Anda mungkin belum tahu apabila ada beberapa jenis tumbuhan yang mampu memproduksi makanannya sendiri melalui reaksi kimia fotosintesis. Proses ini akan mengubah cahaya matahari dan zat hijau daun menjadi makanan dan energi untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan tersebut.
Kemampuan untuk membuat makanan sendiri ini membuat tumbuhan termasuk dalam kategori organisme autotrof. Lantas, bagaimana proses yang terjadi dan apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis? Temukan jawabannya dalam ulasan ini!
Daftar ISI
Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis merupakan proses mengubah cahaya matahari menjadi makanan dan energi yang terjadi pada tumbuhan. Proses ini berlangsung pada bagian tumbuhan yang mempunyai kloroplas. Sementara kloroplas bisa ditemukan pada bagian daun atau batang yang berwarna hijau.
Kloroplas mengandung klorofil atau zat hijau daun yang berperan dalam penyerapan cahaya matahari. Tumbuhan hijau memerlukan cahaya matahari dan klorofil ini untuk melangsungkan proses fotosintesis dan memperoleh cadangan makanan.
Sementara itu, reaksi kimia fotosintesis adalah cara yang dilakukan oleh tumbuhan untuk memproduksi energi kimia yang berguna bagi pertumbuhan dan perkembangannya. Berikut ini reaksi fotosintesis sederhana yang terjadi pada tumbuhan:
Berdasarkan reaksi di atas, karbondioksida diperoleh tumbuhan dari udara bebas dan diserap melalui stomata pada daun. Sementara air diperoleh dari dalam tanah yang diangkut ke daun melalui pembuluh xylem pada akar. Keduanya menjadi bahan baku dalam proses fotosintesis tumbuhan nantinya.
Klorofil pada daun akan membantu untuk menyerap cahaya matahari pada pagi atau siang hari. Dengan begitu, cahaya matahari bisa menjadi energi utama dalam produksi glukosa. Glukosa ini nantinya bisa menjadi bahan dasar untuk membuat zat makanan seperti lemak, protein, vitamin, maupun senyawa penting lainnya.
Sebagian zat makanan yang terbentuk ini bisa digunakan dalam proses respirasi tumbuhan dan sisanya biasanya tersimpan pada batang, akar, buah, dan biji. Sementara hasil sampingan berupa oksigen akan dilepaskan kembali ke udara bebas dan bermanfaat bagi pernapasan manusia.
Reaksi Kimia Fotosintesis
Proses fotosintesis terjadi pada tumbuhan hijau yang mempunyai klorofil. Sementara klorofil ini membutuhkan cahaya matahari untuk menghasilkan glukosa sebagai bahan makanan. Oleh sebab itu, proses fotosintesis bisa terjadi pada pagi atau siang hari. Namun, ada pula proses yang tidak melibatkan cahaya seperti reaksi berikut:
1. Reaksi Terang
Reaksi terang merupakan reaksi kimia yang membutuhkan cahaya matahari sehingga terjadi pada pagi atau siang hari. Cahaya matahari berperan dalam mengubah molekul air (H2O) menjadi oksigen (O2) dan hidrogen (H2). Reaksi terang bisa terjadi pada bagian tilakoid daun atau grana.
Umumnya, reaksi terang terdiri dari dua tahapan, yaitu reaksi nonsiklik dan siklik. Reaksi nonsiklik bisa terjadi dengan melibatkan fotosistem II atau P680. P680 akan menangkap elektron kemudian menyalurkannya pada fotosistem I (P700). Hasil akhir dari reaksi nonsiklik adalah ATP dan NADPH.
Sementara itu, reaksi siklik dapat terjadi ketika P700 menangkap cahaya. Elektron kemudian diteruskan ke akseptor elektron lalu kembali ke P700. Hasil akhir dari reaksi siklik hanya ATP, tidak ada proses pembentukan NADPH dalam reaksi ini. Fotosintesis bisa menghasilkan lebih banyak energi pada panjang gelombang cahaya tertentu.
Selain itu, perlu Anda ketahui bahwa beberapa tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi secara aktif sebagai pusat reaksi, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Penamaan fotosistem I dan fotosistem II ini mengacu pada panjang gelombang optimal yang bisa terserap, yaitu 680 nm dan 700 nm.
2. Reaksi Gelap
Reaksi gelap merupakan proses fotosintesis di mana dalam reaksinya tidak memerlukan cahaya matahari. Namun, reaksi kimia fotosintesis ini adalah lanjutan dari reaksi terang. Karena tidak bisa terjadi apabila tidak ada reaksi terang terlebih dahulu. Tujuan dari reaksi gelap ini adalah untuk mengubah karbon dioksida menjadi glukosa.
