Fotosintesis

A.      Pengertian

Fotosintesis : Peristiwa penyusunan zat organik (gula)  dari zat anorganik (CO₂ dan H₂O) dengan pertolongan energi cahaya.  Karena bahan baku yang digunakan adalah CO₂ (zat karbon) maka fotosintesis dapat pula disebut asimiliasi karbon. Proses pembuatan makanan pada tumbuhan hijau dapat terjadi dengan bantuan:

·           sinar matahari,

·           air,

·           garam mineral yang diserap,

·           karbondioksida dari udara diubah menjadi zat makanan.

B.       Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

a.        Intensitas cahaya

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

b.        Konsentrasi karbon dioksida

Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

c.         Suhu

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

d.        Kadar air

Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

e.         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.

f.          Tahap pertumbuhan

Penelitian 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.

C.      Cahaya yang Berperan dalam Fotosintesis

D.      Fotosistem

a.         Kumpulan pigmen dan protein yang berasosiasi dengan membran tilakoid yang memanen energi dari elektron yang tereksitasi

b.        Energi yang ditangkap ditransfer antara molekul fotosistem sampai mencapai molekul klorofil pada pusat reaksi

c.         Pada pusat reaksi terdapat 2 molekul

·           Klorofil  a

·           Akseptor elektron primer

d.        Pusat reaksi klorofil dioksidasi dengan hilangnya elektron melalui reduksi akseptor elektron primer

e.         Terdapat fotosistem I dan  II

E.       Aliran Elektron

a.         Terdapat dua rute jalur elektron yang tersimpan pada akseptor elektron primer

b.        Kedua jalur

·           Dimulai dengan penangkapan energi foton

·           Menggunakan rantai transport elektron dengan sitokrom untuk kemiosmosis

c.         Aliran elektron nonsiklik

·           Menggunakan fotosistem II dan I

·           Elektron dari fotosistem II dihilangkan dan diganti oleh elektron yang didonasikan oleh air

·           Mensintesis ATP dan NADPH

·           Donasi elektron mengkonversi air O₂ dan 2H⁺

d.        Aliran elektron siklik

• Hanya menggunakan fotosistem I
• Elektron dari fotosistem I di-recycle

e.         Mensintesis ATP

F.       Percobaan yang Berhubungan dengan Fotosintesis

1.        Ingenhousz

Orang pertama yang melakukan penelitian adalah Jan Ingenhousz. Ia memasukkan Hydrilla verticillata dalam bejana yang berisi air. Bejana ditutup dengan corang terbalik dan diatasnya diberi tabung reaksi yang diisi air sampai penuh. Bejana tersebut diletakkan di terik matahari, kemudian muncul gelembung udara dari tumbuhan itu. Gelembung idara tersebut menandakan adanya gas yaitu oksigen. Ingenhousz menyimpulkan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen.

2.        T.W Engelmann

Ia melakukan percobaan dengan menggunakan alga spirogyra. Hanya kloroplas yang terkena cahaya yang mengeluarkan oksigen. Hal tersebut dibuktikan dengan banyaknya bakteri yang berkerumun di bagian kloroplas yang terkana cahaya. Sehingga disimpulkan bahwa:

a.         Fotosintesis dilakukan oleh kloroplas

b.        Kloroplas hanya berfotosintesis jika terkena cahaya.

3.        J.V. Sachs

Ia membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum. Caranya, daun dibungkus kertas timah dan dibiarkan terkena cahaya matahari sejak pagi hingga sore. Kemudian daun tersebut direbus untuk mematikan sel-selnya. Kemudian daun tersebut dimasukkan dalam alcohol agar klorofilnya larut dan daun menjadi pucat. Kemudian ditetesi dengan iodine, sehingga bagian yang pucat tetap pucat sedangkan yang tidak tertutup berwarna biru kehitaman. Warna tersebut menandakan bahwa di daun terdapat amilum.

4.        Robert Hill

Hill membuktikan bahwa energi cahaya untuk memecah air (fotolisis), disebut reaksi terang yang terjadi di grana.

5.        Blackman

Blacman membuktikan bahwa reduksi karbon dioksida oleh H₂ tanpa keterlibatan langsung dari cahaya, disebut reaksi gelap yang terjadi di stroma.