Jika manusia dan hewan mendapatkan energi melalui makanan, maka tumbuhan merupakan salah satu jenis organisme yang mampu menyediakan makanannya untuk dirinya sendiri. Proses pembuatan makanan tersebut dikenal dengan istilah proses fotosintesis.
Klorofil yang terdapat pada tumbuhan merupakan komponen utama yang memungkinkan terjadinya fotosintesis.
Daftar Isi
Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses anabolisme yang merupakan proses penyusunan atau sintesis molekul kompleks dari berbagai bentuk molekul sederhana. Proses anabolisme juga dikenal dengan sebutan asimilasi atau sintesis. Tak hanya fotosintesis, ada proses anabolisme lain yang terjadi pada tumbuhan, yaitu kemosintesis.
Selain definisi diatas, fotosintesis juga diartikan sebagai proses biokimia pembentukan karbohidrat yang berasal dari bahan anorganik oleh tumbuhan, terutama yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. Selain itu, fotosintesis juga dilakukan oleh makhluk hidup lain, seperti alga dan beberapa jenis bakteri.
Sedangkan menurut KBBI, proses fotosintesis adalah tumbuhan hijau yang memanfaatkan energi cahaya matahari dengan mengubah air dan karbondioksida menjadi karbohidrat.
Proses fotosintesis sangat penting bagi ekosistem. Sebab tumbuhan adalah sumber makanan utama dalam rantai makanan. Proses fotosintesis juga akan menghasilkan oksigen yang dibutuhkan oleh makhluk hidup, terutama manusia dan hewan untuk bernapas dan bertahan hidup.
Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan
Fotosintesis terdiri dari dua kata, yaitu photos diartikan cahaya, sedangkan sintesis berarti menghasilkan. Jika kedua kata tersebut digabung, maka menjadi bermakna molekul sederhana yang diubah menjadi bentuk molekul kompleks dengan bantuan energi matahari.
thoughtco.comProses fotosintesis akan mengubah karbondioksida dan air menjadi energi berupa karbohidrat serta oksigen. Proses ini memanfaatkan fungsi klorofil dan peran cahaya matahari yang memancar ke permukaan bumi.
Fotosintesis hanya terjadi pada daun-daun yang berwarna hijau, tepatnya di dalam sel mesofil. Di dalam sel ini terdapat kloroplas yang di bagian dalamnya terdapat grana. Selain itu, fotosintesis juga terjadi pada batang tumbuhan berwarna hijau dan di beberapa bagian bunga tertentu.
Ada lebih dari setengah juga kloroplas per meter persegi pada permukaan daun tanaman. Karbondioksida mampu mencapai kloroplas melalui stomata, sementara air mengalir melalui urat-urat daun.
Fotosintesis hanya terjadi pada organisme yang memiliki klorofil. Klorofil merupakan pigmen tumbuhan yang ada di dalam kloroplas dan bisa berupa bakterioklorofil a,b,c,d,e, dan bakterioviridin. Perlu kita ketahui, klorofil a dan b hanya ditemukan pada tumbuhan tingkat tinggi.
Selain itu, proses fotosintesis hanya melibatkan dua rangkaian reaksi yang berurutan. Reaksi pertama adalah reaksi terang dan reaksi kedua adalah reaksi gelap. Sesuai dengan namanya, reaksi terang tergantung pada ketersediaan cahaya yang juga disebut sebagai reaksi hill. Sedangkan reaksi gelap tidak bergantung pada cahaya apapun sehingga disebut dengan siklus Calvin-Benson.
Adapun tahapan pada reaksi terang meliputi, penyerapan cahaya dan transpor elektron, pembentukan energi tinggi intermediate ATP atau fotofosforilasi, dan pemecahan air. Hasil dari reaksi terang tersebut kemudian digunakan pada reaksi gelap yang disebut fase biosintetik,
Bisa dikatakan, reaksi gelap merupakan bagian sintesis dari fotosintesis. Artinya, pembentukan energi terjadi pada reaksi gelap. Nah, reaksi gelap sendiri terjadi pada stroma karena adanya serangkaian enzim katalis. Reaksi gelap pada dasarnya memfiksasi CO2, kemudian menyintesis karbohidrat atau gula yang terkandung di dalamnya. Reaksi gelap juga tergantung pada hasil dari reaksi terang yang berupa ATP dan NADPH.
Reaksi gelap seringkali disebut sebagai jalur fiksasi karbon dalam gelap yang bergerak melalui senyawa intermediate. Proses inilah yang menyebabkan terjadinya pembentukan pati dan gula.