Reaksi gelap terjadi pada bagian stroma, di mana proses ini merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang sebelumnya. Terdapat suatu proses yang disebut siklus Calvin pada reaksi gelap. Siklus Calvin inilah yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribosa dan glukosa.
Selain itu, reaksi gelap juga melibatkan enzim Rubisco yang berperan dalam menangkap oksigen dari atmosfer. Hasil akhir dari reaksi gelap adalah 3-phosphoglyceraldehyde (PGAL) yang merupakan bahan dasar dalam pembentukan glukosa oleh tumbuhan.
Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan proses fotosintesis, baik faktor internal maupun faktor eksternal. Anda bisa mengetahui beberapa faktor yang mempengaruhi reaksi kimia fotosintesis tumbuhan sebagai berikut:
1. Intensitas Cahaya
Setiap jenis tanaman mempunyai kebutuhan cahaya yang berbeda-beda untuk proses pertumbuhan dan perkembangannya. Cahaya juga bisa mempengaruhi proses pembentukan klorofil. Jenis tanaman C4 mempunyai toleransi yang tinggi terhadap intensitas cahaya. Contoh tanaman C4 antara lain tebu, jagung, dan sorghum.
Sedangkan jenis tanaman C3 mempunyai titik jenuh terhadap cahaya, sehingga intensitas cahaya yang terlalu tinggi tidak dapat meningkatkan fotosintesis. Beberapa tanaman C3 adalah kacang-kacangan, kapas, kedelai, kentang, dan gandum. Jadi, intensitas cahaya yang tepat sangat berpengaruh terhadap keberhasilan fotosintesis.
2. Umur Tanaman
Faktor lainnya yang mempengaruhi proses fotosintesis adalah umur tanaman. Tanaman dengan umur yang lebih dewasa mempunyai jaringan yang sempurna. Semakin sempurna jaringan pada tanaman, tentu akan semakin meningkatkan efektivitas dan laju proses fotosintesis.
3. Suhu
Proses fotosintesis juga dipengaruhi oleh suhu lingkungan yang berbeda-beda. Tanaman C4 biasanya memerlukan suhu optimal sekitar 35 – 40 derajat celcius. Sedangkan tanaman C3 membutuhkan suhu yang lebih rendah, yaitu 20 – 26 derajat celcius.
Suhu yang sesuai bisa membuat reaksi kimia fotosintesis berjalan lancar. Karena suhu yang terlalu tinggi bisa menyebabkan kerusakan pada enzim yang berperan dalam fotosintesis dan fotosintesis akan terhenti.
4. Konsentrasi O2 dan CO2
CO2 atau karbon dioksida adalah bahan dasar yang dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Semakin tinggi konsentrasi CO2, maka akan semakin meningkatkan laju fotosintesis. Sementara itu, hasil samping dari fotosintesis adalah O2. Apabila konsentrasi O2 meningkat, maka intensitas fotosintesis akan menurun.
5. Stomata
Seperti yang telah dijelaskan pada poin sebelumnya, kadar air bisa menjadi penyebab terbuka atau tertutupnya stomata. Sedangkan stomata yang terbuka secara optimal ini sangat berpengaruh terhadap penyerapan karbon dioksida pada daun. Jadi, kemampuan stomata untuk terbuka atau tertutup sangat berpengaruh di sini.
6. Kadar Air
Air juga termasuk bahan baku yang dibutuhkan dalam reaksi kimia fotosintesis. Kadar air yang rendah bisa menyebabkan stomata pada daun menutup, sementara kadar air yang optimal pada sel daun bisa memicu terbukanya stomata. Akibatnya, penyerapan karbon dioksida menjadi terhambat, sehingga laju fotosintesis pun menurun.
7. Kandungan Klorofil
Klorofil atau zat hijau daun mempunyai tugas untuk menangkap energi cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia pada reaksi fotosintesis. Kandungan klorofil yang tinggi tentu mempermudah fotosintesis.
Namun, daun yang sudah tua biasanya memiliki kemampuan fotosintesis yang rendah. Karena terjadi perombakan pada klorofil dan fungsi kloroplas yang berkurang.
8. Luas Permukaan Daun
Setiap jenis tanaman mempunyai jumlah klorofil yang berbeda. Hal tersebut bisa terjadi karena dipengaruhi oleh luas permukaan daun yang berbeda pula. Luas permukaan daun ini akan berpengaruh pada jumlah cahaya yang diserap oleh klorofil. Jadi, semakin luas permukaan sebuah daun, maka bisa menyerap cahaya lebih banyak.
Sudah Paham Bagaimana Reaksi Kimia Fotosintesis?
Itulah ulasan seputar proses fotosintesis mencakup reaksi gelap dan reaksi terang. Ada pula faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya proses fotosintesis. Anda bisa menjadikan ulasan ini sebagai sumber informasi untuk belajar mengenai pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Semoga bermanfaat!
