Makalah Biokimia Lanjut

FOTOSINTESIS

Disusun Oleh Kelompok II:

Ummi Rahayu

Harianthy Aneke

Sahrah Safira

Annisa Setyaningrum

Fathiah Riskah

Nurfitrah

Gladys

Anita

Nurbaya

G 301 09 009

G 301 09 040

G 301 10 021

G 301 11 002

G 301 11 010

G 301 11 018

G 301 11 025

G 301 11 035

G 301 12 059

JURUSAN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS TADULAKO

PALU

2014

1

Bab IPendahuluan

1.1 Latar Belakang

Anabolisme adalah lintasan metabolisme yang menyusun beberapa senyawa

organik sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks. Proses ini

membutuhkan energi dari luar. Anabolisme yang menggunakan energi cahaya

dikenal dengan fotosintesis, sedangkan anabolisme yang menggunakan energi

kimia dikenal dengan kemosintesis. Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan

(sintesis) zat organik (gula) dari zat anorganik (air dan karbon dioksida) dengan

bantuan energi cahaya (foton) matahari. Dalam fotosintesis, dihasilkan glukosa

(karbohidrat) dan oksigen. Hampir semua makhluk hidup bergantung pada hasil

fotosintesis. Sehingga fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di

bumi. Organisme yang mampu menyusun senyawa organik dari senyawa

anorganik dinamakan organisme autrotof.

Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi

eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh

pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Ia juga

menemukan bahwa tumbuhan juga 'mengotori udara' pada keadaan gelap

sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada

malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya. Pada makalah

ini akan dibahas mengenai fotosintesis.

1.2 Rumusan Masalah1. Bagaimanakah fotosintesis.

2. Bagaimanakah pigmen fotosintesis..

3. Bagaimanakah reaksi terang fotosintesis..

4. Bagaimanakah reaksi gelap fotosintesis..

2

Bab IIIsi

Fotosintesis

2.1 Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau

energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri

dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan

energi cahaya matahari. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi

yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting

bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar

oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi

melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis

merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon

bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi.

Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui

kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Fotosintesis merupakan sintesis yang memerlukan cahaya (fotos = cahaya;

sintesis = penyusunan atau membuat bahan kimia). Fotosintesis adalah peristiwa

pembentukan karbohidrat dari karbondioksida dan air dengan bantuan energi

cahaya matahari. Secara sederhana, reaksi fotosintesis yang melibatkan berbagai

enzim dapat dituliskan sebagai berikut:

Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel

plastida yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Sel yang mengandung

kloroplas terdapat pada mesofil daun tanaman yang disebut palisade atau

jaringan tiang dan sel-sel jaringan bunga karang yang disebut spons. Kloroplas

tersusun atas bagian-bagian sebagai berikut:

3

a) Stroma ialah struktur kosong di dalam kloroplas, merupakan tempat glukosa

terbentuk dari karbondioksida.

b) Tilakoid ialah struktur cakram bertumpuktumpuk, yang terbentuk dari

pelipatan membran dalam kloroplas, dan berfungsi menangkap energi

cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia.

c) Grana ialah selubung tangkai penghubung tilakoid.

2.2 Sejarah Fotosintesis

Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum

dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an.

Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont,

seorang Flandria (sekarang bagian dari 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. Namun, pada tahun 1727, ahli

botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air

yang berperan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal

dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada saat itu belum

diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan.

Pada tahun 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta

berkebangsaan Inggris, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin

menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya

habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples

terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu,

4

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, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi

eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh

pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Ia juga

menemukan bahwa tumbuhan juga 'mengotori udara' pada keadaan gelap

sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada

malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya. Akhirnya di

tahun 1782, 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).

2.3 Pigmen

Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap sel, tetapi hanya pada

sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Sel yang tidak mempunyai pigmen

fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses fotosintesis. Pada percobaan Jan

Ingenhousz, dapat diketahui bahwa intensitas cahaya mempengaruhi laju

fotosintesis pada tumbuhan. Hal ini dapat terjadi karena perbedaan energi yang

dihasilkan oleh setiap spektrum cahaya. Di samping adanya perbedaan energi

tersebut, faktor lain yang menjadi pembeda adalah kemampuan daun dalam

menyerap berbagai spektrum cahaya yang berbeda tersebut. Perbedaan

kemampuan daun dalam menyerap berbagai spektrum cahaya tersebut

disebabkan adanya perbedaan jenis pigmen yang terkandung pada jaringan daun.

5

Di dalam daun terdapat mesofil yang terdiri atas jaringan bunga karang dan

jaringan pagar. Pada kedua jaringan ini, terdapat kloroplas yang mengandung

pigmen hijau klorofil. Pigmen ini merupakan salah satu dari pigmen fotosintesis

yang berperan penting dalam menyerap energi matahari.

Klorofil merupakan pigmen utama yang terdapat pada tumbuhan yang

berfungsi menyerap cahaya radiasi elektromagnetik pada spektrum kasat mata.

Klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. Klorofil a mampu

menyerap cahaya merah dan biru keunguan. Klorofil a sangat berperan dalam

reaksi gelap fotosintesis. Sedangkan, klorofil b merupakan klorofil yang mampu

menyerap cahaya biru dan merah kejinggaan. Di dalam kloroplas, selain klorofil

juga terdapat pigmen karotenoid, antosianin, dan fikobilin. Jadi, hanya tumbuhan

yang dapat melakukan fotosintesis karena mengandung kloroplas pada daunnya.

Oleh karena itu, tumbuhan merupakan produsen makanan (karena dapat

menghasilkan makanan dengan bantuan cahaya matahari), dan disebut juga

organisme autotrof (auto = sendiri; trophic = makanan), yaitu organisme yang

dapat membuat makanan sendiri. Proses reaksi fotosintesis dalam tumbuhan

tinggi dibagi menjadi dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

2.4  Kloroplas

Kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau,

termasuk batang dan buah yang belum matang. Di dalam kloroplas terdapat

pigmen klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Kloroplas mempunyai

bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. Stroma ini dibungkus

oleh dua lapisan membran. Membran stroma ini disebut tilakoid, yang

didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebut lokuli.

Di dalam stroma juga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk

membentuk grana (kumpulan granum). Granum sendiri terdiri atas membran

tilakoid yang merupakan tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang

merupakan ruang di antara membran tilakoid. Bila sebuah granum disayat maka

akan dijumpai beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b,

karetonoid, dan lipid.Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, DNA,

RNA, gula fosfat, ribosom, vitamin-vitamin, dan juga ion-ion logam seperti

6

mangan (Mn), besi (Fe), maupun perak (Cu). Pigmen fotosintetik terdapat pada

membran tilakoid. Sedangkan, pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia

berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di

dalam stroma. Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari

perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem.

2.5  Fotosintesis pada Alga dan Bakteri

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 yang berarti bergantung pada

materi yang dihasilkan oleh organisme lain.

2.6 Cahaya tampak

Cahaya tampak sebagai radiasi elektromagnetik yang paling dikenal oleh

kita dapat didefinisikan sebagai bagian dari spektrum gelombang elektromagnetik

yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Panjang gelombang cahaya tampak

bervariasi, bergantung pada warnanya. Meskipun spektrum optik tidak ada batas

yang jelas antara satu warna dengan warna lainnya, berikut perkiraan batas

7

warna-warna spektrum : Ungu: 380–450 nm, Biru: 450–500 nm, Hijau: 500–550

nm, Kuning: 550–600 nm, Jingga: 600–650 nm, Merah: 650–750 nm.

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia penting dimana tanaman,

ganggang dan beberapa bakteri memanfaatkan cahaya matahari untuk

menghasilkan makanan. Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi

menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan

reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida)

Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap

terjadi di dalam stroma.

2.7 Reaksi terang

Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2.

Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton

oleh pigmen sebagai antena. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya

terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer)

dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan

ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna

hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang

cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek

menyimpan lebih banyak energi.

Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk

dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen

yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan

fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya

dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700

nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis,

seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.

Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada

fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang

rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi

yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini

menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang

8

harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi

oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi

klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.

Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon

dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang

mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain

sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan

ionisasi sulfida atau hidrogen.

Pada 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.

Pada tahap pertama, energi matahari ditangkap oleh pigmen penyerap

cahaya dan diubah menjadi bentuk energi kimia, ATP, dan senyawa pereduksi

NADPH. Proses ini disebut tahap reaksi terang. Atom hidrogen dari molekul

H2O dipakai untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH, dan O2 dilepaskan

sebagai hasil samping reaksi fotosintesis. Reaksi ini juga dirangkaikan dengan

reaksi endergonik, membentuk ATP dari ADP + Pi. Dengan demikian, reaksi

terang dapat dituliskan dengan persamaan:

Pembentukan ATP dari ADP + Pi, merupakan suatu mekanisme

penyimpanan energi matahari yang diserap kemudian diubah menjadi bentuk

energi kimia. Proses ini disebut fosforilasi fotosintesis atau fotofosforilasi. Pada

reaksi terang yang terjadi di grana, energi cahaya memacu pelepasan elektron

dari fotosistem di dalam membran tilakoid. Fotosistem adalah tempat

berkumpulnya beratus-ratus molekul pigmen fotosintesis. Aliran elektron melalui

sistem transpor menghasilkan ATP dan NADPH. ATP dan NADPH dapat

terbentuk melalui jalur non siklik, yaitu elektron mengalir dari molekul air,

kemudian melalui fotosistem II dan fotosistem I. Elektron dan ion hidrogen akan

membentuk NADPH dan ATP. Oksigen yang dibebaskan berguna untuk respirasi

aerob. Pusat reaksi pada fotosistem I mengandung klorofil a, disebut sebagai

9

P700, karena dapat menyerap foton terbaik pada panjang gelombang 700 nm.

Pusat reaksi pada fotosistem II mengandung klorofil a yang disebut sebagai P680,

karena dapat menyerap foton terbaik pada panjang gelombang 680 nm.

10

2.8 Reaksi gelap

Disebut juga siklus Calvin-Benson. Reaksi ini disebut reaksi gelap, karena

tidak tergantung secara langsung dengan cahaya matahari. Reaksi gelap terjadi di

stroma. Namun demikian, reaksi ini tidak mutlak terjadi hanya pada kondisi

gelap. Reaksi gelap memerlukan ATP, hidrogen, dan elektron dari NADPH,

karbon dan oksigen dari karbondioksida, enzim yang mengkatalisis setiap reaksi,

dan RuBp (Ribulosa bifosfat) yang merupakan suatu senyawa yang mempunyai 5

atom karbon.

Bahan-bahan yang dihasilkan dari reaksi terang akan digunakan dalam siklus

Calvin. ATP digunakan sebagai sumber energi dan NADPH sebagai tenaga

pereduksi untuk penambahan elektron berenergi tinggi. Siklus Calvin terjadi pada

bagian kloroplas yaitu stroma. Pada reaksi gelap ini, bahan untuk fotosintesis

11

(CO2) nantinya akan dibentuk menjadi molekul gula setelah melalui 3 tahapan,

antara lain:

1) Fiksasi Karbon

Pada tahap ini, gula berkarbon 5 yang disebut ribulosa 1,5 bisfosfat (RuBP)

mengikat CO2 membentuk senyawa interme diate yang tidak stabil, sehingga

terbentuk 3-fosfogliserat. Pembentukan tersebut dikatalisis oleh enzim RuBP

karboksilase atau rubisko. Sebagian besar tumbuhan dapat melakukan fi ksasi

karbon dan menghasilkan senyawa (produk) pertama berkarbon 3, yaitu 3-

fosfogliserat. Oleh karena itu, tumbuhan yang dapat memfiksasi CO2 ini 

disebut tumbuhan C3. Contohnya adalah tanaman padi, gandum, dan kedelai.

Pada beberapa tumbuhan, fiksasi karbon mendahului siklus Calvin dengan

cara membentuk senyawa berkarbon 4 sebagai produk pertamanya.Tumbuhan

seperti ini disebut tumbuhan C4. Contohnya adalah tebu, jagung, dan

anggota rumput-rumputan.

Tidak seperti pada tumbuhan C3 dan C4, tumbuhan kaktus dan nanas

membuka stomatanya pada malam hari dan menutupnya pada siang hari. Pada

saat stomata terbuka, tumbuhan mengikatkan CO2 pada berbagai asam

organik. Cara fiksasi karbon ini pertama kali dtiemukan pada

tumbuhan famili Crassulaceae (tumbuhan penyimpan air) dan disebut

metabolisme asam krasulase (Crassulacean Acid Metabolism) sehingga

tumbuh annya disebut tumbuhan CAM. Asam organik (senyawa

intermediate) yang dibuat pada malam hari disimpan dalam vakuola sel

mesofi l sampai pagi hari. Pada siang hari (stomata tertutup), reaksi terang

dapat memasok ATP dan NADPH untuk siklus Calvin. Pada saat itu,

asam organik melepaskan CO2 dan memasuki molekul gula (RuBP)

dalam kloroplas. Dengan demikian, baik tumbuhan C3, C4, maupun

CAM akan menggunakan siklus Calvin setelah fiksasi CO2, untuk

membentuk molekul gula dari karbondioksida.

12

Gambar 5. Masuknya produk reaksi terang ke siklus Calvin

2) Reduksi

Setiap molekul 3-PGA menerima gugus fosfat dari ATP sehingga terbentuk

1,3 bisfosfogliserat. Elektron dari NADPH mereduksi 1,3 bisfosfogliserat dan

terbentuk 6 molekul gliseraldehid 3-fosfat (G3P), yang dikatalisis oleh G3P

dehidrogenase. Satu molekul G3P akan keluar sebagai molekul gula atau

glukosa dan senyawa organik lain yang diperlukan tumbuhan, sedangkan 5

molekul G3P yang lain akan masuk ke tahapan regenerasi.

3) Pembentukan kembali (regenerasi) RuBP

Pada tahapan terakhir siklus Calvin ini, RuBP sebagai pengikat CO2 dibentuk

kembali oleh 5 molekul G3P. RuBP siap untuk mengikat CO2 kembali dan

siklus Calvin dapat berlanjut kembali. Dengan demikian, molekul gula

tidak akan terbentuk hanya dengan reaksi terang atau siklus Calvin saja.

Oleh karena itu, keduaproses tersebut merupakan gabungan proses untuk

terjadinya fotosintesis. Pada materi sebelumnya, kalian telah mempelajari

bahwa fotosintesis menghasilkan molekul gula. Gula yang dibuat dalam

kloroplas tersebut akan digunakan untuk proses respirasi tumbuhan atau

menyusun senyawa organik lainnya dalam sel tumbuhan. Gula tersebut akan

diedarkan ke seluruh bagian tumbuhan, dalam bentuk gula sederhana

seperti glukosa. Molekul-molekul gula berlebih yang terbentuk selama

fotosintesis dan tidak diedarkan, akan menumpuk atau disimpan di dalam

13

plastida sebagai sumber cadangan energi dalam bentuk amilum atau pati

(polisakarida).

Gambar 6. Tahapan siklus Calvin

Reaksi gelap terjadi melalui beberapa tahapan, yaitu:

a) Karbondioksida diikat oleh RuBp (Ribulosa bifosfat yang terdiri atas 5

karbon) menjadi senyawa 6 karbon yang labil. Senyawa 6 karbon ini

kemudian memecah menjadi 2 fosfogliserat (PGA).

b) Masing-masing PGA menerima gugus pfosfat dari ATP dan menerima

hidrogen serta e- dari NADPH. Reaksi ini menghasilkan PGAL

(fosfogliseraldehida).

c) Tiap 6 molekul karbon dioksida yang diikat dihasilkan 12 PGAL.

d) Dari 12 PGAL, 10 molekul kembali ke tahap awal menjadi RuBp, dan

seterusnya RuBp akan mengikat CO2 yang baru.

14

e) Dua PGAL lainnya akan berkondensasi menjadi glukosa 6 fosfat. Molekul ini

merupakan prekursor (bahan baku) untuk produk akhir menjadi molekul

sukrosa yang merupakan karbohidrat untuk diangkut ke tempat penimbunan

tepung pati yang merupakan karbohidrat yang tersimpan sebagai cadangan

makanan.

ATP 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 (dan

kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena

tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun

dalam keadaan gelap (tanpa cahaya). (Hardianto, 30: 2004)

Sebagaimana telah kita ketahui bahwa proses fotosintesis

memerlukan cahaya dan CO2  Oleh karena itu, faktor lingkungan seperti cahaya

dan pasokan CO2 di dalam sel dapat memengaruhi kecepatan fotosintesis. Faktor-

faktor tersebut dapat saling berinteraksi dalam memengaruhi fotosintesis. Jika

intensitas cahaya rendah maka kecepatan fotosintesis akan rendah pula. Pada

keadaan ini, cahaya dikatakan sebagai faktor pembatas. Salah satu cara untuk

15

menentukan kecepatan fotosintesis adalah dengan mengamati pembentukan

oksigen. Pada saat intensitas cahaya mencapai titik tertentu (jenuh cahaya pada

kondisi percoban) maka tidak akan memengaruhi produksi oksigen.

Keadaan tersebut kemungkinan disebabkan CO2 menjadi faktor pembatas.

Nah, jika konsentrasi CO2 tersebut ditingkatkan maka kecepatan fotosintesis akan

meningkat dengan meningkatnya intensitas cahaya. Selain cahaya dan CO2  suhu

juga dapat memengaruhi kecepat an fotosintesis jika cahaya bukan sebagai faktor

pembatas.

Menurut F.F. Blackman (tahun 1905), fotosintesis dapat berlangsung jika

ada cahaya dan akan berhenti jika tidak ada cahaya. Fotosintesis terdiri dari

reaksi fotokimia dan reaksi enzimatis. Kondisi tanpa cahaya (gelap) dapat

menghambat pembentukan O2 melalui reaksi fotokimia. Selain faktor lingkungan,

faktor dalam juga dapat mempengaruhi kecepatan fotosintesis, antara lain:

konsentrasi enzim, kekurangan air, dan konsentrasi klorofil. 

Faktor pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi

optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah

sebabnya faktor-faktor pembatas tersebut sangat mempengaruhi laju fotosintesis

yaitu dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis. Selain itu, faktor-faktor

seperti translokasi karbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi

mempengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak

langsung ikut mempengaruhi laju fotosintesis. Berikut adalah beberapa faktor

utama yang menentukan laju fotosintesis :

1. Intensitas cahaya

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

2. Konsentrasi karbon dioksida

Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang

dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

3. Suhu

Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja

pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan

meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

16

4. Kadar air

Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup,

menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju

fotosintesis.

5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)

Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan

naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju

fotosintesis akan berkurang.

6. Tahap pertumbuhan

Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada

tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini

mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak

energi dan makanan untuk tumbuh.

17

Bab III

Kesimpulan

3.1 Kesimpulan

Adapun kesimpulan dari makalah ini antara lain:

a. Fotosintesis adalah peristiwa pembentukan karbohidrat dari karbondioksida

dan air dengan bantuan energi cahaya matahari.

b. Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastida

yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil).

c. Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2.

Reaksi ini memerlukan molekul air dan cahaya Matahari. Proses diawali

dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.

d. Reaksi gelap hanya berlangsung jika tersedia energi kimia (ATP dan

NADPH) serta proton (H+) yang dihasilkan oleh reaksi terang. Tanpa

didahului reaksi terang, reaksi gelap tidak akan berlangsung.

18

Daftar Pustaka

Campbell dan Reece. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Darmawan dan Baharsjah. 1983. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT Gramedia.

Devlin, Robert M. 1975. Plant Physiology Third Edition. New York : D. Van Nostrand.

Dwijoseputro, D. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. Jakarta : Gramedia.

Dwijoseputro. 1994. Pengantar Fisiologi Tanaman. Jakarta : Gramedia.

Guttman, Burton S. Dan and John, W. Hopkins. 1983. Understanding Biology. New York : Harcourt Brace Jovanovich, Inc.

Rochmah, S. N., Sri Widayati, Mazrikhatul Miah. 2009. Biologi : SMA dan MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 282.

19