Fotosintesis

FOTOSINTESIS

1. Kompetensi Dasar
Pada Modul fotosintesis ini mempunyai kompetensi dasar bahwa siswa mampu mendiskripsikan proses perolehan nutrisi dan energi pada tumbuhan hijau.

2. Tujuan Instruksional Umum
Setelah mempelajari modul fotosintesis ini siswa diharapkan dapat memahami proses fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan hijau.

3. Tujuan Instruksional Khusus
Setelah mempelajari modul fotosintesis ini siswa diharapkan dapat menjelaskan:
a. Bagian Tumbuhan Hijau Yang Berperan Dalam Fotosintesis
b. Mekanisme Proses fotosintesis
c. Fotosintesis Sebagai Sumber Energi Dan Penghasil Oksigen
d. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Fotosintesis

4. Kegiatan Belajar
FOTOSINTESIS
4.1 Uraian
Mahkluk hidup untuk dapat melangsungkan kehidupannya perlu makan (nutrisi). Mahkluk hidup yang mampu memberikan nutrisi adalah mahkluk hidup yang bersifat autotrof, yaitu tumbuhan hijau. Berbeda dengan mahkluk hidup lainnya tumbuhan hijau mampu membuat nutrisi sendiri dengan mengambil zat-zat organik dari lingkungannya melalui peristiwa fotosintesis.
Fotosintesis merupakan proses yang penting bagi kelangsungan kehidupan di dunia karena: (1) Sebagai sumber energi bagi semua mahkluk hidup; (2) Pertumbuhan dan hasil tumbuhan ditentukan oleh kecepatan fotosintesis; (3) Diperlukan untuk sintesis berbagai senyawa organik yang diperlukan untuk hewan dan manusia, (4) Menyediakan oksigen yang penting bagi kehidupan.
Tumbuhan hijau mampu melakukan proses fotosintesis karena memiliki klorofil yang terdapat di dalam kloroplas. Fotosintesa adalah proses anabolisme dimana karbohydrat dibentuk dari CO2 dan H2O oleh klorofil dengan bantuan cahaya matahari.

A. Bagian Tumbuhan Hijau Yang Berperan Dalam Fotosintesis
Peristiwa fotosintesis terjadi pada bagian tumbuhan yang mengandung hijau daun seperti daun, batang, dan buah yang masih muda. Pada umumnya proses fotosintesis berlangsung di daun.











Gambar 1. Struktur Daun

Struktur daun terdiri atas Jaringan epidermis daun yang terdapat pada permukaan atas dan permukaan bawah daun. Diantara sel epidermis terdapat stomata yang berfungsi untuk pertukaran gas CO2 dan oksigen (O2) pada proses fotosintesis dan respirasi.
Diantara epidermis atas dan epidermis bawah daun terdapat jaringan mesofil. Pada tumbuhan dikotil jaringan mesofil terdiri atas jaringan palisade (jaringan tiang/jaringan pagar) dan jaringan spons (jaringanbunga karang). Pada jaringan palisade, setiap sel palisade mengandung banyak kloroplas yang berperan pada proses fotosintesis. Pada jaringan spons mengandung sel-sel yang bentuknya tidak teratur dan sel-selnya tidak rapat sehingga terdapat ruang-ruang antar sel. Jaringan spons mengandung lebih sedikit kloroplas dan berfungsi menampung CO2 untuk proses fotosintesis.
Pada tumbuhan monokotil tidak memiliki jaringan palisade, sehingga proses fotosintesis berlangsung pada sel-sel mesofil daun, karena di jaringan mesofil banyak ditemukan adanya klorofil.
Tumbuhan dapat melakukan fotosintesis karena mengandung plastida. Berdasarkan ada dan tidaknya zat warna, maka dibedakan atas : (a) Plasida tidak berwarna (leukoplas); (b) Plastida yang berwarna (kloroplas dan kromoplas). Plastida terpenting adalah kloroplas yang merupakan tempat berlangsungnya fotosintesis










Gambar 2. Struktur Kloroplas

Kloroplas mempunyai membran rangkap yang bersifat diferensial permeable . Didalam matrik kloroplas terdapat lembaran rangkap yang disebut tilakoid. Kumpulan tilakoid yang bertumpuk-tumpuk membentuk granum. Penangkapan cahaya berlangsung di dalam grana karena di grana inilah ditemukan klorofil. Fiksasi CO2 berlangsung di dalam stroma.
.
B. Mekanisme Proses Fotosintesis
Proses fotosintesis yang berlangsung didalam kloroplas dapat terjadi karena adanya cahaya yang disebut reaksi terang. Selain itu proses fotosintes dapat terjadi tanpa adanya cahaya yang disebut dengan reaksi gelap.









