skema berlangsungnya fotosintesis dapat kamu lihat pada gambar berikut.
2. Reaksi Gelap (siklus Calvin)
Reaksi gelap (siklus Calvin) terjadi di dalam stroma (rongga daun). Pada siklus Calvin, H2 yang terlepas dari molekul air (H2O) akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas.Pada reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik (berulang) yang membentuk gula dari CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya.
Energi yang digunakan dalam siklus Calvin diperoleh dari reaksi terang. Ketika berlangsung reaksi gelap terjadi proses respirasi seluler.
Glukosa yang diperoleh pada reaksi terang digunakan oleh tanaman untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa yang merupakan komponen utama tubuh tumbuhan dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar.
Respirasi pada tumbuhan berlangsung pada malam hari. Tumbuhan berespirasi dan mengeluarkan CO2, uap air, dan energi. Oleh karena itu, pada malam hari udara di bawah tumbuhan terutama yang berdaun banyak akan terasa pengap, sedikit lembab dan gerah.
Karbon dioksida bersifat menyerap kalor dari sekeliling sehingga menyebabkan udara menjadi gerah. Udara lembab yang dirasa adalah karena uap air yang dikeluarkan.
Spektrum Cahaya Fotosintesis
Proses fotosintesis terjadi dengan bantuan sinar matahari. Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak dengan panjang gelombang 380–700 nm yang dapat digunakan untuk proses fotosintesis.Cahaya tampak terbagi atas beberapa spektrum, antara lain sebagai berikut.
a. Cahaya merah
Spektrum cahaya merah mempunyai panjang gelombang antara 610–700 nm.
b. Cahaya hijau–kuning
Spektrum cahaya hijau–kuning mempunyai panjang gelombang 510–600 nm.
c. Cahaya biru
Spektrum cahaya biru memiliki panjang gelombang antara 410–500 nm.
d. Cahaya violet
Spektrum cahaya violet mempunyai panjang gelombang <400 nm.
Tiap-tiap spektrum cahaya mempunyai pengaruh yang berbeda terhadap proses fotosintesis. Hal ini terkait pada jenis dan sifat pigmen di dalam kloroplas pada saat menangkap cahaya dalam fotosintesis.
Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda pula.
Faktor yang Memengaruhi Fotosintesis
Laju fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor. Beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis adalah sebagai berikut.1. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis mencapai puncaknya pada saat terdapat banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis juga semakin banyak.
3. Suhu
Suhu sangat berperan di dalam segala jenis reaksi biokimia di dalam tubuh tumbuhan terutama yang melibatkan kerja enzim.
Enzim-enzim yang bekerja di dalam proses fotosintesis hanya akan dapat bekerja pada suhu yang optimal. Pada umumnya laju fotosintensis akan meningkat beriringan dengan meningkatnya suhu sampai pada batas toleransi enzim.
