Proses Fotosintesis – Reaksi, Hasil, Rumus, Faktor yang Mempengaruhi

Posted on

Proses Fotosintesis – Apa itu Fotosintesis? Fotosintesis adalah proses pembuatan makanan pada tumbuhan hijau  yang terjadi karena bantuan sinar matahari dan enzim-enzim. Berikut ini akan dibahas lengkap tentang pengertian, reaksi, hasil, rumus, dan faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis. Simaklah ulasannya dibawah ini.

Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis yaitu suatu proses Biokimia yang terjadi karena dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi suatu Energi terpakai (Nutrisi), dan memanfaatkan suatu energi cahaya.

Fotosintesis juga fungsi utama dari Daun yang terdapat pada tumbuhan. Proses fotosintesis juga sangat penting untuk kehidupan di Bumi karena hampir semua makhluk hidup tergantung pada proses fotosintesis ini.

Sebagian Oksigen Yang Terdapat Di Atmosfer Bumi Dihasilkan Dari Terjadinya Proses Fotosintesis.

Organisme yang dapat menghasilkan energi melalui fotosintesis disebut sebagai Fototrof yaitu Photos yang artinya Cahaya.

Fotosintesis merupakan suatu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 terikat (Difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpanan energi.

Cara lain yang bisa ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon ialah melalui Kemosintesis, karena dilakukan oleh Bakteri Belerang.

Proses Fotosintesis pada Tumbuhan

Tumbuhan mempunyai sifat Autotrof yaitu, artinya tumbuhan dapat mensintesis makanan yang terdapat pada Senyawa Anorganik.

Tumbuhan menggunakan karbondioksida dan air agar dapat menghasilkan gula & oksigen yang diperlukan sebagai makanannya.

Energi yang diperlukan untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Berikut adalah persamaan reaksi fotosintesis yang dapat menghasilkan glukosa :

Proses Fotosintesis

Glukosa berguna untuk membentuk senyawa organik lainnya yaitu Selulosa dan berguna juga sebagai bahan bakar. Prosesnya terjadi melalui respirasi seluler baik pada tumbuhan maupun hewan.

Secara umum yang terjadi reaksi pada respirasi seluler berkebalikan dari persamaan di atas. Pada respirasi, gula (Glukosa) & senyawa lainnya, akan bereaksi dengan oksigen agar dapat menghasilkan karbondioksida, air, & energi kimia.

Tumbuhan juga menangkap cahaya dengan menggunakan pigmen yang disebut Klorofil. Termasuk yang memberi warna hijau pada tumbuahan ialah peran Pigmen klorofil. Klorofil juga terdapat dalam organel yang disebut Kloroplas.

Klorofil menyerap cahaya yang berperan penting dalam fotosintesis. Meskipun demikian tetapi sebagian besar kloroplas di hasilkan berada di daun.

Di dalam daun mempunyai lapisan sel yang disebut Mesofil,  yang juga mengandung ½ juta kloroplas setiap Milimeter Perseginya.

Cahaya akan melewati lapisan epidermis yang tanpa warna & juga yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar dalam proses fotosintesis.

Permukaan daun akan dilapisi Kutikula dari lilin yang mempunyai sifat anti air agar mencegah terjadinya penyerapan sinar Matahari dan juga penguapan air yang menjadi berlebihan.

Fotosintesis akan berlangsung dari jaringan Palisade dan Jaringan Bunga Karang, terutama pada jaringan palisade.

Reaksi Fotosintesis

Ada dua Reaksi Fotosintesis yang utama atau dua proses utama dalam proses fotosintesis, yaitu Reaksi bergantung pada cahaya (Light Dependent Reaction) & Reaksi Tidak Adanya Cahaya (Light Independent Reaction).

Kedua reaksi fotosintesis juga disebut Satu Kesatuan. Artinya proses fotosintesis dimulai dari reaksi bergantung pada cahaya & kemudian lanjut ke reaksi  tanpa adanya cahaya.

Kedua reaksi fotosintesis diatas dikenal juga dengan istilah reaksi terang fotosintesis & reaksi gelap fotosintesis.

Reaksi Terang Fotosintesis :

Dalam reaksi terang fotosintesis, terdapat dua macam reaksi terang fotosintesis, yaitu Reaksi Non Siklik atau Fotofosforilasi Non Siklik (Non- Cyclic Photophosphorylation) & Reaksi Siklik (Cyclic Photophosphorylation).

A. Reaksi Terang Non Siklik Fotosintesis

Reaksi Terang Non Siklik Fotosintesis

Pada Gambar Skema Diatas, Reaksi Terang Fotosintesis yang terjadi pada kloroplas tumbuhan.
Tempatnya terjadi pada Tilakoid. Salah satu proses fotosintesis pada tumbuhan.

Para Pembaca jangan pusing ya dengan melihat skema reaksi fotosintesis diatas, admin akan menjelaskan langkah-langkah mulai dari membenturnya sinar matahari terhadap daun.

Jadi kalian harus tahu bahwa cahaya atau Foton akan diambil & diserap oleh Dua Fotosistem.

Fotosistem itu disebut Fotosistem 1 (PS I / Photosystem I) & Fotosistem 2 (PS II / Photosystem II). Kalian juga bisa menyebutnya sebagai Fotosistem 700 & Fotosistem 680.

Pengertian fotosistem itu adalah kompleks protein yang terdapat mengandung klorofil & pigmen aksesoris pada tilakoid sel tumbuhan.

Klorofil & pigmen itu juga adalah sumber protein kompleks yang amat penting & bertanggung jawab terhadap Konversi Energi.

Klorofil pada fotosintesis 1 mampu menyerap cahaya hingga dengan lebar pita
(wavelenght) 700 nm sehingga dikenal dengan nama molekul p700

Klorofil pada fotosintesis 2 mampu menyerap cahaya dengan panjang pita
(wavelenght) 680 nm sehingga dikenal dengan nama molekul p680

Reaksi Terang Fotosintesis Di Mulai Dari Fotosistem II

Selanjutnya Mari kita akan membahas langkah-langkah pada gambar skema reaksi terang fotosintesis diatas:

Foton (energi cahaya) “menabrak” permukaan pada daun
Foton (energi cahaya) akan diserap dengan Klorofil P680 pada Fotosistem II.
Energi yang akan dihasilkan cahaya matahari tersebut akan masuk dalam 1 Molekul P680 ke Molekul P680 selanjutnya sehingga mencapai pusat reaksi Fotosistem II.

Dan dikenal juga dengan istilah Reaction Center (RC)
Lalu Pada RC atau pusat reaksi fotosistem II akan terdapat sepasang molekul klorofil P680.

Elektron yang menjadi bagian dari molekul P680 tereksitasi (lepas dari orbitnya atau berpindah orbit ke orbit yang lebih jauh dari inti), karena hadirnya tingkat energi yang tinggi.

Dan Elektron itu akhirnya tidak stabil & akhirnya terlepas. Lalu kemudian dilepaskan lagi satu elektron akan diikuti dengan masuknya foton yang lain ke dalam RC.

Kemudian, elektron tersebut akan dibawa oleh rantai protein kompleks & carrier yang biasa disebut ETC (electron transport chain). Nama carrier elektron nya ialah Plastoquinone.

Plastoquinone tersebut akan membawa elektron-elektron dari RC (pusat reaksi fotosistem II) menuju kompleks Cytochrome b6f (Cytochrome b6f complex). Lalu terjadilah pemecahan molekul air yang menggunakan bantuan energi cahaya matahari.

Lalu dengan menggunakan bantuan energi matahari tersebut maka disebut Fotolisis. Dengan kehilangan elektron dari PS II tersebut akan ditutupi dengan adanya fotolisis ini yang akan memecah air menjadi ion hidrogen (H+ / Proton), elektron (e-) & oksigen (O2).

Dari hasil pemecahan oksigen dan ion hidrogen tersebut akan terlepas ke lumen tilakoid (rongga dalam tilakoid). Dan oksigen tersebut akan dibuang nanti sebagai hasil fotosintesis.

Dengan menggunakan Plastoquinone, Ion hidrogen tersebut yang berada di stroma yang akan diantar kemudian dilepas ke lumen tilakoid. Hal inilah yang menyebabkan konsentrasi ion hidrogen (gradient proton) di daerah lumen tilakoid.

Hal ini terjadi karena gradient proton yang terjadi dilumen tilakoid ini adalah ion-ion hidrogen yang akan dibawa ke ATP synthase & menyediakan energi yang berguna untuk penggabungan ADP + Pi untuk membentuk ATP Cytochrome b6f kemudian membawa elektron ke Plastocyanin dan selanjutnya akan dibawahnya ke Fotosistem I (PS I).

Kemudian Elektron yang sampai ke PS I (fotosistem I) akan kembali menerima energi dari cahaya matahari (foton), tapi kemudian akan diserap oleh klorofil P700.

Kemudian elektron-elektron yang ada kemudian akan dibawa oleh carrier yaitu Ferredoxin yang akan membawanya ke Ferredixin NADp reductase (FNR).

Lalu ferredexin NADP reductase (FNR) yang membawa elektron untuk bergabung dengan hidrogen & NADP+ untuk membentuk NADPH (sumber energi kimia untuk reaksi gelap).

Agar lebih jelasnya kalian juga dapat melihat skema reaksi terang fotosintesis dibawah ini :

Reaksi terang fotosintesis

Reaksi dari penjelasan diatas adalah reaksi terang non siklik yang menggunakan dua jenis fotosistem.

B. Reaksi Terang Siklik Fotosintesis

Adapun reaksi terang siklik akan hanya menggunakan fotosistem I untuk membentuk ATP.

Reaksi Terang Siklik Fotosintesis

Reaksi lain di dalam rangkaian fotosintesis tumbuhan adalah Fotofosforilasi Siklik. Sesuai dengan namanya, reaksi ini Hanya berputar dari awal & akan kembali ke awal reaksi.

Reaksi siklik tersebut pada reaksi terang fotosintesis hanya terjadi di fotosistem I. Bukan seperti pada reaksi non-siklik yang terjadi pada kedua fotosistem yaitu : fotosistem I dan fotosistem II.

Berikut adalah penjelasan proses reaksi siklik pada reaksi terang fotosintesis.

Energi matahari yaitu berupa foton “menabrak” suatu membran tilakoid, dan mengenai pada Fotosistem I yang memiliki Klorofil tipe P700.

Dan Hal ini akan membuat Elektron tereksitasi (tingkat energi naik) hingga akhirnya terlepas. Yaitu sebanyak 2 elektron terlepas.

Lalu kemudian elektron dimuat oleh Pastoquinone, lalu oleh Cytochrome bf6 yang kemudian oleh plastocyanin akan dikembalikan lagi ke klorofil atau molekul P700.

Lalu Rangkaian perpindahan elektron itu (juga disebut rantai transport elektron) akan menghasilkan kekuatan motif proton (proton motive force) yang menghasilkan ion H+.

Kemudian Ion tersebut akan membuat suatu gradien konsentrasi pada membran sehingga akan menjadi energi bagi ATP synthase selama kemiosmosis.
Proses tersebut akan kembali terulang ketika elektron kembali lagi ke fotosistem I.

Reaksi siklik dalam reaksi terang tumbuhan, tidak membutuhkan kehadiran air atau fotolisis dan juga tidak menghasilkan energi buangan seperti Oksigen.

Reaksi siklik hanya akan menghasilkan ATP yang digunakan dalam reaksi gelap fotosintesis atau siklus Calvin Benson.

Namun Fosforilasi siklik sangat dominan pada bakteri & organisme anaerobik .

Reaksi Gelap Fotosintesis

Selanjutnya Setelah kita membahas suatu reaksi yang bergantung pada cahaya (Light Dependent Reaction), ATP & NADPH, yang dihasilkan tersebut kemudian akan dibawa & digunakan kedalam Reaksi Gelap atau Reaksi Tidak Bergantung Cahaya (Light Independent Reaction) atau dikenal sebagai Siklus Calvin.

Siklus Calvin sendiri yaitu Proses kedua dari sebuah reaksi fotosintesis yang akan dilalui oleh tumbuhan dalam membuat makanannya.

Di dalam siklus calvin inilah karbohidrat atau gula akan terbentuk dengan bantuan NADPH & ATP yang telah dihasilkan oleh reaksi terang.

Reaksi kimia yang telah terjadi dalam siklus Calvin bisa kita lihat dibawah ini :

3 CO2 + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H+ → C3H6O3-phosphate + 9 ADP + 8 Pi + 6 NADP+ + 3 H2O

Dan Skema siklus Calvin kalian bisa lihat dibawah ini :

Reaksi Gelap Fotosintesis

Skema siklus Calvin diatas : Adalah tahap kedua dari Reaksi Fotosintesis tumbuhan. Sering disebut juga sebagai reaksi gelap fotosintesis.

Hasil Fotosintesis

Hasil dari Fotosintesis yaitu meliputi :

  1. Hasil utama dari fotosintesis yaitu : amilum (makanan), sedangkan hasil keduanya adalah oksigen (O2).
  2. Kemampuan tumbuhan hijau dapat membuat makanannya sendiri, lalu disebut organisme atau makhluk hidup sebagai autotrof.

Rumus Fotosintesis

Rumus dari fotosintesis adalah :
12H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 + 6H2O

Faktor Yang Mempengaruhi Fotosintesis

1. Konsentrasi Karbondioksida

Konsentrasi karbondioksida adalah faktor eksternal yang paling mempengaruhi & melancarkan proses fotosintesis pada tumbuhan. Ketersediaannya yang terbatas, yaitu hanya sekitar 0,03% di atmosfer bumi yang membuat tumbuhan saling bersaing agar dapat menyerapnya ke dalam klorofil melalui stomata. Semakin banyak konsentrasi karbondioksida di udara, maka proses fotosintesis juga akan semakin besar.

2. Ketersediaan Air

Air adalah salah satu kebutuhan dasar untuk suatu tumbuhan agar dapat melakukan proses fotosintesis. Air mempunyai fungsi utama sebagai salah satu bahan baku utama dalam proses fotosintesis, selain dari karbondioksida. Dalam hal lainnya juga, tumbuhan membutuhkan air untuk proses transpirasi. Jadi jika kekurangan air, stomata yang ada pada daun akan menutup & membuat karbondioksida tidak bisa terserap dan masuk ke dalam kloroplas.

3. Cahaya

Sesuai dengan fungsinya cahaya juga termasuk kebutuhan dalam salah satu faktor yang dapat mempengaruhi fotosintesis. Dengan Berdasarkan sifatnya, faktor cahaya sendiri telah terbagi menjadi beberapa sub faktor, di antaranya yaitu, intensitas cahaya, panjang gelombang cahaya, & lama penyinaran.
Dengan lamanya suatu penyinaran. Di beberapa belahan dunia ini, penyinaran matahari akan dapat berlangsung lebih dari 12 jam sehari. Pada di daerah-daerah tersebut, proses fotosintesis yang akan dilakukan tumbuhan ini juga akan berlangsung secara terus menerus.

4. Klorofil

Klorofil atau zat hijau pada daun adalah pigmen warna yang terdapat di dalam kloroplas daun & berfunsi sebagai katalisator dalam terbentuknya fotosintesis. Tanpa adanya klorofil, fotosintesis akan berlangsung dengan sangat lambat & bahkan tidak dapat terjadi karena tumbuhan kehabisan energi. Klorofil juga dapat disebut faktor internal yang mempengaruhi fotosintesis.

5. Unsur Hara

Unsur hara yaitu adalah suatu sumber nutrisi utama yang dibutuhkan oleh suatu tumbuhan dalam melakukan metabolisme. Unsur hara juga merupakan mineral maupun bahan organik yang didapatkan melalui penyerapan yang dilakukan akar di dalam tanah. Sebagai suatu contoh, dalam melakukan fotosintesis, klorofil sangat membutuhkan ion magnesium yang hanya diperoleh akar dari dalam tanah.

6. Suhu

Suhu udara juga menjadi faktor yang dapat mempengaruhi proses fotosintesis. Suhu yang terlalu tinggi dapat membuat daun menutup sebagian besar stomatanya lalu meminimalkan proses transipirasi (penguapan). Proses ini mengakibatkan karbondioksida tidak bisa diserap oleh daun & proses fotosintesis akan mengalami perlambatan. Namun jika suhu terlalu rendah, air yang terdapat di dalam tumbuhan akan membeku sehingga mengakibatkan sirkulasi hara dari akar ke ke daun tidak dapat terjadi.

Artikel Terkait :

Proses Fotosintesis – Reaksi, Hasil, Rumus, Faktor yang Mempengaruhi Rating: 5 Diposkan Oleh: Pengunjung