MAKALAH FOTOSINTESIS
Bab I Pendahuluan
1.1
Latar Belakang
Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan (sintesis) zat organik (gula) dari zat anorganik (air dan karbon dioksida) dengan bantuan energi cahaya (foton) matahari. Dalam Dalam fotosi fotosinte ntesi sis, s, dihasi dihasilka lkan n glukos glukosaa (karbo (karbohid hidrat rat)) dan oksige oksigen. n. Hampir Hampir semua semua makhluk hidup bergantung pada hasil fotosintesis. Sehingga fotosintesis menadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. !rganisme yang mampu menyusun senyawa organik dari senyawa anorganik dinamakan organisme organisme autrotof. "ada "ada tahu tahun n #$$%, #$$%, &an 'ngenh 'ngenhous ouszz, dokter keraaan ustria, ustria, meng mengul ulan angi gi eksper eksperime imen n "riest "riestley ley.. 'a memperl memperliha ihatka tkan n bahwa bahwa cahaya cahaya matahar mataharii berpeng berpengaru aruh h pada tumbuhan sehingga dapat memulihkan udara yang rusak. 'a uga menemukan bahwa tumbuhan uga *mengotori udara* pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuha tumbuhan n dikelu dikeluark arkan an dari dari rumah rumah pada pada malam malam hari hari untuk untuk mencega mencegah h kemungk kemungkina inan n meracuni penghuninya.
1.2
#.
1.$
Ruu!an Ma!alah
#.
+agaimana proses teradinya fotosintesis
-.
+agaimana pengaruh cahaya tampak pada proses fotosintesis
.
+agaimana keadaan lingkungan setelah proses fotosintesis teradi
Tu"uan Tu "uan Penel#t#an
#.
/engetahui pengertian fotosintesis.
-.
/engetahui bagaimana proses fotosintesis teradi.
.
/engetahui faktor0faktor pendukung proses fotosistesis.
1.
/engetahui berapa hasil !ksigen dari hasil fotosintesis.
Man%aat
#.
/enambah informasi tentang teradinya proses fotosintesis
-.
/emberikan informasi tentang bagaimana proses penelitian tentang fotosintesis
1.&
H#'(te!#!
Hipotesis dalam penelitian tentang fotosintesis adalah kami berpendapat bahwa cahaya sangat dibutuhkan selama proses fotosintesis dan dalam proses tersebut teradi pembentukan oksigen dengan adanya gelembung.
Bab II Landa!an Te(r#
2.1
Pengert#an F(t(!#nte!#! F(t(!#nte!#! adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi
yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa enis 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. kibatnya fotosintesis menadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis uga berasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. !rganisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis ( photos berarti cahaya)
disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari 2!- diikat (difiksasi) menadi gula sebagai molekul penyimpan energi. 2ara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh seumlah bakteri belerang.
2.2
Se"arah F(t(!#nte!#!
/eskipun masih ada langkah0langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui seak tahun #%330an. "ada awal tahun #4330 an, seorang dokter dan ahli kimia, &an 5an Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari +elgia), 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. 6amun, pada tahun #$-$, ahli botani 'nggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. 'a mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. "ada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan. "ada tahun #$$#, &oseph "riestley, seorang ahli kimia dan pendeta berkebangsaan 'nggris, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. 'a kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, "riestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah merusak udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. 'a kemudian menunukkan bahwa udara yang telah 7dirusak8 oleh lilin tersebut dapat 7dipulihkan8 oleh tumbuhan. 'a uga menunukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya uga terdapat tumbuhan. "ada tahun #$$%, &an 'ngenhousz, dokter keraaan ustria, mengulangi eksperimen "riestley. 'a memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat memulihkan udara yang rusak. 'a uga menemukan bahwa tumbuhan uga *mengotori udara* pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya. khirnya di tahun #$%-, &ean Senebier, seorang pastor "erancis,
menunukkan bahwa udara yang 7dipulihkan8 dan 7merusak8 itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. 9idak lama kemudian, 9heodore de Saussure berhasil menunukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan0percobaan pemulihan udara.
'a menemukan bahwa peningkatan massa
tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi uga oleh pemberian air. /elalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa). 2.)
P#gen
"roses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Sel yang tidak mempunyai pigmen fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis. "ada percobaan &an 'ngenhousz, dapat diketahui bahwa intensitas cahaya mempengaruhi lau fotosintesis pada tumbuhan. Hal ini dapat teradi karena perbedaan energi yang dihasilkan oleh setiap spektrum cahaya. Di samping adanya perbedaan energi tersebut, faktor lain yang menadi pembeda adalah kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya yang berbeda tersebut. "erbedaan kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya tersebut disebabkan adanya perbedaan enis pigmen yang terkandung pada aringan daun. Di dalam daun terdapat mesofil yang terdiri atas aringan bunga karang dan aringan pagar. "ada kedua aringan ini, terdapat kloroplas yang mengandung pigmen hiau klorofil. "igmen ini merupakan salah satu dari pigmen fotosintesis yang berperan penting dalam menyerap energi matahari. 2.$ Kl(r('la!
:loroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hiau, termasuk batang dan buah yang belum matang. Di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. :loroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. Stroma ini dibungkus oleh dua lapisan membran. /embran stroma ini disebut tilakoid, yang didalamnya terdapat ruang0ruang antar membran yang disebut lokuli. Di dalam stroma uga terdapat lamela0lamela yang bertumpuk0tumpuk membentuk grana (kumpulan granum). ;ranum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang merupakan tempat teradinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di antara
membran tilakoid. +ila sebuah granum disayat maka akan diumpai beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid.Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, D6, <6, gula fosfat, ribosom, 5itamin05itamin, dan uga ion0 ion logam seperti mangan (/n), besi (Fe), maupun perak (2u). "igmen fotosintetik terdapat pada membran tilakoid. Sedangkan, pengubahan energi cahaya menadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma. :lorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem.
2.& F(t(!#nte!#! 'ada Alga dan Bakter#
lga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. /eskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya teradi dengan cara yang sama. Hanya saa karena alga memiliki berbagai enis pigmen dalam kloroplasnya, maka panang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih ber5ariasi. Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof . Hanya sebagian kecil saa yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain. 2.* +aha,a ta'ak
2ahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. "anang gelombang cahaya tampak ber5ariasi, bergantung pada warnanya. /eskipun spektrum optik tidak ada batas yang elas antara satu warna dengan warna lainnya, berikut perkiraan batas warna0warna spektrum = >ngu= %3?1@3 nm, +iru= 1@3?@33 nm, Hiau= @33?@@3 nm, :uning= @@3?433 nm, &ingga= 433?4@3 nm, /erah= 4@3?$@3 nm
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia penting dimana tanaman, ganggang dan beberapa bakteri memanfaatkan -aha,a atahar# untuk menghasilkan makanan. "ada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menadi dua bagian utama= reak!# terang (karena memerlukan cahaya) dan reak!# gela' (tidak memerlukan cahaya
tetapi memerlukan karbon dioksida)
KOMPONEN 2ahaya dengan
PRO/K
terang
digunakan untuk
panang gelombang
memecah air, reduksi tertentu dan klorofil 6D" dan sintesis
p$33 dan "4%3
Reak!#
9" Alektron dari molekul "rotein, klorofil dan Elektr(n
energ#
akseptor pada klorofil cahaya
-aha,a
dikeluarkan dan diterima oleh aseptor
elektron. Tran!%er Setiap elektron
Alektorn, H-! dan NAPH0O20H00e
Elektr(n diangkut melalui rantai 6D"C
panang oleh molekul akseptorB elektron didalam membran tilakoid, reduksi 6D"C , pemecahan air. +eberapa HC diakumulasikan dalam kompartemen tilakoid. Setiap HC dipompa /embran HC
ATP
menyebrangi membran gradien D" dan " tilakoid, sementara itu proton tilakoid diangkut melawan gradien konsentrasi ke dalam tilakoid. Anergi yang dilepaskan digunakan untuk Reak!#
sintesis 9" +O2 d#reduk!#
R/BP3 +O23 ATP3 Sen,u karb(n
gela'
en"ad# !en,aa
NAPH
berenerg# karb(n k('lek!
bernenerg# t#ngg# AP0
bereberg# leb#h t#ngg# Reak!# terang
sebagai
antena.
"igmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (13301@3 nanometer) dan merah (4@30$33 nanometer) dibandingkan hiau (@330433 nanometer). 2ahaya hiau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hiau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panang tertentu. Hal ini karena panang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi. Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat0pusat reaksi. 9umbuhan memiliki dua enis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem '' dan fotosistem '. Fotosistem '' terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panang gelombang 4%3 nanometer, sedangkan fotosistem ' $33 nanometer. :edua fotosistem ini akan bekera secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekera saling memperkuat.
Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem '', membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanang rantai transpor elektron. Anergi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan 9", satuan pertukaran energi dalam sel.
bakteri fotosintetik pada tahun #30an. +akteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen. "ada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem '', cahaya uga mengionisasi fotosistem ', melepaskan elektron yang ditransfer sepanang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi 6D" menadi 6D"H.
Reak!# gela'
9" dan 6D"H yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. "ada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus 2al5in yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menadi gula seperti glukosa).
Faktor pembatas tersebut dapat mencegah lau fotosintesis mencapai kondisi optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya faktor0faktor pembatas tersebut sangat mempengaruhi lau fotosintesis yaitu dengan mengendalikan lau optimum fotosintesis. Selain itu, faktor0faktor seperti translokasi karbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi mempengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak langsung ikut mempengaruhi lau fotosintesis +erikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan lau fotosintesis = #. Intensitascahaya Eau fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya. -. Konsentrasikarbondioksida Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak umlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis. . Suhu Anzim0enzim yang bekera dalam proses fotosintesis hanya dapat bekera pada
suhu optimalnya. >mumnya lau fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim. 1. Kadar air :ekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi lau fotosintesis. @. Kadarfotosintat(hasilfotosintesis) &ika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, lau fotosintesis akan naik. +ila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai enuh, lau fotosintesis akan berkurang. 4. Tahap pertumbuhan "enelitian menunukkan bahwa lau fotosintesis auh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
Bab 4 Penutu'
&.1 Ke!#'ulan
+erdasarkan hasil pengamata proses fotosintesis dan penelasan singkatnya diatas dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut.
#. F(t(!#nte!#! melibatkan sinar matahari untuk memperoleh hasil yang sempurna
-. "roses fotosintesis melalui dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
dapat disimpulkan bahwa dalam proses fotosintesa, yang diperlukan
Dala proses fotosintesa, bahan yang diperlukan adalah 2!- dan H-!.
"roduk yang dihasilkan dari proses ini adalah glukosa dan !-
"roses fotosintesa dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu, cahaya, enzim, substrat, suhu
a%tar Pu!taka
2ampbell dan