Fotosintesis adalah suatu proses biokimia anabolisme, pembentukan
zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan
beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air
serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. 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.
Fotosintesis adalah
proses pembentukan zat makanan (glukosa) pada tumbuhan yang menggunakan zat hara,
air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari.
Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan. Selain menghasilkan zat makanan pada tumbuhan, proses ini juga menghasilkan oksigen yang dibutuhkan bagi pernafasan manusia. Proses fotosintesis terjadi pada daun tumbuhan. Proses fotosintesis ini tidak berlangsung pada semua sel tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Disamping itu proses fotosintesis juga dipengaruhi oleh kemampuan daun menyerap spektrum cahaya, perbedaan ini disebabkan oleh adanya perbedaan pigmen pada jaringan daun. Kloroplas adalah salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting dalam proses fotosintesis dengan menyerap energi matahari.
Kloroplas adalah zat hijau daun yang terdapat pada semua tumbuhan yang berwarna hijau. Di dalam kloroplas terdapat klorofil. Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. Pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan yang menangkap energi matahari (klorofil).
Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan. Selain menghasilkan zat makanan pada tumbuhan, proses ini juga menghasilkan oksigen yang dibutuhkan bagi pernafasan manusia. Proses fotosintesis terjadi pada daun tumbuhan. Proses fotosintesis ini tidak berlangsung pada semua sel tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Disamping itu proses fotosintesis juga dipengaruhi oleh kemampuan daun menyerap spektrum cahaya, perbedaan ini disebabkan oleh adanya perbedaan pigmen pada jaringan daun. Kloroplas adalah salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting dalam proses fotosintesis dengan menyerap energi matahari.
Kloroplas adalah zat hijau daun yang terdapat pada semua tumbuhan yang berwarna hijau. Di dalam kloroplas terdapat klorofil. Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. Pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan yang menangkap energi matahari (klorofil).
Persamaan reaksi kimia fotosintesis adalah sebagai berikut :
H2O (air) + CO2 (karbondioksida) + cahaya → CH2O (glukosa) + O2 (oksigen)
Lambat cepatnya proses fotosintesis ditentukan oleh :
1. Intensitas cahaya, laju fotosintesis maksimal jika banyak cahaya.
2. Suhu, enzim yang bekerja pada proses ini maksimal pada suhu yang diinginkannya.
3. Banyaknya karbondioksida, semakin banyak semakin maksimal proses fotosintesis.
4. Banyaknya air, semakin maksimal jika jumlah air banyak.
5. Tahapan pertumbuhan, tumbuhan yang masih berkecambah menunjukan laju fotosintesis yang maksimal dari pada tumbuhan yang dewasa.
BAB I
PENDAHULUAN
1.
A. Latar Belakang
Fotosintesis merupakan proses
utama yang dilakukan oeleh tumbuhan. Sesuai dengan fungsinya yaitu mengolah
bahan makanan menjadi energi. Tanpa adanya energy, semua makhluk hidup tidak
dapat melakukan aktivitas. Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa fotosintesis
merupakan proses vital yang wajib terjadi pada tumbuhan.
Selain itu, hasil dari proses
fotosintesis juga dimanfaatkan oleh makhluk hidup lain untuk menimbulkan energi
pula. Sehingga, fotosintesis merupakan proses yang penting untuk dipelajari.
1.
B. Tujuan
2.
Mengetahui proses-proses yang terjadi pada peristiwa
fotosintesis.
3.
Mempelajari reaksi-reaksi yang terjadi peda proses fotosintesis.
1.
C. Rumusan Masalah
1.
Apakah yang dimaksud dengan fotosintesis?
2.
Percobaan apa saja yang berhubungan dengan fotosintesis?
3.
Bagaimana proses fotosintesis?
4.
Faktor – faftor apa saja yang mempengaruhi fotosintesis?
5.
Apakah peran cahaya dalam fotosintesis
BAB II
PEMBAHASAN
1.
A. Pengertian
Fotosintesis : Peristiwa
penyusunan zat organik (gula) dari zat anorganik
(CO2 dan
H2O) dengan pertolongan energi cahaya. Karena bahan baku yang
digunakan adalah CO2 (zat
karbon) maka fotosintesis dapat pula disebut asimiliasi karbon. Proses
pembuatan makanan pada tumbuhan hijau dapat terjadi dengan bantuan:
- sinar
matahari,
- air,
- garam
mineral yang diserap,
- karbondioksida
dari udara diubah menjadi zat makanan.
1.
B. Percobaan yang Berhubungan
dengan Fotosintesis
2.
Ingenhousz
Orang pertama yang melakukan
penelitian adalah Jan Ingenhousz. Ia memasukkan Hydrilla
verticillata dalam
bejana yang berisi air. Bejana ditutup dengan corang terbalik dan diatasnya
diberi tabung reaksi yang diisi air sampai penuh. Bejana tersebut diletakkan di
terik matahari, kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan itu. Gelembung
idara tersebut menandakan adanya gas yaitu oksigen. Ingenhousz menyimpulkan
bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen.
