Fotosintesis – Definisi, Eksperimen, Proses, Faktor, Cahaya: Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat-zat makanan berupa karbohidrat yang dihasilkan oleh tumbuhan, terutama daun tumbuhan yang mengandung klorofil atau klorofil.
Selain tanaman berkalori tinggi, alga klorofil fotosintesis benda mati lainnya dan beberapa bakteri. Organisme fotosintesis menggunakan nutrisi, karbon dioksida, dan bantuan energi air dan sinar matahari.
Definisi Fotosintesis
Fotosintesis : Peristiwa penyusunan zat organik (gula) dari zat anorganik (CO2 dan H2O) menggunakan energi cahaya. Karena bahan baku yang digunakan adalah CO2 (karbon) maka fotosintesis dapat juga disebut asimilasi karbon. Proses pembuatan makanan pada tumbuhan hijau dapat berlangsung dengan bantuan :
- sinar matahari,
- air,
- garam mineral yang diserap,
- Karbon dioksida dari udara diubah menjadi nutrisi.
Eksperimen fotosintesis
Orang pertama yang melakukan penelitian adalah Jan Ingenhousz. Dia masuk Hydrilla verticillata dalam mangkuk berisi air. Wadah ditutup dengan corong terbalik dan tabung reaksi diletakkan di atasnya, diisi air hingga penuh.
Wadah diletakkan di bawah terik matahari, kemudian gelembung udara keluar dari tanaman. Gelembung-gelembung udara tersebut menandakan adanya gas, yaitu oksigen. Ingenhousz menyimpulkan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen.
Baca juga artikel terkait: Pengertian jaringan epitel
Dia melakukan percobaan menggunakan ganggang spirogyra. Hanya kloroplas yang terpapar cahaya yang mengeluarkan oksigen. Hal ini dibuktikan dengan banyaknya jumlah bakteri yang teragregasi dalam kloroplas yang terpapar cahaya. Oleh karena itu disimpulkan bahwa:
- Fotosintesis dilakukan oleh kloroplas
- Kloroplas berfotosintesis hanya ketika terkena cahaya.
- V.Sachs
Dia membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan pati. Caranya, daun dibungkus kertas timah dan dijemur di bawah sinar matahari dari pagi hingga sore hari. Kemudian daun direbus untuk membunuh sel.
Kemudian daun dimasukkan ke dalam alkohol agar klorofil larut dan daun menjadi pucat. Kemudian ditetesi yodium, sehingga bagian yang pucat tetap pucat sedangkan bagian yang tidak ditutup berwarna biru kehitaman. Warna ini menunjukkan bahwa daunnya mengandung pati.
Hill membuktikan bahwa energi cahaya untuk memisahkan air (fotolisis), disebut reaksi terang yang terjadi di grana.
Blacman membuktikan bahwa reduksi karbon dioksida oleh H2 tanpa keterlibatan langsung cahaya, yang disebut reaksi gelap, terjadi di stroma.
Fotosintesis adalah proses penggabungan CO22, H2O menjadi gula menggunakan energi cahaya dengan bantuan organel yang disebut kloroplas.
Baca juga artikel terkait: jaringan kolenkim dan sklerenkim
Proses fotosintesis
Reaksi ringan
Reaksi terang adalah langkah-langkah untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Cahaya yang diserap oleh klorofil mendorong pengangkutan elektron dan hidrogen dari air ke akseptor (akseptor) yang disebut NADP+ yang berfungsi sebagai pembawa elektron dalam respirasi seluler.
Reaksi terang menggunakan energi matahari untuk mengurangi NADP+ NADPH dengan menambahkan pasangan elektron dengan inti hidrogen atau H+. Reaksi terang juga menghasilkan ATP dengan merangsang penambahan gugus fosfat ke ADP, sebuah proses yang disebut fotofosforilasi.
Reaksi terang terjadi di grana, khususnya di membran tilakoid. Reaksi terang menggunakan 2 sistem foto berpasangan. Fotosistem I menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm, sehingga disebut P700 yang berfungsi menghasilkan NADPH. Fotosistem II menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nm, sehingga disebut P680. Fungsinya agar potensial oksidasi cukup tinggi sehingga dapat memisahkan air.
Saat bekerja sama, 2 fotosistem ini melakukan proses fotofosforilasi nonsiklik yang menghasilkan ATP dan NADPH. Fotosistem I mentransfer elektron ke NADP+ untuk membentuk NADPH. Elektron yang hilang digantikan oleh elektron dari fotosistem II. Fotosistem II dengan potensi oksidasinya yang tinggi dapat memisahkan air untuk menggantikan elektron yang dipindahkan ke fotosistem I.
Kedua sistem foto dihubungkan oleh kompleks pembawa elektron yang disebut kompleks sitokrom/b6-f. Kompleks ini menggunakan energi transfer elektron untuk memindahkan proton dan mengaktifkan gradien proton yang digunakan oleh enzim ATP sintase.
Ketika pusat reaksi Fotosistem II menyerap foton, elektron pada molekul klorofil P680 tereksitasi, mentransfer elektron ini ke akseptor elektron. P680 teroksidasi dan melepaskan elektron dari kulit terluar atom Mg. Atom Mg dioksidasi dengan bantuan enzim pemecah air, yang menghilangkan elektron dari atom oksigen dari 2 molekul air.
Proses ini menyebabkan P680 menyerap 4 foton untuk menyelesaikan oksidasi 2 molekul air dan menghasilkan 1 oksigen. Elektron yang tereksitasi dibawa oleh plastoquinone dan kemudian diterima oleh kompleks b6-f. Adanya elektron menyebabkan kompleks memompa proton ke dalam celah tilakoid, kemudian elektron dibawa ke fotosistem I oleh plastosianin.
Pusat reaksi fotosistem I menyerap foton, sehingga elektron menjadi tereksitasi. “Lubang” yang ditinggalkan oleh elektron segera ditempati oleh elektron dari Fotosistem II, sedangkan elektron yang tereksitasi direaksikan oleh ferredoksin.
Feredoksin tereduksi membawa elektron dengan potensial tinggi yang kemudian ditangkap oleh NADP+ untuk membentuk NADPH. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim NADPH reduktase. Enzim ATP sintase menggunakan gradien proton yang dibuat selama transpor elektron untuk mensintesis ATP dari ADP + Pi.
Baca juga artikel terkait: Jaringan Tumbuhan: Pengertian, Ciri-Ciri, Jenis dan Fungsi Lengkap
Reaksi gelap
Reaksi gelap merupakan reaksi pembentukan gula dari CO2 yang berlangsung di stroma. Berbeda dengan reaksi terang, reaksi gelap atau reaksi bebas cahaya dapat terjadi pada siang dan malam hari, tetapi pada siang hari laju reaksi gelap pasti lebih rendah daripada laju reaksi terang.
Reaksi gelap diawali dengan pengikatan atau fiksasi 6 molekul CO2 terhadap 6 molekul gula 5 karbon yaitu ribulosa 1,5 bifosfat yang dikatalisis oleh enzim Rirulose bifosfat karboksilase/oksigenase (rubisko) yang kemudian membentuk 6 molekul gula 6 karbon. .
Molekul 6-karbon ini tidak stabil, sehingga terurai menjadi 12 molekul 3-karbon, yaitu 3 fosfogliserat. 3-fosfogliserat kemudian difosforilasi oleh 12 ATP untuk membentuk 1,3-bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat selanjutnya difosforilasi oleh 12 NADPH untuk membentuk 12 molekul gliseraldehida 3 fosfat/PGAL.
2 PGAL digunakan untuk membentuk 1 molekul glukosa atau gula jenis lain, sedangkan 10 molekul lainnya difosforilasi oleh 6 ATP untuk membentuk 6 molekul Ribulosa 1,5 bifosfat. Proses pengikatan CO2 ke RuBP disebut fiksasi, proses pemecahan 6 molekul karbon menjadi 3 molekul karbon disebut reduksi dan proses pembentukan kembali RuBP dari PGAL disebut regenerasi.
Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul pertama yang terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul 3-karbon.Kebanyakan tanaman yang menggunakan fotosintesis C3 disebut tanaman C3.
Untuk beberapa tumbuhan, mereka terpaksa melakukan fotosintesis dengan cara yang sedikit berbeda karena kondisi lingkungan. RuBP, bukannya mengikat CO2, justru mengikat O2 sehingga berubah menjadi glikolat dan terurai.
Proses ini disebut fotorespirasi. Selama pengikatan karbon, CO2 dan O2 bersaing untuk mengikat RuBP. Dalam kondisi normal pada suhu 25°C, 20% fiksasi karbon untuk fotosintesis hilang melalui fotorespirasi. Kemungkinan meningkat selama kondisi panas, kering dan stomata menutup pada siang hari untuk menyimpan air. Kondisi ini mencegah masuknya CO2 dan keluarnya O2 sehingga terjadi fotorespirasi.
Untuk mengatasinya, tanaman mengikat CO2 menjadi phosphoenolpyruvate (PEP), yang dikatalisis oleh PEP karboksilase dan membentuk senyawa 4-karbon, biasanya oksaloasetat. Mekanisme ini disebut mekanisme C4. Pengikatan ini terjadi di sel mesofil.
