Fotosintesis dikenal sebagai suatu proses sintesis makanan yang dimiliki oleh tumbuhan hijau dan beberapa mikroorganisme fotosintetik. Organisme yang mampu mensintesis makanannya sendiri disebut sebagai organisme autrotof. Autotrof dalam rantai makanan menduduki sebagai produsen.
Pada prinsinya komponen yang dibutuhkan dalam reaksi fotosintesis adalah CO2 yang berasal dari udara dan H2O yang diserap dari dalam tanah. Selain itu sesuai dengan namanya, foto “cahaya” reaksi ini membutuhkan cahaya matari sebagai energi dalam pembuatan atau sintesis produk (senyawa gula dan oksigen).
Menurut Stone (2004), reaksi fotosintesis dapat diartikan bahwa enam molekul karobondioksida dan enam molekul air bereaksi dengan bantuan energi cahaya matahari untuk dirubah menjadi satu molekul glukosa dan enam molekul oksigen. Glukosa adalah molekul yang dibentuk sebagai hasil dari proses fotosintesis yang di dalamnya tersimpan hasil konversi energi cahaya matahari dalam bentuk ikatan-ikatan kimia penyusun molekul tersebut. Glukosa merupakan senyawa karbon yang nantinya digunakan bersama elemen-elemen lain di dalam sel untuk membentuk senyawa kimia lain yang sangat penting bagi organisme tersebut, seperti DNA, protein, gula dan lemak. Selain itu, organisme dapat memanfaatkan energi kimia yang tersimpan dalam ikatan kimia di antara atom-atom penyusun glukosa sebagai sumber energi dalam proses-proses di dalam tubuh.
Reaksi Fotosintesis (sumber : Stone, 2004)
Struktur Kloroplas (sumber : http://micro.magnet.fsu.edu/cells/chloroplasts/)
Seperti organisme lainnya, tanaman tersusun atas sel-sel sebagai unit dasar penyusun kehidupan tanaman. Sel-sel tanaman mengandung struktur yang disebut kloroplas (Chloroplast) yang merupakan tempat terjadinya fotosintesis. Kloroplas adalah organel khusus yang dimiliki oleh tanaman, berbentuk oval dan mengandung klorofil (chlorophyll) yang dikenal dengan zat hijau daun. Seluruh bagian tumbuhan yang merupakan struktur berwarna hijau, termasuk batang dan buah memiliki kloroplas dalam setiap sel penyusunnya. Namun secara umum aktifitas fotosintesis terjadi di dalam daun. Michael W. Davidson dalamwebsitenya menyatakan bahwa kepadatan kloroplas di permukaan daun suatu tanaman rata-rata sekitar satu setengah juta per milimeter persegi.
Kloroplas memiliki struktur membran ganda, yaitu membran luar (outer membrane) dan membran dalam (inner membrane) yang dipisahkan olek ruang intermembran. membran dalam kloroplas mengalami modifikasi struktur yang disebut dengan tilakoid (thylakoid) dan selanjutnya tumpukan tilakoid disebut grana. Matrik yang ada di dalam kloroplas merupakan struktur gel yang disebut dengan stroma (Stone, 2004).
Fotosintesis memiliki dua macam reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Selama reaksi terang, klorofil bersama dengan pigmen-pigmen lain di dalam kloroplas menyerap energi cahaya matahari dan mengkonversinya menjadi energi kimia yang disimpan dalam ikatan kimia penyusun glukosa. Energi yang diserap merupakan energi kaya elektron yang nantinya akan terlibat dalam serangkaian rantai reaksi yang disebut transpot elektron. Menurut Stone (2004), air melalui reaksi terang akan dipecah (fotolisis) menjadi proton, elektron dan O2. Proton dan elektron yang dihasilkan dari pemecahan ini bergabung dengan senyawa aseptor elektron NADP+ (nicotinamide adenosine dinucleotide phosphate) membentuk NADPH. Beberapa proton bergerak melalui membran kloroplas , dan energi yang dibentuk berupa ATP (Adenosine triphospat). NADPH dan ATP adalah komponen yang masuk ke dalam reaksi gelap (siklus Calvin), yang merubah molekul Co2 menjadi molekul gula berantai karobon tiga. energi kimia hasil konversi dari energi cahaya matahari tersimpan dalam senyawa karbon tersebut.
