fotosintesis

• Fotosintesis adalah proses pengubahan CO2 dan air menjadi bahan kimia organik menggunakan energi dari cahaya disertai pembebasan O2. Fotosintesis mengolah bahan sederhana menjadi bahan yang kompleks dengan adanya cahaya.

reaksi fotosintesisi

6CO2 + 12H2O + energi cahaya → C6H12O6 + 6O2 + 6 H2O (karbon dioksida) (air) (glukosa) (oksigen) (air)

tahap fotosintesis

1. reaksi terang Reaksi terang berlangsung di dalam membran tilakoid pada kloroplas. Reaksi terang merupakan tahap-tahap fotosintesis yang mengubah energi surya menjadi energi kimia. Energi yang ditangkap oleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air. Pemecahan ini disebut fotolisis. Fotolisis mengakibatkan molekul air pecah menjadi hidrogen dan oksigen.

2. Reaksi gelap atau siklus Calvin terjadi dalam stroma kloroplas. Dinamakan reaksi gelap karena pada tahap ini tidak melibatkan adanya cahaya. Sedangkan siklus Calvin dinamakan menurut Melvin Calvin yang bersama-sama para koleganya mulai mengungkapkan langkah-langkah siklus tersebut pada akhir tahun 1940-an. Pada proses ini terjadi pengikatan karbon dioksida di dalam daun. Karbon dioksida ini akan bergabung dengan ion hidrogen yang dihasilkan dari reaksi terang, membentuk glukosa.

3. Hasil lain dari proses fotosintesis yaitu berupa oksigen. Oksigen dilepas ke lingkungan melalui stomata. Oksigen yang dilepas dimanfaatkan oleh organisme lain untuk proses pernapasan

bagian daun yang berperan dalam fotosintesis• Pada

sebagian besar tumbuhan tinggi, daun merupakan organ utama untuk berfotosintesis. Fotosintesis tidak hanya terjadi pada daun, tetapi terjadi pada semua bagian tumbuhan yang hijau.

• Fungsi stomata sebagai pengatur penguapan, pengatur masuknya gas CO2 dari udara dan keluar gas O2 ke udara selama fotosintesis berlangsung dan arah sebaliknya pada waktu respirasi berlangsung.

• Mesofil merupakan jaringan dasar yang terletak antara epidermis atas dan epidermis bawah. Pada tumbuhan monokotil, mesofilnya tersusun atas parenkima yang seragam. Pada daun dikotil, parenkima umumnya berkembang menjadi palisade (jaringan tiang) dan spons (jaringan bunga karang).

• Sesuai dengan fungsinya, mesofil merupakan daerah fotosintesis utama karena mengandung kloroplas. Kandungan kloroplas palisade lebih banyak dibandingkan dengan yang berada di spons.

• Organel yang berperan dalam fotosintesis adalah kloroplas. Organel tersebut berisi pigmen klorofil yang menyebabkan warna hijau pada tumbuhan. Di setiap sel terdapat 40-5- kloroplas. Senyawa kimia yang penting dalam mengubah energi cahaya menjadi energi kimia pada tumbuhan tinggi adalah pigmen-pigmen klorofil tersebut. Melalui pigmen inilah cahaya mulai proses fotosintesis.

Faktor-faktor yang Memengaruhi Fotosintesis

1. Cahaya, merupakan sumber energi untuk fotointesis. Energi cahaya yang diserap oleh tumbuhan tergantung pada intensitas sumber cahaya, panjang gelombang cahaya, dan lama penyinaran. Pada batas-batas tertentu, semakin tinggi intensitas cahaya matahari maka semakin banyak energi cahaya yang diserap oleh klorofil, sehingga laju fotosintesis meningkat. Cahaya matahari dengan intensitas terlalu tinggi akan menimbulkan kerusakan pada klorofil

2. onsentrasi karbon dioksida, kenaikan karbon dioksida harus sesuai dengan intensitas cahaya. Jika konsentrasi karbon dioksida tidak mencukupi laju fotosintesis akan turun. Apabila konsentrasi karbon dioksida ditingkatkan pelan-pelan, maka laju fotosintesis akan meningkat hingga pada tingkat tertentu.

3. Suhu, memengaruhi kerja enzim untuk fotosintesis. Bila suhu naik 10°C, kerja enzim meningkat dua kali lipat. Hal ini terjadi pada suhu tertentu, bila suhu terlalu tinggi, justru merusak enzim. Kebanyakan tumbuhan mengadakan fotosintesis dengan baik pada kisaran suhu 10-35°C.

4. Oksigen, kenaikan kadar oksigen dapat menghambat fotosintesis karena oksigen merupakan komponen untuk respirasi. Oksigen akan bersaing dengan karbon dioksida untuk mendapat hidrogen.

5. Air, tumbuhan yang kekurangan air akan menjadi layu. Jika daun layu, stomata cenderung menutup. Akibatnya difusi karbon dioksida dari udara terhambat.

6. Kandungan klorofil, daun yang menguning berarti kadar klorofil berkurang. Ini akan menurunkan laju fotosintesis. Tumbuhan memerlukan ejumlah ion anorganik tertentu untuk membuat pigmen klorofil. Ion itu adalah Mg (Magnesium) dan N (Nitrogen).

sejarah fotosintesis

• Pada tahun 1799, seorang dokter berkebangsaan Inggris bernama Jan Ingenhousz berhasil membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan oksigen (O2). la melakukan percobaan dengan tumbuhan air Hydrilla verticillata di bawah corong kaca bening terbalik yang dimasukkan ke dalam gelas kimia berisi air. Jika Hydrilla verticillata terkena cahaya matahari, maka akan timbul gelembung-gelembung gas yang akhirnya mengumpul di dasar tabung reaksi. Ternyata gas tersebut adalah oksigen. Beliau juga membuktikan bahwa cahaya berperan penting dalam proses fotosintesis dan hanya tumbuhan hijau yang dapat melepaskan oksigen.

• Pada tahun 1822 Engelmann berhasil membuktikan bahwa klorofil merupakan faktor yang harus ada dalam proses fotosintesis. la melakukan percobaan dengan ganggang hijau Spirogyra yang kloroplasnya berbentuk pita melingkar seperti spiral. Dalam percobaan tersebut ia mengamati bahwa hanya kloroplas yang terkena cahaya mataharilah yang mengeluarkan oksigen. Hal itu terbukti dari banyaknya bakteri aerob yang bergerombol di sekitar kloroplas yang terkena cahaya matahari.

• Pada tahun 1860, seorang ahli botani Jerman bernama Julius von Sachs berhasil membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan amilum (zat tepung). Adanya zat tepung ini dapat dibuktikan dengan uji yodium, sehingga percobaan Sachs ini juga disebut uji yodium.

Theodore de Smussure, seorang ahli kimia dan fisiologi tumbuhan dari Swiss menunjukkan bahwa air diperlukan dalam proses fotosintesis. Temuan ini diteliti lebih lanjut sehingga pada tahun 1937 seorang dokter berkebangsaan Inggris bernama Robin Hill berhasil membuktikan bahwa cahaya matahari diperlukan untuk memecah air (H2O) menjadi hydrogen (H) dan oksigen (O2). Pemecahan ini disebut fotolisis.

Pada tahun 1905 Blackman membuktikan bahwa perubahan karbon dioksida (CO2) menjadi glukosa (C6H12O6) berlangsung tanpa bantuan cahaya matahari. Peristiwa ini sering disebut sebagai reduksi karbon dioksida. Dengan demikian dalam fotosintesis ada dua macam reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Yang merupakan reaksi terang (reaksi Hill) adalah fotolisis, yang merupakan reaksi gelap (reaksi Blackman) adalah reduksi karbon dioksida. Gabungan antara reaksi terang dan reaksi gelap itulah yang kita kenal sekarang sebagai reaksi fotosintesis. Pada tahun 1940 Melvin Calvin dan timnya berhasil menemukan urutan reaksi/proses yang berlangsung pada reaksi gelap. Rangkaian reaksi itu selalu berulang terus menerus dan disebut siklus Calvin.

• Tropisme ialah gerakan pertumbuhan yang arahnya ditentukan oleh arah rangsangann yang mengenai tumbuhan. Di mana gerakannya hanya dilakukan oleh sebagian dari tubuhnya atau bagian tertentu dari tubuhnya saja. Jika bagian tumbuhan tumbuh ke arah asal rangsangan, tropisme itu positif. Pertumbuhan ke arah yang berlawanan dengan arah rangsangan merupakan tropisme negatif.

• Ditinjau dari macam sumber rangsangannya, tropisme dapat dibedakan menjadi tigmotropi, fototropi, geotropi, dan kemotropisme.

• fototropisme• Apabila sumber rangsangannya

berupa cahaya, maka disebut sebai fototropisme. Contoh fototropisme terjadi pada bunga matahari yang selalu mengarah ke arah matahari. Lihat gambar. Contoh lainnya adalah batang bersifat fototropi positif, tumbuh ke arah sumber cahaya. Tanaman pot yang diletakkan di dalam kamar dekat jendela akan membelok ke arah datangnya cahaya. Sebaliknya, ujung akar yang bergerak menjauhi cahaya disebut sebagai fototropisme negatif. Nilai respons ini, bagi tumbuhan cukup jelas. Akar yang tumbuh ke bawah dan atau menjauhi cahaya tampaknya mencari tanah, air, dan mineral. Batang yang tumbuh ke atas atau ke arah cahaya akan mampu membuka daun-daunnya sehingga fotosintesis dapat berlangsung.

• Geotropisme adalah gerakan akibat gravitasi bumi. Contohnya adalah gerakan akar menuju pusat bumi. Akar bersifat geotropi posititf. Bila biji diletakkan dalam cawan petri dan cawan petri tersebut diletakkan dengan posisi vertikal, akar-akar akan tetap tumbuh ke bawah.

HIDROTROPISME

• Gerak bagian tumbuhan karena adanya rangsangan berupa zat kimia disebut kemotropisme. Kemotropisme posititf contohnya gerak akar tumbuhan menuju zat makanan di dalam tanah. Kemotropisme negatif contohnya gerak akar menjauhi racun.

Tigmotropisme

• gerak yang disebabkan oleh adanya rangsangan sentuhan satu sisi atau persinggunagan. Gerakan ini tampak jelas pada gerakan membelit ujung batang ataupun ujung sulur dari Cucurbitaceae dan Passiflora. Contoh tanaman yang bersulur adalah ercis, anggur, markisa, semangka, dan ketimun. Sulur biasanya akan menggulung pada sesuatu yang disentuhnya, misalnya kayu. Menggulungnya sulur pada tiang disebabkan oleh pertumbuhan memanjang yang berbeda dari sisi yang berlawanan dari sulur. Pertumbuhan memanjang ini merupakan tanggapan terhadap rangsang.

• Nasti adalah gerak yang responnya tidak ditentukan oleh arah asal rangsangan luar yang mengenai organisme. Gerakan nasti disebabkan oleh perubahan turgor pada jaringan di persendian daun. Menurut jenis rangsangan, nasti dibedakan menjadi fotonasti, tigmonasti, dan niktinasti.

FOTONASTI

• Gerakan membukanya bunga pukul empat (Mirabilis jalapa) di sore hari merupakan contoh fotonasti. Gerakan membukanya bunga pukul empat dipengaruhi cahaya matahari yang diterima. Akan tetapi, arah gerakannya tidak menuju ke arah datangnya cahaya matahari.

• gerak tidur pada tumbuhan karena pengaruh gelap. Pada malam hari, daun-daun tumbuhan Leguminosae menutup dan akan membuka ketika matahari terbit. Gerakan ini disebutn niktinasti (nyktos = malam).

TERMONASTI

• Gerakan nasti ini disebabkan oleh rangsangan sentuhan. Contohnya gerak menutupnya daun si kejut atau putri malu (Mimosa pudica) jika tersentuh. Sel-sel motor yang bertanggung jawab untuk pergerakan ini, termasuk gerakan tidur mengalami perubahan turgor yang disebabkan oleh transpor kalium.

Tigmonasti

• Taksis merupakan gerak pindah tempat seluruh bagian tumbuhan yang arah geraknya ditentukan oleh sumber rangsangan. Gerak taksis dibagi menjadi taksis positif dan taksis negatif, taksis positif apabila gerak menuju sumber rangsangan, dan taksis neatif bila gerak menjauhi sumber rangsangan.

• Berdasarkan jenis rangsangannya, taksis dibedakan menjadi fototaksis, kemotaksis, galvanotaksis, dan hidrotaksis.

FOTOAKSIS

• Jika rangsangan itu berupa cahaya, maka disebut fototaksis. Contoh fototaksis terjadi pada ganggang dan bakteri. Misalnya, ganggang bersel satu, Euglena, bergerak ke arah datangnya cahaya. Gerakan tersebut disebut fototaksis positif.

Kemotaksis

• Jika rangsangan berupa zat kimia maka gerakannya disebut kemotaksis. Contoh kemotaksis positif adalah gerak bakteri oksigen menuju ke sumber oksigen seperti ditunjukkan pada percobaan Engelmann.