Setiap makhluk hidup di dunia ini memerlukan energi untuk melakukan berbagai aktivitas. Energi pada makhluk hidup dihasilkan oleh suatu proses yang dinamakan respirasi seluler. Peristiwa ini terjadi di dalam organel sel yang bernama Mitokondria. Namun, untuk menghasilkan produk berupa energi tersebut, makhluk hidup memerlukan bahan baku yang dinamakan glukosa.
Berdasarkan cara mendapatkan sumber bahan baku untuk respirasi seluler, makhluk hidup dibagi menjadi dua golongan, yaitu Heterotrof dan Autotrof. Makhluk hidup heterotrof adalah makhluk hidup yang mendapatkan makanan dengan cara mengambil dari makhluk hidup lain, seperti hewan yang memangsa hewan lain atau parasit yang mengambil makanan dari tubuh induk inangnya. Sedangkan makhluk hidup autotrof adalah makhluk hidup yang mendapatkan makanannya dengan cara memprosesnya sendiri.
Tumbuhan merupakan salah satu contoh makhluk hidup autotrof. Pasalnya, tumbuhan mampu melakukan proses fotosintesis untuk membuat makanannya sendiri.
Proses fotosintesis umumnya terjadi di daun atau bagian lain tumbuhan yang berwana hijau. Sebab, pada daun atau bagian tumbuhan yang hijau tersebut terdapat kloroplas. Kloroplas merupakan salah satu organel yang terdapat pada sel tumbuhan yang menjadi tempat terjadinya proses fotosintesis. Untuk melakukan fotosintesis, tumbuhan memerlukan bahan baku berupa air dan karbon dioksida.
Air diperoleh dari penyerapan akar yang kemudian dibawa oleh pembuluh xylem menuju ke daun. Sedangkan karbon dioksida dari lingkungan masuk ke dalam daun melalui celah pada daun yang dinamakan stomata. Ketika kedua bahan tersebut berada dalam kloroplas, cahaya matahari memainkan peranan penting dalam proses pengubahan air dan karbon dioksida tersebut menjadi glukosa serta oksigen.
Dalam buku Biologi karangan Campbell dan Reece, proses fotosintesis terjadi dalam dua langkah, reaksi terang dan reaksi gelap. Saat reaksi terang, energi dari cahaya matahari digunakan untuk memecah molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Hidrogen selanjutnya akan digunakan dalam reaksi gelap. Sementara itu, oksigen dilepaskan ke lingkungan melalui stomata daun.
Hidrogen yang dihasilkan dalam reaksi terang selanjutnya akan dibawa ke tahap kedua, reaksi gelap atau siklus Calvin. Tahapan kedua ini dinamakan reaksi gelap karena dalam prosesnya tidak menggunakan cahaya matahari. Dalam reaksi gelap, hidrogen akan digabungkan dengan molekul karbon dioksida sehingga membentuk molekul gula. Reaksi gelap berlangsung di Stroma. Sedangkan reaksi terang berlangsung di Tilakoid. Stroma dan Tilakoid merupakan bagian-bagian yang berada di dalam kloroplas.
Gula yang dihasilkan dari proses fotosintesis selanjutnya akan diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan oleh pembuluh floem. Sebagian gula hasil fotosintesis ini akan digunakan oleh tumbuhan dalam proses respirasi selulernya untuk menghasilkan energi yang digunakan tumbuhan beraktivitas, dan sebagian lagi akan disimpan sebagai cadangan makanan.
Fotosintesis dan respirasi seluler dapat dikatakan sebagai reaksi yang berkebalikan. Pada proses fotosintesis, molekul air dan karbon dioksida digabungkan menjadi molekul gula atau glukosa, proses ini memerlukan energi. Sedangkan respirasi seluler merupakan reaksi pemecahan gula untuk menghasilkan energi serta menghasilkan produk sampingan berupa karbondioksida dan air.
Fotosintesis merupakan contoh reaksi Anabolisme, yaitu rekasi penggabungan dan memerlukan energi dalam prosesnya. Sedangkan respirasi seluler merupakan reaksi katabolisme, yaitu reaksi pemecahan dan menghasilkan energi sebagai produk dari reaksi tersebut. Anabolisme dan Katabolisme merupakan jenis dari metabolisme yang terjadi pada makhluk hidup.
