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 terang	Energi tinggi digunakan untuk memecah air, reduksi NADP dan sintesis ATP	Cahaya dengan panjang gelombang tertentu dan klorofil p700 dan P680
Reaksi energi cahaya	Elektron dari molekul akseptor pada klorofil dikeluarkan dan diterima oleh aseptor elektron.	Protein, klorofil dan cahaya	Elektron
Transfer Elektron	Setiap 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 ATP	Membran H+ gradien ADP dan P	ATP
Reaksi gelap berenergi	CO2 direduksi emnjadi senyawa karbon kompleks berebergi lebih tinggi	RUBP, CO2, ATP, NADPH	Senyum karbon bernenergi tinggi ADP+

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

ü  Dala proses fotosintesa, bahan yang diperlukan adalah CO₂ dan H₂O.

ü  Produk yang dihasilkan dari proses ini adalah glukosa dan O2

ü  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/