http://www.slideshare.net/irawati_ibrahim/fotosintesis-12116298Pengertian FotosintesisFotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. 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 gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang. 2.2 Sejarah FotosintesisMeskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Namun, pada tahun 1727, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan. Pada tahun 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta berkebangsaan Inggris, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak" udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah dirusak oleh lilin tersebut dapat dipulihkan oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan. Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Ia juga menemukan bahwa tumbuhan juga 'mengotori udara' pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya. Akhirnya di tahun 1782, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang dipulihkan dan merusak itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).2.3 PigmenProses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Sel yang tidak mempunyai pigmen fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis. Pada percobaan Jan Ingenhousz, dapat diketahui bahwa intensitas cahaya mempengaruhi laju fotosintesis pada tumbuhan. Hal ini dapat terjadi karena perbedaan energi yang dihasilkan oleh setiap spektrum cahaya. Di samping adanya perbedaan energi tersebut, faktor lain yang menjadi pembeda adalah kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya yang berbeda tersebut. Perbedaan kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya tersebut disebabkan adanya perbedaan jenis pigmen yang terkandung pada jaringan daun. Di dalam daun terdapat mesofil yang terdiri atas jaringan bunga karang dan jaringan pagar. Pada kedua jaringan ini, terdapat kloroplas yang mengandung pigmen hijau klorofil. Pigmen ini merupakan salah satu dari pigmen fotosintesis yang berperan penting dalam menyerap energi matahari. 2.4 KloroplasKloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau, termasuk batang dan buah yang belum matang. Di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Kloroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. Stroma ini dibungkus oleh dua lapisan membran. Membran stroma ini disebut tilakoid, yang didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebut lokuli. Di dalam stroma juga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk membentuk grana (kumpulan granum). Granum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang merupakan tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara membran tilakoid. Bila sebuah granum disayat maka akan dijumpai beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid.Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, DNA, RNA, gula fosfat, ribosom, vitamin-vitamin, dan juga ion-ion logam seperti mangan (Mn), besi (Fe), maupun perak (Cu). Pigmen fotosintetik terdapat pada membran tilakoid. Sedangkan, pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma. Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem.2.5 Fotosintesis pada Alga dan BakteriAlga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama. Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi. Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof. Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain. 2.6 Cahaya tampakCahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak bervariasi, bergantung pada warnanya. Meskipun spektrum optik tidak ada batas yang jelas antara satu warna dengan warna lainnya, berikut perkiraan batas warna-warna spektrum: Ungu: 380450 nm, Biru: 450500 nm, Hijau: 500550 nm, Kuning: 550600 nm, Jingga: 600650 nm, Merah: 650750 nmFotosintesis adalah suatu proses biokimia penting dimana tanaman, ganggang dan beberapa bakteri memanfaatkan cahaya matahari untuk menghasilkan makanan. 