A. Penemuan fotosintesis oleh para ahli sains

Dahulu orang awam menganggap bahwa tumbuhan hijau memperoleh makanannya dari tanah karena tanah dapat merombak sisa organisme yang sudah mati menjadi bahan yang dapat diserap akar tumbuhan hijau .

Konsep fotosintesis baru pertamakali muncul pada abad 17. Seorang ahli IPA bernama Van Helmont menyatakan bahwa pertumbuhan tumbuhan disebabkan oleh air, bukan tanah

 Pada tahun 1772 Joseph Priestley melakukan penelitian mengenai gas yang dihasilkan suatu tanaman juka diberi cahaya dari penelitian tersebut disimpulkan bahwatanaman yang dipaparkan cahaya akan menghasilkan oksigen  dibuktikan dari percobaan lilin yang diletakkan dalam tabung tertutup akan padam namun jika diletakkan tanaman , lilin akan tetap menyala . Tikus yang diletakkan dalam tabung tertutup lama-lama akan mati, tapi tikus yang diletakkan dalam tabung tertutup berisi tanaman akan tetap hidup.

Pada tahun 1778, seorang ahli bernama Jan Igenhousz menurut hasil penelitian mengetahui fungsi cahaya dan klorofil dalam proses fotosintesis ia juga menyatakan bahwa karbondioksida merupajan sumber karbon bagi tumbuhan hijau

 Mekanisme fotosintesis diketahui oleh F.F Blackman yang menunjukkan bahwa proses fotosintesis terjadi reaksi terang yang memerlukan cahaya , seorang ahli bernama Robert juga menunjukkan bahwa kloroplas yang ada di dalam air akan membebaskan oksigen.

Seperti halnya manusia dan hewan, tumbuhan memerlukan nutrisi (makanan) dalam proses pertumbuhannya  namun berbeda dengan tumbuhan, manusia dan hewan tidak dapat membuat makanannya sendiri (heterotroph) , Sedangkan tumbuhan hijau dapat membuat makanannya sendiri  ( autotroph ) dengan mengambil zat-zat anorganik dari lingkungannya melalu proses fotosintesis… apa itu fotosintetsis ?? Fotosintesis adalah suatu proses dimana karbondioksida (CO₂) dan air ( H₂O) digunakan untuk menghasilkan karbohidrat dengan adanya bantuan cahaya matahari dan klorofil akan melepaskan oksigen (O₂). Jadi  karbon dioksida dan air  dengan bantuan cahaya matahari dan klorofil diubah menjadi karbohidrat dan oksigen

B. Bagian bagian tumbuhan yang mengalami fptosintesis

Bagian Tumbuhan dimana paling banyak terjadi fotosintesis itu di daun, karena Daun memiliki struktur yang sangat sesuai untuk melakukan fotosintesis. Bagian atas dan bawah daun dilindungi oleh selapis sel epidermis yang rapat satu sama lain. Sel-sel epidermis menghasilkan kutikula yang berlapis lilin sehingga daun transparan dan mengkilat, namun kedap air. Kutikula juga berperan menghalangi terjadinya pertukaran gas di bagian daun yang lain sehingga hanya terjadi di stomata.

Stomata atau mulut daun adalah bagian yang terbuka dari daun. Stomata terdapat di epidermis bawah. Stomata akan terbuka sewaktu daun memperoleh cukup sinar matahari dan tertutup sewaktu gelap.

Seperti yang kita ketahui, dalam gambar tersebut di antara epidermis atas dan epidermis bawah terdapat jaringan mesofil (bagian tengah daun). Jaringan mesofil adalah jaringan dasar yang tersusun atas sel-sel parenkim yang kaya klorofil. Fotosintesis berlangsung di jaringan ini. Pada sebagian besar tumbuhan, mesofil daun terdiri dari dua jaringan, yaitu jaringan palisade dan jaringan spons.

s  Sel-sel dari jaringan palisade (jaringan tiang atau pagar) berbentuk seperti tabung yang berjajar rapat satu sama lain serta membentuk lapisan tebal tepat di bawah epidermis. Dengan susunan seperti itu, maka antara satu sel palisade dengan sel palisade lainnya tidak saling menutupi sehingga masing-masing kloroplasnya dapat menyerap sinar matahari secara lebih efektif.

s  Di antara jaringan palisade dan epidermis bawah terdapat jaringan spons. Jaringan spons (jaringan bunga karang) terdiri dari sel-sel yang bentuknya tidak beraturan dan dikelilingi oleh sejumlah rongga udara. Hal tersebut bertujuan agar karbon dioksida dapat masuk ke dalam daun melalui stomata yang terletak di bawahnya. Kloroplas juga terdapat di jaringan spons sehingga fotosintesis juga dapat berlangsung di dalam jaringan ini, meskipun berskala kecil. Di dalam jaringan spons, tepatnya di bawah jaringan palisade juga terdapat berkas pengangkut yang mengangkut air dan mineral yang berasal dari akar. Dengan demikian, air dapat berdifusi secara mudah ke dalam jaringan palisade

Kloroplas

Stroma adalah Struktur kloroplas yang terdiri dari membran ganda dan matriks cair. Di dalam matriks cair, ada tikaloid-> sistem (lapisan / membran) yang membentuk bangunan yg diebut grana. Di dalam grana inilah terdapat klorofil. Reaksi gelap terjadi di stroma, sedang reaksi terang terjadi di grana.

C. Proses fotosintesis

Glukosa 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 respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan  energi kimia.

Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil.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. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar Matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

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.

Tumbuhan membutuhkan sinar matahari, air, dan udara untuk membuat makanannya sendiri. Setiap hari, zat hijau daun pada daun tanaman menyerap cahaya matahari. Tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari menjadi karbon dioksida dari udara, dan air dari tanah menjadi makanan yang mengandung gula. Tumbuhan lalu mengeluarkan oksigen sebagai hasil yang tidak terpakai, walaupun sebagian digunakan untuk bernapas.

1. Reaksi terang

            Berlangsung di dalam membran tilakoid di grana. Di dalam grana terdapat klorofil, yaitu pigmen yang berperan dalam fotosintesis. Reaksi terang di sebut juga fotolisis karena proses penyerapan energi cahaya dan penguraian molekul air menjadi oksigen dan hidrogen.

2. 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.

            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.

Produk akhir siklus gelap diperoleh glukosa yang dipakai tumbuhan untuk aktivitasnya atau disimpan sebagai cadangan energi.

D. Fotosintesis sebagai sumber energy dan penghasil oksigen

Fotosintesis Sebagai Sumber Energi dan Penghasil Oksigen

maksudnya sebagai sumber energi adalah: fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan menghasilkan glukosa sebagai sumber makanan makhluk hidup.

sedangkan maksudnya sebagai penghasil oksigen adalah: Selain menghasilkan glukosa, juga menghasilkan oksigen sebagai objek respirasi utama makhlluk hidup.

 Berikut ini adalah rumus kimia dari fotosintesis:

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

Fostosintesis,seperti yang sudah kita tau, merupakan cara dari tumbuhan untuk merubah cahaya matahari menjadi energi kimia. proses ini sangat penting bagi kelangsungan hidup tumbuhan. nah, para ilmuan dari prancis telah mengadakan penelitian terhadap proses ini dan berhasil mendapatkan energi lsitrik dari proses tersebut.

tumbuhan hijau merupakan satu-satunya makhluk hidup di dunia yang dapat membuat makanannya sendiri. Oleh karena itulah tumbuhan hijau disebut sebagai produsen (penghasil) makanan bagi makhluk hidup terutama manusia dan hewan. Proses pembuatan makanan pada tumbuhan disebut Fotosintesis.

Bahan – bahan yang diperlukan oleh tumbuhan untuk melakukan proses fotosintesis yaitu air (H2O), Karbohidrat (CO2) dan sinar matahari. Sedangkan tempat berlangsungnya fotosintesis (katakanlah dapurnya) yaitu daun yang mengandung klorofil (zat hijau daun). Dalam hal ini klorofil selain berfungsi sebagai tempat berlangsungnya pembuatan makanan juga sebagai tempat untuk menyerap energi cahaya matahari. Air diserap oleh akar dari dalam tanah dan dialirkan oleh pembuluh tumbuhan menuju daun. Karbon dioksida diserap dari udara oleh daun melalui mulut daun atau stomata. Melalui fotosintesis, air dan karbon dioksida kemudian diubah menjadi karbohidrat dan oksigen dengan bantuan energi cahaya matahari. Apabila energi cahaya matahari tidak ada, energi cahaya yang lain dapat menggantikannya. Misalnya cahaya lampu neon. Oleh karena itu, fotosintesis dapat terjadi pada siang maupun malam hari. Reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut.Dari reaksi fotosintesis di atas, dapat diketahui bahwa proses tersebut menghasilkan karbohidrat dan oksigen. Daun yang mengandung karbohidrat ini jika ditetesi larutan lugol atau yodium akan berubah warna menjadi ungu gelap. Karbohidrat hasil fotosintesis oleh tumbuhan hijau disimpan sebagai cadangan makanan. Penyimpanan cadangan makanan ini disimpan oleh tumbuhan pada akar (umbi), pada buah contoh pepaya, dan pada batang contohnya sagu. Sedangkan Oksigen hasil fotosintesis dikeluarkan oleh tumbuhan melalui mulut daun (stomata) dan digunakan oleh manusia dan hewan pada proses pernapasan, meskipun sebagian digunakannya untuk bernapas. Oleh karena itu, apabila kita pada siang hari duduk di bawah pohon yang daunnya hijau dan rindang, kita merasakan sejuk karena kita banyak menghirup oksigen hasil fotosintesis.

E. Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis

1. Cahaya
Cahaya merupakan sumber energi untuk fotosintesis. Semakin rendah intensitas cahaya, semakin rendah laju fotosintesis karena energi yang diserap tidak mencukupi untuk fotosintesis.
2.  Kadar Air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
3.  Konsentrasi karbon Dioksida
Laju fotosintesis dapat ditingkatkan dengan meningkatkan kadar CO₂ udara. Semakin banyak gas karbon dioksida maka proses fotosintesis akan menjadi semakin baik. Akan tetapi, bila kadarnya terlalu tinggi dapat meracuni atau menyebabkan stomata tertutup, sehingga laju fotosintesis terganggu.
4. Suhu
Mempengaruhi enzim untuk fotosintesis. Semakin tinggi suhu, semakin tinggi pula laju fotosintesis.
 5.  Kandungan klorofil
Klorofil merupakan pigmen penyerapan cahaya. Daun yang menguning menunjukkan kadar korofil berkurang. Hal ini akan menurunkan laju fotosintesis. Untuk membuat pigmen klorofil tumbuhan memerlukan ion magnesium yang diserap dari tanah.
 6.  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.
 7. 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.
Jika faktor-faktor tersebut jumlahnya tidak memadai atau tidak ada, maka prosess fotosintesis akan terganggu.

Pertanyaan Quiz:

1.Glukosa yang terbentuk dari proses fotosintesis akan diedarkan melalui ______ ke seluruh bagian tumbuhan

a.    Floem

b.    Xylem

c.     Air

2. Reaksi apa yang memerlukan cahaya?

a.    Terang

b.    Gelap

c.     Redup

3. Penguraian molekul air maka reaksi terang disebut  ______

a.    Fotolisis

b.    Fotosintesis

c.     Kloroplas

4. Persamaan reaksi fotosintesis adalah

5 Hasil Fotosintesis sebagai sumber energy adalah

a.    Protein

b.    Karbohidrat

c.     Vitamin

 6 Untuk melakukan proses fotosintesis memerlukan

         a.    Air, Karbondioksida, oksigen

         b.    Air, Karbonmonoksida, oksigen

         c.     Karbondioksida, karbonmonoksida, oksigen

7 Zat makanan yang dioksidasi disebut

         a.    Karbondioksida

         b.    Oksigen

         c.     Glukosa

 8. Oksigen dikeluarkan melalui….. ke udara bebas di daun

          a.    Lentisel

          b.    Stomata

          c.     Batang

9. Bagian yang menjadi tempat berlangsungnya fotosintesis

a. epidermis dan jaringan palisade

b. berkas pembuluh dan jaringan bunga karang

c. epidermis dan jaringan bunga karang

d. jaringan palisade dan jaringan bunga karang

10.  Oksigen yang dihasilkan pada proses fotosintesis berasal dari …

a. fiksasi karbondioksia

b. fosforilasi

c. fotorespirasi

d. fotolisis air

11. cahaya matahari yang paling berperan dalam proses fotosintesis adalah cahaya ….

a. hijau dan merah

b. merah dan ungu

c. biru dan kuning

d. kuning dan ungu

12. Fungsi klorofil pada proses fotosintesis adalah

a. menyerap cahaya matahari terutama cahaya hijau

b. menyerap energy cahaya untuk diubah menjadi energy kimia

c. mengikat karbondioksida untuk diubah menjadi glukosa

d. membebaskan oksigen dan karbondioksida

ESAI

1.     Jelaskan definisi fotosintesis!

2.     Jelaskan percobaan yang dilakukan oleh Priestley dan buatlah kesimpulan!

3.     … dan … berperan secara tidak langsung dalam mempengaruhi laju fotosintesis

4.     Beberapa bagian tumbuhan yang berperan dalam proses fotosintesis yaitu…, …, dan …

5.     a). Apayang terpengaruhi dalam proses fotosintesis apabila suhu yang berada disektitar tanam bersuhu tinggi?
b).Adakah dampaknya?

6.     Kenapa pada saat masih kecambah tumbuhan lebih sering berfotosintesis ketimbang dewasa?

7.     Apa yang akan terjadi apabila semua hal ini tidak didapatkan oleh tumbuhan untuk berfotosinesis?

8.     Darimana tumbuhan mendapatkan pigmen klorofil?