Oxaloacetate kemudian berubah menjadi malat yang memasuki sel selubung dan malat melepaskan CO2 untuk memulai siklus Calvin. Mala berubah menjadi piruvat yang keluar ke sel mesofil dan berubah menjadi PEP untuk berikatan kembali dengan CO2.
Baca juga artikel terkait:√ Jaringan ikat: pengertian, bahan lengkap, fungsi, komponen dan jenisnya
Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis
Intensitas cahaya
Tingkat fotosintesis maksimum ketika ada banyak cahaya.
Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, semakin banyak bahan yang dapat digunakan tanaman untuk melakukan fotosintesis.
Suhu
Enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimumnya. Secara umum, laju fotosintesis meningkat dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida dan dengan demikian mengurangi laju fotosintesis.
Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintesis seperti karbohidrat berkurang, maka laju fotosintesis akan meningkat. Jika kadar fotosintat meningkat atau bahkan mencapai saturasi, laju fotosintesis akan menurun.
Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tanaman yang berkecambah daripada tanaman dewasa. Ini mungkin karena tanaman yang berkecambah membutuhkan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
Baca juga artikel terkait: Jaringan Hewan: Jenis, Fungsi, Letak, Gambar dan Contohnya
Cahaya berperan dalam fotosintesis
Sistem foto
- Kumpulan pigmen dan protein yang terkait dengan membran tilakoid yang memanen energi dari elektron tereksitasi
- Energi yang ditangkap ditransfer antara molekul fotosistem hingga mencapai molekul klorofil di pusat reaksi
- Ada 2 molekul di pusat reaksi
- Klorofil A
- Akseptor elektron primer
- Pusat reaksi klorofil dioksidasi oleh hilangnya elektron melalui reduksi akseptor elektron primer
- Ada fotosistem I dan II
aliran elektron
- Ada dua rute jalur elektron yang disimpan dalam akseptor elektron primer.
- Dimulai dengan menangkap energi foton.
- Gunakan rantai transpor elektron dengan sitokrom untuk kemiosmosis.
- Kedua lajur
- aliran elektron non-siklik
- Gunakan fotosistem II dan I
- Elektron dari fotosistem II dihilangkan dan digantikan oleh elektron yang disumbangkan oleh air
- Mensintesis ATP dan NADPH
- Donasi elektron mengubah air O2 dan 2H+
- Aliran elektron siklik
- Gunakan sistem foto I saja
- Elektron dari fotosistem I didaur ulang
- Mensintesis ATP
- aliran elektron non-siklik
Baca juga artikel terkait: Memahami jaringan pada hewan dan tumbuhan (termasuk manusia) secara biologi
website Pelajaran SD SMP SMA dan Kuliah Terlengkap
mata pelajaran
jadwal mata pelajaran mata pelajaran sma jurusan ipa mata pelajaran sd mata pelajaran dalam bahasa jepang mata pelajaran kurikulum merdeka mata pelajaran dalam bahasa inggris mata pelajaran sma jurusan ips mata pelajaran sma
bahasa inggris mata pelajaran
bu ani memberikan tes ujian akhir mata pelajaran ipa
tujuan pemberian mata pelajaran pendidikan kewarganegaraan di sekolah adalah
dalam struktur kurikulum mata pelajaran mulok bersifat opsional. artinya mata pelajaran smp mata pelajaran ipa mata pelajaran bahasa indonesia mata pelajaran ips mata pelajaran bahasa inggris mata pelajaran sd kelas 1
data mengenai mata pelajaran favorit dikumpulkan melalui cara
soal semua mata pelajaran sd kelas 1 semester 2 mata pelajaran smk mata pelajaran kelas 1 sd mata pelajaran matematika mata pelajaran ujian sekolah sd 2022
bahasa arab mata pelajaran mata pelajaran jurusan ips mata pelajaran sd kelas 1 2021 mata pelajaran sbdp mata pelajaran kuliah mata pelajaran pkn
bahasa inggrisnya mata pelajaran mata pelajaran sma jurusan ipa kelas 10 mata pelajaran untuk span-ptkin mata pelajaran ppkn mata pelajaran ips sma mata pelajaran tik
nama nama mata pelajaran dalam bahasa inggris mata pelajaran pkn sd mata pelajaran mts mata pelajaran pjok
nama nama mata pelajaran dalam bahasa arab mata pelajaran bahasa inggrisnya mata pelajaran bahasa arab
seorang pengajar mata pelajaran akuntansi di sekolah berprofesi sebagai
nama mata pelajaran dalam bahasa jepang
hubungan bidang studi pendidikan kewarganegaraan dengan mata pelajaran lainnya
dalam struktur kurikulum mata pelajaran mulok bersifat opsional artinya mata pelajaran dalam bahasa arab
tujuan mata pelajaran seni rupa adalah agar siswa
