Materi Tentang Fotosintesis Tumbuhan
Materi Tentang Fotosintesis Tumbuhan - Kali ini saya akan posting sebuah materi tentang Fisiologi Tumbuhan tentang Fotosintesis. Fotosintesis Pada Tumbuhan : Fotosintesis
berasal dari bahasa Yunani, yakni foto dan synthesis. Foto sendiri
diartikan sebagai cahaya sedangkan synthesis merupakan kata yang bermakna
menggabungkan atau penggabungan. Secara sederhana, fotosintesis bisa diartikan
sebagai proses pembuatan makanan yang dilakukan oleh tumbuhan berwarna hijau
dengan melibatkan atau tidak cahaya matahari di dalamnya. Selain matahari,
proses fotosintesis ini juga melibatkan beberapa enzim. Proses fotosintesis ini
biasa dilakukan oleh tumbuh-tumbuhan, umumnya tumbuhan tingkat tinggi dan
beberapa jenis alga juga bakteri dalam rangka menghasilkan energy berupa
nutrisi yang akan digunakan dalam berbagai aktifitas.
![]() |
Fotosintesis Tumbuhan |
Penemuan tentang fotosintesis
Proses
fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an,
seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, berkebangsaan Flandria
(sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa
yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari
penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena
pemberian air. Tapi pada tahun 1720, ahli botani Inggris, Stephen Hales
berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia
berpendapat faktor itu adalah udara. Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan
pendeta, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah
toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia
kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama
lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley
menyimpulkan bahwa nyala lilin telah “merusak” udara dalam toples itu dan
menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah
“dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhan.
Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan. Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat “memulihkan” udara yang “rusak”. Akhirnya di tahun 1796, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan “pemulihan” udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).
Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan. Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat “memulihkan” udara yang “rusak”. Akhirnya di tahun 1796, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan “pemulihan” udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).
Proses
fotosintesis terdapat pada tumbuhan hijau yang bersifat autotrof yakni bisa
menyusun makanannya sendiri. Melalui daun, tumbuhan menyerap molekul
karbondioksida juga air dalam rangka menghasilkan gula dan
juga oksigen. Kedua senyawa tersebut kemudian akan digunakan sebagai penyokong
pertumbuhannnya. Adapun persamaan rekaksi yang terjadi dalam proses
fotosintesis adalah sebagai berikut:
6H2O
+ 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Tumbuhan yang melakukan proses
fotosintesis memerlukan bantuan cahaya matahari. Mereka mampu menyerap cahaya
tersebut sebab mereka memiliki zat hijau daun atau klorofil. Klorofil ini
sendiri ada di dalam bagian organel bernama kloroplast. Pada bagian daun
tumbuhan, terdapat dua lapisan sel yang dinamai dengan mesofil. pada bagian ini
terdapat kurang lebih setengah juta kloroplast yang tersebar di
setiap millimeter persegi. Cahaya matahari selanjutnya akan melewati lapisan
epidermis yang tanpa warna kemudian melaju menuju mesofil. Pada bagian inilah
sebagian besar kegiatan fotosintesis berlangsung. Fotosintesis terbentuk dari
beberapa proses reaksi yakni reaksi terang (dengan bantuan cahaya matahari) dan
reaksi gelap (tanpa cahaya matahari).
Reaksi terang
Pada
reaksi terang terjadi penguraian air pada klorofil dari cahaya matahari
yang disebut fotolisis. Cahaya matahari dibutuhkan sebagai sumber
energi dalam reaksi terang. Di mana sumber energi yang diubah oleh
klorofil menjadi energi kimia dan disimpan dalam bentuk ATP
(Adenosina trifosfat). Klorofil berfungsi sebagai pengantar energi
cahaya menjadi kimia. Reaksi terang 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
Pada reaksi gelap terjadi
pengikatan karbondioksida oleh daun. Kemudian karbon dioksida tersebut
diubah menjadi glukosa. Dalam pembentukan glukosa ini diperlukan ATP yang
dihasilkan melalui proses terang. Pada reaksi ini tidak dibutuhkan
sinar matahari, dan terjadi pada bagian stroma pada kloroplas
ATP dan
NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis (reaksi terang) 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)
Gambar
siklus Calvin
|
Siklus Calvin berlangsung melalui 3 tahap:
1)
Karboksilasi (Fiksasi) CO2
CO2 diikat (fiksasi) oleh senyawa
rebulosa bifosfat (RuBP) yang memiliki atom C sebanyak 5 (C-5), karena hanya
mengikat satu atom C (C-1) maka terbentuk senyawa RuBP dengan atom C sebanyak 6
(C-6) dalam keadaan yang tidak stabil dan pecah menjadi 2 senyawa gliseraldehid
3-fosfat (G3P).
2)
Reduksi
Selanjutnya 2 senyawa gliseraldehid
3-fosfat (G3P) bereaksi dengan ATP, membentuk asam fosfogliseraldehid yang
masih berikatan dengan H2 berasal dari
NADPH2. Siklus reaksinya harus berjalan 3 kali, baru terbentuk hasil akhir
yaitu 6 senyawa gliseraldehid 3-fosfat (G3P).
3)
Regenerasi
Regenerasi atau pembentukan kembali
senyawa rebulosa bifosfat (RuBP) digunakan untuk mengikat CO2. Pembentukan
kembali senyawa rebulosa bifosfat (RuBP) dan pecah menjadi 2 senyawa (G3P)
bereaksi dengan ATP membentuk asam fosfogliseraldehid dan NADPH2. Siklus
reaksinya berjalan 3 kali, dan kembali regenerasi lagi. Jadi untuk membentuk 1
molekul glukosa maka dibutuhkan sebanyak 6 kali siklus (siklus Calvin) dengan menangkap sebanyak 6 molekul
6CO2, reaksinya sebagai berikut.
6CO2 +
6H2O ———> C6H12O6 + 6O
Beberapa faktor yang menentukan kecepatan fotosintesis :
Cahaya
Komponen-komponen
cahaya yang mempengaruhi kecepatan laju fotosintesis adalah intensitas, kualitas dan lama
penyinaran. Intensitas adalah banyaknya cahaya matahari yang diterima
sedangkan kualitas adalah panjang gelombang cahaya yang efektif untuk terjadinya
fotosintesis
Konsentrasi
karbondioksida
Semakin banyak karbondioksida di
udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat 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.
Sumber : http://rismanbiologifungi.blogspot.com
Demikianlah Artikel Materi Tentang Fotosintesis Tumbuhan
Sekian artikel Materi Tentang Fotosintesis Tumbuhan kali ini, mudah-mudahan bisa memberi manfaat untuk anda semua. baiklah, sampai jumpa di postingan artikel lainnya.
Anda sekarang membaca artikel Materi Tentang Fotosintesis Tumbuhan dengan alamat link https://www.dunia-mulyadi.com/2015/12/materi-tentang-fotosintesis-tumbuhan.html
0 Response to "Materi Tentang Fotosintesis Tumbuhan"
Post a Comment
Terimakasih atas Kunjungannya serta Komentarnya.....Jangan Lupa Like and Sharenya Thanks......