Daun yang tampak diam di halaman rumah sebenarnya sedang bekerja setiap kali matahari bersinar. Di dalam daun itu berlangsung proses yang menjadi sumber makanan bagi tumbuhan sekaligus pemasok oksigen bagi hampir semua makhluk hidup. Proses tersebut bernama fotosintesis, dan pertanyaan apa itu fotosintesis hampir selalu muncul saat mempelajari sains di sekolah.
Artikel ini menjelaskan pengertian fotosintesis dengan bahasa sederhana, fungsi dan manfaatnya, serta cara kerjanya melalui tahap terang dan tahap gelap. Kamu juga akan mempelajari faktor-faktor yang memengaruhi cepat lambatnya proses ini.
Apa Itu Fotosintesis?
Fotosintesis adalah proses tumbuhan hijau, alga, dan sebagian bakteri membuat makanan sendiri dengan bantuan energi cahaya matahari. Bahan yang digunakan adalah air yang diserap akar dari tanah dan karbon dioksida yang diambil dari udara melalui stomata, yaitu pori-pori kecil pada permukaan daun. Hasil akhirnya berupa glukosa, yaitu gula sederhana yang menjadi sumber energi tumbuhan, serta oksigen yang dilepas ke udara.
Proses ini berlangsung di dalam kloroplas, bagian sel yang mengandung klorofil. Klorofil adalah pigmen hijau yang menangkap energi cahaya, dan warna inilah yang membuat daun tampak hijau. Secara ringkas, reaksi fotosintesis ditulis sebagai berikut: 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O. Persamaan itu menunjukkan enam molekul karbon dioksida dan dua belas molekul air diubah menjadi satu molekul glukosa, enam molekul oksigen, dan enam molekul air dengan bantuan energi cahaya.
Contohnya mudah ditemukan di sekitar rumah. Tanaman cabai di pot yang cukup sinar matahari dan air akan tumbuh subur, sedangkan tanaman yang sama di tempat gelap akan layu karena tidak dapat berfotosintesis dengan baik.
Fungsi dan Manfaat
Bagi tumbuhan, fungsi utama fotosintesis adalah menghasilkan makanan. Glukosa hasil proses ini dipakai sebagai sumber energi untuk tumbuh, membentuk daun dan batang baru, serta berbunga dan berbuah. Kelebihan glukosa disimpan sebagai cadangan makanan dalam bentuk pati, misalnya pada umbi kentang, singkong, dan biji padi.
Manfaat fotosintesis juga dirasakan oleh kehidupan di bumi secara luas, antara lain:
- Menghasilkan oksigen yang dilepas ke udara dan dipakai bernapas oleh manusia dan hewan.
- Menjadi dasar rantai makanan, karena hampir semua makhluk hidup bergantung pada tumbuhan, baik secara langsung maupun tidak langsung.
- Menyerap karbon dioksida dari udara sehingga membantu menjaga keseimbangan gas di atmosfer.
- Menyediakan bahan pangan, kayu, serat, dan berbagai hasil tumbuhan lain yang dimanfaatkan manusia setiap hari.
Bagaimana Cara Kerja Fotosintesis?
Fotosintesis berlangsung dalam dua tahap yang saling berkaitan di dalam kloroplas. Tahap pertama disebut tahap terang karena memerlukan cahaya secara langsung. Tahap kedua disebut tahap gelap atau siklus Calvin, yang memakai hasil dari tahap pertama.
1. Tahap Terang
Tahap terang terjadi pada membran tilakoid, yaitu tumpukan kantong pipih di dalam kloroplas yang disebut grana. Pada tahap ini, klorofil menyerap energi cahaya matahari. Energi tersebut dipakai untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Oksigen kemudian dilepas ke udara melalui stomata, dan oksigen inilah yang kita hirup sehari-hari.
Selain oksigen, tahap terang menghasilkan dua molekul pembawa energi, yaitu ATP dan NADPH. Bahan yang masuk pada tahap ini adalah cahaya matahari dan air, sedangkan hasilnya adalah oksigen, ATP, dan NADPH. ATP dan NADPH tidak disimpan lama, melainkan langsung digunakan pada tahap berikutnya.
