FOTOSINTESIS

Fotosintesis merupakan bagian dari siklus biogeokimia karbon. Tumbuhan akan mengurangi karbon di atmosfer (CO₂) melalui proses fotosintesis dan menyimpan dalam jaringan tumbuhan (Sutaryo, 2009). Fotosinteis adalah proses fisiologis primer yang mengendalikan pertumbuhan tanaman dan produktifitas tanaman serta banyak mempengaruhi proses lainnya pada sebuah tanaman. Fotosintesis juga sangat kuat dipengaruhi oleh keadaan lingkungan (Yin dan Struik, 2009). Fotosintesis merupakan sebuah proses merubah gas CO₂ dan air menjadi glukosa dengan menggunakan energi dari cahaya matahari (Vermaas, 2001). Reaksi fotosintesis dapat terjadi pada semua tumbuhan yang mengandung pigmen klorofil, dan dengan adanya cahaya matahari (Rasyid, 2009). Proses fotosintesis sendiri dipengaruhi oleh faktor konsentrasi klorofil a, serta intensitas cahaya matahari (Barus et al., 2008).

Fotosintesis merupakan dasar dari produksi zat-zat organik dalam alam (produksi primer). Proses fotosintesis merupakan reaksi berantai yang amat panjang dan kompleks. Proses ini tidak dapat dilakukan secara in-vitro dengan menggunakan larutan klorofil ataupun dengan menggunakan chloroplast yang telah diisolir dari sel. Proses tersebut hanya dapat berlangsung di dalam sel hidup yang mengandung klorofil. Fungsi utama klorofil dalam proses fotosintesis adalah sebagai katalisator dan menyerap energi cahaya (kinetic energy) yang akan digunakan dalam proses tersebut (Strickland dalam Riyono, 2007).

Proses sintesis karbohidrat dari bahan-bahan anorganik (CO₂ dan H₂O) pada tumbuhan berpigmen dengan bantuan energi cahaya matahari disebut fotosintesis dengan persamaan reaksi kimia berikut ini :

6 CO₂ + 6 H₂O               ^{Cahaya Matahari}            -->  C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

                                    ^{Klorofil + Nutrien}

Berdasarkan reaksi fotosintesis di atas, CO₂ dan H₂O merupakan substrat dalam reaksi fotosintesis dan dengan bantuan cahaya matahari dan pigmen fotosintesis (berupa klorofil dan pigmen-pigmen lainnya) akan menghasilkan karbohidrat dan melepaskan oksigen. Cahaya matahari meliputi semua warna dari spektrum tampak dari merah hingga ungu, tetapi tidak semua panjang gelombang dari spektrum tampak diserap (diabsorpsi) oleh pigmen fotosintesis. Atom O pada karbohidrat berasal dari CO₂ dan atom H pada karbohidrat berasal dari H₂O (Sasmitamihardja dan Siregar dalam Ai, 2012).

Energi cahaya diubah menjadi energi kimia oleh pigmen fotosintesis yang terdapat pada membran interna atau tilakoid. Pigmen fotosintesis yang utama ialah klorofil dan karotenoid. Klorofil a dan b menunjukkan absorpsi yang sangat kuat untuk panjang gelombang biru dan ungu, jingga dan merah (lembayung) dan menunjukkan absorpsi yang sangat kurang untuk panjang gelombang hijau dan kuning hijau (500-600 nm) (Sasmitamihardja dan Siregar dalam Ai, 2012).

Referensi :

Ai, N. S. 2012. Evolusi Fotosintesis pada Tumbuhan. Universitas Sam Ratulangi. Jurnal Ilmiah Sains. Vol. 12 (1) : 28-34.

Barus, T. A., S. S. Sinaga dan R. Tarigan. 2008. Produktivitas Primer Fitoplankton dan Hubungannya dengan Faktor Fisik-Kimia Air di Perairan Parapat, Danau Toba. Jurnal Biologi Sumatera. Vol. 3 (1) : 11-16. ISSN 1907-5537.

Rasyid, A. 2009. Distribusi Klorofil-a pada Musim Peralihan Barat Timur di Perairan Spermonde Propinsi Sulawesi Selatan. Jurnal Sains dan Teknologi. Vol 9 (2) : 125-132. ISSN 1441-4674.

Riyono, S. H. 2007. Beberapa Sifat Umum dari Klorofil Fitoplankton. Oseana. Vol.32 (1) : 23-31. ISSN 0216-1877 .

Sutaryo, D. 2009. Penghitungan Biomassa Sebuah Pengantar untuk Studi Karbon dan Perdagangan Karbon. Wetlands International Indonesia Programme. 39 hal (tidak diterbitkan). 

Vermaas, W. F. J. 2001. Photosynthesis and Respiration in Cyanobacteria. Arizona State University, Tempe, Arizona, USA. Encyclopedia of Life Science. 

Yin, X. dan P. C. Struik. 2009. C₃ and C₄ Photosynthesis Models: An Overview from The Perspective of Crop Modelling. Centre for Crop Systems Analysis, Department of Plant Sciences, Wageningen University. Journal of Life Sciences. Vol 57 : 27-38.