PROSES
FOTOSINTESIS
EKOLOGI
TANAMAN
HIDAYAT
INSAD
13.01.04.0010
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS SAMAWA (UNSA)
SUMBAWA BESAR
TAHUN AKADEMIK
2014
Sejarah Penemuan Fotosintesis
|
|
Sejarah Penemuan Fotosintesis Dalam sejarah, beberapa ahli telah
melakukan penelitian yang berkaitan dengan fotosintesis, antara lain
Engelmann, Hill, Ingenhousz, Sachs, 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.
d. Hill
Theodore de Smussure, seorang ahli kimia dan fisiologi tumbuhan dari
Swiss menunjukkan bahwa air diperlukan dalam proses fotosintesis. Temuan ini
diteliti lebih lanjut sehingga pada tahun 1937 seorang dokter berkebangsaan
Inggris bernama Robin Hill berhasil membuktikan bahwa cahaya matahari
diperlukan untuk memecah air (H2O) menjadi hydrogen (H) dan oksigen (O2).
Pemecahan ini disebut fotolisis.
e. Blackman
Pada tahun 1905 Blackman membuktikan bahwa perubahan karbon dioksida
(CO2) menjadi glukosa (C6H12O6) berlangsung tanpa bantuan cahaya matahari.
Peristiwa ini sering disebut sebagai reduksi karbon dioksida. Dengan demikian
dalam fotosintesis ada dua macam reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi
gelap. Yang merupakan reaksi terang (reaksi Hill) adalah fotolisis, yang
merupakan reaksi gelap (reaksi Blackman) adalah reduksi karbon dioksida.
Gabungan antara reaksi terang dan reaksi gelap itulah yang kita kenal sekarang
sebagai reaksi fotosintesis. Pada tahun 1940 Melvin Calvin dan timnya
berhasil menemukan urutan reaksi/proses yang berlangsung pada reaksi gelap.
Rangkaian reaksi itu selalu berulang terus menerus dan disebut siklus Calvin.
Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi
yang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul
organik seperti karbohidrat. Untuk tujuan praktis, satu-satunya sumber
molekul bahan bakar yang menjadi tempat bergantung seluruh kehidupan adalah
fotosintesis. Fotosintesis merupakan salah satu reaksi yang tergolong ke
dalam reaksi anabolisme. Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan makanan
(glukosa) yang berbahan baku karbon dioksida dan air.
Fotosintesis hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan dan ganggang hijau yang
bersifat autotrof. Artinya, keduanya mampu menangkap energi matahari untuk
menyintesis molekul-molekul organik kaya energi dari prekursor anorganik H2O
dan CO2. Sementara itu, hewan dan manusia tergolong heterotrof, yaitu
memerlukan suplai senyawa-senyawa organik dari lingkungan (tumbuhan) karena
hewan dan manusia tidak dapat menyintesis karbohidrat. Karena itu, hewan dan
manusia sangat bergantung pada organisme autotrof.
Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel
plastida yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Sel yang mengandung
kloroplas terdapat pada mesofil daun tanaman, yaitu sel-sel jaringan tiang
(palisade) dan sel-sel jaringan bunga karang (spons). Di dalam kloroplas
terdapat klorofil pada protein integral membran tilakoid. Klorofil dapat
dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. Klorofil a merupakan pigmen
hijau rumput (grass green pigment) yang mampu menyerap cahaya merah dan
biru-keunguan. Klorofil a ini sangat berperan dalam reaksi gelap fotosintesis
yang akan dijelaskan pada bagian berikutnya. Klorofil b merupakan pigmen
hijau kebiruan yang mampu menyerap cahaya biru dan merah kejinggaan. Klorofil
b banyak terdapat pada tumbuhan, ganggang hijau, dan beberapa bakteri autotrof.
Selain klorofil, di dalam kloroplas juga terdapat pigmen karotenoid,
antosianin, dan fikobilin. Karotenoid mampu menyerap cahaya biru kehijauan
dan biru keunguan, dan memantulkan cahaya merah, kuning, dan jingga.
Antosianin dan fikobilin merupakan pigmen merah dan biru. Antosianin banyak
ditemukan pada bunga, sedangkan fikobilin banyak ditemukan pada kelompok
ganggang merah dan Cyanobacteria.
Reaksi fotosintesis secara ringkas berlangsung sebagai berikut.
6H2O+6CO2 + cahaya →
C6H12O6(glukosa) + 6O2
Seorang fisiologis berkebangsaan Inggris, F. F. Blackman, mengadakan
percobaan dengan melakukan penyinaran secara terus-menerus pada tumbuhan
Elodea. Ternyata, ada saat dimana laju fotosintesis tidak meningkat sejalan
dengan meningkatnya penyinaran. Akhirnya, Blackman menarik kesimpulan bahwa
paling tidak ada dua proses berlainan yang terlibat:
Yang terakhir dinamai reaksi gelap, walau dapat berlangsung terus saat
keadaan terang. Blackman berteori bahwa pada intensitas cahaya sedang, reaksi
terang membatasi atau melajukan seluruh proses. Dengan kata lain, pada
intensitas ini reaksi gelap mampu menangani semua substansi intermediat yang
dihasilkan reaksi cahaya. Akan tetapi, dengan meningkatnya intensitas cahaya
pada akhirnya akan tercapai suatu titik dimana reaksi gelap berlangsung pada
kapasitas maksimum.
Teori ini diperkuat dengan mengulangi percobaan pada temperatur yang agak
lebih tinggi. Seperti diketahui, kebanyakan reaksi kimia berjalan lebih cepat
pada suhu lebih tinggi (sampai suhu tertentu). Pada suhu 35°C, laju
fotosintesis tidak menurun sampai ada intensitas cahaya yang lebih tinggi.
Hal ini menunjukkan bahwa reaksi gelap kini berjalan lebih cepat. Faktor
bahwa pada intensitas cahaya yang rendah laju fotosintesis itu tidak lebih
besar pada 35°C dibandingkan pada 20°C juga menunjang gagasan bahwa yang
menjadi pembatas pada proses ini adalah reaksi terang. Reaksi terang ini
tidak tergantung pada suhu, tetapi hanya tergantung pada intensitas
penyinaran. Laju fotosintesis yang meningkat dengan naiknya suhu tidak
terjadi jika suplai CO2 terbatas. Jadi, konsentrasi CO2 harus ditambahkan
sebagai faktor ketiga yang mengatur laju fotosintesis itu berlangsung.
|
Reaksi Dan Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan
Fotosintesis
merupakan kata yang berasal dari bahasa Yunani, yakni foto dan synthesis. Foto
sendiri diartikan sebagai cahaya sedangkan synthesis merupakan kata yang
bermakna menggabungkan atau penggabungan. Kata fotosintesis sering digunakan
dala lingkup kajian ilmu biologi. Apa sebenarnya fotosintesis tersebut? Secara
sederhana, ia bisa diartikan sebagai proses pembuatan makanan yang dilakukan
oleh tumbuhan berwarna hijau dengan melibatkan cahaya matahari di dalamnya.
Selain matahari, proses fotosintesis ini juga melibatkan beberapa enzim. Proses
fotosintesis ini biasa dilakukan oleh tumbuh-tumbuhan, beberapa jenis alga
dan juga bakteri dalam rangka menghasilkan energi yang akan digunakan dalam
berbagai aktifitas. Energi tersebut biasa juga disebut dengan nutrisi.
Daun pada tumbuhan memiliki fungsi utama yakni sebagai tempat terjadinya proses fotosintesis. Sebenarnya, fotosintesis tak hanya penting bagi tumbuhan tetapi juga bagi semua makhluk hidup yang menghuni bumi. Mengapa? Sebab oksigen yang ada di bumi ini sebagian besar diproduksi oleh tumbuhan. Hal inilah yang menjadikan pepohonan sering dijuluki paru-paru planet bumi. Organisme yang melakukan proses fotosintesis dikenal dengan nama fototrof. Fotosintesis sebenarnya merupakan salah satu cara asimilasi karbon sebab pada proses fotosintesis , karbon bebas kemudian diikat sehingga menjadi gula.
Proses fotosintesis pada terdapat pada tumbuhan hijau yang bersifat autotrof yakni bisa menyusun makanannya sendiri. Melalui daun, tumbuhan menyerap molekul karbondioksida juga air dalam rangka menghasilkan gula dan juga oksigen. Kedua senyawa tersebut kemudian akan digunakan sebagai penyokong pertumbuhannnya.
Tumbuhan yang melakukan proses fotosintesis memerlukan bantuan cahaya matahari. Mereka mampu menyerap cahaya tersebut sebab mereka memiliki zat hijau daun atau klorofil. Klorofil ini sendiri ada di dalam bagian organel bernama kloroplast. Pada bagian daun tumbuhan, terdapat dua lapisan sel yang dinamai denegan mesofil. pada bagian ini terdapat kurang lebih setengah juta kloroplast yang tersebar di setiap millimeter persegi. Cahaya matahari selanjutnya akan melewati lapisan epidermis yang tanpa warna kemudian melaju menuju mesofil. Pada bagian inilah sebagian besar kegiatan fotosintesis berlangsung.
Proses fotosintesis ini sendiri cukup kompleks dan masih dalam penelitian beberapa ahli. Masih ada banyak hal yang belum berhasil diungkapkan. Mengapa proses ini kompleks? Sebab ia melibatkan hampir semua cabang ilmu sains, misalnya bilologi, kimia dan juga fisika. Organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun tepatnya pada bagian stomata atau mulut daun. Proses fotosintesis ini terdiri atas dua rangkaian reaksi yakni reaksi terang dan juga reaksi gelap. Dinamakan rekasi terang sebab prosesnya membutuhkan cahaya. Sementara itu reakasi gelap adalah proses fotosintesis yang tidak lagi melibatkan cahaya tetapi hanya karbondioksida.
Dalam proses fosintesis, reaksi terang merupakan proses yang pada akhirnya menghasilkan ATP juga NADPH2. Dalam rekasi ini diperlukan molekul air. Proses rekais terang dimulai dengan menangkap foton yang dilakukan oleh pigmen klorofil yang berperan sebagai antenna. Di dalam daun, cahaya akan diserap melalui molekul klorofil dan kemudian dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Fotosintesis dimulai pada saat cahaya mulai mengionisasi molekul klorofil dan kemudian terjadi pelepasan electron.
DAFTAR PUSTAKA
Dartius.
1991. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. USU-Press. Medan.
Dwijoseputro,
D. 1983. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia. Jakarta.
Filter, A. H.
dan R. K. M. Hay. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. UGM Press. Yogyakarta.
Guritno, B. dan
Sitompul, S. M. 1995. Analisis Pertumbuhan Tanaman.UGM Press.
Yogyakarta.
Heddy, S.
1990. Biologi Pertanian. Rajawali Press. Jakarta.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar