Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan (glukosa) pada tumbuhan yang menggunakan zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari.
Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan. Selain menghasilkan zat makanan pada tumbuhan, proses ini juga menghasilkan oksigen yang dibutuhkan bagi pernafasan manusia. Proses fotosintesis terjadi pada daun tumbuhan. Proses fotosintesis ini tidak berlangsung pada semua sel tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Disamping itu proses fotosintesis juga dipengaruhi oleh kemampuan daun menyerap spektrum cahaya, perbedaan ini disebabkan oleh adanya perbedaan pigmen pada jaringan daun. Kloroplas adalah salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting dalam proses fotosintesis dengan menyerap energi matahari.
Kloroplas adalah zat hijau daun yang terdapat pada semua tumbuhan yang berwarna hijau. Di dalam kloroplas terdapat klorofil. Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. Pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan yang menangkap energi matahari (klorofil).
Persamaan reaksi kimia fotosintesis adalah sebagai berikut :
H2O (air) + CO2 (karbondioksida) + cahaya → CH2O (glukosa) + O2 (oksigen)
Lambat cepatnya proses fotosintesis ditentukan oleh :
1. Intensitas cahaya, laju fotosintesis maksimal jika banyak cahaya.
2. Suhu, enzim yang bekerja pada proses ini maksimal pada suhu yang diinginkannya.
3. Banyaknya karbondioksida, semakin banyak semakin maksimal proses fotosintesis.
4. Banyaknya air, semakin maksimal jika jumlah air banyak.
5. Tahapan pertumbuhan, tumbuhan yang masih berkecambah menunjukan laju fotosintesis yang maksimal dari pada tumbuhan yang dewasa
Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam mengggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organic serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena proses pengubahan itu memerlukan energy cahaya, maka asimilasi zat karbon disebut fotosintesis. Atau secara lengkap pengertian fotosintesis atau asimilasi karbon ialah proses pengubahan zat – zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organic karbohidrat dengan bantuan cahaya.
Peristiwa fotosintesis dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai berikut:
Cahaya
6 CO2 + 6 H2O ------------- C6H12O6 + 6 O2
Klorofil
Kloroplas sebagai bahan dasar fotosintesis memiliki energi dari sinar matahari disimpan lalu diubah menjadi molekul dan glukosa. Didalam mitokondria energy yang telah diubah menjadi glukosa dibongkar kembali untuk digunakan bagi keperluan proses – proses dalam sel.
Kloroplas dibungkus oleh dua lapisan (membrane) , lapisan dalam berupa suatu membrane yang kompleks , pada membrane ini terdapat beberapa lapisan kantung yang rata , disebut grana. Zat warna klorofil dan molekul – molekul yang membantu penangkapan sinar matahari berada sisalam grana.didalam seluruh grana terdapat larutan protein yang disebut stroma.
TAHAPAN – TAHAPAN FOTOSINTESIS
Proses fotosintesis yang terjadi di kloroplas melalui dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
1. Reaksi terang
Terjadi bila terdapat sinar, misalkan sinar matahari. Selama tahap ini klorofil didalam membrane gana menyerap sinar merah dan nila yang bergelombang panjang pada spectrum sinar.
Energy 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:
2 H2O 2 H2 + O2
H2 yang terlepas ditampung oleh koenzim NADP. Dalam hal ini, NADP bertindak sebagai akseptor H2, bentuknya berubah menjadi NADPH2 dan O2tetap dalam keadaan bebas.
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.
2. 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 H2O 2 NADP H2 + O2
Balckman:
CO2 + 2 NADP H2 + O2 2 NADP + H2 + CO + O + H2 + O2
Penggabungan :
2 H2O + CO CH2O + H2O + O2
Bila baris terakhir ini dikalikan 6 , maka kita akan memperoleh:
12 H2O + 6 CO2 (CH2O)6 + 6 H2 + 6 O2
B. Andrew dan Melvin Calvin (1950) dari universitas kalifornia mengemukakan fiksasi CO2pada proses foto sintesis / asimilasi C. siklus asimilasi C dalam organism fotoautotrof dapat digambarkan sbb:
Reaksi gelap merupakan penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tersebut. Dalam peristiwa ini , penyusutan CO2 tidak membutuhkan sinar , sehingga reaksi tersebut dinamakan reaksi gelap.
Reaksi gelap merupakan penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tersebut. Dalam peristiwa ini , penyusutan CO2 tidak membutuhkan sinar , sehingga reaksi tersebut dinamakan reaksi gelap.
