FOTOSINTESIS

Apakah tumbuhan memerlukan makanan seperti halnya hewan dan manusia? Bagaimana cara tumbuhan memperoleh makanan?

Pada ekosistem, dalam rantai makanan, tumbuhan hijau memegang peranan penting

karena bertindak sebagai produsen yang dapat menghasilkan makanannya sendiri.

​

Fotosintesis adalah pemanfaatan energy cahaya matahari (cahaya matahari buatan) oleh tumbuhan berhijau daun

​

atau bakteri untuk mengubah karbondioksida dan air menjadi karbohidrat. Perhatikan gambar 1.

​

​

A. Pengertian Fotosintesis�

1.Euglena

2.Cyanobacteria

3. Hydrilla

Pemanenan

enargi surya

Energi Kimia

Oksigen

Matahari

Bahan organik

​

​

​

Obat

​

Makanan

Kosmetik

dll.

Pakaian Perumahan

​

​

Bahan bakar

Fotosintesis

3

Sejarah Fotosintesis

Fotosintesis

2

FOTOSINTESIS.???

6H₂O + 6CO₂ + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O₂

​

Tapi apakah para ilmuwan langsung menemukan reaksi seperti di atas ini?

​

Ternyata…….tidak…!!!

Penemuan fundamental ini bertahap dan berlangsung selama 100 tahun lebih!

​

SEJARAH PENEMUAN FOTOSINTESIS

Aristoteles

​

Jan van Helmont

(Abad ke-17)

​

Joseph Priestley

(1770)

​

​

AKAR memakan TANAH

​

Pertumbuhan tumbuhan/ tanaman disebabkan adanya air dan bukan tanah.

Memperlihatkan bahwa tumbuhan mengeluarkan suatu gas yang dibutuhkan dalam pembakaran.

​

​

Percobaan awal Fotosintesis:

Priestley (1770-an)

Ingenhousz (1780-an)

​

​

Priestly: Batang dan daun

mint dapat membersihkan

udara yang telah dikotori

oleh nyala lilin

Ingenhousz: Fotosintesis

memerlukan cahaya

D. Percobaan Fotosintesis�

• Jan Ingenhousz & percobaannya

Percobaannya menunjukan tiga hal penting, yaitu:

• Gas yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu ternyata adalah O_2.
• Cahaya matahari dibutuhkan untuk proses fotosintesis
• Bagian yang berhijau daun saja yang mengeluarkan O_2.

​

​

Jan Ingenhousz

(1799)

​

​

​

Engelmann

(1822)

​

​

Julius von Sachs

(1860)

​

​

​

​

membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan oksigen (O2). la melakukan percobaan dengan tumbuhan air Hydrilla verticillata.

Membuktikan bahwa klorofil merupakan faktor yang harus ada dalam proses fotosintesis.

la melakukan percobaan dengan ganggang hijau Spirogyra

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.

Robin Hill

(1937)

​

​

​

Joseph Priestley

(1772)

​

Melvin Calvin

(1940)

​

Jean Senebier

(1782)

Membuktikan bahwa cahaya matahari diperlukan untuk memecah air (H2O) menjadi hidrogen (H) dan oksigen (O2). Pemecahan ini disebut fotolisis.

Menemukan urutan reaksi/proses yang berlangsung pada reaksi gelap.

​

Melakukan penelitian dan menyimpulkan bahwa tumbuhan mengubah udara  yang dikeluarkan hewan menjadi udara segar.

Menyebutkan gas yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis adalah karbon dioksida yang merupakan sumber karbon bagi tumbuhan hijau.

Geneva, N.T. de Saussure

pertama kalinya mengungkapkan komponen yang mendekati fotosintesis

​

​

Beliau menyimpulkan bahwa air (H₂O) dibutuhkan dalam proses pemurnian udara

​

Sehingga terbentuk proses :

​

CO₂ + H₂O  → O₂ + senyawa organik

CO₂ + H₂O  → O₂ + senyawa organik

Senyawa organik ?

Glukosa (C6H12O6)

Dan pertengahan abad 19 outline tentang fotosintesis telah komplit. Meski sudah komplit, para ilmuwan masih berusaha mengungkapkan lebih detail tentang proses fotosintesis

​

​

​

​

Fotosintesis

Fotosintesis melibatkan

tumbuh-tumbuhan yang

ada di darat, perairan air

tawar maupun lautan

• Tanaman hijau menggunakan pigmen yang disebut klorofil untuk mengubah energi sinar matahari menjadi energi kimia.

​

• Tanaman mengambil dan menggabungkan energi cahaya dengan enam molekul karbon dioksida dan enam molekul air untuk membentuk satu molekul glukosa dan enam molekul oksigen.

​

​

• Oksigen adalah produk sampingan dari fotosintesis. Tanaman juga dapat menyimpan energi untuk penggunaan masa depan. Pada dasarnya, proses ini membuat makanan dari energi.

​

•  Gula yang dihasilkan oleh fotosintesis digunakan secara langsung dalam respirasi. Biasanya, fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak glukosa daripada yang dibutuhkan oleh tanaman.

​

Perhatikan reaksi fotosintesis di bawah ini!

​

  energi matahari

6H₂O + 6CO₂ C₆H12O₆ + 6O₂ � klorofil

�

​

Pada proses fotosintesis, energi dihasilkan dari cahaya matahari yang diserap oleh klorofil.

​

Energi tersebut digunakan untuk memecah molekul air menjadi oksigen dan hidrogen.

​

Oksigen dikeluarkan oleh daun, meskipun sebagian digunakan untuk bernapas.

​

Hidrogen bergabung dengan karbon dioksida membentuk glukosa.

​

Di bagian manakah Fotosintesis berlangsung?

​

Pada umumnya, “pabrik” tempat fotosintesis adalah daun.

Fotosintesis berlangsung pada jaringan tiang (Palisade) dan jaringan bunga karang (Spons).

​

​

B. Tempat dan Alat Fotosintesis�

​

Jaringan tiang dan bunga karang merupakan bagian yang disebut daging daun (mesofil).

​

Di dalam sel-selnya terdapat banyak organel berbentuk bulat atau lonjong yang berwarna hijau, disebut kloroplas.

​

Kloroplas banyak terdapat pada mesofil, terutama pada jaringan tiang.

​

​

1. internal leaf structure

2. chloroplasts

3. outer membrane

4. inner membrane

5. thylakoid

​

Gambar 3. Fotosintesis Tanaman

• Tilakoid adalah sistem membran dalam kloroplas (tempat terjadinya reaksi terang). Memisahkan kloroplas menjadi ruang tilakoid dan stroma
• Grana kumpulan tilakoid dalam kloroplas
• Stroma: daerah cair antara tilakoid dan membran dalam tempat terjadi siklus Calvin

Struktur kloroplas

��C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi �Proses Fotosintesis�

• Fotosintesis di pengaruhi oleh banyak faktor, baik faktor dari dalam maupun faktor dari luar.

​

• Faktor dari dalam, antara lain: Umur daun, Keadaan stomata, kandungan khlorofil dan Jenis tumbuhan.

C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Fotosintesis�

Faktor dari luar,antara lain:

• Kadar konsentrasi CO₂
• Ketersediaan air,
• Kelembapan dan suhu udara,serta
• Keadaan cahaya (intesitas,lama,dan warna

cahaya).

​

​

E. Tahapan Fotosintesis

​

Fotosintesis terdiri dari dua proses yaitu

-Reaksi terang (Siklus Hill)

-Reaksi gelap (Siklus Calvin)

Fotosintesis

• Proses dimana organisme yang memiliki kloroplas mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia

• Melibatkan 2 lintasan metabolik

​

• Reaksi terang: mengubah energi matahari menjadi energi seluler

​

• Siklus Calvin: reduksi CO₂ menjadi CH₂O

Reduksi CO2 menjadi karbohidrat melalui oksidasi carrier energi (ATP, NADPH)

​

Reaksi terang memberi energi pada carrier

​

Reaksi gelap (siklus Calvin) menghasilkan PGAL (phosphoglyceraldehyde)

Pada fotosintesis

Fotosintesis

ATP

NADPH

ADP+Pi

NADP+

Reaksi terang

(Dalam Grana)

Cahaya

​

​

Reaksi terang

H2O

​

​

O2

​

​

​

​

CO2

​

​

Reaksi gelap

Reaksi Gelap

(dalam stroma)

​

​

​

​

Gula

Reaksi terang

​

​

Prosesnya digerakkan oleh cahaya

​

​

​

​

​

ATP

Reaksi terjadi di dalam grana khususnya pada

membran tilakoid kloroplas

Klorofil

dan

​

​

NADPH

​

​

​

​

Energi KIMIA

Cahaya

matahari

​

​

​

​

​

​

​

​

​

Energi CAHAYA

Fotosintesis

11

Cahaya matahari: gelombang elektromagnetik

Gelombang

mikro

Gelombang

radio

infra merah

Cahaya Tampak

380

450

500

550

600

650

700

750 nm

Peningkatan λ

​

​

Peningkatan Energi

UV

sinar X

sinar

Gamma

Fotosintesis

10

Laju Fotosintesis

Spektrum cahaya merah dan biru adalah yang

efektif diserap oleh pigmen tumbuhan dalam

proses fotosintesis, cahaya hijau sebagian

besar dipantulkan sehingga daun berwarna hijau

400

500

600

700

Panjang Gelombang (nm)

Panjang gelombang

efektif untuk fotosintesis

​

​

​

​

​

Absorbsi cahaya

oleh klorofil a

Copyright@2009 by Ida Rianawaty

Copyright@2009 by Ida Rianawaty

Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untuk mengkonversi CO₂ menjadi gula

• Siklus calvin
• Terjadi di stroma

• Siklus Calvin memiliki 3 tahap
• Fiksasi karbon
• Reduksi
• Regenerasi akseptor CO₂

Siklus Calvin

• Dimulai dari CO₂ dan menghasilkan Glyceraldehyde 3-phosphate
• Tiga bagian siklus Calvin menghasilkan 1 produk molekul
• Tiga tahap
• Fiksasi karbon
• Reduksi CO2
• Regenerasi RuBP