FOTOSINTESIS II

Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan senyawa komplex (organik) dari senyawa sederhana ( an organik) dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami yang digunakan adalah sinar matahari matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (kelihatan).
Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah (dari 400 s/d 700 nano meter) , infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.

• Dalam fotosintesis, dihasilkan glukosa yang disimpan dalam bentuk amilum (karbohidrat dan dilepaskan oksigen
• Oksigen sebagai hasil sampingan dari fotosintesis, volumenya dapat diukur, oleh sebab itu untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis adalah dengan mengatur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan. ( lihat percobaan Ingenhousz)
• Bahan Yang digunakan berupa CO2 diambil dari udara melalui stomata dan H2O diambil dari tanah oleh akar kemudian lewat xilem (di distribusikan ke daun)
• Proses menghasilkan O2 pada reaksi terang dan C6H12O6 ( glukosa) pada reaksi gelap
• Proses memerlukan dua tahapan kerja yaitu Reaksi terang dan Reaksi gelap
• Terjadinya di daun , di jaringan parenkim palisade tepatnya di bagian Chloroplast
• Di bagian chloroplast itu terdapat Tilakoid/Grana untuk reaksi terang dan Stroma untuk reaksi Gelap sehingga di stroma banyak dijumpai glukosa
• Jadi Prinsip fotosintesis adalah Sintesis 2 produk dari 2 bahan dengan 2 tahap Artinya

1. Fotosintesis itu perlu dua bahan yaitu air ( H2O) dan Carbon dioksida (CO2)
2. Fotosintesis itu menghasilkan dua produk yaitu Oksigen (O2) dan Glukosa (C6H12O6)
3. Fotosintesis itu menggunakan dua langkah yaitu Reaksi terang dan Reaksi Gelap
4. Dari data itu kita analisis dengan adanya angka 2 itu memudahkan mengingat

• bahwa bahan 1 dijadikan produk satu dengan langkah 1
• bahwa bahan 2 dijadikan produk dua dengan langkah 2
• artinya Bahan H2O itu untuk membentuk O2 dengan langkah 1 yaitu Reaksi terang
• artinya Bahan CO2 itu untuk membentuk Glukosa dengan langkah 2 yaitu Reaks gelap

Untuk membuktikan bahwa dalam fotosintesis diperlukan energi cahaya matahari, dapat dilakukan Percobaan Ingenhouse

Pigmen Fotosintesis

• Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik.
• Di dalam daun terdapat jaringan pagar /Parenkim palisade dan jaringan bunga karang, / Parenkim Spons yang pada keduanya mengandung kloroplast .
• Khloroplast mengandung klorofil / pigmen hijau yang merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang mampu menyerap energi cahaya matahari / foton yang kemudian dikenal dengan sebutan Fotosistem
• Fotosistem adalah seperangkat sistem yang mampu menangkap foton dan menghasilkan elektron yang bisa teraktivasi dan terexitasi yang energinya bisa memecah air
• hasil pecahan nya berupa O2 dan H + yang kemudian ditangkap ko enzim yang ada di daun NADP menjadi NADPH
• Foton yang terbaik untuk fotosintesis adalah Merah ( panjang gelombang 680 - 700) dan ungu ( 400 nano meter)

Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas

• Membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan yang disebut stroma.
• Membran tersebut membentak suatu sistem membran tilakoid yang berwujud sebagai suatu bangunan yang disebut kantung tilakoid.
• Kantung-kantung tilakoid tersebut dapat berlapis-lapis dan membentak apa yang disebut grana
• Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid,
• Sedang pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung 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.

• Pada tabun 1937 : Robin Hill mengemukakan bahwa cahaya matahari yang ditangkap oleh klorofil digunakan untak memecahkan air menjadi hidrogen dan oksigen.
• Peristiwa ini disebut fotolisis (reaksi terang).
• H2 yang terlepas akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas.
• Menurut Blackman (1905) 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 CH20.

