Fotosintesis: Pengertian, Faktor, Proses dan Manfaatnya

Kata fotosintesis berasal dari bahasa Yunani yaitu foto berarti cahaya dan synthesis yang berarti penggabungan. Secara alamiah berarti proses reaksi penggabungan berbagai zat untuk menghasilkan makanan oleh tumbuhan yang melibatkan cahaya matahari.

Apa Itu Fotosintesis?

Di dalam KBBI, pengertian fotosintesis adalah pemanfaatan energi cahaya matahari (cahaya matahari buatan) oleh tumbuhan berhijau daun atau bakteri untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi karbohidrat.

Fenomena fotosintes merupakan proses biokimia yang memanfaatkan bantuan sinar matahari dan hanya terjadi kepada makhluk hidup yang mempunyai klorofil. Contohnya tumbuhan dan fitoplankton.

Kondisi tersebut berupa penggabungan antara dua senyawa CO2 (karbon dioksida) dan H2O (air) untuk menghasilkan energi kimia dengan menggunakan bantuan energi cahaya dan bantuan klorofil.

Dari berbagai pengertian di atas, kita dapat menyimpulkan fotosintesis merupakan sebuah proses untuk menghasilkan makanan dengan bantuan karbon dioksida, air, sinar matahari dan klorofil.

Namun, proses ini tidak hanya dilakukan oleh tumbuhan saja, melainkan pada beberapa spesies seperti bakteri, protista dan alga.

Organisme tersebut dapat melakukan fotosintesis karena mempunyai pigmen warna yang bisa menyerap sinar matahari, dari ungu hingga merah. Pigmen warna tidak hanya hijau, ada pun xantofil (berwarna jingga) dan karoten (berwarna kuning). Organisme yang bisa melakukan fotosintesa disebut organisme autotrof.

Baca juga: 10 Gulma yang Berkhasiat untuk Pengobatan Tradisional

Faktor yang Mempengaruhi Reaksi Fotosintesis

Keberhasilan tumbuhan dan organisme autotrof dalam proses pembuatan makanan melalui dipengaruhi dan membutuhkan beberapa faktor, yaitu:

1. Cahaya

Cahaya merupakan komponen utama agar proses pembuatan makanan dapat berlangsung dengan tepat.

A. Intensitas Cahaya

Setiap tanaman, kebutuhan cahayanya berbeda-beda. Tanaman jenis C3 (kacang-kacangan, kapas, kedelai, kentang dan gandum) toleransi akan cahayanya rendah, sehingga ketika terpapar intensitas cahaya tinggi, tidak meningkatkan intensitas fotosintesisnya.

Sedangkan pada jenis tanaman C4 (tebu, jagung, dan sorgum) toleransi akan cahayanya tinggi. Pada intensitas cahaya yang tinggi akan meningkatkan intensitas fotosintesa.

B. Panjang Gelombang Cahaya

Setiap spektrum warna mempunyai panjang gelombang berbeda-beda. Tetapi, klorofil bisa menyerap warna merah dan biru lebih banyak, karena panjang gelombang cahayanya sangat efektif.

2. Suhu

Semua tumbuhan membutuhkan suhu yang berbeda-beda. Untuk tanaman C3, suhu optimal yang dibutuhkan sekitar 20-26℃. Sedangkan untuk tanaman C4 suhu optimal yang dibutuhkan untuk fotosintesis sekitar 35-40℃.

3. Umur Tanaman

Ketika tanaman sudah dewasa, jaringan-jaringan akan terbentuk semakin sempurna, hal ini membantu meningkatkan efektifitas dan laju proses pembuatan makanan.

4. Konsentrasi Karbon Dioksida (CO2) dan Oksigen (O2)

Semakin tinggi konsentrasi karbon dioksida di udara akan meningkatkan laju fotosintesis. Berbeda dengan karbon dioksida, semakin banyak konsentrasi O2 akan membuat intensitas proses ini menurun.

5. Air dan Kandungan Hara

Proses ini akan terganggu apabila tumbuhan kekurangan air. Begitu juga dengan air yang melimpah, yang dapat mengganggu proses ini pula. Klorofil sangat membutuhkan unsur Mg (magnesium) dan N (nitrogen). Ketika kekurangan kedua unsur tersebut, maka laju pada proses tersebut mengalami penurunan.

Baca juga: Apa itu Emisi Karbon? Penyebab, Dampak dan Cara Menguranginya

Langkah-langkah Fotosintesis

Dalam prosesnya, perubahan kimiawi ini sangat membutuhkan 4 hal ini, yaitu air, karbondioksida, klorofil, dan yang terakhir adalah sinar matahari.

