Penjelasan Fotosintesis

A. Apakah Fotosintesis Itu ?

Fotosintesis merupakan proses pemanfaatan energi matahari yang dilakukan oleh tumbuhan hijau untuk mengubah bahan kimia anorganik menjadi bahan makanan. Cahaya matahari yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah.

Selama proses fotosintesis dihasilkan karbohidrat dan oksigen. Volume oksigen sebagai hasil proses fotosintesis dapat diukur. Oleh sebab itu, untuk mengetahui tingkat produksi fotosintesis dapat dilakukan dengan mengukur volume oksigen yang dikeluarkan dari tubuh tumbuhan.

Fotosintesis hanya berlangsung pada sel yang memiliki pigmen fotosintetik. Peristiwa terjadinya fotosintesis berlangsung pada kloroplas. Kloroplas merupakan suatu organela yang di dalamnya terdapat zat hijau daun atau klorofil. Klorofil mampu menyerap spektrum warna yang dipancarkan oleh sinar matahari. Kloroplas terdapat pada jaringan pagar dan jaringan bunga karang.

Dilihat dari strukturnya, kloroplas terdiri atas:

1. Stroma

Stroma merupakan membran ganda yang melingkupi ruangan yang berisi cairan. Membran tersebut membentuk suatu sistem membran tilakoid yang berbentuk bangunan yang disebut kantung tilakoid.

2. Grana

Grana merupakan lapisan-lapisan yang terdiri atas kantungkantung tilakoid. Klorofil terdapat pada membran tilakoid dan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Peristiwa tersebut berlangsung di dalam

tilakoid. Pembentukan glukosa sebagai produk akhir fotosintetis berlangsung di stroma.

B. Tahapan Fotosintesis

Proses fotosintesis berlangsung dalam dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

1. Reaksi Terang

Reaksi terang terjadi pada grana. Di dalam reaksi terang, tumbuhan menangkap air dan CO2 kemudian mengolahnya menggunakan sumber energi cahaya matahari yang ditangkap oleh klo
rofil. Selanjutnya, gula dan air tersebut dengan bantuan sinar matahari diubah menjadi gula (glukosa), O2, dan uap air. O2 dan

uap air dikeluarkan dari dalam tubuh tumbuhan, sedangkan gula dijadikan bahan makanan tumbuhan tersebut. Tahukah kamu mengapa kita merasa segar jika berada di bawah pohon pada waktu siang hari? Hal itu disebabkan karena proses fotosintesis pada pohon tersebut menghasilkan O2 dan H2O (uap air) yang menjadikan udara lebih segar. Secara garis besar, proses berlangsungnya fotosintesis dapat diuraikan

sebagai berikut.

a. Cahaya mencapai sel-sel daun yang mengandung klorofil.

b. Klorofil menyerap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia.

c. Udara yang mengandung karbon dioksida masuk ke dalam daun daun

    melalui stomata. Selanjutnya, karbon dioksida tersebut menyebar di

    antara sel-sel daun.

d. Akar menyerap air yang dibutuhkan tanaman untuk proses fotosintesis.

    Air tersebut mengalir dari akar menuju batang kemudian ke daun.

e. Molekul air dipecah oleh energi cahaya menjadi oksigen dan hidrogen.

   Molekul hidrogen bergabung dengan molekul CO2 membentuk glukosa.

f. Hasil fotosintesis berupa glukosa dan oksigen.

2. Reaksi Gelap (siklus Calvin)

Reaksi gelap (siklus Calvin) terjadi di dalam stroma (rongga daun). Pada siklus Calvin, H2 yang terlepas dari molekul air (H2O) akan diikat oleh NADP dan terbentuklah NADPH2, sedang O2 tetap dalam keadaan bebas. Pada reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik (berulang) yang membentuk gula dari CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Energi yang digunakan dalam siklus Calvin diperoleh dari reaksi terang. Ketika berlangsung reaksi gelap terjadi proses respirasi seluler. Glukosa

yang diperoleh pada reaksi terang digunakan oleh tanaman untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa yang merupakan komponen utama tubuh tumbuhan dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar.

Respirasi pada tumbuhan berlangsung pada malam hari. Tumbuhan berespirasi dan mengeluarkan CO2, uap air, dan energi. Oleh karena itu, pada malam hari udara di bawah tumbuhan terutama yang berdaun banyak

akan terasa pengap, sedikit lembab dan gerah. Karbon dioksida bersifat menyerap kalor dari sekeliling sehingga menyebabkan udara menjadi gerah. Udara lembab yang dirasa adalah karena uap air yang dikeluarkan.

C. Sejarah Penemuan Fotosintesis

Dalam sejarah, beberapa ahli telah melakukan penelitian yang berkaitan dengan fotosintesis, antara lain Ingenhousz, Engelmann, Sachs, Hill, dan Blackman.

a. Ingenhousz

Pada tahun 1770, Joseph Priestley seorang ahli kimia Inggris memperlihatkan bahwa tumbuhan mengeluarkan suatu gas yang dibutuhkan dalam pembakaran. Dia mendemonstrasikan hal ini

dengan cara membakar lilin dalam suatu wadah tertutup sampai api mati. Lalu ia menyimpan setangkai tumbuhan mint dalam ruang tertutup itu dan dapat mempertahankan nyala api sampai beberapa hari. Meskipun Priestley tidak tahu jenis gas apa yang dikeluarkan tumbuhan, tetapi apa yang dilakukannya memperlihatkan bahwa tumbuhan menghasilkan oksigen ke udara. Pada tahun 1799, seorang dokter berkebangsaan Inggris bernama Jan Ingenhousz berhasil membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan oksigen (O2). la melakukan percobaan dengan tumbuhan air Hydrilla verticillata di bawah corong kaca bening terbalik yang dimasukkan ke dalam gelas kimia berisi air. Jika Hydrilla verticillata terkena cahaya matahari, maka akan timbul gelembung-gelembung gas yang akhirnya mengumpul

di dasar tabung reaksi. Ternyata gas tersebut adalah oksigen. Beliau juga membuktikan bahwa cahaya berperan penting dalam proses fotosintesis dan hanya tumbuhan hijau yang dapat melepaskan oksigen.

b. Engelmann

Pada tahun 1822 Engelmann berhasil membuktikan bahwa klorofil merupakan faktor yang harus ada dalam proses fotosintesis. la melakukan percobaan dengan ganggang hijau Spirogyra yang kloroplasnya berbentuk pita melingkar seperti spiral. Dalam percobaan tersebut ia mengamati bahwa hanya kloroplas yang terkena cahaya mataharilah yang mengeluarkan oksigen. Hal itu terbukti dari banyaknya bakteri aerob yang bergerombol di sekitar kloroplas yang terkena cahaya matahari.

c. Sachs

Pada tahun 1860, seorang ahli botani Jerman bernama Julius von Sachs berhasil membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan amilum (zat tepung). Adanya zat tepung ini dapat dibuktikan dengan uji yodium, sehingga percobaan Sachs ini juga disebut uji yodium.

Sumber :

Buku, IPA VIII karangan Wasis dan Sugeng yuli irianto

Buku, IPA VIII Karangan Agus Krisno, Mampuono, dan Imam Suhada

Posted in Biologi