Fotosintesis merupakan suatu proses dimana zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil diubah menjadi zat organik dengan pertolongan sinar. Fotosintesis secara biologis didorong oleh energy cahaya yang akan diubah menjadi energy elektrik yang dapat dimanfaaatkan (oleh tumbuhan- ed)  (Fisher,1990) . Pengubahan energi sinar menjadi energi kimia dan kemudian pengubahan energi kimia ini menjadi energi kerja pada peristiwa respirasi (Dwijoseputro, 1990). Fotosintesis meliputi reaksi oksidasi air (pemindahan elektron disertai pelepasan O2 sebagai hasil samping) dan reduksi CO2 untuk membentuk senyawa organik seperti karbohidrat dengan menggunakan energi cahaya (Salisbury & Ross, 1995).

Pigmen dalam Tumbuhan

Warna daun berasal dari klorofil, pigmen warna hijau yang terdapat di dalam kloroplas. Energi cahaya yang diserap klorofil inilah yang menggerakkan sitesis molekul makanan dalam kloroplas. Kloroplas ditemukan terutama dalam sel mesofil, yaitu jaringan yang terdapat di bagian dalam daun. Karbon dioksida masuk ke dalam daun, dan oksigen keluar, melalui pori mikroskopik yang di sebut stomata. (Campbell, dkk, 2002).

Pigmen-pigmen di dalam lamella kloroplas sebagian besar berupa dua macam klorofil (a dan b) dan dua macam pigmen kuning sampai oranye yang diklasifikasikan sebagai karotenoid (karoten dan xantofil). Apabila suatu pigmen seperti klorofil atau karptenoid menyerap suatu foton, energi menaikkan suatu elektron dari tingkat energi yang paling rendah ke energi yang lebih tinggi (tereksitasi) (Gardner, 1991). Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil/pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari. (Subandi, 2008).

Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid. Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma. (Subandi, 2008).

Antara klorofil a dan klorofil b mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda, dimana klorofil a di samping bias menyerap energi cahaya, klorofil ini juga bias merubah energi cahaya dan tidak bisa merubahnya menjadi energi kimia dan energi itu akan ditransfer dari klorofil b ke klorofil a. Klorofil b ini tidak larut dalam etanol tai dapat larut dalam ester, dan kedua jenis klorofil ini larut dalam senyawa aseton (Devlin, 1975).

Faktor utama penentu laju fotosintesis

Intensitas cahaya

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

Konsentrasi karbondioksida

Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

Suhu

Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

Kadar air

Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)

Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

Tahap pertumbuhan

Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh (Anonim, 2010).

Proses Fotosintesis

Fotosistem merupakan tahap pertama dari proses fotosintesis. Ketika klorofil menyerap energi foton dari cahaya, elektron pada klorofil akan terlepas ke orbit luar (tereksitasi). Elektron ini akan ditangkap oleh penerima electron yaitu plastokuinon. Jadi unit penangkapan elektron inilah yang disebut dengan fotosistem.

Fotosistem dibedakan menjadi dua, yaitu :

Fotosistem 1: dalam fotosistem I, terdapat molekul klorofil yang berada pada pusat reaksi dari fotosistem I dinamakan P700. Di sebut demikian karena sangat baik menyerap energi cahaya dengan panjang gelombang 700nanometer.

Fotosistem 2: dalam fotosistem II, terdapat molekul klorofil yang berada pada pusat reaksi fotosistem II dan dinamakan P680, karena sangat baik menyerap energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer (Anonim, 2009).

Fotosistem I dan II mendasari terbaginya proses fotosintesis menjadi reaksi terang dan gelap.

Reaksi terang

Tahap pertama dari sistem fotosintesis adalah reaksi terang, yang sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari. Reaksi terang merupakan penggerak bagi reaksi pengikatan CO2 dari udara. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membrane tilakoid yang terdiri dari system cahaya (fotosistem I dan II), sistem pembawa elektron, dan komplek protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase). Reaksi terang mengubah energy cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP+ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH (Anonim, 2010).

Reaksi gelap

Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO2, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson. Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat. Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO2 dalam reaksi gelap (Anonim, 2010).

Daftar Pustaka

Campbell dan Reece. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga

Devlin, Robert M. 1975. Plant Physiology Third Edition. New York : D. Van Nostrand.

Subandi, Aan. 2008. Metabolisme. http://metabolisme.blogspot.com/2007/09. 06 April 2008.

Gardner, F. P., R. B. Pearce, dancR.L. Mitchell. 1991. Fisiologi TanamancBudidaya. UI Press: Jakarta

Salisbury, F. B. dan C. W. Ross.c1995. Fisiologi Tumbuhan. ITB: Bandung

Cooperative polymerization of photosynthetic pigments in formamide-water solution J. R. E. Fisher, V. Rosenbach-Belkin, and A. Scherz Department of Biochemistry, The Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *