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 fotosintesis, dihasilkan glukosa
(karbohidrat) dan oksigen. Hampir semua makhluk hidup bergantung pada hasil
fotosintesis. Sehingga fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan
di bumi. Organisme yang mampu menyusun senyawa organik dari senyawa
anorganik dinamakan organisme autrotof.
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.
1.2 Rumusan Masalah
1. Bagaimana proses terjadinya fotosintesis ?
2. Bagaimana pengaruh cahaya tampak pada proses fotosintesis ?
3. Bagaimana keadaan lingkungan setelah proses fotosintesis terjadi
?
1.3 Tujuan Penelitian
1. Mengetahui pengertian fotosintesis.
2. Mengetahui bagaimana proses fotosintesis terjadi.
3. Mengetahui faktor-faktor pendukung proses fotosistesis.
4. Mengetahui berapa hasil Oksigen dari hasil fotosintesis.
1.4 Manfaat
1. Menambah informasi tentang terjadinya proses fotosintesis
2. Memberikan informasi tentang bagaimana proses penelitian tentang
fotosintesis
1.5 Hipotesis
Hipotesis dalam penelitian tentang fotosintesis adalah kami berpendapat
bahwa cahaya sangat dibutuhkan selama proses fotosintesis dan dalam proses
tersebut terjadi pembentukan oksigen dengan adanya gelembung.
Bab II
Landasan Teori
2.1 Pengertian Fotosintesis
Fotosintesis 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 Fotosintesis
Meskipun 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 Pigmen
Proses 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 Kloroplas
Kloroplas 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 Bakteri
Alga 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 tampak
Cahaya 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: 380–450 nm, Biru: 450–500 nm, Hijau: 500–550 nm, Kuning: 550–600 nm,
Jingga: 600–650 nm, Merah: 650–750 nm
Fotosintesis 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.
"REAKSI "PROSES "KOMPONEN "PRODUK "
"Reaksi "Energi tinggi "Cahaya dengan " "
"terang "digunakan untuk "panjang " "
" "memecah air, "gelombang " "
" "reduksi NADP dan "tertentu dan " "
" "sintesis ATP "klorofil p700 " "
" " "dan P680 " "
"Reaksi "Elektron dari "Protein, "Elektron "
"energi "molekul akseptor "klorofil dan " "
"cahaya "pada klorofil "cahaya " "
" "dikeluarkan dan " " "
" "diterima oleh " " "
" "aseptor elektron." " "
"Transfer"Setiap elektron "Elektorn, H2O "NADPH+O2+H++e- "
"Elektron"diangkut melalui "dan NADP+ " "
" "rantai panjang " " "
" "oleh molekul " " "
" "akseptor\ " " "
" "elektron didalam " " "
" "membran tilakoid," " "
" "reduksi NADP+ , " " "
" "pemecahan air. " " "
" "Beberapa H+ " " "
" "diakumulasikan " " "
" "dalam kompartemen" " "
" "tilakoid. " " "
" "Setiap H+ dipompa"Membran H+ "ATP "
" "menyebrangi "gradien ADP " "
" "membran tilakoid,"dan P " "
" "sementara itu " " "
" "proton tilakoid " " "
" "diangkut melawan " " "
" "gradien " " "
" "konsentrasi ke " " "
" "dalam tilakoid. " " "
" "Energi yang " " "
" "dilepaskan " " "
" "digunakan untuk " " "
" "sintesis ATP " " "
"Reaksi "CO2 direduksi "RUBP, CO2, "Senyum karbon "
"gelap "emnjadi senyawa "ATP, NADPH "bernenergi "
"berenerg"karbon kompleks " "tinggi ADP+ "
"i "berebergi lebih " " "
" "tinggi " " "
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
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 :
1. Intensitascahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasikarbondioksida
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. Kadarair
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat
penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. Kadarfotosintat(hasilfotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis
akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh,
laju fotosintesis akan berkurang.
6. Tahappertumbuhan
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.
Bab V
Penutup
5.1 Kesimpulan
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. FOTOSINTESIS
dapat disimpulkan bahwa dalam proses fotosintesa, yang diperlukan
Dala proses fotosintesa, bahan yang diperlukan adalah CO2 dan H2O.
Produk yang dihasilkan dari proses ini adalah glukosa dan O2
Proses fotosintesa dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu, cahaya,
enzim, substrat, suhu
Daftar Pustaka
Campbell dan Reece. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Darmawan dan Baharsjah. 1983. Pengantar Fisiologi Tumbuhan . Jakarta : PT
Gramedia.
Devlin, Robert M. 1975. Plant Physiology Third Edition. New York : D. Van
Nostrand.
Dwijoseputro, D. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Jakarta : Gramedia.
Dwijoseputro. 1994. Pengantar Fisiologi Tanaman. Jakarta : Gramedia.
Guttman, Burton S. Dan and John, W. Hopkins. 1983. Understanding Biology.
New York : Harcourt Brace Jovanovich, Inc.
http//:www.wikipedia/fotosintesis
http//:jevuska.com/fotosintesis%makalah2010%/
http://linkpdf.com/pengaruh20%sungkup30%%pada-fotosintesis