Fotosintesis adalah proses biokimia yang dilakukan oleh tumbuhan hijau, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk menghasilkan energi dalam bentuk glukosa dengan memanfaatkan energi matahari. Proses ini berlangsung di kloroplas, organel sel tumbuhan yang mengandung pigmen klorofil. Berikut adalah penjelasan rinci mengenai proses fotosintesis:
1. Reaksi Fotosintesis
Fotosintesis melibatkan dua tahap utama:
- Reaksi Terang
- Reaksi Gelap (Siklus Calvin)
2. Reaksi Kimia Umum
Reaksi fotosintesis dapat dituliskan secara sederhana sebagai: 6CO2+6H2O+cahaya→C6H12O6+6O26CO_2 + 6H_2O + cahaya rightarrow C_6H_{12}O_6 + 6O_2
Artinya: Karbon dioksida (CO₂) dan air (H₂O), dengan bantuan energi cahaya, diubah menjadi glukosa (C₆H₁₂O₆) dan oksigen (O₂).
3. Tahapan Fotosintesis
a. Reaksi Terang
- Lokasi: Membran tilakoid di kloroplas.
- Input: Cahaya matahari, air (H₂O), dan ADP + Pi.
- Proses:
- Klorofil menyerap energi cahaya.
- Energi cahaya digunakan untuk memecah molekul air (fotolisis) menjadi oksigen (O₂), proton (H⁺), dan elektron (e⁻).
- Elektron dari fotolisis mengalir melalui rantai transport elektron, menghasilkan ATP dan NADPH.
- Output: Oksigen (O₂), ATP, dan NADPH.
b. Reaksi Gelap (Siklus Calvin)
- Lokasi: Stroma di kloroplas.
- Input: Karbon dioksida (CO₂), ATP, dan NADPH.
- Proses:
- Enzim rubisco mengikat CO₂ ke molekul ribulosa bifosfat (RuBP), menghasilkan senyawa 3-fosfogliserat (3-PGA).
- ATP dan NADPH digunakan untuk mereduksi 3-PGA menjadi gliseraldehida-3-fosfat (G3P).
- Sebagian G3P digunakan untuk membentuk glukosa, sementara sisanya diregenerasi menjadi RuBP.
- Output: Glukosa (C₆H₁₂O₆) dan regenerasi RuBP.
4. Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis
- Cahaya: Intensitas dan panjang gelombang cahaya mempengaruhi efisiensi fotosintesis.
- Karbon Dioksida: Ketersediaan CO₂ memengaruhi laju reaksi gelap.
- Suhu: Enzim fotosintesis bekerja optimal pada suhu tertentu.
- Air: Kekurangan air dapat menghambat fotolisis pada reaksi terang.
- Klorofil: Konsentrasi klorofil memengaruhi kemampuan tumbuhan menyerap cahaya.
5. Manfaat Fotosintesis
- Menghasilkan oksigen yang penting untuk respirasi makhluk hidup.
- Memproduksi glukosa sebagai sumber energi utama bagi tumbuhan dan makhluk hidup lainnya.
- Menyediakan bahan dasar untuk siklus karbon di bumi.
Fotosintesis adalah dasar kehidupan di bumi, karena semua organisme secara langsung atau tidak langsung bergantung pada hasil proses ini.