Pengertian, Proses, Tempat terjadinya, Reaksi dan Faktor Penentu Laju Utama dalam Fotosintesis Tumbuhan- Distira Viro Nika

 

Nama: Distira Viro Nika

NPM: A1D021011

Kelas: 1B Pendidikan Biologi

Pengertian, Proses, Tempat terjadinya, Reaksi dan Faktor Penentu Laju Utama dalam Fotosintesis Tumbuhan

Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis berasal dari kata Foton cahaya, sintesis penyusunan. Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (gula) dari zat anorganik (air, karbondioksida) dengan pertolongan energi cahaya matahari. Karena bahan baku yang dipergunakan adalah zat karbon (karbondioksida), maka dapat juga disebut asimilasi zat karbon.

Proses Fotosintesis

Pada dasamya, proses fotosintesis merupakan kebalikan dari pemapasan. Proses pemapasan bertujuan memecah gula menjadi karbondioksida, air dan energi. Sebaliknya proses fotosintesis mereaksikan (menggabungkan) karbondioksida dan air menjadi gula dengan menggunakan energi cahaya matahari. Proses fotosintesis umumnya hanya berlangsung pada tumbuhan yang berklorofil pada waktu siang hari asalkan ada sumber cahaya.

Tempat Terjadinya Fotosintesis

1.      Daun

Pada tumbuhan tingkat tinggi, biasanya kloroplas terbatas pada sel-sel batang muda, buah-buah bel urn matang, dan daun. Daun inilah yang merupakan pabrik fotosintesis yang sebenamya pada tumbuhan. Irisan melintang dari daun yang khas menyingkapkan beberapa lapisan-lapisan jaringan yang berbeda-beda. Permukaan atas daun tertutup selapis sel tunggal yang menyusun epidermis atas. Sel-sel ini sedikit a tau tidak memiliki kloroplas. Karena itu agak transparan dan membiarkan sebagian cahaya yang mengenainya melewati sel-sel di bawahnya. Sel-sel terse but juga mengeluarkan suatu zat yang transparan seperti lilin yang dinamakan kutin. Bahan ini membentuk kutikula, yang berfungsi sebagai penghalang lembab dipermukaan atas daun tersebut, jadi mengurangi hilangnya air dari daun. Dibawah sel-sel epidermis atas tersusun satu atau lebih barisan sel yang membentuk lapisan palisade. Sel-selnya berbentuk tabung dan tersusun sedemikian hingga sumbu panjang tegak lurus pada bidang daunnya. Setiap sel penuh dengan kloroplas, dan sel-sel inilah yang melakukan fotosintesis paling banyak di dalam daun. Di bawah lapisan palisade terdapat lapisan bunga karang. Sel-selnya tidak beraturan bentuknya dan tersusun tidak rapat. Walau hanya berisi sedikit kloroplas, fungsi utamanya penyimpan sementara molekul-molekul makanan yang dihasilkan sel-sellapisan palisade. Juga membantu pertukaran gas diantara daun dan sekitamya. Selama siang hari sel-sel ini mengeluarkan oksigen dan uap air ke ruang udara diambilnya. Ruang-ruang udara ini saling berhubungan dan akhimya ke bagian luar daun-daun melalui pori-pori khusus yang dinamai stomata.

2.      Kloroplas

Kloroplas adalah plastida berwama hijau, umumnya berbentuk lensa, terdapat di dalam sel tumbuhan lumut, paku-pakuan dan tumbuhan berbiji. Garis tengah dari lensa tersebut 2-6 mm, sedangkan tebalnya 0,5-1,0 mm. jika dilihat dengan mikroskop cahaya dengan perbesaran yang paling kuat, kloroplas sering kelihatan berbentuk butir. Bagian-bagiannya yang kelihatan berwama tua disebut grana, sedangkan bagian-bagian yang kelihatan berwama muda disebut stroma. Sejajar dengan permukaannya yang lebar, di dalam kloroplas terdapat lamella. Secara urn urn suatu sel mesofil daun mengandung 30-500 butir kloroplas yang berbentuk cakram atau gelendong. Bentuk kloroplas yang beraneka ragam ditemukan pada ganggang (Algae). Kloroplast berbentukjala ditemukan pada Cladophora, yang berbentuk pita spiral ditemukan pada Spirogyra, sedangkan yang bentuk bintang ditemukan pada Zygnema.

