FOTOSINTESISBy: Candra Irawan dan Inda Mapiliandari

APAKAH FOTOSINTESIS ITU ? Fotosintesis adalah suatu proses penyusunan (anabolisme) karbohidrat oleh klorofil dengan bantuan cahaya matahari

Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun, namun secara umum semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, yaitu pada stroma

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama, yaitu:Reaksi TerangReaksi Gelap

REAKSI TERANGReaksi terang merupakan proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.

REAKSI TERANGFotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nm, sedangkan fotosistem I 700 nm. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis.

REAKSI TERANGFotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, akibatnya klorofil akan melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP.Reaksi ini menyebabkan fotositem II mengalami kekurangan elektron yang harus segera digantikan.

REAKSI TERANGPada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi ini adalah elektron dan oksigen. Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida

REAKSI TERANGFotosistem II

REAKSI TERANGPada 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 TERANGFotosistem II dan I

REAKSI GELAPATP 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 (kemudian menjadi gula seperti glukosa).Reaksi ini disebut reaksi gelap sebab tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya, sehingga terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).

REAKSI GELAPSiklus Calvin

Fotosintesis dipengaruhi oleh berbagai faktor, yaitu:Intensitas CahayaLaju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya

Konsentrasi Karbon DioksidaSemakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesisFAKTOR PENENTU LAJU FOTOSINTESIS

SuhuEnzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimal. Umumnya laju fotosintesis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim

Kadar AirKekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesisFAKTOR PENENTU LAJU FOTOSINTESIS

Kadar Fotosintas (Hasil Fotosintesis)Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang

FAKTOR PENENTU LAJU FOTOSINTESIS

Tahap PertumbuhanPenelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah dibandingkan tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin disebabkan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.FAKTOR PENENTU LAJU FOTOSINTESIS

Klorofil merupakan kelompok pigmen fotosintesis yang terdapat dalam tumbuhan, menyerap cahaya merah, biru, dan ungu, serta merefleksikan cahaya hijau yang menyebabkan tumbuhan memperoleh ciri warnanya. Klorofil terdapat dalam kloroplas dan memanfaatkan cahaya yang diserap sebagai energi untuk reaksi-reaksi cahaya dalam proses fotosintesisPERANAN KLOROFIL DALAM FOTOSINTESIS

Klorofil terdapat berbagai macam, yaitu:Klorofil a, berwarna hijau tua (hijau biru) dan terdapat pada semua tumbuhan autotrof.

Klorofil b, berwarna hijau muda (hijau kekuningan) dan terdapat pada ganggang hijau Chlorophyta dan tumbuhan darat.

PERANAN KLOROFIL DALAM FOTOSINTESIS

Klorofil terdapat berbagai macam, yaitu:Klorofil c, berwarna hijau coklat dan terdapat pada ganggang coklat Phaeophyta serta diatome Bacillariophyta.

Klorofil d, berwarna hijau merah dan terdapat pada ganggang merah RhadophytaPERANAN KLOROFIL DALAM FOTOSINTESIS

Pada beberapa tanaman yang tidak berwarna hijau atau tanaman berwarna ungu, merah, kuning, atau warna lainnya; fotosintesispun terjadi. Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut: pigmen pada daun terdiri atas tiga bagian utama, yaitu zat hijau, karotinoid, dan antosianin. Apabila sinar matahari kontak dengan daun, maka daun akan menyerap warna merah dan biru, serta memantulkan warna hijau. PERANAN KLOROFIL DALAM FOTOSINTESIS

Jadi apabila daun memiliki konsentrasi zat hijau yang tinggi dibandingkan pigmen lainnya, maka daun tampak hijau. Warna hijau ini akan tidak nampak apabila kandungannya lebih kecil dibandingkan pigmen lainnya seperti karotinoid dan antosianin. Karotinoid menyerap warna biru-hijau dan biru terang apabila cahaya matahari kontak dengan daun dan akan memantulkan warna kuning atau orange yang terlihat oleh mata kita. PERANAN KLOROFIL DALAM FOTOSINTESIS

Umumnya karotinoid membantu klorofil dalam fotosintesis. Apabila daun mengandung karotinoid lebih tinggi dari pigmen lain, maka yang muncul adalah daun kuning.Antosianin menyerap cahaya biru, biru-hijau, dan hijau terang. Apabila daun mengandung antosianin yang konsentrasinya lebih besar daripada pigmen lainnya, maka yang muncul adalah daun merah atau ungu. PERANAN KLOROFIL DALAM FOTOSINTESIS

Jadi walaupun daun tidak berwarna hijau, mereka tetap melakukan fotosintesis. Hal ini terjadi karena pada daun tersebut tetap terkandung klorofil walaupun dalam jumlah sedikitPERANAN KLOROFIL DALAM FOTOSINTESIS

Apa peranan fotosintesis dalam pembentukan metabolit sekunder ?

*****************************