1.
T.W Engelmann
Ia melakukan percobaan dengan
menggunakan alga spirogyra. Hanya kloroplas yang terkena cahaya yang
mengeluarkan oksigen. Hal tersebut dibuktikan dengan banyaknya bakteri yang
berkerumun di bagian kloroplas yang terkana cahaya. Sehingga disimpulkan bahwa:
1.
Fotosintesis dilakukan oleh kloroplas
2.
Kloroplas hanya berfotosintesis jika terkena cahaya.
3.
J.V. Sachs
Ia membuktikan bahwa
fotosintesis menghasilkan amilum. Caranya, daun dibungkus kertas timah dan
dibiarkan terkena cahaya matahari sejak pagi hingga sore. Kemudian daun
tersebut direbus untuk mematikan sel-selnya. Kemudian daun tersebut dimasukkan
dalam alcohol agar klorofilnya larut dan daun menjadi pucat. Kemudian ditetesi
dengan iodine, sehingga bagian yang pucat tetap pucat sedangkan yang tidak
tertutup berwarna biru kehitaman. Warna tersebut menandakan bahwa di daun
terdapat amilum.
1.
Robert Hill
Hill membuktikan bahwa energi
cahaya untuk memecah air (fotolisis), disebut reaksi terang yang terjadi di
grana.
1.
Blackman
Blacman membuktikan bahwa
reduksi karbon dioksida oleh H2 tanpa keterlibatan langsung dari cahaya,
disebut reaksi gelap yang terjadi di stroma.
1.
C. Proses Fotosintesis
Fotosintesis merupakan proses
menggabungkan CO2, H2O
menjadi gula dengan menggunakan energi cahaya dengan menggunakan organel yang
disebut kloroplas.
Proses fotosintesis dibagi
menjadi dua reaksi yaitu :
1.
Reaksi Terang
Reaksi terang merupakan langkah-langkah
mengubah energy matahari menjadi energy kimia. Cahaya yang diserap oleh
klorofil menggerakkan transport electron dan hydrogen dari air ke penerima (
aseptor ) yang disebut NADP+ yang
berfungsi sebagai pembawa electron dalam respirasi seluler. Reaksi terang
menggunakan tenaga matahari untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH dengan cara
menambahkan sepasang electron bersama dengan nucleus hydrogen atau H+.
Reaksi terang juga menghasilkan ATP dengan memeberi tenaga bagi penambahan
gugus fosfat yang pada ADP, proses ini disebut fotofosforilasi.
Reaksi terang terjadi di
grana, persisnya di membran tilakoid. Reaksi terang menggunakan 2 fotosistem
yang berhubungan. Fotosistem I menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm
maka disebut P700, berfungsi untuk menghasilkan NADPH. Fotosistem II menyerap
cahaya dengan panjang gelombang 680 nm maka disebut P680, berfungsi untuk
membuat potensial oksidasi cukup tinggi sehingga bisa memecah air. Bila bekerja
bersama, 2 fotosistem ini melakukan proses fotofosforilasi non-siklik yang
menghasilkan ATP dan NADPH. Fotosistem I mentransfer elektron ke NADP+ untuk
membentuk NADPH. Kehilangan elektron digantikan oleh elektron dari fotosistem
II. Fotosistem II dengan potensial oksidasinya yang tinggi dapat memecah air untuk
menggantikan elektron yang ditransfer ke fotosistem I. Kedua fotosistem ini
dihubungkan oleh kompleks pembawa elektron yang disebut sitokrom/komplek b6-f.
Kompleks ini menggunakan energi dari pemindahan elektron untuk memindahakan
proton dan mengaktifkan gradien proton yang digunakan oleh enzim ATP sintase.
Saat pusat reaksi Fotosistem
II menyerap foton, elektron tereksitasi pada molekul klorofil P680, yang
mentransfer elektron ini ke akseptor elektron. P680 teroksidasi melepaskan
elektron dari kulit terluar atom Mg. Atom Mg yang teroksidasi dengan bantuan
enzim pemecah air, melepaskan elektron dari atom oksigen dari 2 molekul air.
Proses ini membuat P680 menyerap 4 foton untuk melengkapi oksidasi 2 molekul
air dan mengahsilkan 1 oksigen. Elektron yang tereksitasi dibawa oleh
plastoquinon dan kemudian diterima oleh kompleks b6-f. Kehadiran elektron
menyebabkan kompleks memompa proton ke celah tilakoid, kemudian elektron dibawa
oleh plastosianin ke fotosistem I.
Pusat reaksi fotosistem I
menyerap foton maka elektronnya tereksitasi. ”Lobang” yang ditinggal elektron
segera ditempatin olek elektron dari Fotosistem II, sedangkan elektron yang
tereksitasi tersebut ditanggap oleh ferredoxin. Ferredoxin tereduksi membawa
elektron dengan potensial yang tinggi kemudian ditangkap oleh NADP+ untuk
membentuk NADPH.Reaksi ini dikatalisasi oleh enzim NADPH reduktase. Enzim ATP
sintase menggunakan gradien proton yang tercipta saat tranpor elektron untuk
mensintesis ATP dari ADP + Pi.
1.
Reaksi Gelap
Reaksi gelap adalah reaksi
pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di stroma. Berbeda dengan reaksi terang,
reaksi gelap atau reaksi tidak bergantung cahaya bisa terjadi pada saat siang
dan malam, namun pada siang hari laju reaksi gelap tentu lebih rendah dari laju
reaksi terang.
Reaksi gelap dimulai dengan
pengikatan atau fiksasi 6 molekul CO2 ke 6 molekuk gula 5 karbon yaitu ribulosa
1,5 bifosfat, dikatalisis oleh enzim ribulosa bifosfat
karboksilase/oksigenase(rubisco) yang kemudian membentuk 6 molekul gula 6
karbon. Molekul 6 karbon ini tidak stabil maka pecah menjadi 12 molekul 3
karbon yaitu 3 fosfogliserat. 3 fosfogliserat kemudian difosforilasi oleh 12
ATP membentuk 1,3 bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat difosforilasi lagi oleh
12 NADPH membentuk 12 molekul gliseradehida 3 fosfat/PGAL. 2 PGAL digunakan
untuk membentuk 1 molekul glukosa atau jenis gula lainnya, sedangkan 10 molekul
lainnya difosforilasi oleh 6 ATP untuk kembali membentuk 6 molekul Ribulosa 1,5
bifosfat. Proses pengikatan CO2 ke RuBP disebut fiksasi, proses pemecahan
molekul 6 karbon menjadi molekul 3 karbon disebut reduksi dan proses
pembentukan kembali RuBP dari PGAL disebut regenerasi.
Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3. Kebanyakan tumbuhan menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3.
Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3. Kebanyakan tumbuhan menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3.
Untuk beberapa tumbuhan,
mereka terpaksa melakukan fotosintesis dengan cara yang sedikit berbeda karena
kondisi lingkungan. RuBP, alih-alih mengikat CO2, justru mengikat O2 sehingga
berubah menjadi glikolat dan terurai. Proses ini disebut fotorespirasi. Saat
fiksasi karbon, CO2 dan O2 berkompetisi untuk berikatan dengan RuBP. Pada
kondisi normal bersuhu 25 C, 20% fiksasi karbon untuk fotosintesis hilang
karena fotorespirasi. Kemungkinan makin meningkat saat kondisi panas, kering
dan stomata menutup di siang hari untuk menyimpan air. Kondisi ini menyebabkan
CO2 tidak bisa masuk dan O2 tidak bisa keluar sehingga terjadi fotorespirasi.
Untuk menanggulangi hal tersebut, maka tanaman mengikatkan CO2 ke
fosfoenolpiruvat(PEP), dikatalisis oleh PEP karboksilase dan membentuk senyawa
4 karbon, biasanya oksaloasetat. Mekanisme ini disebut mekanisme C4. Pengikatan
ini terjadi disel mesofil. Oksaloasetat kemudian berubah menhadi malat yang memasuki
sel seludang dan disanalah malat melepaskan CO2 untuk memulai siklus Calvin.
Mala berubah menjadi piruvat yang keluar menuju sel mesofil, berubah menjadi
PEP untuk berikatan lagi dengan CO2.
Reaksi Fotosintesis secara
Umum
1.
D. Faktor – Faktor yang
Mempengaruhi Fotosintesis
1.
a. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2.
b. Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3.
c. 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.
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.
1.
d. Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
2.
e. 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.
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
3.
f. 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.
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.
1.
E. Cahaya yang Berperan dalam
Fotosintesis
1.
F. Fotosistem
- Kumpulan
pigmen dan protein yang berasosiasi dengan membran tilakoid yang memanen
energi dari elektron yang tereksitasi
- Energi
yang ditangkap ditransfer antara molekul fotosistem sampai mencapai
molekul klorofil pada pusat reaksi
- Pada
pusat reaksi terdapat 2 molekul
- Klorofil a
- Akseptor
elektron primer
- Pusat
reaksi klorofil dioksidasi dengan hilangnya elektron melalui reduksi
akseptor elektron primer
- Terdapat
fotosistem I dan II
1.
G. Aliran Elektron
1.
Terdapat dua rute jalur elektron yang tersimpan pada akseptor
elektron primer
2.
Kedua jalur
- Dimulai
dengan penangkapan energi foton
- Menggunakan
rantai transport elektron dengan sitokrom untuk kemiosmosis
1.
Aliran elektron nonsiklik
- Menggunakan
fotosistem II dan I
- Elektron
dari fotosistem II dihilangkan dan diganti oleh elektron yang didonasikan
oleh air
- Mensintesis
ATP dan NADPH
- Donasi
elektron mengkonversi air O2 dan
2H+
1.
Aliran elektron siklik
- Hanya
menggunakan fotosistem I
- Elektron
dari fotosistem I di-recycle
1.
Mensintesis ATP
1.
H. Tanaman CAM dan C4
1.
Tanaman C4
Tanaman C4 meminimalkan
keperluan fotorespirasi dengan cara menggabungkan CO2 ke dalam senyawa empat karbon di sel
mesofil
1.
Tanaman CAM
Membuka stomatanya pada malam
hari, menggabungkan CO2 ke
dalam asam organik
Selama siang hari, stomata
tertutup
– CO2 dilepaskan dari asam organik untuk
digunakan dalam siklus Calvin
- Anatomi
daun C4 dan jalur
C4
- Ø
Jalur CAM mirip dengan jalur C4
BAB III
PENUTUP
1.
A. Kesimpulan
1.
Fotosintesis : Peristiwa penyusunan zat organik (gula)
dari zat anorganik
(CO2 dan H2O) dengan pertolongan
energi cahaya
2.
Percobaan yang berkaitan dengan fotosintesis:
ü Ingenhousz
ü T.W Engelmann
ü J.V. Sachs
ü Robert Hill
ü Blackman
1.
Proses fotosintesis terdiri dari dua reaksi, yaitu reaksi gelap
dan reaksi terang.
2.
Faktor yang mempengaruhi fotosintesis:
ü Intensitas
cahaya
ü
Konsentrasi karbon dioksida
ü Suhu
ü Kadar air
ü Kadar
fotosintat (hasil fotosintesis)
ü Tahap
pertumbuhan
1.
Peranan cahaya dalam fotosintesis adalah sebagai sumber energy (
foton ).
Peran Klorofil pada fotosintesis
Sebelumnya kita mempelajari peran
klorofil pada proses fotosintesis,ada baiknya kita pahami dulu apa,bagaimana
dan dimana proses fotosintesis itu
FOTOSINTESIS
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu
glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan
beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan
air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. 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. Secara
fisiologis, umumnya tanaman memiliki kemampuan untuk
menggunakan zat-karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta
diasimilasikan di dalam tubuh tanaman tersebut. Peristiwa ini hanya dapat
berlangsung ketika ada cukup cahaya, dan oleh karena itu maka asimilasi
zat-karbon disebut juga sebagai fotosintesis.
Lengkapnya kita katakan, bahwa
fotosintesis atau asimilasi zat-karbon itu suatu proses, dimana zat anorganik
H2O dan CO2 oleh klorofil diubah menjadi zat organic karbohidrat dengan
pertolongan sinar/cahaya/foto. Peristiwa fotosintesis dinyatakan dengan
persamaan reaksi kimia sebagai beriktut:
6 CO2 + 6 H2O + energi cahaya è C6H12O6
+ 6 O2
Peristiwa ini hanya berlangsung pada
tumbuhan yang berklorofil, karena mampu menangkap energi cahaya.
Fotosintesis selain menghasilkan karbihidrat juga menghasilkan gas oksigen yang
merupakan bahan vital untuk melaksanakan respirasi aerob. CO2 yang digunakan
untuk fotosintesis sama jumlahnya dengan oksigen yang dihasilakan selama proses
fotosintesis. Molekul glukosa yang terbentuk kemudian bergabung dan membentuk
tepung
(amilum) dengan rumus kimia
(C6H10O5)n . Persamaan reaksi kimia fotosintesis belum dapat menujukkan adanya
produk antara dan tahapan fotosintesis. Ada 2 macam fotosintesis menurut ada
tidaknya cahaya :
·
Reaksi terang : 2 H20 ——> 2 NADPH2 + O2
·
Reaksi gelap sebagai berikut :
12 NADPH + 18 ATP+6 CO2 + 6 H2O è
C6H12O6 + 12 NADP +18 P + 6H2O
Reaksi terang merupakan fotosintesis
saat adanya cahaya matahari dengan menghasilkan energi untuk kegiaatan
fotosintesis saat gelap bisa disebut juga reaksi gelap yang menghasilkan
karbohidrat.
Peran klorofil dalam
fotosintesis
klorofil a dan klorofil b berperan
dalam proses fotosintesis.
Proses fotosintesis terdiri dari 2 reaksi yakni reaksi terang dan reaksi gelap.
Fungsi klorofil yakni:
1. Menyerap energi matahari untuk memecah molekul air dalam proses reaksi terang menjadi oksigen dan hidrogen.
2.sebagai mediator pemindahan elektron dalam proses transmisi elektron pada reaksi kimia di daun.
3.menuntun energi agar terdapat ATP yang mengumpul di kloroplas.
4.menjaga agar kloroplas tidak mengalami degenerasi.
Proses fotosintesis terdiri dari 2 reaksi yakni reaksi terang dan reaksi gelap.
Fungsi klorofil yakni:
1. Menyerap energi matahari untuk memecah molekul air dalam proses reaksi terang menjadi oksigen dan hidrogen.
2.sebagai mediator pemindahan elektron dalam proses transmisi elektron pada reaksi kimia di daun.
3.menuntun energi agar terdapat ATP yang mengumpul di kloroplas.
4.menjaga agar kloroplas tidak mengalami degenerasi.
Klorofil merupakan pigmen berwarna
hijau yang paling banyak mengarbsorbsi warna biru dan ungu.
Sinar matahari = Sinar ultraviolet = Sinar ultraungu
Biru + merah = Ungu
Jadi klorofil merupakan pigmen warna yang paling efektif dalam mengarbsorbsi sinar matahari. Selanjutnya sinar matahari tersebut digunakan dalam reaksi fotosintesis sebagai energi aktivasi reaksi.
Sinar matahari = Sinar ultraviolet = Sinar ultraungu
Biru + merah = Ungu
Jadi klorofil merupakan pigmen warna yang paling efektif dalam mengarbsorbsi sinar matahari. Selanjutnya sinar matahari tersebut digunakan dalam reaksi fotosintesis sebagai energi aktivasi reaksi.
Proses
fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor yang dapat memengaruhi
secara langsung seperti kondisi lingkungan maupun faktor yang tidak memengaruhi
secara langsung seperti terganggunya beberapa fungsi organ yang penting bagi
proses fotosintesis.
Proses
fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan meliputi
kehadiran cahaya matahari, suhu lingkungan, konsentrasi karbondioksida (CO2).
Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.
Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.
Faktor
pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi optimum
meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya
faktor-faktor pembatas tersebut sangat memengaruhi laju fotosintesis yaitu
dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis.
Selain
itu, faktor-faktor seperti translokasi karbohidrat, umur daun, serta
ketersediaan nutrisi memengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis
sehingga secara tidak langsung ikut memengaruhi laju fotosintesis.
Berikut adalah beberapa
faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
1. Intensitas cahaya
Laju
fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon
dioksida
Semakin
banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan
tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. 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.
4. Kadar air
Kekurangan
air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon
dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. 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.
6. 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.
Sumber
: Wikipedia
Selasa,
10 Agustus 2010
FOTOSISTEM
Penangkapan Energi
Cahaya (Fotosistem)
- Fotosistem
merupakan tahap pertama dari proses fotosintesis.
- Ketika
klorofil menyerap energi foton dari cahaya, elektron pada klorofil akan
terlepas ke orbit luar (tereksitasi).
- Elektron
ini akan ditangkap oleh penerima elektron yaitu plastokuinon.
- Jadi
unit penangkapan elektron inilah yang disebut dengan fotosistem.
- Ketika
elektron ditangkap oleh plastokuinon, akibatnya jumlah elektron di dalam
klorofil menjadi tidak stabil.
- Untuk
itu klorofil harus disuplai elektron dari molekul lain.
- Dalam
waktu yang bersamaan H2O terpecah menjadi 2H+, OH- dan elektron
(fotolisis). Elektron dari air inilah yang dipakai untuk menstabilkan
klorofil.
- Jadi
secara sederhana, Unit yang mampu untuk menangkap energi cahaya matahari,
yaitu klorofil yang melepaskan elektron dan menyerap foton (energi cahya
dengan panjang gelombang yang sesuai), disebut dengan fotosistem.
- Dikenal
ada 2 macam fotosistem di dalam tilakoid, yaitu fotosistem I dan
fotosistem II.
Fotosistem
I
- Di
dalam fotosistem I, terdapat molekul klorofil yang berada pada pusat
reaksi dari fotosistem I dinamakan P700.
- Di
sebut demikian karena sangat baik menyerap energi cahaya dengan panjang
gelombang 700nanometer.
Fotosistem II
- Di
dalam fotosistem II, terdapat molekul klorofil yang berada pada pusat
reaksi fotosistem II dan dinamakan P680, karena sangat baik menyerap
energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer.
- Proses
penyerapan cahaya yang selanjutnya berdampak pada lepasnya elektron dari
klorofil, untuk selanjutnya di salurkan dan ditangkap oleh akseptor
elektron.
- Proses
ini merupakan awal dari proses fotosintesis.
- Berdasarkan
aliran elektron, fotosistem I bersifat siklis dan fotosistem II bersifat
nonsiklis.
- Untuk
jelasnya semua ini akan diuraikan pada tahap selanjutnya yaitu Aliran atau
siklus elektron
Baik
pada Fotosistem I dan II merupakan suatu unit yang terdiri atas klorofil a,
kompleks antene dan akseptor elektron yang mampu menangkap energi cahaya
(foton) matahari.
- Jika
klorofil hanya menyerap cahaya merah, ungu, dan biru kemudian dipantulkan
kembali maka terlihat warna hijau.
- Warna
klorofil dapat berbeda-beda tergantung dari jenis klorofil dan cahaya yang
terserap kemudian dipantulkan.
Ada
dua macam klorofil, yaitu sebagai berikut.
- Klorofil
a, yaitu klorofil yang memiliki pigmen warna hijau, pigmen merupakan
senyawa kimia yang dapat menyerap cahaya tampak.
- Klorofil
b, klorofil yang memiliki pigmen warna kuning sampai jingga disebut
karoten memiliki struktur mirip dengan klorofil a.
- Klorofil
a dan pigmen-pigmen lain mengelompok di dalam tilakoid membentuk bangunan
unit pigmen, klorofil a terletak di tengah bangunan yang disebut sebagai
pusat reaksi.
- Klorofil
a memperoleh energi cahaya dari akseptor elektron berasal dari sekelompok
molekul pada perangkat pigmen yang dapat menangkap elektron cahaya
berenergi tinggi disebut antene.
- Cahaya
yang terserap klorofil a merupakan cahaya yang berenergi tinggi, sehingga
dapat menyebabkan terlemparnya elektron yang ada pada pigmen.
- Elektron
yang terlempar keluar orbit berada dalam keadaan tidak stabil yang
menyimpan energi tinggi disebut tereksitasi.
- Dalam
keadaan demikian, klorofil berusaha mensuplai elektron dari molekul lain
dan dalam waktu bersamaan H2O terpecah menjadi 2H+, OH- dan elektron
(fotolisis), elektron dari air ini diambil untuk menstabilkan keadaan
klorofil kembali.
- Pada
klorofil a terdapat dua macam fotosistem, yaitu fotosistem I atau disebut
P700 karena sensitif terhadap energi cahaya dengan panjanggelombang 700 nm
- Dan
fotosistem II atau disebut P680 yang sensitif terhadap energi cahaya
dengan panjang gelombang 680 nm.
- Proses
penyerapan energi cahaya dapat mengakibatkan terlepasnya elektron
berenergi tinggi dari klorofil a, selanjutnya disalurkan dan ditangkap
oleh akseptor elektron, maka proses tersebut merupakan awal dari proses
terjadinya proses fotosintesis.
- Proses
berikutnya elektron masuk dalam aliran elektron, jika elektronnya berasal
dari fotosistem I bersifat nonsiklus dan apabila elektronnya berasal dari
fotosistem II bersifat siklus.
Aliran
Elektron pada FOTOSISTEM
Perjalanan yang ditempuh oleh elektron ada dua yaitu sebagai berikut.
Perjalanan yang ditempuh oleh elektron ada dua yaitu sebagai berikut.
- Cahaya
berenergi tinggi yang terserap klorofil a dapat menyebabkan elektron (e-)
berasal dari fotosistem I atau P700 terlempar keluar orbitnya.
- Pada
saat perjalanan elektron (e-) berasal dari P700 yang terlempar keluar
orbit tersebut lalu ditangkap oleh akseptor penerima elektron seperti
plastokuinon atau sitokrom.
- Kemudian
elektron itu pindah ke akseptorlain, lalu pindah kembali ke klorofil P700
semula.
- Selama
proses perpindahan dari akseptor satu ke akseptor lain terdapat energi
yang terlepas dari elektron, energi tersebut digunakan dalam
fotofosforilasi siklik dengan produk akhir berupa ATP, dan tidak
dihasilkan NADPH serta O2.
- ATP
digunakan sebagai energi yang dapat dimanfaatkan dalam proses biologis
sel-sel organisme, seperti yang telah kita pelajari sebelumnya.
- Dalam
hal ini ATP berguna dalam pembentukan karbohidrat.
- Perlu
Anda ketahui sintesis ATP dalam kloroplas disebut sebagai fotofosforilasi
.
- Apa
yang dimaksud fotofosforilasi? Fotofosforilasi adalah peristiwa
bereaksinya senyawa ADP dan asam fosfat menjadi ATP, seperti berikut.
ADP
+ Pi ---> ATP
ALIRAN
FOTOSISTEM II NON SIKLIK
- Perjalanan
aliran elektron fotosistem II, elektronnya (e-) juga berasal dari P700.
- Elektron
(e-) yang terlempar keluar orbit dan ditangkap oleh akseptor elektron
yaitu NADPH2 kemudian elektron (e-) bersamaan dengan 2H- berasal dari
pecahan H2O mengikuti jalannya elektron siklik pindah ke akseptor lain
seperti plastosianin atau feredoksin.
- Selanjutnya
elektron itu pindah dan tidak kembali ke klorofil P700, tetapi mengalir
melalui membran tilakoid.
