Fotosintesis

Tumbuhan yang ada di sekitar kita adalah organism autotrof. Masih ingatkah kalian, apa yang dimaksud dengan organisme autotrof? Organisme autotrof adalah organism yang dapat membuat makanannya sendiri. Bagaimana tumbuhan membuat makanannya sendiri? Dalam bab ini kita akan membahasnya.

Tumbuhan dapat membuat makanannya sendiri dengan cara berfotosintesis. Apakah yang dimaksud dengan fotosintesis? Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan – bahan organik seperti gula atau karbohidrat dari bahan – bahan anorganik, seperti karbondioksida dan air dengan bantuan cahaya. Jadi dalam proses fotosintesis, bahan baku yang diperlukan adalah karbondioksida (CO2), air, sedangkan hasilnya adalah glukosa dan oksigen.

Fotosintesis 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.

Proses fotosintesis berlangsung pada tumbuhan yang memiliki zat hijau daun bernama klorofil yang tersimpan dalam kloroplas. Pada proses fotosintesis klorofil berfungsi mengubah energy cahaya menjadi energy kimia. Pada tumbuhan yang berdaun hijau, Klorofil menjadi zat warna yang paling dominan, sedangkan pada tumbuhan yang berdaun bukan hijau, klorofil bukan menjadi zat warna atau pigmen yang paling dominan, tetapi tetap memiliki klorofil dengan jumlah yang tidak banyak.

Kloroplas adalah organel bermembran dua yang di dalamnya terdapat cairan mengandung enzim disebut stroma. Di dalam stroma terdapat bangunan yang berbentuk lempengan bulat., seperti seperti cakram yang mengandung klorofil disebut tilakoid dan tumpukan dari tilakoid disebut grana.

Menurutmu, pada organ bagian tumbuhan manakah proses fotosintesis berlangsung? Hal ini tentunya berkaitan dengan paling banyak organ tumbuhan mengandung klorofil? Biasanya, klorofil paling banyak terdapat di daun. Di daun Di daun terdapat jaringan yang paling banyak mengandung klorofil yang disebut jaringan parenkim. Jaringan parenkim ada 2 jenis, yaitu sebagai berikut :

a. Parenkim palisade atau parenkim tiang, jaringan ini terdiri dari sel-sel berbentuk panjang dan rapat. Oleh karena itu, disebut parenkim tiang Di jaringan ini terdapat banyak klorofil, terdapat sedikit ruang udara antar sel yang berfungsi untuk meningkatkan penyerapan cahaya oleh klorofil.

b. Parenkim Spons atau parenkim bunga karang. Jaringan ini terdiri dari jaringan berbentuk bulat tidak beraturan, memiliki klorofil lebih sedikit dari[ada parenlim palisade, dan memiliki ruang udara antarsel yang cukup besar, berfungsi untuk memudahkan difusi karbindioksida ke jaringan partenkim palisade tempat terjadinya fotosintesis.

Selain kita tahu fotosintesis berlangsung di daun, tentunya daun-daun memiliki memiliki jaringan yang mendukung untuk terjadinya proses fotosintesis. Jaringan apa sajakah itu?

Stomata adalah sel pada lapisan epidermis yang berfungsi sebagai tempat masuknya karbondioksida dan tempat keluarnya oksigen. Jadi stomata memiliki peranan sebagai tempat pertukaran gas. Setelah karbondioksida masuk, lalu berdifusi ke jaringan palisade yang akan melaksanakan proses fotosintesis.

Jaringan pengangkut, pada tulang daun terdapat jaringan pengangkut yang terdiri dari xylem (untuk mengangkut air dan garam mineral) dan floem (untuk mengangkut hasil fotosintesis). Dalam proses fotosintesis xylem mengangkut air dan garam mineral ke jaringan palisade dan floem mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan.

Setelah kita mengetahui tempat dan bahan yang dibutuhkan untuk proses fotosintesis, sekarang kita akan mengetahui tahapan-tahapan fotosintesis.

Reaksi terang, pada tahapan ini, terjadi proses pemecahan molekul air (fotolisis) yang membutuhkan cahaya. Oleh karena itu, disebut reaksi terang. Reaksi ini terjadi pada grana.

Reaksi gelap, pada tahap ini terjadi pengikatan karbondioksida. Proses ini tidak membutuhkan cahaya. Oleh karena itu, disebut reaksi gelap. Reaksi ini terjadi pada stroma.

Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis adalah, sebagai berikut :

a. Kandungan klorofil merupakan kandungan dari dalam yang mempengaruhi fotosintesis karena klorofil yang menangkap energi cahaya untuk fotosintesis.

b. Kandungan karbondioksida sebagai bahan dasar proses fotosintesis.

c. Kandungan air dalam tanah.

d. Intensitas cahaya, semakin tinggi intensitasnya, semakin banyak energy yang terbentuk.

e. Suhu, fotosintesi akan berlangsung maksimal jika lingkungan memiliki suhu optimal sekitar 15o-38o.

Fotosistem

Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga. Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis.

Klorofil a berada dalam bagian pusat reaksi. Klorofil ini berperan dalam menyalurkan elektron yang berenergi tinggi ke akseptor utama elektron. Elektron ini selanjutnya masuk ke sistem siklus elektron. Elektron yang dilepaskan klorofil a mempunyai energi tinggi sebab memperoleh energi dari cahaya yang berasal dari molekul perangkat pigmen yang dikenal dengan kompleks antena.

Fotosistem sendiri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Pada fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700. Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena. Pada fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680. P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700.Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air.

Faktor penentu laju fotosintesis

Proses fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor yang dapat mempengaruhi secara langsung seperti kondisi lingkungan maupun faktor yang tidak mempengaruhi secara langsung seperti terganggunya beberapa fungsi organ yang penting bagi proses fotosintesis. Proses fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan meliputi kehadiran cahaya matahari, suhu lingkungan, konsentrasi karbon dioksida (CO₂). Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.

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.
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.

Rantai Makanan

Suatu organisme hidup akan selalu membutuhkan organisme lain dan lingkungan hidupnya. Hubungan yang terjadi antara individu dengan lingkungannya sangat kompleks, bersifat saling mempengaruhi atau timbal balik. Hubungan timbal balik antara unsur-unsur hayati dengan nonhayati membentuk sistem ekologi yang disebut ekosistem. Di dalam ekosistem terjadi rantai makanan, aliran energi, dan siklus biogeokimia.

Rantai makanan adalah pengalihan energi dari sumbernya dalam tumbuhan melalui sederetan organisme yang makan dan yang dimakan.

Para ilmuwan ekologi mengenal tiga macam rantai pokok, yaitu rantai pemangsa, rantai parasit, dan rantai saprofit.

1. Rantai Pemangsa

Rantai pemangsa landasan utamanya adalah tumbuhan hijau sebagai produsen. Rantai pemangsa dimulai dari hewan yang bersifat herbivora sebagai konsumen I, dilanjutkan dengan hewan karnivora yang memangsa herbivora sebagai konsumen ke-2 dan berakhir pada hewan pemangsa karnivora maupun herbivora sebagai konsumen ke-3.

2. Rantai Parasit

Rantai parasit dimulai dari organisme besar hingga organisme yang hidup sebagai parasit. Contoh organisme parasit antara lain cacing, bakteri, dan benalu.

3. Rantai Saprofit

Rantai saprofit dimulai dari organisme mati ke jasad pengurai. Misalnya jamur dan bakteri. Rantai-rantai di atas tidak berdiri sendiri tapi saling berkaitan satu dengan lainnya sehingga membentuk faring-faring makanan.

4. Rantai Makanan dan Tingkat Trofik

Salah satu cara suatu komunitas berinteraksi adalah dengan peristiwa makan dan dimakan, sehingga terjadi pemindahan energi, elemen kimia, dan komponen lain dari satu bentuk ke bentuk lain di sepanjang rantai makanan.

Organisme dalam kelompok ekologis yang terlibat dalam rantai makanan digolongkan dalam tingkat-tingkat trofik. Tingkat trofik tersusun dari seluruh organisme pada rantai makanan yang bernomor sama dalam tingkat memakan.

Sumber asal energi adalah matahari. Tumbuhan yang menghasilkan gula lewat proses fotosintesis hanya memakai energi matahari dan C02 dari udara. Oleh karena itu, tumbuhan tersebut digolongkan dalam tingkat trofik pertama. Hewan herbivora atau organisme yang memakan tumbuhan termasuk anggota tingkat trofik kedua. Karnivora yang secara langsung memakan herbivora termasuk tingkat trofik ketiga, sedangkan karnivora yang memakan karnivora di tingkat trofik tiga termasuk dalam anggota iingkat trofik keempat.

Rantai Makanan dan Tingkat Trofik
Salah satu cara suatu komunitas berinteraksi adalah dengan peristiwa makan dan dimakan, sehingga terjadi pemindahan energi, elemen kimia, dan komponen lain dari satu bentuk ke bentuk lain di sepanjang rantai makanan.
Organisme dalam kelompok ekologis yang terlibat dalam rantai makanan digolongkan dalam tingkat-tingkat trofik. Tingkat trofik tersusun dari seluruh organisme pada rantai makanan yang bernomor sama dalam tingkat memakan.
Sumber energi berasal dari matahari. Tumbuhan yang menghasilkan gula lewat proses fotosintesis hanya memakai energi matahari dan C02 dari udara. Oleh karena itu, tumbuhan tersebut digolongkan dalam tingkat trofik pertama. Hewan herbivora atau organisme yang memakan tumbuhan termasuk anggota tingkat trofik kedua. Karnivora yang secara langsung memakan herbivora termasuk tingkat trofik ketiga, sedangkan karnivora yang memakan karnivora di tingkat trofik tiga termasuk dalam anggota iingkat trofik keempat.

Piramida Ekologi

Struktur trofik pada ekosistem dapat disajikan dalam bentuk piramida ekologi. Ada 3 jenis piramida ekologi, yaitu piramida jumlah, piramida biomassa, dan piramida energi.

a. Piramida jumlah

Organisme dengan tingkat trofik masing - masing dapat disajikan dalam piramida jumlah, seperti kita organisme di tingkat trofik pertama biasanya paling melimpah, sedangkan organisme di tingkat trofik kedua, ketiga, dan selanjutnya makin berkurang. Dapat dikatakan bahwa pada kebanyakan komunitas normal, jumlah tumbuhan selalu lebih banyak daripada organisme herbivora. Demikian pula jumlah herbivora selalu lebih banyak daripada jumlah karnivora tingkat 1. Kamivora tingkat 1 juga selalu lebih banyak daripada karnivora tingkat 2. Piramida jumlah ini di dasarkan atas jumlah organisme di tiap tingkat trofik.

b. Piramida biomassa

Seringkali piramida jumlah yang sederhana kurang membantu dalam memperagakan aliran energi dalam ekosistem. Penggambaran yang lebih realistik dapat disajikan dengan piramida biomassa. Biomassa adalah ukuran berat materi hidup di waktu tertentu. Untuk mengukur biomassa di tiap tingkat trofik maka rata-rata berat organisme di tiap tingkat harus diukur kemudian barulah jumlah organisme di tiap tingkat diperkirakan.

Piramida biomassa berfungsi menggambarkan perpaduan massa seluruh organisme di habitat tertentu, dan diukur dalam gram.

Untuk menghindari kerusakan habitat maka biasanya hanya diambil sedikit sampel dan diukur, kemudian total seluruh biomassa dihitung. Dengan pengukuran seperti ini akan didapat informasi yang lebih akurat tentang apa yang terjadi pada ekosistem.

c. Piramida energi

Seringkali piramida biomassa tidak selalu memberi informasi yang kita butuhkan tentang ekosistem tertentu. Lain dengan Piramida energi yang dibuat berdasarkan observasi yang dilakukan dalam waktu yang lama. Piramida energi mampu memberikan gambaran paling akurat tentang aliran energi dalam ekosistem.

Pada piramida energi terjadi penurunan sejumlah energi berturut-turut yang tersedia di tiap tingkat trofik. Berkurang-nya energi yang terjadi di setiap trofik terjadi karena hal-hal berikut.

1. Hanya sejumlah makanan tertentu yang ditangkap dan

dimakan oleh tingkat trofik selanjutnya.

2. Beberapa makanan yang dimakan tidak bisa dicemakan dan

dikeluarkan sebagai sampah.

3. Hanya sebagian makanan yang dicerna menjadi bagian dari

tubuh organisms, sedangkan sisanya digunakan sebagai

sumber energi.

Tumbuhan Hijau

Tumbuhan Hijau sebagai Sumber Makanan

             Semua mahluk hidup membutuhkan makanan agar tetap hidup. Satu- satunya mahluk hidup yang dapat membuat makanannya sendiri adalah tumbuhan hijau.

             Manusia dan hewan menjadikan tumbuhan sebagai sumber makanannya. Bahkan hewan yang hanya memakan hewan lain tetap bergantung pada tumbuhan karena hewan yang dimakannya menjadiakan tumbuhan sebagai makanannya. Proses makan dimakan tersebut disebut rantai makanan.

             Tahukah kamu, berapa banyak tumbuhan yang kamu makan pada hari ini? Tiap hari orang di seluruh dunia memakan jenis makanan yang berbeda-beda yang berasal dari tumbuhan. Begitu pula dengan hewan. Ada kelinci yang memakan wortel, ada monyet yang memakan pisang dan kambing yang memakan rumput.

             Tidak semua bagian dari tumbuhan hijau dimakan oleh hewan dan manusia. Bagian tumbuhan yang dimakan biasanya merupakan tempat tumbuhan menyimpan cadangan makanannya.Berikut adalah bagian- bagian tumbuhan yang dimanfaatkan sebagai sumber makanan.

              a. Tumbuhan yang dimanfaatkan daunnya antara lain bayam, kangkung, kubis, singkong, salam,    

                   seledri dll.

              b. Tumbuhan yang dimanfaatkan bijinya antara lain kacang tanah, kacang merah,dll.

              c. Tumbuhan yang dimanfaatkan buahnya antara lain apel, mangga, rambutan tomat, ketumbar, dll

              d. Tumbuhan yang dimanfaatkan umbinya antara lain talas, singkong, ubi, wortel, kentang, bawang 

                  merah dll.

 Proses Tumbuhan Hijau Membuat Makanan 

Pembuatan makanan yang berlangsung di daun. Selain klorofil, untuk membuat makanan tumbuhan juga memerlukan karbondioksida, air, dan sinar matahari. Energi dari sinar matahari digunakan untuk mengubah karbondioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen. Proses ini kemudian dikenal dengan nama fotosintesis. Secara singkat, proses fotosintesis dapat di lihat pada diagram berikut ini.

Air + Karbondioksida ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ glukosa + Oksigen

Secara alami, proses fotosintesis hanya berlangsung pada siang hari karena proses ini memerlukan cahaya matahari. Cahaya matahari merupakan sumber energi utama pada proses fotosintesis. Oksigen yang merupakan 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. Hasil fotosintesis lainnya, yaitu glukosa yang merupakan zat makanan yang akan diedarkan ke seluruh tubuh melalui pembuluh tapis. Pada tumbuhan, glukosa ini digunakan untuk tumbuh, berkembang biak, dan sebagian disimpan sebagai timbunan makanan. 

2. Tempat Menyimpan Timbunan Makanan pada Tumbuhan 

Glukosa yang merupakan zat makanan hasil fotosintesis, selain digunakan untuk tumbuh dan berkembang biak juga disimpan sebagai timbunan makanan. 

Sebagian besar bagian tumbuhan yang kita makan merupakan timbunan makanan dari tumbuhan tersebut.

Setiap tumbuhan memiliki tempat menyimpan timbunan makanan yang berbeda-beda. Ada tumbuhan yang menyimpan timbunan makanan pada akar, batang, ataupun buah. Berdasarkan tempat menyimpan timbunan makanannya, tumbuhan dikelompokkan menjadi empat, yaitu: 

  

a. Tumbuhan yang menyimpan timbunan makanan di dalam  umbi

Umbi adalah akar atau batang yang mengembung dan berisi timbunan makanan. Tumbuhan yang timbunan makanannya disimpan di dalam umbi di antaranya adalah kentang, singkong, dan ubi jalar.

b. Tumbuhan yang menyimpan timbunan makanannya di dalam buah

 Buah-buahan yang kita makan sehari-hari, seperti mangga, pepaya, apel, dan jeruk merupakan timbunan makanan. Timbunan makanan tersebut disimpan oleh tumbuhan di dalam buah. 

c. Tumbuhan yang menyimpan timbunan makanan di dalam biji 

 

Kacang hijau, kacang tanah, dan kacang kedelai merupakan kelompok tumbuhan yang meyimpan timbunan makanannya di dalam biji. 

d. Tumbuhan yang menyimpan timbunan makanan di dalam batang

Kamu mungkin pernah memakan batang tebu yang rasanya manis dan segar. Tumbuhan tebu dan sagu merupakan kelompok tumbuhan yangmenyimpan timbunan makanannya di dalam batang.

 

 

 

 

Data diri

Nama : Siti Jaenabun
Kelas : 3 IPA
NIM  : 0801631
TTL   : Bekasi, 23-06-1990
Hobi  : apa aja boleh!!
Alamat : Jl. Raya citarik no. 49 , cikarang timur