Sejarah Fotosintesis

6 min read

Fungsi Fotosintesis

Sejarah Fotosintesis

Fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800. Pada awal tahun 1600, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont berasal dari Flandria  (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. Zygomycota Tapi pada tahun 1720, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis menyatakan bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia berpendapat faktor itu adalah udara.

Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin yang menyala dengan sebuah toples terbalik,  ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama dengan  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 oleh Jan Ingenhousz,dari Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat “memulihkan” udara yang “rusak”.

Akhirnya di tahun 1796, 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).

Pengertian Fotosintesis

Menurut ilmu biologi, Fotosintesis adalah proses pengubahan energi cahaya matahari menjadi energi kimia kemudian menyimpannya dalam bentuk glukosa. Ekologi Proses ini terjadi hanya pada tumbuhan dan beberapa ganggang (Kingdom Protista).

Tumbuhan hanya memerlukan cahaya, CO2, dan H2O untuk membentuk glukosa. Proses fotosintesis terjadi di kloroplas, lebih khususnya yaitu pigmen hijau yang terlibat dalam fotosintesis.

Fotosintesis terjadi terutama pada daun. Bagian khas dari daun meliputi epidermis atas dan bagian bawah daun, mesofil daun, bundel vaskuler dan stomata.

Sel-sel epidermis atas dan bawah tidak memiliki kloroplas sehingga fotosintesis tidak dapat terjadi. Bagian tersebut hanya berfungsi sebagai pelindung bagi daun.

Pada stomata terdapat lubang yang berada terutama pada epidermis bawah dan untuk pertukaran udara, stomata akan membiarkan CO2 masuk dan akan mengeluarkan O2.

Bundel vaskuler atau pembuluh darah yang terdapat di daun merupakan bagian dari sistem transportasi tumbuhan, dimana air dan nutrisi bergerak disekitar pabrik yang diperlukan.

Proses Fotosintesis

Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya.

Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Platyhelminthes Fotosintesis berasal dari dua kata yaitu Photo yang berarti Cahaya dan Synthesis yang berarti proses  pembuatan atau pengolahan.

Proses fotosintesis merupakan proses mengolah bahan yang sederhana menjadi bahan yang kompleks dengan menggunakan bantuan dari cahaya.

Bahan sederhana yang digunakan oleh tumbuhan untuk fotosintesis adalah karbon dioksida dan air. Tumbuhan umumnya mendapat karbon dioksida dari udara dan mendapatkan air dari tanah.  Karbon dioksida diubah menjadi gula.

Hasil sampingan proses ini adalah gas oksigen. Proses atau reaksi ini sangat memerlukan energi yang secara alami didapat dari cahaya matahari. Energi dari cahaya matahari itu diserap dari klorofil yang terdapat pada tumbuhan.

Sebenarnya, proses fotosintesis bukanlah reaksi tunggal, melainkan terdiri dari beberapa tahap reaksi yang kompleks. Reaksi tersebut dapat menghasilkan oksigen dan glukosa.

Glukosa tersebut dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan.

Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada proses respirasi, gula atau glukosa dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.

Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas.

Klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.

Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Annelida Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis.

Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar Matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

Fungsi Fotosintesis

Fungsi fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan adalah sebagi berikut :

  • Memproduksi Glukosa

Memproduksi glukosa. Glukosa yang dihasilakan oleh tumbuhan dari proses fotosintesis akan dijadikan sebagai bahan bakar dasar untuk diolah lagi menjadi zat makanan yang lain, seperti protein dan lemak yang ada pada tumbuhan.

Zat-zat olahan tersebut nantinya juga akan memberikan manfaat untuk dikonsumsi bagi manusia maupun hewan.

  • Menghasilkan Oksigen (O2) dan Mengurangi Karbondioksida (CO2)

Menghasilkan oksigen (O2) dan mengurangi karbondioksida (CO2). Karbondioksida sangat diperlukan dalam proses fotosistesis, sehingga fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan akan mengurangi kadar karbondioksida yang ada di lingkungan sekitar kita.

