RSS

FOTOSINTESIS

02 Nov
Konsep Fotosintesis
A.    Proses yang Memberi Makan Biosfer
Kehidupan di bumi adalah kehidupan bertenaga surya. Kloroplas tumbuhan menangkap energi cahaya yang telah menempuh 150 juta kilometer dari matahari dan mengubahnya menjadi energi kimia yang disimpan dalam gula dan molekul-molekul organik lain. Proses pengubahan ini disebut fotosintesis. Mari kita mulaidengan menempatkan fotosintesis dalam konteks ekologisnya.
Fotosintesis memberi makan hampir seluruh dunia kehidupan, secara langsung maupun tidak. Organisme memperoleh senyawa-senyawa organik yang digunakannya untuk mendapat energi dan rangka karbon melalui satu dari dua mode utama: nutrisi autotrofik atau nutrisi heterotrofik. Autotrof adalah “pemberi-makan sendiri” (auto berarti “sendiri”, sedangkan trophos berarti “memberi makan”); autotrof mempertahankan hidupnya sendiri tanpa memakan apa pun yang berasal dari makhluk hidup lain. Autotrof membuat molekul organiknya dari CO2 dan bahan mentah anorganik lain dari lingkungan. Organisme autotrofik adalah sumber pamungkas senyawa-senyawa organik untuk semua organisme non-autotrofik, sehingga dengan alasan inilah autotrof disebut sebagai produsen biosfer oleh ahli biologi.
Hampir semua tumbuhan merupakan autotrof; tumbuhan memerlukan nutrien hanya berupa air dan mineral dari tanah serta karbon dioksida dari udara. Secara spesifik, tumbuhan merupakan fotoautotrof, organisme yang menggunakan cahaya sebagai sumber energi untuk menyintesis zat-zat organik. Fotosintesis juga terjadi pada alga, protista lainnya, dan beberapa prokariota.
Heterotrof memperoleh materi organik melalui materi organiknya melalui mode nutrisi utama kedua. Karena tidak mampu membuat makanannya sendiri, heterotrof hidup dari senyawa-senyawa yang dihasilkan oleh organisme lain (hetero berarti “yang lain”). Heterotrof adalah konsumen di biosfer. Bentuk paling jelas dari “pemberian makan oleh makhluk hidup lain” ini terjadi ketika hewan memakan tumbuhan atau hewan lain. Namun nutrisi heterotrofik mungkin lebih samar. Beberapa heterotrof mengonsumsi sisa-sisa organisme mati dengan cara menguraikan dan memakan sampah organik seperti bangkai, feses, dan guguran daun; organisme-organisme ini dikenal sebagai dekomposer atau pengurai. Sebagian besar fungi (jamur) dan banyak tipe prokariota memperoleh nutriennya dengan cara ini. Hampir semua heterotrof, termasuk manusia, sepenuhnya bergantung secara langsung maupun tidak langsung kepada autotrof utnuk memperoleh makanan-dan untuk memperoleh oksigen, produk sampingan fotosintesis.
B.     Sejarah Penemuan Fotosintesis
Pada awalnya orang menganggap bahwa akar “memakan” tanah, seperti yang dikemukakan oleh Aristoteles. Tumbuhan hijau memperoleh zat-zat makanan dari dalam tanah, yang berasal dari hasil perombakan (penguraian) organisme yang telah mati. Penguraian organisme mati menjadi bahan yang dapat diserap oleh akar tumbuhan hijau dilakukan oleh mikroorganisme. Konsep fotosintesis dimulai pada abad ke-17 ketika van Helmont menyatakan bahwa pertumbuhan tumbuhan disebabkan adanya air dan bukan tanah.
Pada tahun 1772, Joseph Priestley melakukan penelitian dan menyimpulkan bahwa tumbuhan menguba udara yang dikeluarkan hewan menjadi udara segar. Priestley melakukan eksperimen bahwa jika di dalam tabung tertutup diletakkan tikus dan tumbuhan, tikus tetap hidup. Selanjutnya kita ketahui bahwa tumbuhan menggunakan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh hewan, dan hewan menyerap oksigen yang dihasilkan tumbuhan.
Pada tahun 1779, Jan Ingenhousz membuktikan bahwa pada fotosintesis dilepaskan oksigen. Hal ini dibuktikannya dengan percobaan menggunakan tanaman air Hydrilla verticillata di bawah corong terbalik. Jika tanaman tersebut kena cahaya, maka timbullah gelembung-gelembung udara yang akhirnya mengumpul di dasar tabung reaksi.
Jean Senebier (1782) menyebutkan gas yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis adalah karbon dioksida, dan merupakan sumber karbon bagi tumbuhan hijau. Pada tahun 1842, Robert Meyer menyatakan bahwa energi cahaya matahari yang diserap oleh tumbuhan hijau selanjutnya diubah menjadi menjadi energi kimia.
Sachs (1860) membuktikan bahwa pada fotosintesis akan terbentuk karbohidrat (amilum). Blackman (1905) menunjukkan bahwa pada proses fotosintesis terjadi reaksi gelap yang tidak membutuhkan cahaya. Hill (1937) berhasil mengikuti kegiatan kloroplas yang telah dipisahkan dari sel hidup. Kloroplas itu jika disinari mampu menghasilokan oksigen.
RANGKUMAN
1.   Fotosintesis memberi makan hampir seluruh dunia kehidupan, secara langsung maupun tidak.
2.   Organisme yang membuat makanannya sendiri disebut autotrof, sedangkan organisme yang tidak dapat membuat makanannya sendiri disebut heterotrof.
3.   Konsep fotosintesis dimulai pada abad ke-17 ketika van Helmont menyatakan bahwa pertumbuhan tumbuhan disebabkan adanya air dan bukan tanah.
4.   Pada tahun 1779, Jan Ingenhousz membuktikan bahwa pada fotosintesis dilepaskan oksigen. Hal ini dibuktikannya dengan percobaan menggunakan tanaman air Hydrilla verticillata di bawah corong terbalik.
5.   Jean Senebier (1782) menyebutkan gas yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis adalah karbon dioksida..
6.   Sachs (1860) membuktikan bahwa pada fotosintesis akan terbentuk karbohidrat (amilum).
TES FORMATIF 1
Pilihlah salah satu jawaban yang tepat!
1.   Berikut pernyataan yang tidak tepat mengenai organisme autotrof yaitu….
a.       autotrof mempertahankan hidupnya sendiri tanpa memakan apa pun yang berasal dari makhluk hidup lain
b.      autotrof membuat molekul organiknya dari O2 dan bahan mentah anorganik lain dari lingkungan
c.       organisme autotrofik adalah sumber pamungkas senyawa-senyawa organik untuk semua organisme non-autotrofik
d.      autotrof disebut sebagai produsen biosfer
2.   Contoh organisme autotrof antara lain….
a.       tumbuhan hijau dan Euglena sp.
b.      tumbuhan hijau dan E. coli
c.       Euglena sp dan E. coli
d.      E. coli dan burung
3.   Pada awalnya orang menganggap bahwa akar “memakan” tanah, seperti yang dikemukakan oleh Aristoteles. Namun, hal ini keliru dikarenakan….
a.       tumbuhan hijau memperoleh zat-zat makanan dari dalam tanah, yang berasal dari hasil perombakan (penguraian) organisme yang telah mati.
b.      penguraian organisme mati menjadi bahan yang dapat diserap oleh akar tumbuhan hijau dilakukan oleh akar itu sendiri
c.       tumbuhan hijau memperoleh nutrisi dari udara
d.      tumbuhan hijau tidak mampu memperoleh nutrisi dari tanah
4.   Ilmuwan yang menyatakan bahwa pertumbuhan tumbuhan disebabkan adanya air dan bukan tanah ialah….
a.       Van Helmont
b.      Aristoteles
c.       Anthony van Leeuwenhoek
d.      Sachs
5.   Percobaan Ingenhousz membuktikan bahwa….
a.       Fotosintesis menghasilkan CO2
b.      Fotosintesis menghasilkan O2
c.       Fotosintesis membutuhkan CO2
d.      Fotosintesis menghasilkan amilum
KUNCI JAWABAN
Tes Formatif 1
1.   b
2.   a
3.   a
4.   a
5.   b
UMPAN BALIK
Tes Formatif 1
1.   Autotrof adalah “pemberi-makan sendiri” (autoberarti “sendiri”, sedangkan trophosberarti “memberi makan”); autotrof mempertahankan hidupnya sendiri tanpa memakan apa pun yang berasal dari makhluk hidup lain. Autotrof membuat molekul organiknya dari CO2 dan bahan mentah anorganik lain dari lingkungan. Organisme autotrofik adalah sumber pamungkas senyawa-senyawa organik untuk semua organisme non-autotrofik, sehingga dengan alasan inilah autotrof disebut sebagai produsen biosfer oleh ahli biologi.
2.   Autotrof terjadi pada tumbuhan hijau, beberapa alga bersel satu seperti Euglena sp, dan beberapa jenis bakteri.
3.   Pada awalnya orang menganggap bahwa akar “memakan” tanah, seperti yang dikemukakan oleh Aristoteles. Tumbuhan hijau memperoleh zat-zat makanan dari dalam tanah, yang berasal dari hasil perombakan (penguraian) organisme yang telah mati. Penguraian organisme mati menjadi bahan yang dapat diserap oleh akar tumbuhan hijau dilakukan oleh mikroorganisme.
4.   Ilmuwan yang menyatakan bahwa pertumbuhan tumbuhan disebabkan adanya air dan bukan tanah ialah van Helmont.
5.   Pada tahun 1779, Jan Ingenhousz membuktikan bahwa pada fotosintesis dilepaskan oksigen. Hal ini dibuktikannya dengan percobaan menggunakan tanaman air Hydrilla verticillata di bawah corong terbalik.

=========================================================================

 
Proses Fotosintesis
A.    Pengertian 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.
Bahan sederhana yang digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis adalah karbon dioksida dan air. Tumbuhan umumnya mendapatkan karbon dioksida diubah menjadi gula. Hasil sampingan proses ini adalah gas oksigen. Proses ini memerlukan energi yang secara alami didapat dari cahaya matahari. Energi dari cahaya matahari ini diserap oleh klorofil yang terdapat pada tumbuhan.
Selama berabad-abad ilmuwan telah berusaha untuk memahami proses pembuatan makanan oleh tumbuhan. Walaupun beberapa langkah masih belum dimengerti sepenuhnya, persamaan fotosintetik keseluruhan telah diketahui sejak tahun 1800-an. Jika ada cahaya, bagian-bagian hijau dari tumbuhan menghasilkan senyawa-senyawa organik dan oksigen dari karbon dioksida dan air. Dengan menggunakan rumus-rumus molekul, kita dapat merangkum serangkaian reaksi kimia yang kompleks dalam fotosintesis dengan persamaan kimia ini:
6CO2              + 12H2O + energi cahaya C6H12O6+    6O2    + 6 H2O
(karbon dioksida)          (air)                              (glukosa)    (oksigen)    (air)
B.     Tahap-tahap Fotosintesis
Persamaan fotosintesis merupakan rangkuman sederhana dari proses yang sangat kompleks. Sebenarnya, fotosintesis bukanlah satu proses tunggal, melainkan dua proses. Kedua tahap fotosintesis dikenal sebagai reaksi terang (light reaction) dan reaksi gelap (Calvin cycle)
3.      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.
4.      Reaksi gelap
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.
Mekanisme sederhana dari reaksi terang dan reaksi gelap adalah sebagai berikut:
Gambar 2.1. Mekanisme sederhana dari reaksi terang dan reaksi gelap
C.     Hasil Akhir Fotosintesis
Secara umum, karbohidrat dianggap sebagai hasil akhir fotosintesis. Namun patut diperhatikan istilah karbohidrat tersebut dapat berupa monosakarida, disakarida, dan polisakarida. Sebenranya hasil akhir fotosintesis adalah gula sederhana beratom C-3. Senyawa ini sangat mudah bereaksi, sehingga sebelum diangkut perlu diubah terlebih dahulu menjadi gula lain, misalnya glukosa.
Glukosa diangkut melalui floem ke sel-sel daun yang lain yang tidak berfotosintesis, sel-sel batang, dan sel-sel akar untuk keperluan tumbuhan itu sendiri. Sisanya diubah ke dalam bentuk lain yaitu menjadi amilum, protein, dan lipid yang disimpan untuk cadangan makanan. Cadangan makanan terutama disimpan dalam akar dan batang, tetapi ada juga yang disimpan dalam daun.
Hasil lain dari proses fotosintesis yaitu berupa oksigen. Oksigen dilepas ke lingkungan melalui stomata. Oksigen yang dilepas dimanfaatkan oleh organisme lain untuk proses pernapasan.
D.    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.
Gambar 2.2. Letak kloroplas
Di antara sel-sel epidermis daun terdapat mulut daun (stomata). 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.
E.     Faktor-faktor yang Memengaruhi Fotosintesis
Beberapa faktor yang memengaruhi laju fotosintesis antara lain:
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.      Konsentrasi 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).
RANGKUMAN
