FOTOSINTESIS

FOTOSINTESIS
Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis merupakan proses yang dilakukan oleh organisme autotrof, dengan
menggunakan energi dari cahaya matahari yang diserap oleh klorofil untuk membuat bahan
makanan dari molekul sederhana menjadi molkul yang lebih kompleks.
Reaksi Fotosintesis:
foton
6CO2 + 6H2O
C6H12O6 + 6O2
klorofil
Dari reaksi tersebut, maka bahan yang digunakan untuk melakukan fotosintesis yaitu
karbondioksida dan air yang kemudian diubah menjadi karbohidrat dan oksigen dengan
bantuan foton yang diserap oleh klorofil. Jadi fotosintesis merupakan suatu proses
pembentukan atau penyusunan senyawa kompleks dari senyawa sederhana.
Pigmen fotosintesis
1. Klorofil a, dapat berperan secara langsung dalam reaksi terang.
2. klorofil b, . Jika foton cahaya matahari diserap oleh klorofil b, energi kemudian
disalurkan ke klorofil a yang beraksi seolah-olah klorofil inilah yang menyerap energi
tersebut.
3. Karotenoid
Tempat berlangsungnya fotosintesis
Fotosintesis pada umumnya terjadi di organ tumbuhan yaitu daun. Hal ini dikarenakan
pada daun terdapat pigmen klorofil yang merupakan salah satu komponen penting dalam
fotosintesis. Klorofil terletak di jaringan palisade. Namun pada tumbuhan tertentu yang tidak
berdaun seperti bangsa Kaktus, kelengkapan alat fotosintesisnya terdapat pada sel-sel
lapisan luar dari batangnya.
(www.sinauer.com) and (www.whfreeman.com)
Berdasarkan gambar tersebut, klorofil berada didalam kotak hijau yang berbentuk
lonjong yang disebut kloroplas. Di dalam kloroplas biasanya terdapat 50 atau lebih klorofil.
Kloroplas
Kloroplas merupakan alat atau organela sel yang khas pada sel-sel daging daun.
Bentuknya bermacam-macam, tergantuing jenis tumbuhannya. Selain bulat atau lonjong, ada
juga yang berbentuk pita. Pada daun Hydrila, kloroplasnya bulat atau lonjong, berukuran
cukup besar dan mudah diamati dibawah mikroskop. Organela ini mudah dikenali dengan
warnanya yang hijau karena banyak mengandung zat warna atau pigmen hijau daun yang
disebut klorofil. Ada dua macam klorofil pada tumbuhan darat yaitu klorofil a dan klorofil b.
Kloroplas tersusun dari tiga bagian, meliputi :
a. Bangunan seperti tumpukan piring, disebut grana
b. Bahan yang mengisi di luar grana, disebut matrik
c. Stroma
Pada bagian grana, terdapat seluruh perangkat alat penangkap energi matahari. Perangkat
alat itu adalah ibarat antena penerima. Alat penerima tersebut berupa kumpulan bermacammacam zat pigmen. Pigmen adalah suatu zat yang berfungsi menangkap atau memantulkan
jenis sinar atau warna cahaya tertentu. Pigmen daun paling banyak adalah klorofil.
Sekelompok pigmen yang merupakan satu kesatuan alat penerima energi cahaya ini disebut
fotosistem. Ada dua fotosistem yang dibutuhkan untuk mendukung satu proses fotosintesis,
yaitu fotosistem I dan II. Komponen utama fotosistem adalah klorofil, khususnya klorofil-a.
Selain fotosistem, juga ada komponen lain yang membantu mengalirkan energi matahari.
Tahapan reaksi fotosintesis
Secara terperinci reaksi fotosintesa terdiri dua fase:
1. Reaksi fotokimia = reaksi cahaya = reaksi Hill = fotolisis air.
Pada tahap pertama ini terjadi proses penangkapan energi surya atau proses-proses
yang bergantung pada keberadaan cahaya. Proses ini biasa dinamakan reaksi terang.
Reaksi-reaksi cahaya berlangsung pada bagian grana kloroplas. Sebagian energi
matahari yang diserap akan diubah menjadi energi kimia, yaitu berupa zat kimia
berenergi tinggi. Selanjutnya, zat itu akan digunakan untuk proses penyusunan zat
gula. Sebagian energi matahari juga digunakan untuk fotolisis air (H2O) sehingga
dihasilkan ion hidrogen (H+) dan O2. Ion hidrogen tersebut akan digabungkan dengan
CO2 membentuk zat gula (CH2O)n. Sedangkan O2 -nya akan dikeluarkan.
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 (500600 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.
2. Reaksi thermokimia = reaksi gelap = fiksasi CO2.
Tahap II adalah proses-proses yang tidak bergantung langsung pada keberadaan
cahaya. Proses-proses atau reaksi-reaksi pada tahap ini disebut reaksi gelap. Reaksireaksi gelap terjadi pada bagian matrik stroma kloroplas. Pada bagian ini, terdapat
seluruh perangkat untuk reaksi-reaksi penyusunan zat gula. Reaksi tersebut
memanfaatkan zat berenergi tinggi yang dihasilkan pada reaksi terang yaitu ATP dan
NADPH. 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).
Reaksi penyusunan ini tidak lagi bergantung langsung pada keberadaan cahaya,
walaupun prosesnya berlangsung bersamaan dengan proses-proses reaksi cahaya.
Karena itulah, reaksi-reaksi pada tahap ini disebut reaksi gelap. Reaksi tersebut dapat
terjadi karena adanya enzim-enzim fotosintesis. Sesuai dengan nama penemunya yaitu
Benson dan Calvin, maka daur reaksi penyusunan zat gula ini disebut daur Benson –
Calvin. Hasil awal fotosintesis adalah berupa zat gula sederhana yang disebut
glukosa (C6H12O6). Selanjutnya, sebagian akan diubah menjadi amilum (zat tepung
/ pati) yang ditimbun di daun, atau organ-organ penimbunan yang lain.
Manfaat Hasil Fotosintesis
1. Sebagian gula digunakan sel-sel tumbuhan sebagai zat makanan
2. Molekul-molekul gula diuraikan untuk melepaskan energi
3. Sebagian molekul gula dijadikan cadangan makanan
Faktor yang mempengaruhi laju Fotosintesis
Fotosintesis dipengaruhi oleh banyak faktor, baik faktor dari dalam maupun
faktor dari luar.
Faktor dalam antara lain adalah :
1) umur daun
2) keadaan stomata, jika stomata menutup, maka laju fotosintesis berkurang.
3) jenis tumbuhan.
Faktor luar antara lain adalah :
1) CO2, dengan semakin banyak karbondioksida di udara, makin banyak jumlah bahan
yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
2) Ketersediaan
air,
kekeringan
menyebabkan
stomata
menutup,
menghambat
penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
3) Kelembaban dan suhu udara, berpengaruh pada enzim-enzim yang bekerja dalam
proses fotosintesis. Sebab enzim tersebut hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya.
Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga
batas toleransi enzim.
4) Keadaan cahaya, keadaan cahaya yang dimaksud yaitu intensitas (banyaknya cahaya
matahari yang diterima) dan kualitas cahaya (panjang gelombang cahaya yang
efektif).
Daftar Pustaka
•
Campbell, N.A., Reece, J.B., Mitchell, L.G. 2002. Biologi. Alih bahasa lestari, R. et
al. safitri, A., Simarmata, L., Hardani, H.W. (eds). Erlangga, Jakarta.
•
Moore, R., Clark, W.D., Vodopich, D.S. 1998. Botany. McGraw-Hill Companies.
USA
•
www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/biobk/BioBookPS.html