Fotosintesis berasal dari kata fotos yang artinya cahaya, dan sintesis yang artinya pembentukan. Fotosintesis merupakan proses pembentukan zat makanan dengan menggunakan cahaya. Proses penyusunan makanan melalui fotosintesis hanya dapat dilakukan oleh organisme yang memiliki klorofil. Klorofil berfungsi sebagai penangkap cahaya (Antenna).
Jadi fotosintesis akan berlangsung di kloroplas apabila terdapat cahaya. Selain cahaya, proses fotosintesis yang dilakukan memerlukan air dan karbondioksida. Dengan bantuan sinar matahari, karbon dioksida dan air akan diubah oleh klorofil menjadi karbon hidrat dan oksigen. Secara sederhana reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut.
Peristiwa fotosintesis diatas, hanya bisa berlangsung jika terdapat klorofil dan cukup sinar matahari. Klorofil adalah pigmen hijau atau zat warna hijau daun yang berbentuk butiran-butiran yang terletak di dalam kloroplas. Kloroplas banyak terdapat pada daun. Oleh karena itu, sebagian daun berwarna hijau. Daun memang tidak selamanya hijau, ada yang berwarna merah, kuning, atau warna yang lain. Hal itu terjadi karena didalam kloroplas terdapat pigmen selain klorofil.
Selain pada daun, klorofil juga kadang-kadang dijumpai pada batang tumbuhan, khususnya tumbuhan yang daunnya telah mengalami modifikasi bentuk dan fungsi. Misalnya pada tumbuhan kaktus atau pinus.
Bagian-bagian Daun Yang Berperan Dalam Proses Fotosintesis
Daun memiliki struktur yang sangat sesuai untuk melakukan fotosintesis. Bagian-bagian tersebut adalah sebagai berikut.
Sel Epidermis
Merupakan sel yang melindungi bagian atas dan bawah daun, sel-selnya rapat satu sama lain dan memiliki selapis lilin yang disebut kutikula.
Stomata
Adalah bagian yang terbuka dari daun. Umumnya stomata terletak di bawah daun. Stomata akan terbuka jika daun memperoleh cukup sinar matahari, dan tertutup sewaktu gelap.
Jaringan Mesofil
Terletak diantara epidermis atas dan epidermis bawah, jaringan mesofil adalah jaringan dasar yang tersusun atas sel-sel parenkim yang kaya klorofil. Fotosintesis berlangsung pada bagian ini. Pada sebagian besar tumbuhan, mesofil terdiri dari 2 jaringan, yaitu jaringan parisade dan jaringan spons. Jaringan palisade berbentuk seperti tabung yang berjajar rapat satu sama lain. Serta membentuk lapisan tebal tepat dibawah epidermis.
Pembuluh
Pembuluh terdiri dari Xilem dan Floem, berfungsi untuk mengangkut air dan mineral dari akar dan mendistribusikan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan.
Proses Fotosintesis
Fotosintesis pada tumbuhan menghasilkan glukosa yang kaya energi yang siap digunakan oleh makhluk hidup. Fotosintesis juga menghasilkan sejumlah molekul, seperti zat tepung dan selulosa (serat). Di dalam fotosintesis juga dihasilkan lemak, protein, vitamin, asam amino, dan molekul lainnya. Dalam fotosintesis dihasilkan oksigen yang merupakan unsur penting untuk pernapasan makhluk hidup.
Dari jumlah sinar matahari yang jatuh ke bumi, hanya sedikit yang daun yang digunakan untuk fotosintesis. Demikian pula dengan air, tidak semua air yang diangkut dari akar ke daun digunakan untuk fotosintesis. Sebagian besar dikeluarkan kernbali melalui transpirasi dan gutasi.
Fotosintesis sebenarnya melibatkan reaksi enzimatik panjang dan rumit. Ketika air mencapai daun, energi matahari memecah molekul air. Peristiwa ini disebut fotolisis. Dalam fotolisis dilepaskan oksigen. Karbondioksida yang diserap daun lewat stomata bergabung dengan hydrogen hasil fotolisis dan secara bertingkat dengan bantuan enzim membentuk karbonhidrat.
Reaksi terang adalah reaksi fotosintesis yang memerlukan cahaya. Dalam reaksi terang berlangsung pengubahan energi sinar menjadi energi kimia, yaitu molekul air menjadi oksigen dan energi (perhatikan penjabaran pada tahap pertama). Energi yang terbentuk pada reaksi tersebut kemudian dimanfaatkan sebagai energi untuk berlangsungnya reaksi gelap.
Reaksi gelap adalah reaksi fotosintesis yang tidak memerlukan cahaya. Reaksi gelap merupakanpembentukan glukosa dari karbondioksida, hidrogen dan air. Reaksi gelap disebut juga siklus Calvin. Siklus Calvin adalah siklus yang menghasikan molekul karbohidrat, terutama glukosa, amilum, dan selulosa.
Faktor-Faktor Yang Berperan Dalam Fotosintesis
Klorofil
Fungsi utama klorofil adalah menangkap dan menyerap sinar matahari agar dapat berlangsung fotosintesis. Klorofil dapat menangkap semua cahaya tampak dalam spektrum kecuali hijau dan kuning. Oleh karena itulah mengapa fotosintesis hanya berlangsung pada tumbuhan atau organisme yang di dalam sel-sel tubuhnya mengandung plastida.
Sinar Matahari
Energi surya yang dipergunakan oleh tumbuhan untuk menyelenggarakan fotosintesis sebenarnya sangat kecil, yakni kurang dari 2% dari energy yang tersedia. Dan hanya sinar matahari dengan panjang gelombang tertentu yang efektif untuk kegiatan fotosintesis. Aktifitas fotosintesis mengalami puncaknya pada siang hari, namun rendah pada pagi dan sore hari.
Suhu
Suhu optimal untuk fotosintesis adalah berkisar antara 10° C hingga 35° C. Pada umumnya tumbuhan tropic tidak mengadakan kegiatan pada suhu dibawah 5° C.
Karbondioksida
Karbondioksida merupakan factor pembatas untuk tumbuhan yang hidup didaerah tropis. Walau cahaya melimpah dan suhu optimum, tumbuhan tidak melakukan fotosintesis jika tidak tersedia CO2.
Air
Jika tidak tersedia air, maka tidak akan terjadi fotolisis, sehingga tidak bisa memungkinkan ada pembentukan gula.
