Fotosintesis adalah proses mengubah sinar matahari menjadi energi kimia dengan menyimpannya dalam ikatan glukosa atau gula. Proses ini terjadi pada tanaman, bakteri dan beberapa protista, atau alga untuk menghasilkan gula sebagai makanan. Klorofil hadir dalam daun tanaman fotosintesis menangkap energi dari sinar matahari dan mengubahnya menjadi karbohidrat. Fotosintesis menggunakan karbon dioksida (CO2) dan air sebagai bahan baku untuk menghasilkan gula dan melepaskan oksigen sebagai produk sampingan.
Struktur Biologis
Fotosintesis terjadi terutama pada daun dan batang. Daun khas termasuk epidermis atas dan bawah, bundel pembuluh darah, mesofil dan stomate, atau pori-pori tanaman. Epidermis atas dan bawah berfungsi sebagai pelindung daun. Stomate adalah pori-pori di epidermis bawah yang bertindak sebagai jalur untuk CO2 dan udara lewat. Bundel vaskular memindahkan air, mineral, dan nutrisi ke sekitar tanaman. Mesofil mengandung kloroplas dalam membran tilakoidnya. Ini adalah tempat di mana fotosintesis terjadi.
Terjadinya Reaksi Kimia
Reaksi kimia keseluruhan di bawah fotosintesis dapat ditulis sebagai "6H2O + 6CO2 -----> C6H12O6 + 6O2." Prosesnya terjadi dalam dua tahap. Tahap pertama adalah reaksi cahaya yang digunakan untuk membentuk molekul energi tinggi. Energi yang dipanen dalam reaksi cahaya disimpan dalam sel dalam bentuk bahan kimia bernama ATP, atau adenosin trifosfat. Fotosintesis tahap kedua disebut Reaksi Siklus Calvin.
Reaksi Siklus Calvin
Pada bagian reaksi ini, energi kimia yang disimpan di ATP digunakan untuk menghasilkan gula dari CO2 melalui reaksi enzimatik atau enzim. Awalnya, CO2 bereaksi dengan senyawa lima karbon yang disebut, ribulose bifosfat (RuBP), dikatalisis oleh enzim karboksilase oksigenase untuk menghasilkan senyawa tiga karbon yang stabil yang disebut sebagai fosfogliserat (PGA). Energi yang ditangkap dalam ATP mengubah PGA menjadi gliseraldehida 3-fosfat (G3P) yang dikonversi menjadi senyawa organik lainnya.
Faktor-faktor yang Membatasi Fotosintesis
Fotosintesis sangat ditentukan oleh faktor-faktor seperti intensitas cahaya, nutrisi tanah, ketersediaan air, suhu dan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer. Penurunan level air mengurangi kelembaban dari tanah dan menutup stomata. Ini membatasi difusi karbon dioksida dan mempengaruhi fotosintesis.
