Fotosintesis

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 gelap 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.

B. Bagian Tumbuhan yang Berperan dalam Fotosintesis

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

      Semakin rendah kadar O₂ di udara, maka semakin tinggi laju fotosintesis