1. Tumbuhan memperoleh air dari dalam tanah lalu diserap oleh akar, dan dari akar disalurkan menggunakan sistem transportasi yaitu jaringan xilem dan floem. Disebar ke seluruh organ tubuh tumbuhan termasuk daun.
2. Karbondioksida diperoleh dari udara yang masuk melalui stomata. Letak stomata di bagian bawah daun.
3. Fotosintesis terjadi di daun. Proses ini akan terjadi ketika klorofil pada daun menangkap sinar matahari, lalu sinar tersebut digunakan untuk mengubah air dan karbondioksida menjadi gula dan oksigen.
4. Gula yang dihasilkan dapat dimanfaatkan langsung oleh tumbuhan, atau bisa disimpan dalam organ lain pada tanaman, contohnya buah.
5. Selain gula, oksigen yang dihasilkan keluar melalui stomata lalu ke udara. Oksigen ini lah yang digunakan manusia untuk bernafas.
6. Melalui reaksi polimerisasi, glukosa atau gula yang dihasilkan melalui proses ini akan disusun menjadi zat pati atau amilum. Zat patinya akan disimpan di dalam akar tumbuhan

Jenis Reaksi dalam Proses Fotosintesis

Tumbuhan mengalami dua proses untuk membuat makanan, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

1. Reaksi Terang

Dalam reaksi terang atau reaksi hill sangat membutuhkan cahaya dalam proses pembuatan gula dan oksigen. Energi cahaya yang ditangkap oleh klorofil berfungsi untuk memecah molekul air. Pemecahan molekul air ini disebut fotolisis.

Jenis pigmen klorofil yang berbeda, hanya bisa menyerap panjang gelombang dengan besaran foton (energi cahaya) yang berbeda pula.

Grana merupakan tempat berlangsungnya reaksi terang. Grana berupa tumpukan tilakoid. Energi cahaya dalam grana akan mempercepat pelepasan elektron dari fotsistem di dalam membran tilakoid.

Tilakoid, protein serta molekul lainnya berada di dalam sel-sel daun dan akan membentuk fotosistem. Fotosistem adalah tempat dari ratusan molekul pigmen fotosintesis.

Fotosistem terbagi menjadi dua, yaitu fotosistem 1 dan fotosistem II. Keduanya bekerjasama untuk menghasilkan ATP dan NADPH2 sebagai produk utama dari reaksi terang.

2. Reaksi Gelap

Reaksi gelap mempunyai istilah yaitu siklus Calvin-Benson. Dalam reaksi gelap atau reaksi calvin tidak membutuhkan cahaya matahari dalam proses menghasilkan gula dan oksigen.

Fenomena reaksi gelap terjadi setelah reaksi terang. Reaksi gelap merupakan proses ATP dan NADPH dibuahi oleh CO2 lalu menjadi gula. Stroma merupakan tempat berlangsungnya reaksi gelap. Di Stroma terjadi fiksasi, reduksi, dan regenerasi.
Fasenya mencakup: pengikatan (fiksasi) CO2 – Reduksi – Pembentukan RuBP (Ribulosa Bifosfat).

Reaksi gelap terbagi melalui beberapa proses, yaitu:

• Karbondioksida diikat oleh RuBp melahirkan fosfogliserat (PGA).
• PGA direduksi melahirkan PGAL (fosfogliseraldehid).
• PGAL akan diregenaris menjadi glukosa dan RuBp.

Manfaat Fotosintesis

Manfaat proses fotosintesis dan proses kimiawi yang terjadi di organisme autotrof tidak hanya bermanfaat bagi tumbuhan, namun juga bermanfaat bagi seluruh makhluk hidup. Beberapa manfaat dari proses ini diantaranya:

1. Menghasilkan Oksigen bagi Makhluk Hidup

Dalam proses fotosintesis, tanaman juga mengeluarkan produk sampingan yaitu oksigen. Oksigen sangat dibutuhkan oleh makhluk hidup untuk bernafas.

Selain itu, pada saat perubahan kimiawi ini, tumbuhan akan menyerap karbon dioksida yang berasal dari polusi. Ketika karbon dioksida diserap, udara disekitar tumbuhan akan terasa semakin bersih dan segar.

2. Membentuk Buah dan Umbi pada Tumbuhan

Buah dan umbi merupakan cadangan makanan hasil dari proses kimiawi ini. Buah dan umbi juga dapat dimanfaatkan oleh manusia dan hewan sebagai sumber makanan.

Buah dan umbi mengandung vitamin dan senyawa yang bermanfaat bagi tubuh manusia.

3. Menghasilkan Glukosa

Selain oksigen dan buah, ada juga glukosa. Glukosa pada tumbuhan digunakan sebagai bahan bakar untuk membangun zat makanan lainnya. Seperti lemak atau protein.

Kedua zat tersebut juga dibutuhkan oleh hewan dan manusia. Protein sangat baik untuk tubuh. Protein dapat memperbaiki sel dan meningkatkan kekebalan tubuh manusia.

4. Melembabkan Udara di Lingkungan Sekitar

Kelembaban udara 10% alami berasal dari tanaman. Kelembaban udara yang meningkat memberikan efek kepada manusia, yaitu menenangkan, mengatasi lelah, dan membuat tidur jadi lebih nyenyak.

5. Menghasilkan Bahan Makanan

Fungsi utama dari fotosintesis, yaitu menghasilkan makanan. Contohnya adalah buah, umbi-umbian dan glukosa.

Kandungan zat makanan di tumbuhan sangat bermanfaat untuk dikonsumsi oleh manusia dan hewan. Inilah mengapa kemampuan tumbuhan merubah energi sinar matahari menjadi energi kimia (zat makanan) selalu menjadi mata rantai makanan.

Baca juga: 5 Bentuk Adaptasi Morfologi pada Tumbuhan yang Perlu Kamu Pahami

FAQ

Penulis: Marchyta Putri Prabowo

Editor: M. Nana Siktiyana