BAGAIMANA PROSES FOTOSINTESIS PADA TUMBUHAN TERJADI?

Berikut akan saya jelaskan dulu apa pengertian Fotosintesis. Menurut Wikipedia, Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk menghasilkan makanan dengan memanfaatkan energi cahaya. 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 disebut sebagai fototrof. Jadi pada dasarnya Fotosintesis hanya sebuah istilah/ sebutan proses pembuatan nutrisi atau makanan yang dibutuhkan tumbuhan. Sedangkan dari hasil proses Fotosintesis ini, tumbuhan memerlukan karbon dioksidan dan mengeluarkan oksigen. Tentunya kita sudah tau bahwa manusia memerlukan oksigen untuk bernapas. Lagi-lagi menurut wikipedia menyatakan bahwa berbeda dari organisme lain yang memperoleh energi dengan memakan organisme lainnya, tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis itu sendiri. 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. Pada respirasi gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia. Meskipun demikian, perlu diingat bahwa langkah-langkah dalam fotosintesis dan respirasi sesungguhnya amatlah amat rumit dan memiliki perbedaan-perbedaan yang mendetail. Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil mengandung organel yang disebut kloroplas. Kloroplas inilah yang 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 dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

Untuk lebih jelasnya berikut proses kimia pada fotosintesis tersebut. 12H2O + 6CO2 + cahaya --> C6H12O6 (glukosa) + 6O2 + 6H2O

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. 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.

Penemuan 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. Tapi pada tahun 1720, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia berpendapat faktor itu adalah udara. Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta, 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, 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 menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Akhirnya di tahun 1796, 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). Diperoleh dari "http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis" Fotosintesis atau fotosintesa merupakan proses pembuatan makanan yang terjadi pada tumbuhan hijau dengan bantuan sinar matahari dan enzim-enzim. Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. fotosintesis adalah fungsi utama dari daun. Proses fotosintesis sangat penting bagi kehidupan di bumi karena hampir semua makhluk hidup tergantung pada proses ini. Proses 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

Fotosintesis pada tumbuhan Tumbuhan hijau daun bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat memasak atau mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menyerap karbondioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini: 6H2O + 6CO2 + cahaya C6H12O6 (glukosa) + 6O2 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 respirasiseluler adalah kebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbondioksida, air, dan energi kimia.

Tumbuhan menyerap cahaya karena mempunyai pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplast. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Sebagian besar energi fotosintesis dihasilkan di daun tetapi juga dapat terjadi pada organ tumbuhan yang berwarna hijau. 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 dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

Reaksi- Reaksi pada proses fotosintesis Proses fotosintesis masih terus diselidiki karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri. Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplast berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu. 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 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 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. Reaksi gelap 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). Faktor yang menentukan kecepatan fotosintesis Beberapa faktor yang menentukan kecepatan fotosintesis: 1. Cahaya Komponen-komponen cahaya yang mempengaruhi kecepatan laju fotosintesis adalah intensitas, kualitas dan lama penyinaran. Intensitas adalah banyaknya cahaya matahari yang diterima sedangkan kualitas adalah panjang gelombang cahaya yang efektif untuk terjadinya fotosintesis. 2. Konsentrasi karbondioksida Semakin banyak karbondioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat 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. 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. Penemuan tentang 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. Tapi pada tahun 1720, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia berpendapat faktor itu adalah udara. Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta, 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, 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 menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Akhirnya di tahun 1796, 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). Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan (glukosa) pada tumbuhan yang menggunakan zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari. Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan. Selain menghasilkan zat makanan pada tumbuhan, proses ini juga menghasilkan oksigen yang dibutuhkan bagi pernafasan manusia. Proses fotosintesis terjadi pada daun tumbuhan. Proses fotosintesis ini tidak berlangsung pada semua sel tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Disamping itu proses fotosintesis juga dipengaruhi oleh kemampuan daun menyerap spektrum cahaya, perbedaan ini disebabkan oleh adanya perbedaan pigmen pada jaringan daun. Kloroplas adalah salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting dalam proses fotosintesis dengan menyerap energi matahari. Kloroplas adalah zat hijau daun yang terdapat pada semua tumbuhan yang berwarna hijau. Di dalam kloroplas terdapat klorofil. Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. 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. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan yang menangkap energi matahari (klorofil). Persamaan reaksi kimia fotosintesis adalah sebagai berikut : H2O (air) + CO2 (karbondioksida) + cahaya CH2O (glukosa) + O2 (oksigen) Lambat cepatnya proses fotosintesis ditentukan oleh : 1. Intensitas cahaya, laju fotosintesis maksimal jika banyak cahaya. 2. Suhu, enzim yang bekerja pada proses ini maksimal pada suhu yang diinginkannya. 3. Banyaknya karbondioksida, semakin banyak semakin maksimal proses fotosintesis. 4. Banyaknya air, semakin maksimal jika jumlah air banyak. 5. Tahapan pertumbuhan, tumbuhan yang masih berkecambah menunjukan laju fotosintesis yang maksimal dari pada tumbuhan yang dewasa. Sumber: http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2117549-prosesfotosintesis/#ixzz1nZKJoeVo

Bagaimana proses terjadinya fotosintesis pada tumbuhan?

Jawaban Terbaik - Dipilih oleh Suara Terbanyakumbuhan bersifat autotrof.[4] Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik.[4] Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini: 6H2O + 6CO2 + cahaya C6H12O6 (glukosa) + 6O2 Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar.[4] Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan.[4] Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas.[4] Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.[4] Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil.[4] Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas.[4] klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis.[4] Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.[4] Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya.[4] Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis.[4] Permukaan daun biasanya

dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.[4]

gu, 08 November 2009fotosintesis_calvinStandar Kompetensi : Memahami pentingnya proses metabolism Kompetensi Dasar : Menjelaskan proses katabolisme dan anabolisme Karbohidrat Indikator : Menjelaskan tahapan reaksi fotosintesis, rekasi terang dan reaksi gelap pada C3 C4 Tujuan : Menjelaskan gelap pada C3 C4 tahapan reaksi fotosintesis, rekasi terang dan reaksi

FOTOSINTESISTAHUKAH ANDA..MAKHLUK HIDUP APA YANG MAMPU MEMBUAT MAKANAN SENDIRI.. TUMBUHAN ITULAH JAWABNYA.KOK BISA TUMBUHAN MEMBUAT MAKANANAYO SIMAK PENJELASAN DIBAWAH INI TENTANG PROSES FOTOSINTESIS.. PROSES FOTOSINTESIS

Fotosintesis merupakan penyedia makanan bagi hampir seluruh kehidupan di dunia, baik secara langsung maupun tidak langsung. Organisme memperoleh senyawa organik yang digunakan untuk energi dan rangka karbon dengan cara autotrofik atau heterotrofik. Organisme autotrof menyediakan makanan bagi dirinya secara total tanpa memakan atau menguraikan organisme lain. Sedangkan organisme hetereotrof memenuhi kebutuhan materi organik dari organisme lain dengan cara memakan organisme lain, menguraikan sisa tubuh organisme yang telah mati. Fotosintesis dapat dilakukan oleh organisme yang memiliki pigmen klorofil pada sel tubuhnya. Ada empat kelompok organisme yang memiliki klorofil yaitu tumbuhan, ganggang, protista uniseluler dan prokariota fotosintetik. Klorofil pada tumbuhan terdapat di dalam kloroplas

sedangkan pada organisme uniseluler subtansi klorofil terdapat di dalam sitoplasma. Dengan klorofil Organisme tersebut mampu menangkap energi matahari untuk menyintesis molekulmolekul organik kaya energi dari prekursor anorganik yaitu air (H2O) dan karbondioksida (CO2). Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas oleh karena klorofil terdapat dalam kloroplas. Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada semua bagian tumbuhan yang berwarna hijau pada tumbuhan, termasuk batang hijau dan buah yangbelum matang. Akan tetapi daun merupakan tempat paling utama berlangsungnya fotosintesis pada sebagian besar tumbuhan. Terdapat kirakira setengah juta kloroplas tiap miliminter persegi permukaan daun. Klorofil Kloroplas ditemukan terutama dalam sel mesofil daun, yaitu sel-sel jaringan palisade dan sel-sel jaringan spons. Kloroplas berbentuk selubung dengan membrane ganda yang melingkupi stroma. Stroma tersekat-sekat oleh adanya membrane yang membentuk tilakoid, dan di dalam tilakoid terdapat tumpukan grana. Klorofil terdapat di dalam protein integral membrane tilakoid. Menurut Kimball (2001), struktur molekul klorofil terdiri atas porfirin yang sama strukturnya dengan porfirin heme yang membentuk gugus prostetik pada hemoglobin, mioglobin dan enzimenzim sitokrom. Perbedaan utama antara klorofil dan heme ialah adanya (1) atom magnesium sebagai pengganti besi di tengah-tengah cincin porfirin dan (2) rantai samping hidrokarbon yang panjang yaitu fitol. Klorofil adalah molekul amfifilik, rantai fitol hidrokarbonnya sangat hidrofobik, sedangkan sebagian dari cincin porfirin tempat gugus C = O hidrofilik. Pigmen klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. klorofil a berwarna biru-hjau sedangkan klorofil b berwarna kuning hijau. Pigmen klorofil a dapat berperan langsung dalam reaksi terang fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Sementara pigmen klorofil b menyerap cahaya dan mentransfer energinya ke klorofil a. Selain pigmen fotosintetik, kloroplas juga memiliki pigmen aksesoris berupa karotenoid, yang berwarna kuning-jingga. Pigmen karotenoid memperluas spectrum dari warna-warna yang dapat menggerakkan fotosintesis. Namun sebagian karotenoid berfungsi sebagai fotoproteksi yakni menyerap dan melepaskan energi cahaya yang berlebihan yang dapat merusak klorofil. Di dalam membrane tilakoid, klorofil tersusun bersama protein dan molekul organik yang lebih kecil lainnya membentuk fotosistem. fotosistem memiliki kompleks antena pengumpul cahaya yang tersusun atas suatu kumpulan dari beberapa ratus klorofil a, klorofil b dan molekul kaotenoid. Membran tilakoid dipenuhi oleh dua jenis fotosistem yang bekerja secara bersama dalam reaksi terang yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Fotosistem I dikenal sebagai P700 karena paling baik menyerap cahaya pada spectrum 700 nm sedangkan fotosistem II disebut P680 karena spectrum absorpsinya memiliki puncak pada 680 nm. Energi Cahaya Setiap energi yang digunakan oleh makhluk hidup di bumi secara langsung atau tidak langsung berasal dari radiasi matahari, kecuali energi atom dan mungkin juga energi panas bumi. Untuk pertumbuhan dan perkembangan, khususnya fotosintesis, cahaya matahari merupakan satu-

satunya sumber energi. Cahaya tampak (visible light) adalah sumber energi yang digunakan tumbuhan untuk fotosintesis, di mana merupakan bagian spectrum energi radiasi (gambar 1). Teori kuantum menyatakan cahaya merambat dalam bentuk aliran partikel yang disebut foton. Energi yang terkandung dalam satu foton disebut satu kuantum. Energi yang terkandung dalam foton berbanding lurus dengan frekuensi dan berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya. Reaksi cahaya dalam fotosintesis merupakan akibat langsung penyerapan foton oleh molekulmolekul pigmen klorofil (Gardner et al., 1991).

Gambar 1. Spektrum energi radiasi. Foton yang berukuran antara 400-700 nm digunakan dalam fotosintesis. Sumber: Wikipediaindonesia.com Tidak seluruh foton mempunyai tingkat energi yang cocol untuk menggiatkan pigmen daun. Gardner et al. (1991), mengemukakan bahwa di atas 760 nm foton tidak memiliki cukup energi dan di bawah 390 nm foton memiliki terlalu banyak energi, menyebabkan ionisasi dan kerusakan pigmen. Sehingga foton yang memiliki tingkat energi yang cocok untuk fotosintesis memiliki panjang gelombang antara 390 760 nm yaitu cahaya campak. Penggiatan pigmen merupakan akibat langsung dari interaksi antara foton dan pigmen. pengukuran cahaya yang digunakan dalam fotosintesis dilakukan berdasarkan densitas aliran foton dan bukan berdasarkan energi. Densitas aliran foton adalah jumlah foton yang menumbuk suatu luas permukaan tertentu persatuan waktu. Karena panjang gelombang 400 700 nm paling efisien dalam fotosintesis, maka pengukuran cahaya didasarkan pada densitas aliran foton dalam panjang gelombang 400 dan 700 nm. Pengukuran ini disebut radiasi aktif fotosintesis atau

photosynthetically active radiator (PAR), atau densitas aliran foton fotosintesis atau photosynthetic photon flux density (PPFD). PAR dinayatakan dalam bentuk mE.m-2.det-1 atau mmol.m-2.det-1 Reaksi Kimia Fotosintesis Secara umum fotosintesis terjadi dalam dua tahapan yaitu reaksi terang (light reaction) dan reaksi gelap (dark reaction). Reaksi terang merupakan tahapan yang sangat dipengaruhi oleh ketersediaan cahaya matahari. Reaksi ini melibatkan Fotosistem I dan II yang bekerja sama menggunakan energi cahaya untuk menghasilkan ATP dan NADPH sebagai produk reaksi terang. Sedangkan reaksi gelap merupakan tahapan lanjutan dari reaksi terang, di mana terjadi fiksasi karbondioksida untuk direduksi menjadi karbohidrat. Adapun proses terjadinya fotosintesis adalah sebagai berikut: Reaksi Terang, proses ini terjadi dalam enam tahapan: 1. Ketika fotosistem II menyerap cahaya, suatu electron yang dieksitasi ke tingkat energi yang lebih tinggi dalam klrofil pusat reaksi (P680) ditangkap oleh akseptor electron primer. 2. Suatu enzim mengekstraksi electron dari air dan mengirimnya ke P680, menggantikan setiap electron yang keluar dari klorofil ketika molekul ini menyerap cahaya. Reaksi ini menguraikan molekul air menjadi dua ion hydrogen dan satu atom oksigen yang segera bergabung dengan atom oksigen lain membentuk O2. 3. Setiap electron terfotoeksitasi mengalir dari akseptor electron primer fotosistem II ke fotosistem I melalui rantai transport electron. 4. Begitu electron menuruni rantai tersebut, eksegoniknya jatuh ke tingkat yang lebih rendah ditangkap oleh membrane tilakoid untuk menghasilkan ATP. Karena Sintesis ATP ini menggunakan energi cahaya maka proses ini disebut fotofosforilasi (nonsiklik). 5. Apabila electron mencapai dasar rantai transport electron, electron ini mengisi lubang electron di P700 molekul klorofil a pada pusat reaksi fotosistem I. Lubang ini tercipta ketika energi cahaya menggerakkan electron dari P700 ke aksptor electron primer fotosistem I. 6. Akseptor electron primer fotosistem I melewatkan electron terfotoeksitasi ke rantai transport electron kedua, yang menyalurkannya ke feredoksin (Fd). Selanjutnya, enzim NADP+ reduktase menyalurkan electron dari Fd ke NADP+ sehingga terbentuk NADPH.

Gambar 1. Fotofosforilasi pada reaksi terang proses fotosintesis. Reaksi Gelap, proses ini terjadi dalam tiga fase: 1. Fase I, Fiksasi karbon. Siklus Calvin memasukkan setiap molekul CO2 dengan menautkannya pada gula berkarbon-lima yang dinamai ribulosa bisfosfat (RuBP) dengan bantuan RuBP karboksilase atau rubisko. RuBP kemudian terurai membentuk dua molekul 3-fosfogliserat. 2. Fase II, Reduksi. Setiap molekul 3-fosfogliserat menerima gugus fosfat baru dari ATP sehingga membentuk 1,3-bisfosfogliserat. Selanjutnya sepasang electron yang

disumbangkan dari NADPH mereduksi gugus karboksil 3-fosfogliserat menjadi gugus karbonil yang berupa G3P (gula berkarbon 3). 3. Fase III, Regenerasi akseptor CO2 (RuBP). Rangka karbon yang terdiri atas lima molekul G3P disusun ulang oleh langkah terakhir skilus Calvin menjadi tiga molekul RuBP. Untuk menyelesaikan ini, siklus menghabiskan tiga molekul ATP. Siklus Calvin secara keseluruhan mengkonsumsi sembilan molekul ATP dan enam molekul NADPH.

Gambar 2. Siklus Calvin pada proses reaksi gelap. karbohidrat yang dihasilkan langsung dari siklus Calvin sebenarnya bukan glukosa, tetapi gula berkarbon-3 yang disebut gliseraldehid 3-fosfat (G3P). G3P yang tersingkir dari siklus Calvin menjadi materi awal untuk jalur metabolisme yang mensintesis organik lainnya, termasuk glukosa dan karbohidrat lainnya.