Faktor Terjadinya Proses Fotosintesis
Proses fotosintesis tidak bisa terjadi jika tumbuhan hijau tidak memiliki empat faktor penting berikut, antara lain:
1. Klorofil
Supaya proses fotosintesis berjalan sempurna dan tumbuhan dapat menghasilkan makanan secara mandiri, tumbuhan harus memiliki zat hijau daun atau klorofil. Klorofil merupakan zat penghijau tumbuhan yang paling diperlukan dalam proses fotosintesis.
Apabila tumbuhan tidak memiliki klorofil, maka bisa dipastikan tumbuhan tersebut tidak mempunyai kemampuan untuk menghasilkan makanan sendiri. Namun, biasanya tumbuhan jenis ini akan menghasilkan makanan dengan cara lain, seperti hidup sebagau parasit dengan tumbuhan lainnya.
2. Cahaya matahari
Paparan sinar matahari merupakan faktor yang tak kalah penting selain klorofil dalam proses fotosintesis. Bisa dikatakan, tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis apabila tidak ada cahaya matahari. Itulah sebabnya, fotosintesis selalu terjadi pada siang hari atau saat matahari tengah bersinar.
Semakin tinggi intensitas cahaya matahari, maka semakin cepat mekanisme fotosintesis terjadi. Dengan demikian, semakin banyak pula zat makanan yang dihasilkan oleh tumbuhan tersebut.
3. Air atau H2O
Air adalah komponen yang sangat dibutuhkan tanaman untuk melakukan proses fotosintesis. Tumbuhan akan mencukupi kebutuhan airnya melalui penyerapan oleh akar.
Sedangkan jika tumbuhan mengalami kekeringan, maka jaringan stomata pada daun akan menutup sehingga membuat proses fotosintesis tidak berjalan sebagaimana mestinya.
4. Karbondioksida atau CO2
Komposisi fotosintesis bisa dikatakan lengkap apabila kebutuhan karbon dioksida terpenuhi. Karbondioksida yang digunakan merupakan hasil dari respirasi manusia dan hewan. Oleh sebab itu, semakin banyak kandungan karbondioksida yang terserap oleh jaringan stomata tanaman, maka semakin sering pula tumbuhan tersebut melakukan proses fotosintesis.
Perbedaan Fotosintesis dan Kemosintesis
Fotosintesis dilakukan tumbuhan untuk memproduksi zat makanan berupa glukosa. Proses ini tidak hanya dilakukan oleh tumbuhan, tapi juga alga dan beberapa jenis bakteri. Selain melakukan fotosintesis, tumbuhan juga melakukan proses lain yang disebut kemosintesis.
earth.comKemosintesis biasanya terjadi pada bakteri dan organisme lain dengan melibatkan sejumlah energi yang dilepaskan oleh reaksi kimia anorganik untuk menghasilkan makanan. Semua organisme kemosintetik menggunakan energi yang dilepaskan oleh reaksi kimia untuk membuat gula.
Namun ada beberapa spesies yang menggunakan jalur berbeda seperti ventilasi hidrotermal, bakteri ventilasi mengoksidasi hidrogen sulfida dengan menambahkan oksigen dan karbon dioksida. Proses ini menghasilkan sulfur, gula, dan juga air. Sementara bakteri lain membuat bahan organik dengan cara mengurangi kandungan sulfida atau mengoksidasi metana.
Pengertian Kemosintesis
Kemosintesis didefinisikan sebagai produksi biologis senyawa organik dari senyawa C-1 dan nutrisi. Proses produksi ini menggunakan energi yang dihasilkan dari oksidasi molekul organik anorganik. Di kawasan perairan samudera dan pedalaman, proses kemosintesis biasanya diukur sebagai fiksasi karbon gelap. Misalnya pembentukan karbon organik dari karbondioksida dalam gelap.
Secara garis besar, kemosintesis kurang mendapat perhatian jika dibandingkan dengan proses redoks penghasil energi yang terkait dengan penggerakan banyak siklus biogeokimia. Selain itu, kemosintesis memiliki dampak mendalam pada produksi dan siklus gas rumah kaca, seperti metana, karbon dioksida, dan dinitrogen oksida.
Kemosintesis juga dikenal sebagai suatu proses yang digunakan organisme tertentu untuk memperoleh energi dengan tujuan memproduksi pangan mirip dengan fotosintesis. Perbedaannya, kemosintesis tidak menggunakan sinar matahari seperti halnya fotosintesis.
Energi yang digunakan berasal dari proses oksidasi bahan kimia anorganik yang ditemukan organisme tersebut di lingkungan sekitarnya. Proses ini biasanya terjadi pada bakteri dan kelompok lain organisme yang dikenal dengan nama archaea.