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 terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma. REAKSIPROSESKOMPONENPRODUKReaksi terangEnergi tinggi digunakan untuk memecah air, reduksi NADP dan sintesis ATPCahaya dengan panjang gelombang tertentu dan klorofil p700 dan P680Reaksi energi cahayaElektron dari molekul akseptor pada klorofil dikeluarkan dan diterima oleh aseptor elektron.Protein, klorofil dan cahayaElektronTransfer ElektronSetiap elektron diangkut melalui rantai panjang oleh molekul akseptor\ elektron didalam membran tilakoid, reduksi NADP+ , pemecahan air. Beberapa H+ diakumulasikan dalam kompartemen tilakoid.Elektorn, H2O dan NADP+NADPH+O2+H++e-Setiap H+ dipompa menyebrangi membran tilakoid, sementara itu proton tilakoid diangkut melawan gradien konsentrasi ke dalam tilakoid. Energi yang dilepaskan digunakan untuk sintesis ATPMembran H+ gradien ADP dan PATPReaksi gelap berenergiCO2 direduksi emnjadi senyawa karbon kompleks berebergi lebih tinggiRUBP, CO2, ATP, NADPHSenyum karbon bernenergi tinggi ADP+Reaksi terangReaksi 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 gelapATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. 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)Faktor pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya faktor-faktor pembatas tersebut sangat mempengaruhi laju fotosintesis yaitu dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis. Selain itu, faktor-faktor seperti translokasi karbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi mempengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak langsung ikut mempengaruhi laju fotosintesis Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:IntensitascahayaLaju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.KonsentrasikarbondioksidaSemakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.SuhuEnzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.KadarairKekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.Kadarfotosintat(hasilfotosintesis)Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.TahappertumbuhanPenelitian 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.TerpopulerBerita dan Informasi TerpopulerTipsInfoResepTeknologikesehatanPendidikanProfil ArtisDownloadTV OnlineHome Pendidikan Pengertian dan Proses FotosintesisPengertian dan Proses FotosintesisFotosintesis adalah suatu prosesbiokimiapembentukan zat makanan berbentukkarbohidratyang dilakukan olehtumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun, yaituklorofil. Selain yang mengandung zat hijau daun, ada juga makhluk hidup yang berfotosintesis yaitualga, dan beberapa jenisbakteridengan menggunakan zat hara,karbon dioksida, danairserta dibutuhkan bantuan energi cahayamatahari.Organisme fotosintesis disebutfotoautotrofkarena mereka dapat membuat makanannya sendiri. Pada tanamaan, alga, dancyanobacteria, fotosintesis memanfaatkan karbondioksida danair, menghasilkanoksigensebagai produk buangannya. Fotosintesis sangat penting bagi semuakehidupan aerobik di Bumi. Selain untuk menjaga tingkat normal oksigen diatmosfer, fotosintesis juga merupakan sumber energi bagi hampir semua kehidupan di Bumi, baik secara langsung (melaluiproduksi primer) maupun tidak langsung (sebagai sumber utama energi dalam makanan mereka),kecuali organisme kemoautotrofyang hidup di bebatuan atau dilubang angin hidrotermaldi laut yang dalam. Tingkat penyerapan energi oleh fotosintesis sangat tinggi, sekitar 100terawatt,yang kira-kira enam kali lebih besar daripadakonsumsi energi peradaban manusia.Selain energi, fotosintesis juga menajdi sumber karbon bagi semua senyawa organik dalam tubuh organisme. Fotosintesis mengubah sekitar 100115 petagramkarbon menjadibiomassa setiap tahunnya.Perangkat fotosintesisPigmenProsesfotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiapsel, tetapi hanya pada sel yang mengandungpigmenfotosintetik.Sel yang tidak mempunyai pigmen fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis.KloroplasKloroplasterdapat pada semua bagiantumbuhanyang berwarna hijau, termasukbatangdanbuahyang belum matang.Di dalam kloroplas terdapatpigmenklorofilyang berperan dalam proses fotosintesis.Kloroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma.Stroma ini dibungkus oleh dua lapisan membran.Membran stroma ini disebuttilakoid, yang didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebutlokuli. Di dalamstromajuga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk membentukgrana(kumpulan granum).Granum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang merupakan tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara membran tilakoid.Bila sebuah granum disayat maka akan dijumpai beberapakomponensepertiprotein, klorofil a, klorofil b,karetonoid, danlipid.Secara keseluruhan, stroma berisi protein,enzim,DNA,RNA, gula fosfat,ribosom,vitamin-vitamin, dan juga ion-ionlogamseperti mangan (Mn), besi (Fe), maupun tembaga (Cu).Pigmen fotosintetik terdapat padamembrantilakoid.Sedangkan, pengubahanenergicahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupaglukosayang dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagaifotosistem.FotosistemFotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkapenergicahaya Matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron.Di dalam kloroplas terdapat beberapa macamklorofildanpigmenlain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dankarotenyang berwarna kuning sampai jingga.Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis.Fotosintesis pada tumbuhanTumbuhan bersifatautotrof.Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik.Tumbuhan menggunakankarbon dioksidadanairuntuk menghasilkanguladanoksigenyang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Berikut ini adalah persamaan reaksi fotosintesis yang menghasilkan glukosa:6H2O + 6CO2+ cahaya ? C6H12O6(glukosa) + 6O2Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar.Proses ini berlangsung melaluirespirasiseluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan.Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas.Padarespirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebutklorofil.Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas.klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis.Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya.Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis.Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar Matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.Fotosintesis pada alga dan bakteriAlgaterdiri dari algamultiselulerseperti ganggang hingga algamikroskopikyang hanya terdiri dari satusel.Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama.Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenispigmendalam kloroplasnya, maka panjang gelombangcahayayang diserapnya pun lebih bervariasi.Semua alga menghasilkanoksigendan kebanyakan bersifatautotrof.Hanya sebagian kecil saja yang bersifatheterotrofyang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain.Proses FotosintesisTumbuhan membutuhkan sinar matahari, air, dan udara untuk membuat makanannya sendiri. Setiap hari, zat hijau daun pada daun tanaman menyerap cahaya matahari. Tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari menjadi karbon dioksida dari udara, dan air dari tanah menjadi makanan yang mengandung gula. Tumbuhan lalu mengeluarkan oksigen sebagai hasil yang tidak terpakai, walaupun sebagian digunakan untuk bernapas. Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut.Nah, itu tadi sedikit pembahasan mengenai Pengertian Fotosintesis dan Proses Fotosintesis. Jika sobat masih belum paham mengenai Fotosintesis silahkan tanyakan melalui kotak komentar. Silahkan dibaca lagi Pengertian dan Proses Fotosintesis diatas.HomeIslamiKesehatanOtomotifteknologipengetahuan umumHome biologi Pengertian Fotosintesis Proses dan ReaksiPengertian Fotosintesis Proses dan Reaksiadmin March 19, 2012 0Fotosintesis merupakan proses biokimia menggunakan air, zat hara, dan karbondioksida dan bantuan sinar matahari serta enzim-enzim untuk pembuatan makanan karbohidrat . Proses Fotosintesis biasa dilakukan oleh tumbuhan yang mengandung zat hijau daun (klorofil), alga dan beberapa jenis bakteri.Fotosintesis adalah cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula untuk molekul penyimpan energi. Cara lain yang dilakukan organisme dalam mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis yang biasa dilakukan oleh bakteri belerang.PROSES FOTOSINTESISProses fotosintesis tidak berlangsung untuk semua sel tetapi khusus ada sel yang mengandung pigmen fotosintetik karena proses fotosintesis dipengaruhi oleh kemampuan daun menyerap spektrum cahaya. Perbedaan ini disebabkan perbedaan pigmen pada jaringan daun. Kloroplas merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting dalam proses fotosintesis untuk menyerap energi matahari.Kloroplas atau zat hijau daun terdapat pada semua tumbuhan berwarna hijau. Kloroplas mengandung klorofil. Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. Pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan untuk menangkap energi matahari (klorofil)Proses fotosintesis dimulai dengan energi cahaya diserap oleh protein berklorofil yang biasa disebut pusat reaksi fotosintesis. Pada tumbuhan, protein ini tersimpan di dalam organel yang disebut kloroplas, sedangkan pada bakteri, protein ini tersimpan pada membran plasma. Sebagian energi cahaya yang dikumpulkan klorofil disimpan dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Sisa energi digunakan untuk memisahkan elektron dari zat seperti air. Elektron ini digunakan dalam reaksi yang mengubah karbondioksia menjadi senyawa organik. Pada tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, ini dilakukan dalam suatu rangkaian reaksi yang disebut siklus Calvin, namun rangkaian reaksi yang berbeda ditemukan pada beberapa bakteri, misalnya siklus Krebs terbalik pada Chlorobium. Banyak organisme fotosintesis memiliki adaptasi mengonsentrasikan atau menyimpan karbondioksida untuk membantu mengurangi proses boros yang disebut fotorespirasi yang menghabiskan sebagian dari gula yang dihasilkan selama fotosintesis.Proses fotosintesis terus diselidiki karena ada sejumlah tahap yang belum dapat dijelaskan secara ilmiah meskipun sudah 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 dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dibagi dua bagian utama yaitu reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).1. Reaksi TerangReaksi terang merupakan proses menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2 yang memerlukan molekul air. Proses ini dimulai 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 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 bekerja secara simultan dalam fotosintesis dan saling memperkuat.Cahaya yang mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II akan membuatnya melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi 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 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.2. Reaksi GelapATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu proses biokimia. 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).REAKSI KIMIA FOTOSINTESISTumbuhan hijau daun bersifat autotrof yang artinya dapat memasak atau mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menyerap karbondioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa adalah :H2O (air) + CO2 (karbondioksida) + cahaya CH2O (glukosa) + O2 (oksigen)Glukosa digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasiseluler adalah kebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbondioksida, air, dan energi kimia.Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:1. Intensitas cahaya. Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.2. Konsentrasi karbon dioksida. Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.3. 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.4. Kadar air. Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.5. 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.6. 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.SEJARAH PENEMUANFOTOSINTESISJuni 9, 2009 oleh sieya 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 mengubah udara yang dikeluarkan hewan menjadi udara segar. Priestly melakukan eksperimen bahwa jika di dalam tabung tertutup diletakkan tikus dan tumbuhan, tikus tetap hidup. Selanjutnya kita ketahui bahwa tumbuhan menggunakan karbondioksida 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 Seneber (1782) menyebutkan gas yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis adalah karbondioksida, 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 energy 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 menghasilkan oksigen.Home > Biologi > Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan 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 terangReaksi 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 gelapATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. 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)Pengertian FotosintesisFotosintesis adalah berasal dari bahasa Yunani "Photo" yang berarti cahaya dan syhntesis yang berarti penggabungan atau komposisi. Adalah proses yang dilakukan tanaman dan organisme lainnya untuk mengubah energi cahaya yang ditangkap dari matahari menjadi energi kimia yang dapat digunakan sebagai bahan bakar bagi aktivitas organisme.(Bryant DA, Frigaard NU (November 2006). "Prokaryotic photosynthesis and phototrophy illuminated". Trends Microbiol. 14 (11): 48896)Sejarah FotosintesisPenelitian pertama tentang fotosintesis dilakukan oleh vanHelmont (1648). Dari hasil penelitiannya, dia menyatakan bahwa bertambahnyaberat tumbuhan (yang telah ditanam selama lebih dari 5tahun) disebabkan oleh pasokan air. Selanjutnya, berdasarkan penelitianJoseph priestly, tikus dan lilin yang menyala akan mati jika beradapada ruangan yang tertutup. Tanaman juga akan mati jika berada padaruangan yang kekurangan oksigen. Sementara itu, menurut seorangdokter dari Belanda yaitu Ingen-Housz, bila tanaman yang beradapada ruangan tersebut disinari, maka tikus dan lilin dapat hidup denganmenghabiskan oksigen yang dihasilkan dari tanaman. Selanjutnya,dari hasil penelitian Senebier, diketahui bahwa pertumbuhan tanamanditandai dengan meningkatnya kandungan karbon. Menurutnya, karbondioksida akan diuraikan dan karbon tersebut akan bergabung dengansenyawa organik pada tanamannya dengan melepaskan oksigen.Fotosintesis Pada Tumbuhan HijauDalam peristiwa fotosintesis, karbon anorganik(CO2) dan air akan diubah menjadi karbon organik (karbohidrat) yangmerupakan senyawa dasar bagi pembentukan senyawa-senyawa utama yangberguna untuk menunjang kehidupan makhluk hidup. Di samping itu dalamreaksi fotosintesis juga dihasilkan oksigen yang merupakan unsur vitalkehidupan. Fotosintesis terutama dapat dilakukan oleh tumbuhan hijau disamping oleh alga dan beberapa bakteri. Pada tumbuhan tinggi, organutama yang melakukan fotosintesis adalah daun. Dilihat dari reaksi padafotosintesis, daun selain membutuhkan CO2 dan air, juga harus mengandungklorofil dan pigmen lain sebagai penangkap energi cahaya matahariuntuk diubah menjadi energi kimia dalam bentuk senyawa organik. Pigmen fotosintesis pada tumbuhan tinggi digolongkan menjadidua golongan, yaitu klorofil dan karotenoid (terdiri atas karoten danxantofil). Klorofil menyerap cahaya matahari pada panjang gelombangtertentu, bergantung pada jenis klorofilnya. Klorofil sebagai salah satu komponen penting dalam fotosintesis, terdapatpada sel daun dan tersimpan pada organel yang disebut kloroplas. Kloroplasterdiri atas beberapa bagian, yaitu grana yang tersusun atas tumpukanmembran tilakoid dan struktur seperti jeli yang ada di sekitar grana dan disebutstroma (perhatikan lagi bab tentang sel). Karena klorofil berada di kloroplas,maka peristiwa fotosintesis adalah terjadi pada organ tersebut. Fotosintesisterjadi pada kloroplas dalam dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksigelap. Untuk lebih lengkapnya tentang proses fotosintesis, reaksi terang dan gelap, Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2350583-makalah-fotosintesis-pada-tumbuhan-hijau/#ixzz2LXYvdrNDMenelusuri Sejarah Penemuan Fotosintesis Fotosintesis adalah proses produksi energi dari senyawa anorganik (karbondioksida) menjadi senyawa organik (gula) dengan memanfaatkan cahaya. Juga didefinisikan sebagai penangkapan foton oleh tanaman hijau dan mengkonversi energi radiasi menjadi energi kimia dalam bentuk makanan organik dan menghasilkan oksigen yang berguna bagi mahluk hidup. Fotosintesis merupakan kejadian umum di antara tanaman hijau, ganggang hijau, merah dan coklat, ganggang biru-hijau, diatom, dinoflagellata, bakteri ungu dan bakteri belerang. Tapi, tahukah Anda jika fotosintesis tidak serta-merta diketahui oleh para ilmuwan. Penemuannya bertahap dan berlangsung selama ratusan tahun. Berikut ini adalah para pelopor yang menjelaskan tentang fotosintesis di planet ini: Aristole dan Theophrastus (320 SM) Para filsuf besar percaya bahwa tanaman menyerap semua bahan, baik anorganik dan organik langsung dari tanah. Jan Baptista Van Helmont (1648) Eksperimennya menyimpulkan bahwa kadar kekeringan tanaman meningkat karena mereka sendiri yang menyerap air, bukan karena tanah. Ia menyimpulkan bahwa unsur utama semua vegetasi adalah air. Stephan Hales (1727) Bapak fisiologi tumbuhan ini mengakui pentingnya udara dan sinar matahari dalam nutrisi tanaman hijau. Joseph Priestly (1771) Ia menemukan bahwa udara yang terkontaminasi dapat diubah oleh tanaman: tanaman memiliki kemampuan untuk mengambil CO2 dari atmosfer dan melepaskan O2. Jan Ingenhousz (1779) Ia kembali menegaskan karya Joseph Priestley. Dari berbagai eksperimen, ia menemukan bahwa pelepasan O2 oleh tanaman bisa terjadi jika didukung sinar matahari dan hanya bisa dilakukan oleh tanaman hijau. Jean Senebier (1782) Ia menunjukkan bahwa ketika konsentrasi CO2 meningkat, laju evolusi oksigen juga meningkat. Nicolas de Saussure (1804) Ia memverifikasi hipotesis Jan Ingenhousz bahwa tanaman mengasimilasi CO2 dari udara, sementara nitrogen dan nutrisi lainnya didapatkan dari tanah. Ia menyadari pentingnya H2O dalam fotosintesis. Von Mayer (1842) Ia menganggap matahari sebagai sumber energi dan mengungkapkan bahwa tanaman hijau dapat mengubah energi matahari menjadi energi kimia dalam bentuk bahan organik. Leibig (1845) Ia menunjukkan bahwa bahan organik berasal dari CO2 dan H2O yang digunakan dalam proses fotosintesis. Sachs (1864) Ia melaporkan bahwa karbohidrat merupakan produk fotosintesis. Ia juga mengatakan bahwa kloroplas adalah pusat di mana CO2 dan H2O digunakan dan O2 dilepaskan. Engelmann (1888) Ia menunjukkan korespondensi antara spektrum tindakan fotosintesis dan spektrum penyerapan klorofil. F.F. Blackmann (1905) Merumuskan "hukum faktor pembatas." Bunyinya, jika semua proses kebutuhan tumbuhan tergantung pada sejumlah faktor yang berbeda-beda, maka laju kecepatan suatu proses pada suatu waktu akan ditentukan oleh faktor pembatas pada suatu saat. Van Niel (1924) Ia menunjukkan bahwa bakteri menggunakan H2S (hydrogen sulfita), bukan H2O dalam fotosintesis. Ia juga memberikan persamaan sederhana fotosintesis: CO2 + H2S (CH2O) + H2O + 2S Emerson dan Arnold (1932) Mengungkap terjadinya reaksi terang dan gelap dalam fotosintesis. Robert Hill (1937) Menunjukkan fotolisis air (Reaksi Hill). Menurut teorinya, pemecahan H2O menggunakan cahaya akan menyebabkannya terpisah menjadi ion hidrogen (H+) dan ion hidroksil (OH-) sehingga menghasilkan O2, ATP dan NADPH2. Samuel Ruben dan Martin Kamen (1941) Peran air (H2O) dalam pembentukan molekul oksigen (O2) menggunakan isotop oksigen berlabel, 18O. Arnon, Allen dan Whatley (1954) Menunjukkan pengurangan atau fiksasi CO2. Melvin Calvin (1954) Menelusuri jalur karbon (asimilasi CO2) dalam fotosintesis dan dianugerahi Hadiah Nobel pada tahun 1961. Hatch dan Slack (1965) Menjelaskan jalur C4 pada tanaman. Tumbuhan dengan jalur C4 umumnya mempunyai laju fotosintesis yang lebih tinggi dibandingkan dengan tumbuhan C3, terutama dalam intensitas cahaya tinggi. Pada tumbuhan C4 terjadi peningkatan efisiensi fotosintesis, factor utama penyebabnya adalah tidak adanya fotorespirasi (respirasi dalam cahaya) yang dapat diukur. Fotorespirasi itu mengakibatkan hilangnya CO2 dalam jaringan fotosintetik dan merupakan sumber utama pengeluaran CO2 oleh tumbuhan C3 dalam cahaya. Pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP (enzym pengikat CO2 pada tanaman C4) yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. Lokasi terjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yang mempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). CO2 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel "bundle sheath" (sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem) dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi. Karena tingginya konsentasi CO2 pada sel-sel bundle sheath ini, maka O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil and G sangat rendah, PEP mempunyai daya ikat yang tinggi terhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. Laju assimilasi tanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan meningkatnya CO2. Robert Huber, Hartmut Michael dan Johann Dissenhofer (1985) Kristalisasi dari kompleks pemungutan dan pusat reaksi fotosintesis bakteri Rhodobacter. Untuk pekerjaan ini mereka dianugerahi hadiah Nobel pada tahun 1988. Read more at: http://apakabarsejarah.blogspot.com/2012/10/menelusuri-sejarah-penemuan-fotosintesis.html@copyright apakabarsejarah.blogspot.com