CO2 + 2 NADPH2 + O2 ————> 2 NADP + H2 + CO+ O + H2 + O2

Ringkasnya :

• Reaksi terang : 2 H20 ——> 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

Untuk penjelasan fotosintesis ini mari kita lihat skema sederhana ini OK

Dari hasil fotosintesis yang berupa bahan organik glukosa itu kemudian akan di translokasikan ke seluruh tubuh melalui Floem berikut uraiannya

• Proses pengangkutan bahan makanan dalam tumbuhan dikenal dengan translokasi.
• Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya.
• Jaringan pembuluh yang bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis).
• Zat terlarut yang paling banyak dalam getah floem adalah gula, terutama sukrosa.
• Selain itu, di dalam getah floem juga mengandung mineral, asam amino,dan hormon,
• Berbeda dengan pengangkutan pada pembuluh xilem yang berjalan satu arah dari akar ke daun, pengangkutan pada pembuluh xylem yang berjalan satu arah dari akar kedaun, pengengkutan pada pembuluh floem dapat berlangsung kesegala arah, yaitu dari sumber gula (tempat penyimpanan hasil fotosintesis) ke organ lain tumbuhan yang memerlukannya.
• Satu pembuluh tapis dalam sebuah berkas pembuluh bisa membawa cairan floem dalam satu arah sementara cairan didalam pipa lain dalam berkas yang sama dapat mengalir dengan arah yang berlaianan.
• Untuk masing – masing pembuluh tapis, arah transport hanya bergantung pada lokasi sumber gula dan tempat penyimpanan makanan yang dihubungkan oleh pipa tersebut

Agar mudah dipahami materi fotosintesis ini coba iseng iseng baca tabel perbandingan ini



 

PERCOBAAN FOTOSINTESIS
Ada 3 orang ahli yang melakukan percobaan fotosintesis ini untuk membukrikan apa saja yang berhubungan dengan fotosintesis yang popular yaitu

1. Percobaan sach
2. Percobaan Engelman
3. Percobaan Ingenhouse

1. PERCOBAAN SACHS
Membuktikan bahwa pada fotsintesis akan dihasilkan zat tepung.

1. Daun yang sudah beberapa saat terkena cahaya mathari dipetik
2. Daun dimasukkan pada air yang mendidih
3. Kemudian daun dimasukkan pada alcohol panas.
4. Setelah itu akan ditetesi dengan larutan iodium (lugol).

• Hasilnya daun akan berwarna biru tua. Hal ini membuktikan bahwa setelah terbentuk glukosa, hasil fotosintesis segera diubah menjadi zat tepung / Amylum

2. PERCOBAAN ENGELMAN

• Membuktikan bahwa di dalam fotosintesis diperlukan cahaya dan klorofil.
• Dari hasil pengamanatn dibawah mikroskop terhadap Spyirogyra dan bakteri termo, ternyata bila dijatuhkan seberkas cahaya yang mengenai kloroplas spirogyra, maka tampak bakteri tero akan berkerumun pada daerah yang berkloroplas yang terkena cahaya tersebut.
• Namun bila seberkas cahaya tidak mengenai kloroplas, maka tidak banyak ditemukan bakteri termo

CONTOH SOAL FOTOSINTESIS

1. Perlakuan pada eksperimen sebagai berikut :

Tabel pengamatan

1. setelah terkena cahaya ± 3 jam daun tanaman di petik

2. daun dimatikan selnya melalai perebusan

3. dihilangkan klorofilnya pada alkohol mendidih

4. dikeringkan ditetesi lugol

Perlengkapan dan langkah percobaan diatas pertama kali dilakukan oleh …. .

a. Rudolf Virchow

b. Ingenhouse

c. Sachs

d. Robert Hooke

e. Engelmann

Dari percobaan yang telah dilakukan tersebut diatas kita dapat membahasnya dengan pertanyaan pertanyaan yang muncul selama percobaan beserta jawaban yang diperoleh dari hasil percobaan:
1. Tuliskan reaksi kimia fotosintesis!

Reaksi kimia fotosintesis :

• 12 H2O + 6 CO2 ——> C6H12O6 + 6 O2

2. Mengapa pada percobaan ini daun harus ditutup dengan alumunium poil?

• Pada percobaan ini daun harus ditutup dengan menggunakan alumunium poil agar ketika proses fotosintesis terjadi pada tumbuhan, maka bagian daun yang tertutupi oleh alumunium poil tersebut tidak akan mengalami proses fotosintesis karena cahaya matahari tidak dapat menembus melewati alumunium poil, sehingga ketika percobaan dilakukan akan tampak perbedaan antara bagian daun yang mengalami proses fotosintesis dan bagian daun yang tidak mengalami proses fotosintesis (yang tertutup oleh alumunium poil), dan ketika ditetesi iodium/lugol maka akan tampak perbedaan warna antara keduanya dan dari hal itu dapat dibuktikan bahwa dalam proses fotosintesis, dihasilkan amilum.

3. Jelaskan alasan mengapa daun dimasukkan ke dalam air panas!

• Alasan mengapa daun dimasukkan ke dalam air panas adalah untuk menonaktifkan (memfiksasi) membuat daun tidak beraktifitas selnya namun sel dalam kondisi seperti hidup
• Jelaskan alasan mengapa daun dimasukkan ke dalam alkohol yang dipanaskan
• Agar melarutkan zat klorofil yang terkandung dalam daun sehingga di daun tinggal amylum yang nanti di reaksikan dengan reagen Lugol

4. Apa manfaat percobaan ini dilakukan?

• Manfaat dari dilakukannya percobaan ini adalah untuk membuktikan bahwa proses fotosintesis pada tumbuhan hijau benar-benar menghasilkan amilum (karbohidrat) sesuai dengan percobaan yang pertamakali dilakukan oleh Sachs pada tahun 1860.

5. Mengapa daun yang ditutupi kelihatan putih setelah ditetesi iodium?

• Daun yang ditutupi akan berwarna putih setelah ditetesi iodium karena pada bagian yang ditutupi sudah tidak terdapat klorofil dan sebelum percobaan, daun yang ditutupi tidak mengalami fotosintesis.sehingga tidak menghasilkan amylum oleh karenanya di test lugol negatif

6. Mengapa daun yang tidak ditutupi berwarna hitam saat ditetesi iodium?

• Daun yang tidak ditutupi akan berwarna hitam ketika ditetesi iodium karena daun yang tidak ditutupi masih mengandung amilum (karbohidrat)sebagai hasil dari peristiwa fotosintesis yang terjadi sebelum percobaan dilakukan.

CATATAN

• Pada percobaan yang telah lita lakukan ini, benar-benar terbukti bahwa dalam peristiwa fotosintesis dihasilkan amilum (karbohidrat) sebagaimana percobaan penelitian yang telah dilakukan sebelumnya oleh Sachs pada tahun 1980.
• Hal ini terbukti melalui terjadinya perubahan warna pada daun yang telah direbus dalam air panas setelah ditetesi iodium.
• Bagian daun yang tidak ditutupi berubah warna menjadi hitam setelah ditetesi iodium dan hal ini membuktikan bahwa pada bagian daun itu terdapat amilum sebagai hasil dari peristiwa fotosintesis karena glucosa sebagai awal terbentuknya disatukan menjadi polyglukosa (amilum) yang terjadi sebelum percobaan dilakukan,dan sebaliknya pada bagian daun yang ditutupi akan berwarna putih setelah ditetesi iodium dan hal ini membuktikan bahwa pada bagian daun itu tidak terdapat amilum (karbohidrat), karena ketika proses fotosintesis terjadi, bagian daun tersebut tidak mengalami fotosintesis karena tidak mendapat sinar matahari yang cukup dan tidak dapat memperoleh karbondioksida dari udara karena bagian daun tersebut tertutup rapat oleh kertas timah.

Sumber: http://biologigonz.blogspot.com/search/label/FOTOSINTESIS

Jika menurut sobat artikel ini bermanfaat, silahkan vote ke Lintas Berita agar artikel ini bisa di baca oleh orang lain.

FOTOSINTESIS I

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 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 pada tumbuhanTumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
12H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 + 6H2O
Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. 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. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

Proses fotosintesisHingga 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 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).

Faktor penentu laju fotosintesis
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
Intensitas cahayaLaju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
Konsentrasi karbon dioksidaSemakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
SuhuEnzim-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 airKekurangan 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 pertumbuhanPenelitian 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 Indonesia

Jika menurut sobat artikel ini bermanfaat, silahkan vote ke Lintas Berita agar artikel ini bisa di baca oleh orang lain.