3.      Klorofil

Menurut penelitian Konsentrasi Klorofil Daun sebagai Indikator Kekurangan Air pada Tanaman yang dilakukan oleh Nio Song Ai dan Yunia Banyo, klorofil berasal dari bahasa Yunani, yakni chloros artinya hijau dan phyllos artinya daun.

Istilah klorofil kemudian mulai digunakan pada tahun 1818 untuk menamai pigmen yang diambil dari ekstrak tanaman dengan menggunakan pelarut organik.

Adapun pengertian klorofil ialah pigmen yang memberikan warna hijau pada tumbuhan, seperti tumbuhan bertingkat tinggi, alga dan bakteri fotosintetik. Klorofil terletak pada kloroplas, yakni organel sel tanaman yang mempunyai membran luar, membran dalam, ruang antar membran dan stroma.

 

Reaksi fotosintesis

Reaksi fotosintesis secara umum dibagi dua yaitu:

1.      Reaksi Terang

Yang pertama-tama melihat sepintas peranan cahaya dalam fotosintesis adalah Van Niel, mikrobiologis dari Amerika. Dia meneliti fotosintesis pada bakteri belerang ungu dan sampai pada kesimpulan tersebut. Mikroorganisme ini menghasilkan glukosa dari C02 seperti halnya tumbuhan hijau, dan untuk memperoleh hal itu jasad renik terse but memerlukan cahaya. Akan tetapi, air tidak dipakai sebagai bahan pemula, tetapi bakteri ini menggunakan Hidrogen sulfide (H2 S). tambahan pula, selama fotosintesis ini tidak ada oksigen yang dibebaskan melainkan unsur sulfur. Van Niel berpendapat bahwa tindakan cahaya menyebabkan dekomposisi H-2 S menjadi atom hydrogen dan sulfur. Kemudian dalam reaksi gelap, atom-atom hydrogen dipakai untuk mereduksi C02 dalam serangkaian reaksi gelap.

Reaksi terang dibagi atas dua tahapan yaitu:

·         Fotosistem I dan II

 Penemuan dua pigmen pusat reaksi sangat memuaskan para ahli karena dapat membantu menjelaskan satu ciri lain dari fotosintesis. Jika kita membandin,gkan spectrum tindakan pada fotosintesis dengan spectrum absorpsi pada ldoroffi, maka teijadi pertentangan yang aneh. Cahaya merah yang panjang gelombangnya lebih besar dari pada kirakira 680 nm tidak memadai untuk melancarkan fotosintesis walau klorofil pada panjang gelomban,g terse but masih menyerap. Pada tahun 1956, Robert Emerson dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa penurunan tajam koefisienan fotosintesis pada panjang gelombang diluar 680 nm dapat ditanggulangi jika kloroplas disinari secara simultan dengan cahaya berpanjang gelombang lebih pendek. Dengan penyinaran simultan dari dua berkas cahaya monokromatik, misalnya 670 nm dan 710 nm, koefisienan fotosintetik sungguh lebih besar dari pada keefisienannya dengan satu panjang gelombang dari intensitas total yang sama. Pengamatan ini men,garah kepada kesimpulan bahwa reaksi-reaksi terang hams mencakup dua proses yang berlainan: satu yang diberi energi oleh cahaya den.gan panjang gelombang lebih besar, dinamai fotosistem 1., dan yang satu la,gi dinamai fotosistem n yang mendapat energi dari cahaya ber-panjang gelomban,g lebih pendek_ Fotosistem I Energi yang diperoleh pigmen- pigmen antena pada fotosistem I ditransfer ke molekul P 100• Eiektron pada P 700 ditingkatkan keposisi yang sedemikian tingginya (kira-kira 0,6 volt) hingga dapat mereduksi akseptor elektron yang tampak pada ,gambar sebagai X. Sebenamya substansi x menyumbangkan elektronnya kepada NADP+, kemudian mereduksinya dan membentuk NADPH yang diperlukan untuk reaksi - reaksi gelap. Dengan ,cara ini, cahaya yang diabsorpsi oleh fotosistem

·         Fotosistem II

Absorpsi cahaya oleh fotosistem II mengarah kepada oksidasi P 680 dalam suatu cara yang sama dengan caranya fotosistem I. Namun P 680 terokSidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P 700 • dengan potensial redoks yang lebih besar daripada + 0.82 volt, hal itu cukup elektronegatif untuk memperoleh elektron-elektron dari (dan oleh sebab itu direduksi oleh) molekul-molekul air. Langkah-langkah tepat yang terlibat masih bel urn pasti, tetapi untuk setiap 4 elektron yang diperoleh P 680 • maka molekul oksigen dilepaskan.

