Fotosintesis: Pengertian – Rumus dan Prosesnya

Makhluk hidup yang dapat memproduksi makanannya sendiri disebut autotrof, contohnya adalah tumbuhan.

Tumbuhan memiliki zat hijau daun yang disebut klorofil sehingga mampu melakukan proses fotosintesis.

Apa itu Fotosintesis?

Fotosintesis tergolong sebagai anabolisme yaitu mekanisme penyusunan senyawa organik menjadi senyawa anorganik pada organisme autotrof dengan bantuan cahaya.

Faktor yang Mempengaruhi Laju Fotosintesis

Laju fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain :

• Intensitas cahaya
• Konsentrasi CO₂
• Suhu
• Kadar air
• Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
• Tahap pertumbuhan

Rumus Fotosintesis

Berikut adalah rumus kimia fotosintesis :

Fotosintesis mengubah karbondioksida dan air menjadi zat gula dan gas oksigen dengan bantuan cahaya.

Proses Fotosintesis

Secara umum, fotosintesis terjadi dalam dua tahap. Kedua tahap tersebut terjadi di kloroplas, namun pada dua bagian yang berbeda. Tahap I adalah proses penangkapan energi matahari atau prosesnya bergantung adanya cahaya. Tahapan ini disebut sebagai reaksi terang.

Tahap II adalah proses yang tidak tergantung pada cahaya dan disebut sebagai reaksi gelap.

Berikut adalah penjelasan tentang proses fotosintesis :

Reaksi Terang

• Terjadi di membran tilakoid (grana)
• Terjadi penyerapan energi cahaya, pigmen fotosintesis terkumpul dalam fotosistem
• Pigmen fotosintesis dibagi menjadi klorofil a, klorofil b dan karotenoid
• Fotosistem dibagi menjadi 2 yaitu :
  a. fotosistem I : panjang gelombang yang mampu ditangkap adalah 700nm, disebut P700
  b. fotosistem II : panjang gelombang yang mampu ditangkap adalah 680nm, disebut P680

Tahapan reaksi terang :

• Transpor elektron siklik : hanya melibatkan fotosistem I
  Mekanisme diawali oleh penyerapan foton oleh P700 sehingga terjadi eksitasi elektron dan kembali lagi ke P700, kemudian ditransfer ke akseptor sitokrom mengakibatkan terjadi pelepasan energi yang mampu mengubah ADP menjadi ATP.
• Transpor elektron nonsiklik : melibatkan fotosistem I dan II
  Mekanisme diawali penyerapan foton oleh P680 sehingga terjadi eksitasi elektron dan menyebabkan elektron menjadi tidak stabil. Kehilangan elektron digantikan dengan proses pemecahan molekul air (fotolisis air) yang menghasilkan ion H+, elektron dan O₂ yang akan dilepaskan ke udara. Elektron P680 ditransfer ke P700 melalui akseptor sitokrom sehingga terbentuk ATP, selain itu elektron juga diterima NADP dan mengikat ion H+ maka terbentuk lah NADPH.

Hasil akhir reaksi terang : NADPH, ATP dan O2

Reaksi Gelap

• Disebut juga siklus Calvin
• Terjadi di stroma
• Menggunakan ATP dan NADPH hasil reaksi terang sebagai sumber energi
• Walaupun dinamakan reaksi gelap, tetapi reaksi ini berlangsung siang hari

Tahapan reaksi gelap :

• Fiksasi CO₂
  Diawali dengan pengikatan 6 CO₂ oleh 6 molekul ribulosa difosfat karboksilase (RuBP)yang dikatalis oleh enzim rubisco membentuk 12 molekul 3-fosfogliserat (PGA).
• Reduksi senyawa PGA
  12 molekul PGA menerima 12 fosfat dari 12 ATP dan berubah menjadi 12 molekul 1,3-disfosfogliserat. Selanjutnya 12 molekul 1,3-disfosfogliserat mengalami reduksi oleh NADPH sehingga berubah menjadi 12 molekul
  gliseraldehida 3-fosfat (PGAL). PGAL yang terbentuk digunakan sebagai bahan baku pembentukan glukosa dan RuBP.
• Pembentukan Glukosa dan Regenerasi RuBP
  10 molekul PGAL digunakan untuk membentuk RuBP kembali, sedangkan 2 molekul PGAL lainnya membentuk 1 molekul glukosa.

Hasil akhir reaksi gelap : Glukosa (C₆H₁₂O₆)

Tipe Fotosintesis

Berdasarkan metabolisme fotosintesis dan anatomi daunnya, tumbuhan dikelompokkan menjadi 3 :

Tumbuhan C3

Disebut tumbuhan C3 karena produk fiksasi CO₂ dalam siklus calvin berupa asam 3 fosfogliserat (PGA) yaitu senyawa berkarbon 3. Fiksasi CO₂ dan pembentukan gula terjadi di sel mesofil.

Enzim yang menyatukan CO₂ dengan RuBP dalam siklus Calvin, juga mengikat O₂ secara bersamaan untuk proses fotorespirasi. CO₂ diikat secara langsung pada siklus Calvin.

Lebih adaptif pada kondisi dibawah naungan atau tempat dengan intensitas cahaya rendah.
Contoh : Padi, gandum, kacang-kacangan.

Tumbuhan C4

Disebut tumbuhan C4 karena fiksasi CO₂ melalui siklus asam dikarboksilat menghasilkan asam oksaloasetat, malat dan aspartat (senyawa berkarbon 4).

Siklus Calvin terjadi di sel mesofil (fiksasi CO₂) dan seludang berkas pembuluh (pembentukan gula). CO₂ diikat oleh PEP yang tidak dapat mengikat O₂ sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO₂ dan O₂.

Siklus Calvin tidak mengikat CO₂ langsung dari udara. Adaptif di daerah yang intensitas cahayanya penuh.
Contoh : Jagung, tebu, rumput-rumputan

Tumbuhan CAM (Crassulacean Acid Metabolism)

Adaptif didaerah panas dan kering karena memiliki daun tebal dan sempit
Siklus Calvin terjadi pada sel mesofil. Stomata daun hanya membuka pada malam hari dan menutup pada siang hari untuk mengurangi penguapan air.

Siklus Calvin tidak mengikat CO₂ langsung dari udara.
Contoh : Nanas, kaktus, anggrek.