Organisme
yang dapat melakukan proses fotosintesis seperti tumbuhan dan algae
menghasilkan bahan organik untuk biosfer. Bahan organik sebagai sumber energi
untuk pertumbuhan, perkembangan, dan pemeliharaan. Fotosintesis berasal dari kata foton
yang artinya cahaya dan sintesis yang artinya penyusunan. Jadi,
fotosintesis adalah proses penyusunan bahan organik (karbohidrat) dari H2O dan
CO2 dengan bantuan energi cahaya. Proses ini hanya dapat terjadi pada tumbuhan
yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi
cahaya matahari. Jadi, fotosintesis merupakan transformasi energi dari energi
cahaya matahari dikonversi menjadi energi kimia yang terikat dalam molekul
karbohidrat. Proses ini berlangsung melalui reaksi berikut.
Ingenhousz
(1799) melakukan eksperimen untuk membuktikan bahwa peristiwa fotosintesis
melepaskan O2. Ingenhousz dalam percobaannya menggunakan tanaman Hydrilla verticillata di dalam gelas
piala kemudian ditutup corong terbalik yang dihubungkan dengan tabung reaksi
yang telah diisi penuh dengan air. Perangkat percobaan tersebut diletakkan di
tempat yang terkena cahaya matahari. Setelah beberapa saat akan terbentuk
gelembung udara (O2) yang keluar dari tanaman Hydrilla verticillata.
Organela
yang berperan dalam fotosintesis ialah kloroplas. Kloroplas mengandung pigmen
klorofil dan menyebabkan warna hijau pada daun. Kloroplas mempunyai membran
ganda (luar dan dalam) yang mengelilingi matriks fluida yang disebut stroma.
Stroma mengandung enzim yang berperan untuk menangkap CO2 dan mereduksinya.
Sistem membran di dalam stroma membentuk kantung-kantung datar yang disebut
tilakoid. Pada beberapa tempat tilakoid bertumpuk membentuk grana. Klorofil dan
pigmen lainnya terdapat pada membran tilakoid. Pigmen yang terdapat pada
kloroplas, yaitu klorofil a (berwarna hijau), klorofil b (berwarna hijau tua),
dan karoten (berwarna kuning sampai jingga). Pigmen tersebut mengelompok dalam
membran tilakoid membentuk perangkat pigmen yang penting dalam fotosintesis.
Perhatikan gambar berikut.
Fotosintesis
berlangsung dalam 2 tahap reaksi, yaitu reaksi terang (light-dependent
reaction) dan reaksi gelap (light-inde-pendent reaction). Reaksi terang
berlangsung jika ada cahaya, sedangkan reaksi gelap berlangsung tanpa
memerlukan cahaya. Bagaimana kedua reaksi ini berlangsung? Silahkan cek di
proses reaksi terang dan reaksi gelap pada fotosintesis.