Fotosintesis adalah mengolah bahan sederhana menjadi bahan yg kompleks dgn adanya cahaya, dan proses pembentukan bahan organic dr zat-zat organic dgn bantuan cahaya matahari.
Penemuan fotosintesis oleh para ahli
1. Van Helmot
Menyatakan bahwa pertumbuhan tumbuhan disebabkan oleh adanya air dan bukan tanah
2. Jan Ingenhoarz
Menyatakan bahwa karbondioksida merupakan sumber karbon bagi tumbuhan
3. Robert Meyer
Menyatakan bahwa energi cahaya matahari diserap oleh tumbuhan hijau dan energi matahari diubah menjadi energi kimia dlm proses fotosintesis
4. F. F. Blackman
Menyatakan bahwa proses fotosintesis dpt terjadi reaksi terang yg memerlukan cahaya dan reaksi gela p yg tidak memerlukan cahaya
5. Robert Hill
Menyatakan bahwa kloroplas yg berada dlm air akan membebaskan oksigen
6. Joseph Priestley
Menyatakan bahwa tanaman yg dipaparkan dibawah cahaya akan menghasilkan oksigen
A. Mekanisme Proses Fotosintesis
proses
fotosintesis yg terjadi di dalam kloroplas, karbondioksida dr udara dan air dr
dalam tanah diubah menjadi glukosa ( gula ) dan oksigen. Walaupu cahaya
diperlukan untuk proses fotosintesis, tetapi belum berarti bahwa keseluruhan
proses fotosintesis memerlukan cahaya. Mengapa demikian ? Sebenarnya proses
fotosintesis berlangsung melalui 2 tahap reaksi yaitu Reaksi terang dan Reaksi
gelap. Pada
tahap reaksi terang diperlukan cahaya, dan terjadi penguraian air dan penyerapan
energi cahaya oleh klorofil. Air diuraikan menjadi ion hydrogen (H+)
dan ion hidroksida (OH- ).
Karena terjadi penguraian molekul air maka reaksi terang disebut Fotolisis. Cahaya matahari berperan sbg
sumber energi bagi klorofil diubah menjadi energi kimia. Jadi klorofil berperan
sebagai penghantar energi yaitu: Mengubah energi cahaya menjadi energi kimia.
Reaksi terang terjadi di bagian kloroplas yg disebut Grana, karena klorofil terdapat di Grana.
Tahap
reaksi gelap berlangsung tanpa cahaya. Pd proses reaksi gelap tsb terjadi
fiksasi (pengikatan) karbondioksida ked lm daun. Dlm tahap reaksi gelap ini
dibutuhkan pula adanya enzim-enzim tertentu untuk membantu proses reaksi. Dengan
menggunakan energi yg dibentuk saat reaksi terang, maka ion hirogen yg dibentuk
saat yg deibentuk saat reaksi terang dengan karbondioksida yg telah diserap
oleh daun membentuk glukosa.
Reaksi
fotosintesis secara sederhana adalah sbb :
Air
+ Karbondioksida Cahaya Glukosa +
Oksigen
(6H2O) (6CO2) Klorofil (C6H1206) (6O2)
Glukosa
yg dibentuk dr proses fotosintesis akan diedarkan melalui Floem ( pembuluh
tapis ) keseluruh bagian tumbuhan. Glukosa merupakan bahan makanan utk membantu
membentuk sel2 baru.
Sebagian glukosa
akan disimpan sbg cadangan makanan dlm bentuk tepung ( amilum ). Zat tepung yg
merupakan karbohidrat dpt disimpan di berbagai bagian tumbuhan seperti di akar,
batang, biji/buah.
Laju/kecepatan
proses fotosintesis dipengaruhi oleh :
a.
Kadar karbondioksida
Pd
saat cahaya matahari besar tumbuhan menutup sebagian besar stomatanya, gunanya
untuk menghindari transpirasi yg besar. Dlm keadaan ini karbondioksida hanya
sedikit yg dpt memasuki daun sehingga laju proses fotosintesis menurun.
b.
Intensitas cahaya
Semakin
tinggi intensitas cahaya maka semakin banyak energi cahaya yg diserap klorofil
sehingga fotosintesis meningkat.
c.
Suhu
Pd
saat reaksi gelap proses fotosintesis memerlukan enzim tertentu, enzim ini
memerlukan suhu. Disini diharapkan suhu selalu normal.
Diantara
epidermis atas dan epidermis bawah daun terdapat Jaringan Mesofil ( daging daun
). Pada daun tumbuhan dikotil, jaringan mesofil terdiri dr jaringan tiang/pagar
( palisade ) dan jaringan spons
Jaringan
palisade terdiri dr sel-sel yg berbetuk silindris, tegak, dan tersusun rapat.
Setiap sel palisade mengandung banyak kloroplas yg berguna untuk menyerap
cahaya matahari secara maksimum dlm proses fotosintesis, sedangkan jaringan
spons terdiri dr sel-selnya tdk rapat sehingga terdapat ruang-ruang antarsel.
Bila dibandingkan dgn jaringan palisade maka jaringan spons mengandung lebih
sedikit kloroplas. Jaringan spons berfungsi untuk proses fotosintesis.
Tumbuhan
monokotil tdk memiliki jaringan palisade, tetapi semua sel pd jaringan mesofil
daun berbentuk bulat, dan mesofil daunnya belum/sedikit mengalami diferensi
menjadi jaringan palisade, dan spons. Dengan demikian, proses fotosintesis pd
tumbuhan monokotil terjadi pd sel-sel mesofil daun.
Air
dan mineral di dlm tanah diserap oleh akar tumbuhan hijau melalui bulu-bulu
akar. Setelah sampai di xylem akar, xylem dlm urat daun, dan akhirnya masuk ke
dlm jaringan mesofil daun.
Pd
tumbuhan monokotil, air dan mineral setelah sampai di mesofil daun terutama
masuk pd jaringan palisade. Jadi bahan baku
untuk fotosintesis adalah air dan
mineral yg terlarut, dan karbondioksida. Karbondioksida yg diperlukan untuk
fotosintesis diserap oleh tumbuhan hijau melalui stomata. Selanjutnya karbondioksida
masuk ke sel-sel jaringan mesofil. Bentuk daun yg pipih menyebabkan letak
stomata tdk jauh dgn mesofil, sehingga masuknya karbondioksida lebih efisien.
Jadi
dimanakah sebenarnya proses fotosintesis itu terjadi ? Proses fotosintesis pd
tumbuhan hijau terjadi di dlm kloroplas, terutama pd jaringan palisade.
Tetapi, kloroplas juga dpt ditemukan pd bagian2 lain tumbuhan seperti batang
dan ranting yg berwarna hijau. Kloroplas berwarna hijau karena di dlmnya
terdapat pigmen yg berwarna hijau yg disebut klorofil. Klorofil inilah
yg dpt menyerap energi cahaya.
Struktur
kloroplas terdiri dr membran ganda dan matriks cair yg disebut stomata.
Di dlm matriks cair terdapat tilakoid, yaitu sistem ( lapisan/membran ) yg
berbentuk bangunan yg disebut grana. Di dlm grana terdapat klorofil.
Faktor yg mempengaruhi fotosintesis adalah sbb :
1. Kadar CO2 di udara
Laju
fotosintesis dpt di tingkatkan dgn meningkatnya kadar CO2 di udara. Akan
tetapi, bila kadarnya terlalu tinggi dpt meracuni atau menyebabkan stomata
tertutup, sehingga laju fotosintesis terganggu.
2. Cahaya
Energi
cahaya yg di serap tumbuhan bergantung pd :
a.
Intensitas cahaya. Semakin rendah intensitas
cahaya, maka semakin rendah pula laju fotosintesis, karena energi yg diserap
tdk mencukupi utk fotosintesis.
b.
Panjang gelombang cahaya. Ditunjukan oleh
spectrum cahaya dr cahaya merah, kuning, jingga, hijau, dan biru. Klorofil
menyerap warna merah dan biru, yaitu panjang gelombang yg paling banyak
digunakan dlm fotosintesis. Sedangkan penyerapan terendah adalah warna hijau,
warna hijau dr daun menunjukan bahwa sinar hijau banyak dipantulkan dr
kloroplas.
c.
Lamanya penyinaran. Penyinaran secara terus
menerus akan menyebabkan terjadinya fotosintesis
secara menerus pula.
3. Air
Jika
tdk tersedia air dgn cukup, maka dpt menggangu pembentukan karbiohirat.
4. Kandungan hara dlm tanah
Unsure
Mg ( magnesium ) dan N ( nitrogen ) sangat dibutuhkan dlm pembentukan klorofil.
Apabila unsure Mg dan N tdk cukup tersedia, maka pembentukan klorofil
terhambat. Hal ini berdampak pd penurunan laju fotosintesis.
5. Suhu
Semakin
tinggia suhu, maka semakin tinggi laju fotositesis
6. Kadar O2