Ada tiga faktor utama yang mempengaruhi fotosintesis dan faktor beberapa konsekuensi

Awal sistem fotosintesis, seperti dari hijau dan ungu sulfur dan bakteri hijau dan ungu nonsulfur, diperkirakan telah anoxygenic, menggunakan berbagai molekul donor elektron. Hijau dan bakteri sulfur ungu diduga telah menggunakan hidrogen dan sulfur sebagai donor elektron. Green nonsulfur digunakan bakteri asam amino dan berbagai organik lainnya.

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:

6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2

Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.

Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).

1.Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi. Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat. Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen. Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen. Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.

2. Reaksi gelap
ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).Faktor penentu laju fotosintesis.
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:

-Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
-Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
-Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
-Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

Ada tiga faktor utama yang mempengaruhi fotosintesis dan faktor beberapa konsekuensi.
1. Cahaya dan panjang gelombang radiasi
2. Konsentrasi karbon dioksida
3. Suhu.

organisme fotosintesis adalah photoautotrophs, yang berarti bahwa mereka mampu mensintesis makanan langsung dari karbon dioksida menggunakan energi dari cahaya. Namun, tidak semua organisme yang menggunakan cahaya sebagai sumber energi melakukan fotosintesis, sejak photoheterotrophs menggunakan senyawa organik, daripada karbon dioksida, sebagai sumber karbon. Pada tumbuhan, alga dan cyanobacteria, fotosintesis rilis oksigen. Hal ini disebut fotosintesis oxygenic. Meskipun ada beberapa perbedaan antara fotosintesis oxygenic pada tanaman, alga dan cyanobacteria, proses secara keseluruhan sangat mirip dalam organisme. Namun, ada beberapa jenis bakteri yang melakukan fotosintesis anoxygenic, yang mengkonsumsi karbon dioksida tetapi tidak melepaskan oksigen.

Karbon dioksida diubah menjadi gula dalam proses yang disebut fiksasi karbon. fiksasi Karbon adalah reaksi redoks, jadi fotosintesis perlu menyediakan kedua sumber energi untuk mendorong proses ini, dan elektron yang diperlukan untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, yang merupakan reaksi reduksi. Secara garis umum, fotosintesis adalah kebalikan dari respirasi selular, di mana glukosa dan senyawa lainnya dioksidasi untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan melepaskan energi kimia. Namun, dua proses terjadi melalui urutan yang berbeda dari reaksi kimia dan kompartemen selular yang berbeda.

Sebagai konsentrasi karbon dioksida naik, tingkat di mana gula dibuat oleh reaksi cahaya-independen meningkat sampai dibatasi oleh faktor lain. RuBisCO, enzim yang menangkap karbon dioksida dalam reaksi cahaya-independen, memiliki afinitas mengikat untuk kedua karbon dioksida dan oksigen. Ketika konsentrasi karbon dioksida tinggi, RuBisCO akan memperbaiki karbon dioksida. Namun, jika konsentrasi karbon dioksida rendah, RuBisCO akan mengikat oksigen daripada karbon dioksida. Proses ini, disebut fotorespirasi, menggunakan energi, tetapi tidak menghasilkan gula.

organisme fotosintesis disebut photoautotrophs, karena mereka dapat membuat makanan mereka sendiri. Pada tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, fotosintesis menggunakan karbon dioksida dan air, melepaskan oksigen sebagai produk limbah. Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan di Bumi. Serta mempertahankan tingkat normal oksigen di atmosfer, hampir semua kehidupan tergantung pada baik secara langsung sebagai sumber energi, atau tidak langsung sebagai sumber utama dari energi dalam makanan mereka(pengecualian adalah chemoautotrophs yang hidup di batu atau sekitar laut dalam lubang hidrotermal). Jumlah energi yang terperangkap oleh fotosintesis sangat besar, sekitar 100 terawatts yang sekitar enam kali lebih besar dari konsumsi daya peradaban manusia. Seperti halnya energi, fotosintesis juga merupakan sumber karbon di semua Senyawa organik dalam tubuh organisme. Secara keseluruhan, organisme fotosintetik mengkonversi sekitar 100.000.000.000 ton karbon ke biomassa per tahun.

Persamaan umum untuk fotosintesis Oleh karena itu:
2n CO2 + 2n H2O + foton → 2 (CH2O) n + n + 2n O2 A

Karbon dioksida + donor elektron + → energi cahaya karbohidrat oksigen + + teroksidasi donor elektron

Karena air digunakan sebagai donor elektron dalam fotosintesis oxygenic, persamaan untuk proses ini adalah:
2n CO2 + 2n H2O + foton → 2 (CH2O) n + 2n O2
karbon dioksida + air → cahaya + energi karbohidrat + oksigen

proses lain pengganti senyawa lainnya (seperti arsenit) untuk air di peran elektron-bersih; mikroba yang menggunakan sinar matahari untuk mengoksidasi arsenit ke arsenate: Persamaan untuk reaksi ini adalah:
(AsO33-) + CO2 + foton → CO + (AsO43-)
karbon dioksida + arsenit + → energi cahaya arsenate karbon monoksida + (digunakan untuk membangun komponen lain di dalam reaksi berikutnya)

Fotosintesis terjadi dalam dua tahap. Pada tahap pertama, reaksi tergantung cahaya atau cahaya reaksi menangkap energi cahaya dan menggunakannya untuk membuat molekul energi ATP dan NADPH penyimpanan. Selama tahap kedua, reaksi cahaya-independen menggunakan produk ini untuk menangkap dan mengurangi karbon dioksida.