Berbagai bentuk kehidupan yang menggunakan metode ini memperoleh energi dari berbagai lingkungannya, meliputi usus mamalia, tanah, hingga endapan minyak bumi. Bahkan, kemosintesis masih bisa terjadi dalam kondisi ekstrem, seperti di sekitar ventilasi hidrotermal yang ada di dasar laut.
Proses Kemosintesis
Selain organisme yang membuat makanannya sendiri dari bahan kimia anorganik, ada pula organisme yang menggunakan bahan organik yang disebut sebagai organisme autotroph. Makanan tersebut biasanya terdiri dari karbohidrat, seperti glukosa. Namun, proses produksi makanan ini membutuhkan sejumlah energi.
Ketika asupan sinar matahari tersedia dengan berlimpah, autotroph akan menggunakan sinar matahari untuk melakukan proses fotosintesis. Namun di tempat-tempat yang tak terjangkau cahaya, berbagai jenis organisme ternyata telah berevolusi dengan menggunakan energi kimia sebagai penggantinya.
Berbagai bentuk kehidupan yang melakukan hal semacam itu dikenal dengan kemautotroph. Bahkan, ada berbagai metode berbeda yang muncul karena dipengaruhi sejumlah kondisi dan bahan kimia yang tersedia.
Kemosintesis juga menggunakan reaksi oksidasi-reduksi yang kerap dikenal dengan reaksi redoks. Reaksi ini bertujuan untuk memasok sejumlah energi yang dibutuhkan dalam proses produksi karbohidrat dari air dan karbon dioksida. Reaksi inilah yang kemudian melibatkan hilangnya elektron dari satu zat karena menambahkan elektron ke zat lainnya.
Biasanya zat (oksigen) yang menerima elektron ini dikatakan telah tereduksi, sementara yang memasoknya telah teroksidasi. Pengurangan seperti ini membutuhkan banyak energi, namun oksidasi justru melepaskan komponen tersebut. Perlu diketahui, kedua reaksi ini berlangsung secara bersamaan, tapi digunakan dalam hasil kemosintesis pada rilis keseluruhan energi yang ada.
Seperti halnya fotosintesis, reaksi kemosintesis juga terjadi secara kompleks karena melibatkan sejumlah tahapan. Meski begitu, bahan baku dan produk akhir yang dihasilkan sebenarnya lebih ringkas.
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, salah satu bentuk makanan tersebut adalah karbohidrat. Sedangkan sulfida yang tersedia mengalami oksidasi, kemudian menghasilkan sulfat atau belerang.
Besi juga bisa mengalami oksidasi dari besi II dan III. Jenis besi tersebut memiliki satu elektron. Sementara metana yang terkandung di dalam gas alam akan menjadi sumber energi dan karbon bagi beberapa mikroorganisme tertentu dan menjadi produk sampingan kemosintesis oleh organisme lainnya.
Tak hanya itu, oksidasi amonia juga bisa diubah menjadi nitrat dan nitrit yang dikenal sebagai metode lain untuk menyediakan energi beberapa kehidupan.
Jika disimpulkan, ma tak sedikit organisme yang hidup menggunakan kemosintesis untuk memproduksi makanan pada berbagai kondisi lingkungan. Misalnya pada lingkungan bersuhu ekstrem, tekanan, atau salinitas tertentu yang juga disebut sebagai extremophiles. Organisme semacam ini memiliki kemampuan untuk beradaptasi sesuai kondisi lingkungan tempat tinggalnya demi bertahan hidup secara ekstrem.
Fungsi Kemosintesis
Kemosintesis sangat berguna agar organisme hidup tanpa harus menggunakan energi sinar matahari atau mengandalkan organisme lain untuk menghasilkan makanan. Kemosintesis juga memungkinkan suatu organisme membuat lebih banyak sel. Caranya dengan mengubah molekul anorganik menjadi molekul organik yang prosesnya mengubah benda mati menjadi benda hidup.
Kemosintesis dilakukan oleh mikroba yang hidup di dasar laut, dimana di tempat tersebut tidak terdapat sinar matahari. Namun, ada pula organisme yang hidup di lingkungan cerah yang menggunakan metode ini, seperti bakteri tanah dan bakteri besi.
FAQ
Apa yang dimaksud Fotosintesis?
Secara sederhana, fotosintesis merupakan proses biokimia yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan beberapa bakteri untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia yang disimpan dalam bentuk molekul gula. Proses ini terjadi pada kloroplas, struktur seluler khusus yang mengandung pigmen hijau bernama klorofil.