2. Tahap Gelap atau Siklus Calvin
Tahap gelap berlangsung di stroma, yaitu cairan yang mengelilingi tilakoid di dalam kloroplas. Tahap ini disebut gelap karena tidak memerlukan cahaya secara langsung, walaupun dalam keadaan alami tahap ini berjalan bersamaan dengan tahap terang. Bahan yang dipakai adalah karbon dioksida dari udara serta ATP dan NADPH dari tahap terang.
Di dalam siklus Calvin, karbon dioksida diikat menjadi senyawa organik melalui proses yang disebut fiksasi karbon, dengan bantuan enzim Rubisco. Senyawa tersebut kemudian diubah menggunakan energi ATP dan NADPH menjadi gula sederhana. Hasil akhir tahap ini adalah glukosa yang dipakai tumbuhan untuk energi dan pertumbuhan, sedangkan ATP dan NADPH yang telah terpakai kembali menjadi ADP dan NADP+ untuk digunakan lagi pada tahap terang.
3. Faktor yang Memengaruhi Fotosintesis
Cepat lambatnya fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor berikut:
- Cahaya. Semakin cukup intensitas cahaya, semakin cepat fotosintesis, sampai mencapai titik jenuh. Tanaman yang kekurangan cahaya akan tumbuh lambat dan berdaun pucat.
- Air. Air adalah bahan baku yang dipecah pada tahap terang. Kekurangan air membuat stomata menutup dan proses fotosintesis menurun.
- Karbon dioksida. Gas ini adalah bahan pembentuk glukosa. Kadar karbon dioksida yang terlalu rendah di udara dapat membatasi laju fotosintesis.
- Suhu. Fotosintesis bekerja baik pada suhu yang sesuai, umumnya suhu hangat yang tidak ekstrem. Suhu terlalu rendah atau terlalu panas dapat merusak kerja enzim yang terlibat.
- Klorofil. Jumlah klorofil menentukan kemampuan daun menangkap cahaya. Daun yang sehat dan hijau pekat umumnya berfotosintesis lebih baik daripada daun yang menguning.
Kesimpulan
Fotosintesis adalah proses tumbuhan membuat makanan sendiri dari air dan karbon dioksida dengan bantuan cahaya matahari dan klorofil. Proses ini berjalan melalui tahap terang yang menghasilkan oksigen, ATP, dan NADPH, lalu dilanjutkan tahap gelap atau siklus Calvin yang membentuk glukosa. Laju prosesnya dipengaruhi oleh cahaya, air, karbon dioksida, suhu, dan jumlah klorofil.
Memahami fotosintesis membantu kita melihat tumbuhan sebagai penopang kehidupan. Makanan yang kita makan dan oksigen yang kita hirup sebagian besar berasal dari proses yang berlangsung senyap di dalam daun ini.
Pertanyaan Umum
1. Apakah fotosintesis hanya terjadi pada siang hari?
Tahap terang memerlukan cahaya, sehingga berlangsung saat ada cahaya matahari. Tahap gelap memakai ATP dan NADPH hasil tahap terang, jadi dalam keadaan alami kedua tahap berjalan berurutan selama tumbuhan mendapat cahaya yang cukup.
2. Mengapa daun berwarna hijau?
Daun berwarna hijau karena klorofil menyerap cahaya merah dan biru untuk fotosintesis, sedangkan cahaya hijau lebih banyak dipantulkan. Cahaya hijau yang terpantul itulah yang sampai ke mata kita.
3. Dari mana oksigen hasil fotosintesis berasal?
Oksigen berasal dari pemecahan molekul air pada tahap terang. Atom oksigen dari air bergabung membentuk gas oksigen, lalu dilepas ke udara melalui stomata.
4. Apakah semua tumbuhan melakukan fotosintesis?
Sebagian besar tumbuhan berdaun hijau melakukan fotosintesis karena memiliki klorofil. Ada sedikit tumbuhan parasit yang hampir tidak berklorofil, sehingga mengambil makanan dari tumbuhan inang.
0 Komentar