2.      Reaksi Gelap

Reaksi gelap pada fotosintesis itu sebenamya merupakan serangkaian reaksi yang melibatkan pengambilan C02 oleh tumbuhan dan reduksi C02 oleh atom hydrogen. Dr. calvin dan rekan-rekannya di Universitas California bertahun-tahun menyelidiki urutan langkah demi langkah reaksi-reaksi kimia yang terlibat. Prosedur percobaan dasamya ialah mengekspos suspensi ganggang hijau uniseluler terhadap cahaya dan karbon dioksida radioaktif. Penggunaan karbon radioaktif (14C) pada karbon dioksida "membuntuti" atom tersebut sehingga memungkinkan meneliti transformasi kimianya. Untuk menentukan substansi mana, jika ada yang terpisah pada kromatogram itu yang radioaktif, maka sehelai film sinar X ditempatkan dekat kromatogram. Jika muncul titik-titik hi tam pada film itu (karena ada radiasi yang dipancarkan oleh atom-atom 14C), maka posisinya dapat dikorelasikan dengan posisi zat kimia pada kromatogram. Dengan teknik autoradiografi ini, Calvin menemukan bahwa 14C muncul dalam molekul-molekul glukosa 30 detik setelah dimulainya fotosintesis. Bila ini dibiarkan fotosintesis itu hanya berlangsung lima detik, dia menemukan radioaktivitas itu pada molekul-molekullain yang lebih kecil. Secara bertahap, lintasan fiksasi karbon dapat ditentukan. Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah gula lima karbon yang difosforilasi yaitu ribulosafosfat. Bila dim.asukkan ke dalam molekul itu gugus fosfat kedua oleh ATP, maka senyawa yang dihasilkan ialah ribulosa difosfat, yang dapat bergabung dengan col. Lalu molekul gula enam karbon yang terbentuk itu pecah menjadi dua molekul asam 3-fosfogliserat. Masing-masing menerima gugus fosfat yang ked ua ( dari molekul ATP), sehingga terbentuklah 2 molekul asam 1,3-difosfogliserat (DPGA). Kemudian zat ini direduksi menjadi 3-fosfogliseraldehidaa (PGAL). Dalam proses terse but, dikeluarkan gugus fosfat. Agen pereduksinya ialah bentuk tereduksi koenzim NADP. NADP ini sama seperti NAD kecuali pada gugus fosfat yang ketiga. Sebagaimana NAD, koenzim itu dapat direduksi dengan perolehan dua elektron bentuk tereduksi itu yang kita sebut NADPH karena (sebagaimana NAD), hanya satu proton yang menyertai reduksi itu. Bila teroksidasi, itu harus dispesifikasi, maka akan tampak sebagai NADP+ . Fakta mengenai reaksi-reaksi gelap fotosintetik yaitu dari asam 3- fosfogliserat ke PGA, langkah-langkahnya merupakan kebalikan yang tepat dari langkah-langkah pada glikolisis.

Faktor Penentu Laju Fotosintesis

 Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis

1.      Intensitas cahaya Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya

2.      Konsentrasi karbondioksida Semakin banyak karbondioksida di udara, makin banyakjumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis

3.      Suhu Enzim-enzim yang bekelja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekelja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

4.      Kadar air Kekurangan air ataukekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis

5.      Kadar fotosintat (hasil fotosintesis) Kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang. Berikut adalah beberapa video pembelajaran tentang proses terjadinya Fotosintesis pada Tumbuhan: Animasi Cara Fotosintesis Pada Tumbuhan Hijau

Konsep Fotosintesis : Reaksi Terang dan Reaksi Gelap

Dan berikut ini adalah, beberapa file dokumen yang dapat teman-teman jadikan sebagai materi pembelajaran berkaitan dengan Proses Fotosintesis pada tumbuhan: