Fotosintesis

Fotosintesis

                Fotosintesis merupakan proses pengubahan energi dari matahari menjadi energi kimia menggunakan basis rantai makanan di bumi (Levetin and McMahon, 2008). Fotosintesis dibagi menjadi 2 tahap: reaksi terang dan siklus Calvin (Postlethwait & Hopson, 2006). Fotosintesisi membutuhkan H₂O dan CO₂ sebagai substrat (Suyitno, 2003). Substrat H₂O dan CO₂  didapat dari sisa reaksi oksidasi pada jaringan fotosintetik (Suyitno, 2003). Bahan CO₂  dapat juga berasal dari difusi dari atmosfer. Air dapat juga berasal dari lingkungan dengan proses absorbsi akar (Suyitno, 2003).

Reaksi terang menggunakan energi cahaya dengan mengabsorbsi dari matahari, selanjutnya diubah menjadi energi kimia(Postlethwait & Hopson, 2006). Energi kimia yang terbentuk dari reaksi terang berupa ATP dan molekul pembawa energi berupa NADPH (Postlethwait & Hopson, 2006). Proses ini terjadi ketika air dipecah sehingga tersedia elektron dan proton dan oksigen dilepaskan. Klorofil akan menyerap cahaya dan menggerakkan transfer elektron  dan ion hidrogen yang akan diterima oleh NADP⁺. Penggunaan sinar matahari pada reaksi terang berguna untuk mereduksi NADP⁺ dan mengubahnya menjadi NADPH dengan memberikan sepasang elektron dan H⁺. Penambahan fosfat pada ADP akan membentuk ATP pada reaksi ini (Campbell et al., 2010).

Siklus Calvin membentuk komponen organik dengan karbondioksida, ATP, dan NADPH (Postlethwait & Hopson, 2006).  Siklus ini dimulai saa karbondioksida dari udara bergabung dengan molekul organik yang ada di kloroplast. Siklus Calvin akan mereduksi karbon yang telah terfiksasi membentuk karbon pada proses penambahan elektron. Reduksi karbon membutuhkan energi berupa NADPH dan ATP. Siklus ini disebut juga reaksi gelap (Campbell et al., 2010).

Faktor lingkungan akan mempengaruhi proses fotosintesis. Kondisi lingkungan akan mempengaruhi fotosintesis pada kurun waktu yang singkat hanya berlangsung hari sampai ke minggu. Pengaruh kondisi lingkungan dalam waktu singkan akan meregulasi konduksi stomata serta kapasitas fotosintetik mesofil (Pallardy, 2008). Sedangkan kondisi lingkungan dalam kurun waktu yang lama akan meregulasi perubahan area daun (Pallardy, 2008). Faktor lingkungan yang mempengaruhi fotosintesis berupa:

a.       Intensitas cahaya

Intensitas cahaya akan mempengaruhi laju fotosintesis (Pallardy, 2008). Mikroklimat berupa cahaya akan memodifikasi tebal-tipisnya stand dan persebaran cabang (Pallardy, 2008). Stomata merespon adanya cahaya langsung atau ketika proses fotosintesis berlangsung terjadi deplesei CO₂ (Pallardy, 2008).

b.      Temperatur udara

Naiknya suplai karbondioksida dan tingginya intensitas cahaya akan menaikkan produksi fotosintesis bersamaan dengan naiknya temperatur udara sampai ke atas temperatur kritis yang dimulai dari penurunan secara cepat (Pallardy, 2008). Efek temperatur udara selalu termodifikasi oleh adanya intensitas cahaya, CO₂, suhu tanah, suplai  air, dan efek prekondisi faktor lingkungan (Pallardy, 2008). Tumbuhan memerlukan waktu untuk melakukan aklimasi temperature yang berguna untuk fotosintesis. Aklimasi pada tumbuhan berfungsi untuk merespon pada perubahan suhu (Pallardy, 2008). Respon ini  bergantung pada spesies, ontogeni dan status nutrien (Pallardy, 2008).

Tumbuhan secara subsjektif dipengaruhi oleh efek temperatur tinggi atau rendah (Pallardy, 2008). Suhu tinggi atau rendah ini akan berpengaruh pada laju fotosintesis (Pallardy, 2008).

c.       Temperatur tanah

Temperatur tanah akan mempengaruhi fotosintesis (Pallardy, 2008). Pada suhu yang rendah laju pengambilan karbondioksida menurun (Pallardy, 2008). Rendahnya suhu tanah merupakan faktor pembatas dominan pada fotosintensis (Pallardy, 2008).

d.      Karbondioksida

Ketersediaan karbondioksida untuk sel fotosintetik terbatasi oleh resisntensi pada jalur  difusi  termasuk batas lapisan atau udara, sirkulasi, stomal dan ruangan udara mesofil dan resistensi difusi liquid (Pallardy, 2008). Total mesofil mengkonduksi dengan menentukan biokimia dan karakteristik difusi serta berkorelasi dengan konsentrasi enzim fotosintetik karboksilasi dan kapabilitas fotokimia pada daun (Pallardy, 2008).

SUMBER:

Campbell,  N. A., J. B. Reece, L. A. Urry, M. L. Cain, S. A. Wasserman, P. V. Minorsky, & R. B. Jackson. 2010. Biologi. Erlangga. Jakarta. P.203,204

Pallardy, S. G. 2008. Physiology of Woody Plants. 3th ed. Academic Press. Amsterdam. p. 132

Postlethwait, J. H. & J. L. Hopson. 2006. Modern biology. Holt, Rinehart and Winston. New York. p.114

Suyitno. 2003. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan Dasar. Program Studi Biologi Jurdik Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Negeri Yogyakarta. Yogyakarta. P. 39