1.   Fotosintesis adalah proses pengubahan CO2 dan air menjadi bahan kimia organik menggunakan energi dari cahaya disertai pembebasan O2.
2.   Reaksi kimia yang kompleks dalam fotosintesis dengan persamaan kimia ini:
6CO2              + 12H2O + energi cahaya C6H12O6+    6O2    + 6 H2O
(karbon dioksida)          (air)                              (glukosa)    (oksigen)    (air)
3.   Hasil dari proses fotosintesis digunakan oleh makhluk hidup lainnya sebagai sumber oksigen untuk pernapasan dan glukosa sebagai sebagai sumber energi.
4.   Pigmen yang berperan penting dalam proses fotosintesis adalah klorofil yang terdapat di dalam kloroplas.
5.   Laju fotosintesis dipengaruhi oleh faktor intensitas cahaya, konsentrasi karbon dioksida, suhu, kadar oksigen, air, dan kandungan klorofil.
TES FORMATIF 2
Pilihlah salah satu jawaban yang tepat!
1.   Reaksi fotosintesis dapat dituliskan
6CO2              + 12H2O + energi cahaya C6H12O6+    6O2    + 6 H2O
(karbon dioksida)          (air)                              (glukosa)    (oksigen)    (air)
Berdasarkan persamaan reaksi tersebut, faktor apakah yang diperlukan untuk berlangsungnya fotosintesis?
a.       karbon dioksida, gula, dan oksigen
b.      karbon dioksida, air, dan oksigen
c.       cahaya dan klorofil
d.      karbon dioksida, air, cahaya, dan klorofil
2.   Pada fotosintesis, cahaya terlibat langsung pada proses….
a.       pembentukan karbohidrat
b.      pemecahan molekul air
c.       pembentukan molekul glukosa
d.      penggabungan hidrogen dan karbon dioksida
3.   Manusia tergolong heterotrof dikarenakan manusia memerlukan…dari hasil fotosintesis tumbuhan untuk bernapas
a.       amilum
b.      glukosa
c.       CO2
d.      O2
4.   Bagian tumbuhan yang berperan penting dalam proses fotosintesis yaitu….
a.       mitokondria
b.      kloroplas
c.       ribosom
d.      vakuola
5.   Apabila intensitas cahaya meningkat, maka laju fotosintesis akan….
a.       menurun akibat cahaya tersebut menghasilkan suhu yang semakin tinggi pula
b.      meningkat terus-menerus
c.       meningkat tapi hanya pada batas-batas tertentu saja, sebab intensitas yang terlalu tinggi dapat merusak klorofil
d.      menurun, tapi lama kelamaan dapat meningkat
KUNCI JAWABAN
Tes Formatif 2
1.   d
2.   b
3.   d
4.   b
5.   c
 UMPAN BALIK
Tes Formatif 2
1.   Faktor yang diperlukan untuk berlangsungnya fotosintesis adalah karbon dioksida, air, cahaya, dan klorofil.
2.   Pada fotosintesis, cahaya terlibat langsung pada proses pemecahan molekul air. Tepatnya pada reaksi terang, yang mana tahap ini disebut fotolisis.
3.   Manusia tergolong heterotrof dikarenakan manusia memerlukan O2 dari hasil fotosintesis tumbuhan untuk bernapas. Adapun CO2 adalah hasil buangan dari pernapasan manusia, sedangkan amilum dan glukosa merupakan bahan yang digunakan untuk pembentukan cadangan makanan pada tumbuhan.
4.   Kloroplas adalah bagian dari tumbuhan yang berperan penting dalam fotosintesis dikarenakan di dalamnya terdapat klorofil yang mampu mengubah energi surya menjadi energi kimia.
5.   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


sumber : http://ummulhasanahbio09.blogspot.com/2012/04/fotosintesis.html

Iklan
 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada 2 November 2012 in pendikikan

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: