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.
- Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya. - Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis. - 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. - Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis. - 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. - 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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar