Proses Fotosintesis pada Tanaman: Penjelasan Rinci dan Mudah Dipahami

    Fotosintesis adalah proses di mana tanaman mengubah energi matahari menjadi energi kimia yang diperlukan untuk pertumbuhannya. 

    Proses ini memungkinkan tanaman menghasilkan makanan berupa glukosa (C⁶H¹²O⁶⁾  dari karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O), serta menghasilkan oksigen (O₂) sebagai produk samping. Mari kita telusuri setiap tahapan penting dalam proses fotosintesis.

Gambar dari pixabay.com

1. Apa Itu Fotosintesis?

    Fotosintesis berasal dari kata “foto” yang berarti cahaya dan “sintesis” yang berarti penyusunan atau pembentukan. Jadi, fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembuatan zat makanan dengan bantuan cahaya, yang biasanya berasal dari matahari. Fotosintesis terjadi pada bagian tanaman yang mengandung klorofil, terutama di daun.

2. Bagian Tanaman yang Terlibat dalam Fotosintesis

Gambar oleh Marc Pascual dari Pixabay

1. Daun

• Daun adalah bagian utama di mana fotosintesis berlangsung. Di dalam daun terdapat stomata, yaitu celah kecil yang memungkinkan pertukaran gas, seperti karbon dioksida (CO₂) dan oksigen (O₂) dengan lingkungan
  1
  4
  .

2. Kloroplas

• Kloroplas adalah organel yang terdapat dalam sel-sel daun dan merupakan lokasi utama proses fotosintesis. Kloroplas mengandung klorofil, pigmen hijau yang menyerap cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia
  2
  3
  .
• Struktur kloroplas terdiri dari:
  • Stroma: Ruang di dalam kloroplas tempat reaksi gelap berlangsung.
  • Tilakoid: Membran datar yang membentuk tumpukan disebut grana, tempat terjadinya reaksi terang fotosintesis

3. Bahan yang Dibutuhkan untuk Fotosintesis

Fotosintesis memerlukan beberapa bahan utama:

- Karbon Dioksida (CO₂): Gas ini diambil oleh tanaman melalui stomata, yaitu pori-pori kecil pada permukaan daun.

- Air (H₂O): Air diserap oleh akar tanaman dari tanah dan diangkut ke daun melalui jaringan xilem.

- Klorofil: Pigmen hijau pada kloroplas yang berperan penting dalam penyerapan energi cahaya dari matahari.

- Cahaya Matahari: Energi dari matahari diambil oleh klorofil untuk memulai reaksi kimia dalam fotosintesis. Cahaya matahari yang dipakai untuk proses fotosintesis adalah spektrum warna biru dan merah

4. Tahapan Fotosintesis

Fotosintesis terdiri dari dua tahap utama: **reaksi terang** dan **reaksi gelap** (siklus Calvin).

A. Reaksi Terang

Reaksi terang terjadi di membran tilakoid pada kloroplas dan membutuhkan cahaya matahari secara langsung. Berikut adalah langkah-langkah dalam reaksi terang:

1. Penyerapan Cahaya: Klorofil menyerap energi cahaya dan menyebabkan elektron dalam klorofil menjadi tereksitasi.

2. Fotolisis Air: Molekul air (H₂O) dipecah oleh cahaya menjadi oksigen (O₂), ion hidrogen (H⁺), dan elektron (e⁻). Oksigen kemudian dilepaskan ke atmosfer.

3. Pembentukan ATP dan NADPH: Elektron yang tereksitasi melalui serangkaian reaksi kimia yang disebut rantai transpor elektron, menghasilkan energi dalam bentuk ATP (adenosine triphosphate) dan NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate).

Pada tahap ini, energi dari cahaya diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH, yang akan digunakan dalam tahap berikutnya.

B. Reaksi Gelap (Siklus Calvin)

Reaksi gelap berlangsung di stroma kloroplas dan tidak memerlukan cahaya langsung, meskipun memanfaatkan energi dari ATP dan NADPH yang dihasilkan pada reaksi terang.

1. Fixasi Karbon: CO₂ dari udara diikat oleh enzim rubisco dan digabungkan dengan molekul organik yang ada di dalam tanaman, menghasilkan senyawa 3-fosfogliserat (3-PGA).

2. Reduksi: Molekul 3-PGA ini kemudian direduksi (ditambahkan elektron) menggunakan ATP dan NADPH menjadi glukosa.

3. Pembentukan Glukosa: Molekul-molekul 3-PGA yang telah direduksi ini diolah lebih lanjut untuk membentuk glukosa (C₆H₁₂O₆), yang digunakan sebagai sumber energi dan material dasar bagi pertumbuhan tanaman.

5. Hasil dari Fotosintesis

Hasil utama dari proses fotosintesis adalah:

- Glukosa (C₆H₁₂O₆): Sebagai sumber energi untuk pertumbuhan tanaman dan bahan baku untuk berbagai proses metabolisme.

- Oksigen (O₂): Produk samping dari fotolisis air yang dilepaskan ke udara dan digunakan oleh makhluk hidup lain untuk bernafas.

6. Pentingnya Fotosintesis Bagi Kehidupan

    Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan di Bumi. Tanaman hijau, yang merupakan produsen utama dalam rantai makanan, menggunakan fotosintesis untuk menyediakan energi bagi dirinya sendiri dan organisme lain. Selain itu, oksigen yang dihasilkan selama fotosintesis adalah gas vital yang diperlukan oleh hampir semua makhluk hidup untuk respirasi.

Berbagi :