- Dengan
pelepasan elektron tersebut, maka P700 menjadi molekul yang teroksidasi
sehingga menyedot elektron dari P680 berenergi tinggi yang berasal dari
energi cahaya (foton) matahari.
- Molekul
NADPH2 dan ATP yang berenergi tinggi digunakan untuk mengubah CO2 dan H2O
menjadi produk gula (seperti glukosa, maltosa, fruktosa dan amilum) dan
O2.
- Proses
pembentukan gula (karbohidrat) dapat Anda lihat pada siklus Calvin.
Fotosistem
Fotosistem merupakan tahap pertama dari proses fotosintesis.
Ketika klorofil menyerap energi foton dari cahaya, elektron pada klorofil akan
terlepas ke orbit luar (tereksitasi). Elektron ini akan ditangkap oleh penerima
elektron yaitu plastokuinon. Jadi unit penangkapan elektron inilah yang disebut
dengan fotosistem.
Ketika elektron ditangkap oleh plastokuinon, akibatnya jumlah
elektron di dalam klorofil menjadi tidak stabil. Untuk itu klorofil harus
disuplai elektron dari molekul lain. Dalam waktu yang bersamaan H2O terpecah
menjadi 2H+, OH- dan elektron (fotolisis). Elektron dari air inilah yang
dipakai untuk menstabilkan klorofil.
Jadi secara sederhana, Unit yang mampu untuk menangkap energi
cahaya matahari, yaitu klorofil yang melepaskan elektron dan menyerap foton
(energi cahya dengan panjang gelombang yang sesuai), disebut dengan fotosistem.
Dikenal ada 2 macam fotosistem di dalam tilakoid, yaitu
fotosistem I dan fotosistem II.
1. Fotosistem I
Di dalam fotosistem I, terdapat molekul klorofil yang berada
pada pusat reaksi dari fotosistem I dinamakan P700. Di sebut demikian karena
sangat baik menyerap energi cahaya dengan panjang gelombang 700nanometer.
2. Fotosistem II
Di dalam fotosistem II, terdapat molekul klorofil yang berada
pada pusat reaksi fotosistem II dan dinamakan P680, karena sangat baik menyerap
energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer.
Proses penyerapan cahaya yang selanjutnya berdampak pada
lepasnya elektron dari klorofil, untuk selanjutnya di salurkan dan ditangkap
oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal dari proses fotosintesis.
Berdasarkan aliran elektron, fotosistem I bersifat siklis dan fotosistem II
bersifat nonsiklis. Untuk jelasnya semua ini akan diuraikan pada tahap
selanjutnya yaitu Aliran atau siklus elektron.
Ketika terjadinya proses fotosistem atau penyerapan energi
cahaya, klorofil yang dapat diserap adalah klorofil a (P700), yaitu klorofil
yang mampu menyerap terutama cahaya merah dan biru-ungu. Klorofil a berperan
langsung dalam fotosintesis (reaksi terang). Energi cahaya sampai ke klorofil a
melalui mekanisme berikut :
FOTOSISTESIS
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan).Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. 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.
Pigmen Fotosintesis
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil/pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari.
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentuk sistem membran tilakoid yang berwujud bangunan kantung tilakoid. Kantung tilakoid tersebut dapat berlapis dan membentuk grana. Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan mengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis di stroma.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain :
1. Gen : bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki
klorofil.
2. Cahaya : beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya,
tanaman lain tidak memerlukan cahaya.
3. Unsur N. Mg, Fe : merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil.
4. Air : bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil.
Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil digunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang).
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas. Menurut Blackman akan terjadi penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini disebut reaksi gelap NADPH2 akan bereaksi dengan CO2 dalam bentuk H+ menjadi CH2O.
CO2 + 2 NADPH2 + O2 ————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 + O2
Ringkasnya :
Reaksi terang :2 H2O ——> 2 NADPH2 + O2
Reaksi gelap :CO2 + 2 NADPH2 + O2 ——> NADP + H2 + CO + O + H2 +O2
atau 2 H2O + CO2 ——> CH2O + O2 atau 12 H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2
Fotosintesis pada tumbuhan
Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen diperlukan sebagai makanannya. Persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + energi cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. 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. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Di dalam daun terdapat lapisan sel mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya proses fotosintesis.
Faktor penentu laju fotosintesis
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
1. Intensitas cahaya Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon dioksida Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. 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.
4. Kadar air Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. 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.
6. 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.
Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan).Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. 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.
Pigmen Fotosintesis
Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Di dalam daun terdapat jaringan pagar dan jaringan bunga karang, pada keduanya mengandung kloroplast yang mengandung klorofil/pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari.
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma. Membran tersebut membentuk sistem membran tilakoid yang berwujud bangunan kantung tilakoid. Kantung tilakoid tersebut dapat berlapis dan membentuk grana. Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan mengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid, sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis di stroma.
Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap pembentukan klorofil antara lain :
1. Gen : bila gen untuk klorofil tidak ada maka tanaman tidak akan memiliki
klorofil.
2. Cahaya : beberapa tanaman dalam pembentukan klorofil memerlukan cahaya,
tanaman lain tidak memerlukan cahaya.
3. Unsur N. Mg, Fe : merupakan unsur-unsur pembentuk dan katalis dalam sintesis klorofil.
4. Air : bila kekurangan air akan terjadi desintegrasi klorofil.
Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil digunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan oksigen. Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang).
Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas membran ganda yang melingkupi ruangan H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas. Menurut Blackman akan terjadi penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tanpa menggunakan cahaya. Peristiwa ini disebut reaksi gelap NADPH2 akan bereaksi dengan CO2 dalam bentuk H+ menjadi CH2O.
CO2 + 2 NADPH2 + O2 ————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 + O2
Ringkasnya :
Reaksi terang :2 H2O ——> 2 NADPH2 + O2
Reaksi gelap :CO2 + 2 NADPH2 + O2 ——> NADP + H2 + CO + O + H2 +O2
atau 2 H2O + CO2 ——> CH2O + O2 atau 12 H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2
Fotosintesis pada tumbuhan
Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen diperlukan sebagai makanannya. Persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + energi cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. 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. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Di dalam daun terdapat lapisan sel mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya proses fotosintesis.
Faktor penentu laju fotosintesis
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
1. Intensitas cahaya Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon dioksida Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. 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.
4. Kadar air Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. 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.
6. 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.
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 dalamfotosintesis. 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
gulasebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk
mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah
bakteri belerang.
Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.
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).
Reaksi terang
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.
Reaksi gelap
ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai prosesbiokimia. 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). (Hardianto, 30: 2004)
Gambar 1. Rankaian fotosintesis
Catatan : Menggunakan
cahaya matahari (reaksi terang) semakin banyak gelembung yang dihasilkan maka
proses fotosintesisnya semakin baik
sedangkan menggunakan tidak menggunakan cahaya matahari (reaksi gelap) lebih
sedikit menghasilkan geembung dari pada reaksi terang.
http://www.sarjanaku.com/2010/10/fotosintesis.html
http://www.sarjanaku.com/2010/10/fotosintesis.html
BAB
IPENDAHULUAN1.1 Latar Belakang
Fotosintesis berasal
dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti
menyusun.Jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunansenyawa
kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya. Sumber energi cahayaalami
adalah matahari. Proses ini dapat berlangsung karena adanya suatu
pigmentertentu dengan bahan CO2 dan H2O. Cahaya matahari terdiri atas
beberapaspektrum, masing-masing spektrum mempunyai panjang gelombang
berbeda,sehingga pengaruhnya terhadap proses fotosintesis
juga berbeda.Fotosintesis merupakan suatu proses biologi yang kompleks,
proses inimenggunakan energi dan cahaya matahari yang dapat dimanfaatkan oleh
klorofilyang terdapat dalam kloroplas. Seperti halnya mitokondria, kloroplas
mempunyaimembran luar dan membran dalam. Membran dalam mengelilingi suatu
stromayang mengandung enzim-enzim tang larut dalam struktur membran yang
disebuttilakoid. Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor antara
lain air (H2O),konsentrasi CO2, suhu, umur daun, translokasi karbohidrat,
dan cahaya. Tetapiyang menjadi faktor utama fotosintesis agar dapat berlangsung
adalah cahaya, air,dan karbondioksida .Berbeda dengan organisme heterotrof,
organisme autotrof menggunakanenergi yang berasal dari oksidasi dan
zat-zat organik tertentu. Organisme yangdemikian disebut kemoautotrof,
karena menggunakan zat – zat kimiawi dalammemproduksi senyawa organik
dari senyawa non-organik. Sedangkan peristiwafotosintesis sendiri
dilakukan oleh organisme autotrof yang seringkali disebutdengan organisme
fotoautotrof, karena dalam proses pembentukan senyawaorganiknya menggunakan
energi yang berasal dari cahaya matahariFotosintesis sering didefinisikan
sebagai suatu proses pembentukankarbohidrat dan karbondioksida serta air yang
dilakukan sel-sel yang berklorofildengan adanya cahaya matahari yang disebabkan
oleh oksigen (O2). Ada juga
yang mengartikan fotosintesis dengan
suatu peristiwa pengolahan atau pemasakanmakanan yang terjadi pada daun
dengan bantuan cahaya matahari.Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung
pada persediaan energiyang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan
dalam molekul-molekulorganik seperti karbohidrat. Organisme heterotrofik,
seperti ragi dan kita sendiri,hidup dan tumbuh dengan memasukan molekul-molekul
organik ke dalam sel-selnya
No comments:
Post a Comment