Gambar 3. Peristiwa Fotosintesis


Pada reaksi terang terjadi peristiwa pemecahan air dan penyerapan energi cahaya oleh klorofil. Pemecahan molekul air pada reaksi terang ini dikenal dengan fotolisis. Klorofil berperan sebagai penghantar energi cahaya menjadi energi kimia.
Pada tahap reaksi gelap terjadi fiksasi karbondioksida ke dalam daun (stroma) dengan bantuan enzim tertentu. Selanjutnya dengan bantuan energi dan ion hydrogen yang diperoleh pada reaksi terang dan karbondioksida yang telah diserap oleh daun akan dibentuk menjadi karbohidrat. Reaksi fotosintesis secara sederhana digambarkan sebagai berikut :
cahaya
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Klorofil
Karbohidrat yang terbentuk dari hasil fotosintesis akan diedarkan keseluruh tubuh tumbuhan melalui floem. Karbohidrat diperlukan oleh mahkluk hidup sebagai sumber nutrisi untuk menghasilkan energi.

C. Fotosintesis Sebagai Sumber Energi Dan Penghasil Oksigen
Hasil fotosintesis yang berupa karbohidrat dimanfaatkan oleh tumbuhan sebagai sumber energi bagi mahkluk hidup. Karbohidrat melaui proses kimia dapat dibentuk lemak, protein dan bermacam-macam zat organik.
Selain menghasilkan karbohidrat , fotosintesis juga menghasilkan oksigen. Oksigen dikeluarkan melalui stomata ke udara bebas dan sebagian digunakan oleh tumbuhan sendiri untuk respirasi sel-sel di daun.
Oksigen hasil fotosintesis selain dibutuhkan oleh tumbuhan juga digunakan oleh semua organisme baik manusia, hewan maupun mikroba. Oksigen ini digunakan untuk respirasi yang dibutuhkan untuk oksidasi glukosa sehingga menghasilkan energi.

Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Fotosintesis
Pada dasarnya faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis dikelompokkan atas faktor luar dan faktor dalam, yaitu:
Faktor Dalam :

a. Kandungan klorofil
Klorofil merupakan salah satu faktor yang sangat menentukan keberhasilan tumbuhan dalam melakukan proses fotosintesis. Hal ini disebabkan pigmen ini secara langsung berperan pada penangkapan energi radiasi dan mengubahnya menjadi energi kimia, sehingga jumlahnya akan menentukan kecepatan fotosintesis.
b. Morfologi daun
Daun termasuk di dalamnya kerapatan tulang daun dan permukaan daun merupakan bagian yang banyak mengandung klorofil dan juga stomata sebagai tempat difusi C02 akan sangat menentukan laju fotosintesis.
c. Anatomi daun
Struktur anatomi mempengaruhi fotosintesis secara tidak langsung, karena mempengaruhi kecepatan difusi CO2 dan lewatnya cahaya pada mesofilnya.

II. Faktor Luar
a. Cahaya
Cahaya matahari diperlukan untuk proses fotosintesis, yaitu pada tahap reaksi terang. Pengaruh cahaya ini lewat intensitasnya, kualitasnya dan lama penyinaran. Secara tidak langsung pengaruh tersebut melaui membuka dan menutupnya stomata, sehingga mempengaruhi difusi CO2 untuk fotosintesis.
Pada dasarnya sampai intensitas tertentu, kenaikan intensitas akan menaikkan kecepatan fotosintesis. Penurunan fotosintesis pada intensitas tinggi, misalnya tumbuhan di bawah cahaya matahari yang terlalu terik, stomata akan menutup dan persediaan CO2 menurun. Selain itu intensitas cahaya yang terlalu tinggi dapat merusak klorofil.

b. Temperatur
Pada tahap reaksi gelap pada proses fotosintesis memerlukan adanya kerja enzim tertentu. Enzim merupakan protein yang dihasilkan sel yang mempengaruhi kecepatan reaksi tetapi tidak terlibat dalam reaksi. Kerja enzim dipengaruhi oleh suhu, sehingga keaktifan enzim dalam proses fotosintesis juga sangat dipengaruhi oleh suhu. Suhu yang sesuai untuk kerja enzim, maka proses fotosintesis juga akan berlangsung cepat sehingga laju fotosintesis juga meningkat.
Pada batas-batas tertentu, laju fotosintesis akan meningkat dengan kenaikan suhu, tetapi apabila suhu terlalu tinggi, maka enzim akan rusak sehingga proses fotosintesis akan terhenti.



c.Karbondioksida
Karbondioksida merupakan bahan dasar fotosintesis, sehingga ketersedian CO2 yang cukup akan meningkatkan kecepatan proses fotosintesis.

d. Air
Meskipun air merupakan bahan dasar untuk proses fotosintesis, tetapi pengaruhnya secar tidak langsung yaitu dalam membuka dan menutupnya stomata. Sebagai contoh tumbuhan hijau yang berada dalam lingkungan kekurangan air, selain daun-daunnya layu kekurangan air untuk mengurangi transpirasi yang berlebihan maka stomata cenderung menutup, akibatnya difusi CO2 berkurang dan laju fotosintesis juga turun.

e. Unsur Hara
Berbagai unsur hara mineral seperti magnesium (Mg), Nitrogen (N), besi (Fe) diperlukan untuk pembentukan klorofil dan koenzim berbagai enzim yang berperan dalam proses fotosintesis. Apabila tumbuhan hijau pada tempat yang kekurangan unsur hara mineral akan mengalami gangguan dalam pembentukan klorofil sehinga proses fotosintesis juga akan terganggu.

PUSTAKA
Alters, S. 1996. Biolology understanding Life. Second edition.Mosby-Year Book Inc. United States of America.

Campbell, Reece, Mitchell. 2000. Biologi. Jilid 2 Edisi Ke Lima. Penerbit Erlangga. Jakarta

Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk daerah Tropik (Terjemahan). PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.

Suwenda, I. 1986. Belajar mudah Biologi. Penerbit Pustaka. Bandung










































Soal
1. Tumbuhan hijau berdasarkan cara mendapatkan nutrisi termasuk
a. Heterotropik b. Saprophitik
c. Autotropik d. Parasitik
2. Hasil dari proses fotosintesis adalah:
1. CO2
2. O2
3. Karbohydrat
3. Fotosintesa dapat terjadi dalam:
a. Seluruh tubuh tumbuhan b. Daun-daun saja
c. Bagian yang berhijau daun dari tumbuhan d. Urat daun
4. Reaksi gelap pada fotosintesis berlangsung tanpa:
a. CO2 b. Cahaya
c. H2O d. Klorofil
5. Aktivitas fotosintesis dapat diketahui dengan mengukur jumlah O2 yang
dikeluarkan tumbuhan setiap menitnya. Alasannya adalah karena O2:
a. Hasil utama fotosintesis
b. Hasil fotosintesis yang dapat langsung diukur
c. Dihasilkan secara teratur oleh tumbuhan
d. Zat yang dibutuhkan oleh setiap mahkluk hidup
6. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju fotosintesis, kecuali:
a. CO2 b. Suhu
c. Cahaya d. Oksigen
7. Bagian-bagian berikut terdapat di dalam kloroplas, kecuali:
a. Stroma b. Membran
c. Grana d. Nukleolus
8. Gerak tumbuhan disebabkan karena perubahan kadar air disebut
a. gerak nasti b. gerak taksis
c. gerak higroskopis d. gerak tropisme
9. Contoh gerak tumbuhan seismonasti adalah
a. gerak menutup daun Venus sp b. gerak menutup stomata
c. gerak benang sari menuju sel telur d. gerak menggulung daun rumput
10. Gerak pertumbuhan akar kecambah biji , disebut gerak
a. tropisme b. Fototropisme
c. geotropisme d. galvanotropisme