Hasil akhir dari proses fotosintesis, salah satunya adalah menghasilkan oksigen yang dilepas ke udara bebas. Oksigen merupakan kebutuhan utama manusia untuk bernafas dan hidup, proses fotosintesis memberikan persedian oksigen yang cukup untuk manusia.

Oksigen hasil dari proses fotosintesis yang dilepas ke udara bebas akan membuat udara menjadi terasa lebih segar.

  • Menghasilkan Batu Bara

Menghasilkan batu bara. Fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan selama ia masih hidup ternyata dapat membuat sisa-sias tumbuhan nyang tertimbun di dalam tanah selama bertahun-tahun menjadi batu bara.

Tahap – Tahap Fotosintesis

Proses fotosintesis yang terjadi di kloroplas melalui dua tahap reaksi. Kedua reaksi tersebut diantaranya adalah reaksi terang dan reaksi gelap. Pyrrophyta Kedua reaksi tersebut akan dijelaskan sebagai berikut :

  • Reaksi Terang

Reaksi terang berlangsung di dalam membran tilakoid di grana. Grana adalah struktur bentukan membran tilakoid yang terbentuk dalam stroma, yaitu salah satu ruangan dalam kloroplas.

Di dalam grana terdapat klorofil, yaitu pigmen yang berperan dalam proses fotosintesis. Dalam reaksi terang ini, klorofil menyerap cahaya nila. Energi yang ditangkap oleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air.

Reaksi tersebut disebut reaksi fotolisis karena proses penyerapan energi cahaya dan penguraian atau pemecahan molekul air menjadi oksigen dan hidrogen. Chrysophyta Reaksi fotolisis dapat ditulis sebagai berikut :

  • Reaksi Gelap

Reaksi gelap berlangsung di dalam stroma. Reaksi yang membentuk gula dari bahan dasar CO2 yang diperoleh dari udara dan energi yang diperoleh dari reaksi terang.

Reaksi gelap tidak membutuhkan cahaya matahari, tetapi tidak dapat berlangsung jika belum terjadi siklus terang karena energi yang dipakai berasal dari reaksi terang.

Ada dua macam siklus, yaitu siklus Calin-Benson dan siklus hatch-Slack. Pada siklus Calin-Benson, tumbuhan menghasilkan senyawa dengan jumlah atom karbon tiga, yaitu senyawa 3-fosfogliserat.

Siklus ini dibantu oleh enzim rubisco. Pada siklus hatch-Slack, tumbuhan menghasilkan senyawa dengan jumlah atom karbon empat.

Enzim yang berperan adalah pada siklus hatch-Slack adalah enzim phosphoenolpyruvate carboxylase. Produk akhir siklus gelap diperoleh glukosa yang dipakai tumbuhan untuk aktivitasnya atau disimpan sebagai cadangan energi.

Hasil Akhir Fotosintesis

Secara umum karbohidrat dianggap sebagai hasil akhir fotosintesis. Namun patut diperhatikan istilah karbohidrat tersebut dapat berupa monosakarida, disakarida, dan polisakaria.

Sebenarnya hasil akhir fotosintesis adalah gula sederhana beratom C-3. Pengertian Virus Senyawa ini sangat mudah bereaksi, sehingga sebelum diangkut perlu diubah terlebih dahulu menjadi gula lain, misalnya glukosa.

Glukosa diangkut melalui floem ke sel-sel daun yang lain yang tidak berfotosintesis, yakni sel-sel batang dan sel-sel akar untuk keperluan tumbuhan itu sendiri.

Sisanya diubah ke dalam bentuk lain yaitu menjadi amilum, protein dan lipid yang disimpan untuk cadangan makanan. Cadangan makanan terutama di simpan didalam akar dan batang, tapi ada juga yang di simpan dalam daun.

Hasil lain dari proses fotosintesis yaitu berupa oksigen. Oksigen dilepas ke lingkungan melaui stomata. Oksigen yang dilepas dimanfaatkan oleh organisme lain untuk proses pernapasan.

Faktor – Faktor  yang mempengaruhi Proses Fotosintesis

Beberapa faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis dibagi menjadi 9 bagian yaitu sebagai berikut:

  1. Cahaya

Cahaya merupakan sumber energi untuk proses fotosintesis. Energi cahaya yang diserap oleh tumbuhan tergantung pada intensitas sumber cahaya, panjang gelombang cahaya, dan lamanya penyinaran yang terjadi.

Pada batas-batas tertentu, semakin tinggi intensitas cahaya matahari maka semakin banyak energi cahaya yang diserap oleh klorofil, sehingga laju fotosintesis semakin meningkat.

Cahaya matahari dengan intensitas terlalu tinggi akan menimbulkan kerusakan pada klorofil.

  1. Kadar Air

Kekurangan air atau kekeringan dapat menyebabkan stomata atau mulut daun menjadi tertutup, dan dapat menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju proses fotosintesis.

  1. Konsentrasi Karbon Dioksida

Laju fotosintesis akan dapat ditingkatkan dengan meningkatkan CO2 atau karbon dioksida udara. Semakin banyak CO2, maka semakin baiklah proses fotosintesis.

Namun, kadar karbon dioksida yang terlalu tinggi dapat meracuni atau menyebabkan stomata tertutup, sehingga laju fotosintesis menjadi terhambat.

Untuk itu, kenaikkan karbondioksida atau CO2 harus disesuaikan dengan intensitas cahaya.

Jika konsentrasi karbondioksida tidak mencukupi laju fotosintesis akan turun. Apabila konsentrasi karbondioksida ditingkatkan pelan-pelan maka laju fotosintesis akan meningkat hingga pada tingkat tertentu.

  1. Suhu

Suhu, mempengaruhi kerja enzim untuk fotosintesis. Bila suhu naik 100 , kerja enzim meningkat dua kali lipat. Hal ini terjadi pada suhu tertentu, bila suhu terlalu tinggi, justru merusak enzim.

Kebanyakan tumbuhan mengadakan fotosintesis dengan baik pada kisaran suhu 10-35 0 .

  1. Oksigen

Kenaikan kadar oksigen dapat menghambat fotosintesis karena oksigen merupakan komponen untuk respirasi. Oksigen akan bersaing dengan karbondioksida untuk mendapat hidrogen.

  1. Kandungan Klorofil

Kandungan klorofil dari setiap tumbuhan berbeda-beda. Untuk membedakannya dapat dilihat pada warna daun. Daun yang menguning atau berwarna kekuningan berarti kadar klorofilnya relatif masih sangat  kurang.

Sebaliknya, jika daun berwarna hijau, maka daun tersebut memiliki kadar klorofil yang relatif tinggi. Populasi Lokal dan Ras Ekologi Jika kekurangan klorofil, maka akan menurunkan laju fotosintesis.

Dalam memenuhi kekurangan klorofil, tumbuhan sangat memerlukan sejumlah ion anorganik tertentu untuk membuat pigmen klorofil. Ion itu adalah Mg (Magnesium) dan N (Nitrogen)..

  1. Kadar Fotosintat (Hasil Fotosintesis)

Jika kadar fotosintat seperti gula berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

  1. Tahap Pertumbuhan

Pada saat masih kecambah, tumbuhan lebih rajin fotosintesis daripada yang sudah besar karena yang sedang tumbuh butuh banyak energi untuk tumbuh membesar.

Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa.

Demikian pembahasan dari kami tentang Faktor Proses dan Tahapan Fotosintesis secara lengkap dan jelas, semoga bermanfaat sobat WebChecKer.Me jangan lupa di share.