Sahabat sekalian, kita bisa hidup karena kita bisa bernafas. Namun kita tidak akan bisa bernafas tatkala tidak ada oksigen. Taukah sahabat sekalian, darimana oksigen itu bisa ada?
Ternyata ada sebuah proses di alam ini yang mana oksigen secara melimpah diproduksi. Baik sahabat, pada kesempatan kali ini kami ingin berbagi informasi tentang Proses Fotosintesis.
Pendahuluan
Dalam rantai makanan kita mengenal dengan istilah “produsen”. Apa itu produsen ?.
Produsen adalah makhluk hidup yang mempunyai kemampuan melakukan proses pembuatan makanannya secara sendiri.
Kemampuan mengubah zat anorganik dalam sebuah proses menjadi suatu zat organik hanya dimiliki oleh tumbuhan hijau.
Jadi tumbuhan hijau mempunyai kemampuan membuat makanan sendiri. Sangat luar biasa bukan. Tiada makhluk hidup lain yang mampu membuat makanannya sendiri kecuali beberapa sel yang mempunyai klorofil.
Hal ini bisa dilakukan tumbuhan hijau karena adanya zat hijau daun atau klorofil yang dimilikinya. Prosesnya inilah yang kita kenal dengan Fotosintesis.
Dengan bantuan cahaya matahari, tumbuhan hijau dapat membuat makanannya sendiri dengan melakukan proses fotosintesis.
Marilah kita bahas secara terperinci mengenai Proses Fotosintesis, Kloroplas, dan Pigmen Fotosintesis.
Proses Fotosintesis
Sahabat sekalian, sebagaimana kita ketahui kehidupan di permukaan bumi sangat tergantung kepada energi matahari. Hal ini terkait dengan kebutuhan manusia akan oksigen untuk bernafas.
Dan Fotosintesis merupakan satu-satunya proses biologis yang dapat mengubah energi matahari menjadi oksigen yang kita butuhkan.
Proses fotosintesis pada tumbuhan hijau secara sederhana adalah :
- Karbon dioksida diambil menggunakan stomata pada tumbuhan
- Air diambil menggunakan akar tumbuhan dan diteruskan ke daun melalui batang.
- Cahaya matahari diambil menggunakan klorofil pada daun tumbuhan.
- Energi cahaya matahari dimanfaatkan dalam mengubah senyawa air menjadi Oksigen dan hidrogen. Kemudian oksigen di bebaskan ke udara dan hidrogen bersama dengan karbon dioksida membentuk senyawa gula atau karbohidrat.
Persamaan sederhana dari proses fotosintesis tumbuhan hijau secara singkat adalah :
Selain itu proses fotosintesis juga menghasilkan molekul gula yang digunakan tumbuhan untuk tumbuh dan berkembang dan juga sebagai cadangan makanan.
Dan cadangan makanan tersebut oleh manusia dibutuhkan sebagai sumber energi.
Fotosintesis jika diartikan secara harfiah adalah ‘sintesis yang menggunakan cahaya’.
Makhluk hidup fotosintetik memanfaatkan energi matahari yang digunakan untuk mensintesis senyawa karbon, hal ini tidak dapat dilakukan tanpa adanya energi cahaya.
Fotosintesis terdiri dari kata “Foton” yang artinya “cahaya” dan kata “Sintesis” yang artinya ” Menyatukan”.
Fotosintesis merupakan proses pada tanaman hijau yang mensintesis karbohidrat (glukosa) dengan memanfaatkan karbon dioksida dan air, dengan bantuan pigmen dan sinar matahari.
Jadi proses fotosintesis menghasilkan senyawa gula dan juga oksigen yang dibutuhkan oleh semua makhluk hidup di bumi untuk bernafas.
Bisa dikatakan bahwa fotosintesis merupakan transformasi energi cahaya matahari / energi radiasi (sumber energi makhluk hidup) menjadi energi kimia dan bahan organik lainnya.
Gambar di bawah ini menunjukkan hasil dari proses fotosintesis pada tanaman hijau selain glukosa.
Menurut Robert Hill dan Van Neil dalam gambar tersebut di atas, yang menyebutkan bahwa oksigen yang dihasilkan dari proses fotosintesis merupakan dari air dan bukan berasal dari karbon dioksida.
Persamaan reaksinya sebagai berikut :
Selain itu fotosintesis dapat didefenisikan juga sebagai sebuah proses pembuatan senyawa organik dalam sebuah sel yang mempunyai klorofil dengan memanfaatkan karbon dioksida dan hidrogen dan dengan bantuan energi cahaya matahari/radiasi.
Jadi selain tumbuhan hijau, ada sel yang mempunyai klorofil dan mampu melakukan proses fotosintesis.
Karena ada beberapa jenis bakteri fotosintetik yang dapat memanfaatkan sumbangan hidrogen selain dari air untuk melakukan fotosintesis. Salah satu contohnya adalah cyanobacteria (ganggang biru-hijau).
Proses fotosintesis merupakan proses redoks (reduksi oksidasi) yang mana terjadi proses oksidasi air dan reduksi karbon dioksida sehingga menghasilkan senyawa gula/ krbohidrat.
Menurut Blackmann (1905), proses fotosintesis terdiri dari dua fase, yaitu : Fase Terang (reksi cahaya)/fase fotokimia dan Fase Gelap (reaksi gelap)/ Fase Biokimia.
Dalam reaksi terang akan dihasilkan oksigen dan energi untuk proses asimilasi (ATP dan NADPH2. Kemudian dalam reaksi gelap energi asimilasi akan digunakan untuk mensintesis senyawa glukosa.
Fotosintesis dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu :
1. Fotosintesis Oksigen, maksudnya pada proses fotosintesis ini menghasilkan senyawa gula dan oksigen. Hal ini terjadi pada eukariota hijau, tumbuhan hijau, dan cyanobacteria (ganggang biru-hijau).
2. Fotosintesis Oksigenik tanpa menghasilkan oksigen, ini biasa terjadi pada jenis bakteri fotosintesis.
Kloroplas
Kloroplas (Chloroplast) merupakan tempat terjadinya fotosintesis. Kloroplas mengandung klorofil dan mempunyai membran-membran dan juga hanya terdapat pada sel tumbuhan hijau.
Kloroplas adalah plastida yang mempunyai pigmen berwarna hijau. Pigmen ini yang biasa kita sebut klorofil.
Di dalam mikroskop kloroplas tampak berbentuk butir pipih, atau agak kebulatan pada tumbuhan tingkat rendah dan tampak lonjong pada tumbuhan tingkat tinggi.
Struktur kloroplas terdiri dari :
- Membran Bagian Luar, yang berfungsi untuk mengatur keluar masuk zat yang diperlukan dalam proses fotosintesis.
- Ruang Antar Membran, yang merupakan pemisah antara membran bagian dalam dan bagian luar
- Membran Bagian Dalam, merupakan membran pemisah antara stroma dan sitosol.
- Tilakoid, yang berperan menangkap energi cahaya dari matahari (tempat reaksi terang)
- Stroma, sebagai membran pembungkus cairan kloroplas (tempat reaksi gelap)
- Granum, merupakan tumpukan tilakoid.
- DNA Plastida, berperan dalam replikasi sel kloroplas dan merupakan gen yang membawa sifat pada struktur plastida.
- Ribosom, yang men-sintesis protein.
- Plastoglobula, merupakan senyawa kimiawi lipid yang berbentuk globul.
- Pati (amilum), merupakan hasil akhir fotosintesis.
Kloroplas mempunyai fungsi sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis, yang memanfaatkan karbon dioksida dan air dengan bantuan energi cahaya matahari sehingga menghasilkan senyawa gula, oksigen dan air.
Pigmen Fotosintesis
Merupakan zat yang dapat menyerap energi cahaya matahari sehingga proses fotosintesis dapat berlangsung.
Pigmen fotosintesis yang berperan dalam proses fotosintesis dapat dikelompokkan menjadi tiga kategori :
- Klorofil
Klorofil merupakan pigmen yang berwarna hijau yang mempunyai peran paling banyak selama proses fotosintesis. Fungsi klorofil pada proses fotosintesis adalah menyerap energi cahaya matahri
Pada kategori ini terdapat beberapa jenis pigmen antara lain : klorofil a ,b ,c ,d ,e pada tanaman hijau dan bakteri fotosintesis; Chlorobium Chlorophyl pada bacterio viridin; dan Bacterio Chlorophyl jenis klorofil a, b, g.
Secara kimiawi, molekul klorofil ada dua yaitu :
- Kepala Porphyrin yang terdiri dari inti pusat Mg dan cincin tetrapyrrole; dan
- Ekor Phytol yang merupakan rantai hidrokarbon, Yang terdapat pada salah satu cincin Pyrrole, rantai ini akan membantu pada saat molekul klorofil menempel pada membran tilakoid.
