FOTOSINTESIS

Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan..

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi.

Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gulasebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.

Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu. Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).

Reaksi terang

Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.
Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.

Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.

Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.

Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.
Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.

Reaksi gelap

ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai prosesbiokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya). (Hardianto, 30: 2004)

1.    Alat dan bahan - Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan

Alat :

1.    Gelas piala
2.    Tabung reaksi
3.    Corong
4.    Stopwatch

Bahan  :

1.    Tumbuhan Hydrilla verticillata
2.    Air

2.    Cara Kerja - Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan

1.       Memasukkan tumbuhan Hydrilla verticillata ke dalam corong

2.      Mengisi tabung reaksi dengan air secukupnya

3.      Mengisi gelas piala dengan air secukupnya 

4.     Memasukkan corong yang telah diisi Hydrilla verticillata ke dalam gelas piala, usahakanlah tumbuhan Hydrilla verticillata tidak keluar dari corong 

5.      Menyipkan tabung reaksi yang telah terisi air

6.     Menggabungkan tabung reaksi dengan corong

7.      Mengamati peristiwa yang akan terjadi

8.     Menempatkan rangkaian tersebut di bawah terik sinar matahari 

9.     Menghitung gelembung yang muncul tiap menit

10.  Masukkan data yang diperoleh ke dalam tabel

11.    Meletakkan rangkaian ke tempat yang teduh. Dalam hal ini ke dalam laboratorium 

12.   Mengamati peristiwa yang akan terjadi kemudian memasukkan data kedalam tabel

3.    Hasil Pengamatan

Gambar 1. Rankaian fotosintesis

Catatan : Menggunakan cahaya matahari (reaksi terang) semakin banyak gelembung yang dihasilkan maka proses fotosintesisnya semakin baik sedangkan menggunakan tidak menggunakan cahaya matahari (reaksi gelap) lebih sedikit menghasilkan geembung dari pada reaksi terang.
Keterangan gambar :

1.    Tabung reaksi
2.    Gelas piala
3.    Oksigen yang terbentuk (gelembung)
4.    Air
5.    Corong
6.    Tumbuhan air (Hydrilla verticillata)

Deskripsi 

Fotosintesis adalah proses pembetukan makanan pada tumbuhan dengan bantuan sinar matahari. Bahan-bahan fotosintesis adalah glukosa, CO2, dan bahan organik lainnya.  Pada praktikum ini, objek pengamatan yang digunakan adalah Hydrilla verticillatai. Hydrilla verticillata termasuk dalam kelas monocotyledoneae, bangsa helobiae dan suku hydrocharitaceae. Hydrilla verticillata adalah tumbuhan air yang hidup di air tawar. Hydrilla verticillata digunakan sebagai objek pengamatan karena tumbuhan ini termasuk tumbuhan air yang berhubungan langsung dengan air dan oksigen. Dan air, oksigen adalah faktor pendukung jalannya fotosintesis.

Fotosintesis belangsung dalam dua tahap yaitu rekasi teran dan reaksi gelap. Reaksi terang melibatkan sinar matahari sedangkan reaksi gelap tidak melibatkan sinar matahari, reaksi gelap melibatkan bahan kimiawi. Setelah mengadakan pengamatan di lapangan untuk yang reaksi tarang dan di dalam laboratorium untuk reaksi gelap, kami memmperoleh hasil pengamatan.

Tabel 1. Jumlah gelembung

4.    Pembahasan

Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gulasebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.

Dari hasil pengamatan pada acara ini dapat dibedakan mana yang lebih baik dalam prosesfotosintesis pada tumbuhan menggunakan sinar cahaya matahari atau tanpa sinar matahari.Fotosintesis belangsung dalam dua tahap yaitu rekasi teran dan reaksi gelap. Reaksi terang melibatkan sinar matahari sedangkan reaksi gelap tidak melibatkan sinar matahari, reaksi gelap melibatkan bahan kimiawi. Setelah mengadakan pengamatan di lapangan untuk yang reaksi tarang dan di dalam laboratorium untuk reaksi gelap

5.     Simpulan

Berdasarkan hasil pengamata proses fotosintesis dan penjelasan singkatnya diatas dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut.

1.       Fotosintesis melibatkan sinar matahari untuk memperoleh hasil yang sempurna

2.      Proses fotosintesis melalui dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang menggunakan sinar matahri dan reaksi gelap hanya melibatkan proses kimiawi

3.      Hydrilla verticillata digunakan sebagai objek pengamatan karena tumbuhan ini adalah tumbuhan air yang berhubungan langsung dengan air

4.     Pada reaksi terang, jumlah gelembung yang dihasilkan lebih banyak daripada reaksi gelap. Hal ini dikarenakan reaksi yang terang berhubungan lansung dengan sinar matahari sehingga jumlah gelembung (O2) lebih banyak dihasilkan. Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan