Fotosintesis Adalah? Ini Sejarah Penemuan hingga Prosesnya

Fotosintesis adalah suatu proses di dalam tumbuhan untuk menghasilkan glukosa, air, dan oksigen. Proses ini ternyata mengalami beberapa fase yang kompleks.

Penemuan fotosintesis juga terbilang lama untuk bisa membuktikan alur yang kompleks di dalamnya. Berbagai peneliti berusaha mengungkap proses yang sebenarnya terjadi dalam fotosintesis.

Untuk mengetahui berbagai hal seputar fotosintesis seperti sejarah penemuan dan proses fotosintesis, yuk simak penjelasannya berikut ini!

Apa Itu Fotosintesis?

Dikutip dari buku Pengantar Fisiologi Tumbuhan oleh Arbaul Fauziah, fotosintesis adalah reaksi oksidasi air (H₂O) dan reduksi karbon dioksida (CO₂) dengan bantuan cahaya. Reaksi-reaksi oksidasi H₂O merupakan peristiwa pemindahan elektron yang disertai dengan pelepasan O₂, sedangkan reduksi CO₂ adalah pembentukan senyawa organik seperti karbohidrat.

Merujuk Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI) daring, pemanfaatan energi cahaya matahari atau cahaya lain oleh tumbuhan berhijau daun atau bakteri untuk mengubah karbondioksida dan air menjadi karbohidrat.

Reaksi fotosintesis secara garis besar terjadi dengan proses 6CO₂ + 12H₂O menjadi C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O yang dibantu oleh cahaya Matahari dan klorofil.

Sejarah Penemuan Fotosintesis

Merujuk buku Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VIII oleh Wasis dan Sugeng Yuli Irianto, beberapa ahli telah melakukan penelitian yang berkaitan dengan fotosintesis seperti Joseph Priestley, Ingenhousz, Engelmann, Sachs, Hill, dan Blackman.

1. Joseph Priestley

Pada tahun 1770, Joseph Priestley menemukan bahwa tumbuhan mengeluarkan suatu gas yang dibutuhkan dalam pembakaran. Namun ia tidak mengetahui secara pasti gas apa yang dihasilkan tumbuhan itu.

2. Ingenhousz

Pada tahun 1799, dokter berkebangsaan Inggris bernama Jan Ingenhousz berhasil membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan oksigen (O₂). Ia melakukan percobaan pada Hydrilla verticillata di bawah corong kaca bening terbalik yang dimasukkan ke gelas kimia berisi air.

Dari hasil percobaan, organisme tersebut menghasilkan gelembung-gelembung gas ketika terkena cahaya Matahari. Ternyata gas tersebut merupakan oksigen. Beliau pun membuktikan bahwa cahaya Matahari berperan penting dalam proses fotosintesis dan hanya tumbuhan hijau yang dapat melepaskan oksigen.

3. Engelmann

Pada tahun 1822 Engelmann berhasil membuktikan dalam penelitiannya bahwa klorofil merupakan faktor yang harus ada dalam proses fotosintesis. Ia menggunakan Spirogyra sebagai objek percobaan dengan mengamati kloroplasnya. Dalam percobaan ini, ia menemukan bahwa hanya kloroplas yang terkena cahaya matahari yang bisa mengeluarkan oksigen dengan bukti banyaknya bakteri aerob bergerombol di sekitar kloroplas yang terkena cahaya matahari.

4. Sachs

Pada tahun 1860, ahli botani Jerman bernama Julius von Sachs berhasil menunjukkan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Hal ini dibuktikan melalui uji yodium yang dilakukannya.

5. Hill

Pada tahun 1937, Robin Hill seorang dokter berkebangsaan Inggris meneliti lebih lanjut percobaan yang dilakukan oleh seorang ahli kimia dan fisiologi tumbuhan asal Swiss bernama Theodore de Smussure yang menemukan bahwa fotosintesis membutuhkan air. Hill lantas membuktikan bahwa cahaya matahari diperlukan untuk memecah air H₂O menjadi hidrogen (H) dan oksigen (O₂) yang biasa disebut fotolisis.

6. Blackman

Pada tahun 1905, Blackman membuktikan ada reduksi karbon dioksida dalam fotosintesis dengan menunjukkan terjadinya perubahan karbon dioksida (CO₂) menjadi glukosa (C₆H₁₂O₆) berlangsung tanpa bantuan cahaya matahari. Dengan adanya penemuan ini, fotosintesis mengalami dua reaksi yaitu terang dan gelap.

Melalui penemuan itu, reaksi terang (reaksi Hill) disebut fotolisis sedangkan reaksi gelap (reaksi Blackman) disebut reduksi karbon dioksida.

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

Dalam buku karya Wasis dan Sugeng Yuli Irianto, ada beberapa faktor baik internal maupun eksternal yang dapat mempengaruhi fotosintesis. Berikut beberapa faktornya:

1. Konsentrasi CO₂ di udara
   Semakin banyak CO₂ dalam udara, laju fotosintesis semakin meningkat.
2. Klorofil
   Semakin banyak jumlah klorofil dalam daun maka proses fotosintesis berlangsung semakin cepat.
3. Cahaya
   Intensitas cahaya yang cukup dapat menyebabkan fotosintesis berjalan dengan efisien.
4. Air
   Ketersediaan air yang cukup untuk tumbuhan dapat membantu memperlancar proses fotosintesis
5. Suhu
   Semakin tinggi suhu, laju fotosintesis akan semakin meningkat, begitu pula sebaliknya. Akan tetapi, bila suhu terlalu tinggi, fotosintesis dapat terhenti karena enzim-enzim yang berperan dalam fotosintesis bisa rusak.

Proses Fotosintesis

Mengutip buku Mudah dan Aktif Belajar Biologi untuk Kelas XII oleh Rikky Firmansyah dkk., ada dua proses yang terjadi di dalam fotosintesis yaitu reaksi terang (yang memerlukan cahaya) dan gelap (yang tidak memerlukan cahaya).

A. Reaksi Terang

Proses dari reaksi terang adalah pusat fotosintesis atau fotosistem. Fotosistem ini terdapat di membran tilakoid dalam grana dan terbagi menjadi dua fotosistem. Fotosistem I memiliki penyerapan cahaya maksimum 700 nm sedangkan Fotosistem II memiliki penyerapan maksimum 680 nm.

Ketika cahaya Matahari mengenai fotosistem II, pertemuan ini akan menyebabkan terjadinya pemecahan molekul air pada fotosintesis atau biasa disebut fotolisis. H2O terpecah menjadi 2H⁺ + ½ O₂ + 2e^- dan 2H₂O terpecah menjadi 4H⁺ + O₂ + 4e^-.

Lalu setelah elektron dihasilkan, fotosintesis akan memasuki sistem transfer elektron yang dibedakan menjadi reaksi nonsiklik dan siklik. Reaksi nonsiklik menghasilkan ATP dan NADPH dengan elektron yang dilepas fotosistem I tidak kembali lagi ke fotosistem I. Reaksi siklik menghasilkan ATP dengan elektron yang dilepas fotosistem I kembali ke fotosistem I lagi.

B. Reaksi Gelap

Reaksi gelap merupakan proses setelah reaksi terang yang terjadi di stroma kloroplas. Reaksi ini memerlukan ATP, NADPH, CO₂, rangkaian enzim, dan kofaktor pada stroma kloroplas untuk menghasilkan glukosa yang merupakan hasil akhir reaksi fotosintesis. ATP dan NADPH diperoleh dari hasil reaksi terang.

Reaksi ini mengalami fase mulai dari fase fiksasi yang akan menghasilkan enam molekul 3-fosfogliserat, fase reduksi yang menghasilkan 1 molekul G3P utuh, pelepasan satu molekul 3GP untuk digunakan tumbuhan dalam membentuk satu molekul glukosa, sampai fase regenerasi RuBP yang membentuk tiga molekul RuBP untuk digunakan kembali dalam siklus Calvin-Benson.

Demikian penjelasan tentang fotosintesis adalah apa mulai dari sejarah penemuan hingga proses fotosintesis. Semoga bermanfaat.

Artikel ini ditulis oleh Hanan Jamil, peserta Program Magang Bersertifikat Kampus Merdeka di detikcom.

Video Keberhasilan China Bikin Teknologi Fotosintesis Buatan di Luar Angkasa

Video Keberhasilan China Bikin Teknologi Fotosintesis Buatan di Luar Angkasa