Dari jenis klorofil yang telah disebutkan di atas, klorofil a dan b yang mempunyai peran paling penting selama proses fotosintesis.
Klrofil a dapat kita temukan pada disemua organisme fotosintesis kecuali organisme fotosintesis jenis bakteri. Dengan alasan tersebut, makan pigmen ini sering disebut Pigmen Fotosintesis Primer (Universal)
- Karotenoid
Karotenoid merupakan pigmen berwarna kuning, oranye atau merah dengan jumlah yang sedikit dan berada dalam membaran tilakoid berasosiasi dengan klorofil. Sifat pigmen ini larut dalam air dan merupakan prekursor vitamin A.
Pigmen ini terdiri dari dua jenis yaitu : Karoten (Carotenol) dan Xanthophyll (Xanthol)
Karoten merupakan hidrokarbon murni, warna oranye/merah dengan rumus kimia C40H56.
Jenis karoten secara umum yaitu δ karoten, γ, -α, β, Neurosporene, Phytotene, dan Lycopene (Pigmen warna merah yang ditemukan pada tomat bagian matang).
β karoten pada proses hidrolisis dapat menghasilkan vitamin jenis A.
Xanthophyll merupakan oksigen pada karotenoid dengan warna kuning dan keberadaanya melimpah di alam.
Xanthophyl paling banyak terdapat pada daun muda dengan rasio 2:1. Jenis xanthophyl secara umum ditemukan pada tanaman hijau adalah jenis Lutein (C40H56O2) dan akan nampak warna kuning saat musim gugur.
- Phycobilins (Biliprotein)
Pigmen jenis ini mempunyai sifat larut dalam air dan banyak ditemukan di dalam ganggang juga pada tanaman tingkat lebih tinggi.
Pigmen ini terdiri dari dua jenis yaitu : Phycoerythrin (merah) dan Phycocyanin (biru). Pigmen ini seperti klorofil yang mempunyai rantai tetrapyrrole terbuka tapi tidak terdapat rantai Phytol dan Mg.
Kesimpulan
- Fotosintesis merupakan proses alam yang paling penting untuk menopang kehidupan bumi.
- Proses fotosintesis sangat unik yang hanya bisa dilakukan tumbuhan hijau autotrofik dan membuat makanan organik berasal dari bahan yang anorganik.
- Semua jenis hewan dan juga tanaman heterotrofik sangat bergantung terhadap tanaman hijau dalam hal makanan organik mereka. Sehingga dengan alasan inilah maka tumbuhan hijau disebut sebagai produsen dan semua makhluk hidup lain disebut sebagai konsumen.
- Fotosintesis adalah proses pengubahan energi radiasi / matahari menjadi bentuk energi kimia. Produk yang dihasilkan merupakan energi (gula/karbohidrat) yang dapat dimanfaatkan oleh organisme lain yang digunakan untuk tumbuh dan melakukan aktivitas selama hidupnya.
- Proses fotosintesis menghasilkan oksigen yang sangat penting digunakan dalam proses respirasi organisme dan juga pembakaran bahan organik. Oksigen juga penting dalam pembentukan ozon di lapisan stratosfer yang berfungsi menyaring dan juga menghentikan efek radiasi UV yang mencapai di bumi yang berbahaya bagi makhluk hidup di bumi.
- Fotosintesis juga bermanfaat mengurangi jumlah konsentrasi karbon dioksida yang dihasilkan dari proses respirasi dan pembakaran yang yang berada di atmosfer bumi. Sebagaimana kita ketahui bahwa karbon dioksida dengan jumlah konsentrasi yang berlebih dapat beracun bagi organisme di bumi.
- Laju fotosintesis sangat mempengaruhi terhadap tingkat produktivitas tanaman.
- Kloroplas adalah tempat terjadinya proses fotosintesis. Strukturnya terdiri dari : Membran Bagian Luar, Ruang Antar Membran, Membran Bagian Dalam, Tilakoid, Stroma, Granum, DNA Plastida, Ribosom, Plastoglobula, dan Pati (amilum).
- Proses fotosintesis adalah proses redoks atau reduksi oksidasi yaitu terjadi proses oksidasi air dan reduksi karbon dioksida sehingga menghasilkan senyawa gula/ krbohidrat.
- Pigmen Fotosintesis terdiri dari : klorofil, karotenoid dan Phycobilins (Biliprotein)
Demikian informasi mengenai Proses Fotosintesis yang dapat kami sampaikan. Semoga bermanfaat.
Baca juga: