Definisi Fotosintesis

Fotosintesis berasal dari kata Yunani φώτο- [fó̱to-] berarti “cahaya” dan σύνθεσις [sýnthesis] artinya “menggabungkan”, “kombinasi” adalah proses biokimia untuk pembentukan makanan nabati, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau atau klorofil. Selain itu, organisme fotosintetik non-klorofil lainnya adalah alga dan juga beberapa jenis bakteri. Organisme ini berfotosintesis menggunakan nutrisi, air, dan energi dari sinar matahari dan karbon dioksida.

Sejarah penemuan fotosintesis

Fotosintesis telah dikenal sejak lama, sekitar tahun 1800-an, Jan Van Helmont, seorang ahli kimia obat di awal tahun 1600-an, melakukan percobaan untuk mengetahui faktor-faktor yang menyebabkan peningkatan massa tanaman sesekali.

Berdasarkan penelitiannya, Jan Van Helmont sampai pada kesimpulan bahwa massa tumbuhan bertambah karena suplai air, tetapi pada tahun 1727, ahli botani Inggris Stephen berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang memainkan proses tertentu dan datang. dari atmosfer.

Fotosintesis pada tumbuhan

Tumbuhan adalah autotrof. Autotrof mampu mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik, tumbuhan menggunakan air dan karbondioksida untuk menghasilkan gula dan juga oksigen, yang dibutuhkan tumbuhan untuk makanan. Energi yang dibutuhkan untuk melakukan proses ini berasal dari fotosintesis. Berikut persamaan reaksi fotosintesis yang menghasilkan glukosa:

6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2

Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan juga dapat digunakan sebagai bahan bakar. Perosen ini terjadi melalui respirasi seluler, yang terjadi pada hewan dan tumbuhan.

Fotosintesis pada ganggang dan bakteri

Alga terdiri dari alga multiseluler, seperti alga, hingga alga mikroskopis yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun ganggang tidak memiliki struktur kompleks tumbuhan darat, fotosintesis terjadi dengan cara yang sama pada keduanya. Hanya saja, terdapat berbagai jenis pigmen pada kloroplas alga ini. Dengan demikian, panjang gelombang cahaya yang diserap lebih beragam. Semua ganggang adalah autotrof dan menghasilkan oksigen.

Hanya sebagian kecil yang bersifat heterotrofik berarti bersifat heterotrofik, artinya bergantung pada bahan yang dihasilkan oleh organisme lain.

Proses fotosintesis

Pada dasarnya, fotosintesis berlangsung dalam dua tahap. Kedua langkah tersebut berlangsung di kloroplas, tetapi di dua lokasi berbeda. Tahap I adalah proses penangkapan energi surya atau proses yang bergantung langsung pada keberadaan cahaya. Seluruh proses pada tahap ini disebut reaksi ringan. Tahap II adalah proses yang tidak secara langsung bergantung pada keberadaan cahaya. Proses atau reaksi yang terjadi pada langkah ini disebut reaksi gelap.

Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan juga untuk mereduksi NHDPH2. Reaksi ini membutuhkan sinar matahari dan molekul air. Prosesnya dimulai dengan menangkap foton menggunakan pigmen sebagai antena.

Reaksi terang melibatkan dua fotosintesis yang bekerja sama yaitu fotosintesis I dan fotosintesis II, fotosistem I (PS I) ini memiliki pusat reaksi p700, artinya fotosistem ini secara optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II ) mengandung pusat reaksi p680 dan juga menyerap cahaya secara optimal pada panjang gelombang 680 nm.

Respons gelap pada tumbuhan juga dapat terjadi melalui dua jalur, termasuk siklus Calvin-Benson dan juga jalur Hatch-slack. Pada siklus Calvin-Benzon, tumbuhan mengubah senyawa rirulose-1,5-bifosfat (RuBP, senyawa dengan lima atom C) dan juga satu molekul karbon dioksida menjadi dua senyawa, 3-fosfogliserat (PGA).

Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis

Fotosintesis merupakan kegiatan kompleks yang dipengaruhi oleh banyak faktor, baik intrinsik maupun ekstrinsik. Faktor intrinsik menyangkut keadaan jaringan/organ fotosintesis, kandungan klorofil, umur jaringan, aktivitas fisiologis lainnya seperti transpirasi, respirasi, dan adaptasi fisiologis lainnya yang saling terkait. Faktor eksternal meliputi faktor iklim seperti suhu, kelembaban, kecepatan angin, hujan, serta faktor cahaya, konsentrasi CO2₂HAI₂pesaing dan organisme patogen.

Selain itu, terdapat juga faktor yang mempengaruhi fotosintesis yaitu faktor stress seperti ketersediaan air, adanya polutan, biosida dan zat beracun lainnya, serta kondisi yang berlebihan untuk berbagai faktor lingkungan, seperti racun. logam berat, biosida, SO.₂ dan juga O_2.

Faktor-faktor berikut secara signifikan mempengaruhi fotosintesis, yaitu:

1. Respon fotosintesis terhadap intensitas cahaya

Cahaya sangat penting untuk menggerakkan energi fotosintesis, tetapi tingkat kebutuhannya bervariasi antar kelompok tanaman. Tidak semua situasi mengikuti peningkatan intensitas dan menghasilkan peningkatan laju fotosintesis.

Sinar matahari merupakan sumber energi utama untuk fotosintesis. Albert Einstein menyebut energi matahari sebagai foton (kuantum). Cahaya mempengaruhi fotosintesis dalam tiga cara: intensitas cahaya, panjang paparan, dan warna cahaya.

Pada tingkat cahaya yang lebih rendah, fotosintesis berjalan lambat. Sebaliknya, dengan intensitas yang lebih tinggi, fotosintesis lebih cepat. Hal ini terutama berlaku untuk rerumputan seperti jagung, tebu, dan jenis rerumputan lainnya.

Tumbuhan tidak dapat secara optimal menggunakan atau menyerap semua warna cahaya. Klorofil menyerap semua warna cahaya kecuali cahaya hijau. Cahaya yang paling banyak diserap untuk fotosintesis adalah cahaya merah (± 700 nm) dan biru (± 450 nm). Jenis cahaya lain juga diserap, meski pada tingkat yang lebih rendah. Cahaya hijau sebenarnya dipantulkan oleh klorofil, sehingga daun tampak berwarna hijau.

2. Umur jaringan daun

Selain faktor intensitas cahaya, umur daun juga menentukan produktivitas daun dalam aktivitas fotosintesisnya. Kapasitas fotosintesis daun berkembang seiring dengan perkembangan kematangan daun untuk mencapai perkembangan dan pertumbuhan yang optimal.

Pada fase awal pertumbuhan, daun muda masih bergantung pada asimilasi dari daun dewasa lainnya (impor). Pada saat daun mencapai tingkat pertumbuhan optimalnya, produktivitasnya meningkat pesat dan sebagian fotosintatnya mulai diekspor ke jaringan lain yang membutuhkannya. Kapasitas fotosintesis ini terus meningkat saat organ daun mencapai kematangan. Terdapat hubungan interaktif antara perkembangan struktural (anatomi-morfologi) daun dan intensitas cahaya dengan perkembangan kapasitas fotosintesisnya. Tumbuhan yang tumbuh di tempat dengan intensitas cahaya tinggi, daunnya berkembang dengan nyaman, sehingga kapasitas fotosintesisnya juga lebih tinggi.

3. tingkat CO₂ dan O₂

konsentrasi CO2₂ sebagai salah satu prekursor atau komponen utama asimilasi karbon, tentu sangat mempengaruhi produktivitas fotosintesis. Fotosintesis cenderung meningkat dengan meningkatnya kadar CO2₂lebih tinggi. Sebaliknya, kehadiran O₂ itu menghambat fotosintesis. Tanaman menunjukkan kemampuan mereka untuk memperbaiki CO2₂ berbeda. Ada yang cepat dan ada yang lambat tergantung jenis tanamannya. Oksigen adalah salah satu produk sampingan dari fotosintesis. Namun, kandungan oksigen yang tinggi dalam jaringan fotosintesis menghambat laju fotosintesis. Dalam kondisi kadar oksigen yang lebih tinggi, laju fotosintesis menurun secara signifikan.

Di mana fotosintesis berlangsung

Kloroplas adalah alat atau organel sel yang khas dari sel jaringan daun.

Bentuk kloroplas berbeda-beda tergantung dari jenis tumbuhannya. Selain berbentuk bulat atau lonjong, ada juga yang berbentuk pita. Sel-sel tumbuhan tingkat tinggi biasanya mengandung antara 50 dan 200 kloroplas. Jika dilihat dari samping, tampak seperti lensa dengan satu sisi/permukaan cembung dan permukaan lainnya cekung, datar, atau cembung. Sumbu panjang kloroplas seringkali 5–10 µm. Jika dilihat dari atas, kloroplas tampak sebagai sistem foto.

Tumbuhan tingkat rendah, dan terutama beberapa mikroorganisme, memiliki bentuk yang sangat berbeda dengan tumbuhan tingkat tinggi dan seringkali jumlahnya sedikit.

Jenis fotosintesis

Menurut jenis fotosintesisnya, tumbuhan dibagi menjadi tiga kelompok besar, yaitu C3, C4 dan CAM (crassulacean acid metabolism). Tanaman C4 dan CAM lebih mudah beradaptasi di daerah panas dan kering dibandingkan dengan tanaman C3. Namun, tanaman C3 lebih mudah beradaptasi dengan kondisi CO₂ suasana tinggi. Sebagian besar tanaman seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan dan kapas merupakan tanaman kelompok C3. Tumbuhan C3 dan C4 berbeda dalam cara memperbaiki CO₂ dari atmosfer dan dari produk primer yang tercipta selama proses asimilasi.

1. Jenis tanaman C3

Pada tanaman C3, enzim mensintesis CO₂ Pada proses asimilasi awal dengan RuBP (RuBP merupakan substrat pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis), juga dapat mengikat O₂ sekaligus untuk proses fotorespirasi (fotorespirasi adalah respirasi, proses pemecahan karbohidrat pada siang hari untuk menghasilkan energi dan produk sampingan) . Jika koneksi CO₂ peningkatan di atmosfer adalah hasil dari persaingan antara CO2₂ dan O₂ CO akan lebih menguntungkan₂sehingga fotorespirasi terhambat dan asimilasi meningkat.

2. Tipe pabrik C4

CO2 pada tumbuhan C4₂ terkait dengan PEP (enzim pengikat CO).₂ C4 pada tumbuhan) yang tidak dapat mengikat O₂ sehingga tidak ada persaingan antar CO₂ dan O₂. Letak sambungan awal ini ada pada sel mesofil (sekelompok sel yang mengandung klorofil yang terletak di bawah sel epidermis daun).

BERSAMA₂ PEP yang terikat kemudian dipindahkan ke sel-sel “bundle sheath” (kelompok sel yang mengelilingi xilem dan floem) di mana pengikatan ke RuBP terjadi. Karena konsentrasi CO2 yang tinggi₂ pada sel-sel selubung bundel ini, lalu O₂ tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil dan G sangat rendah, PEP memiliki kapasitas pengikatan CO yang tinggi₂sehingga respon fotosintesis terhadap CO₂ di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi.

Tingkat asimilasi tanaman C4 hanya meningkat sedikit dengan meningkatnya CO₂. Jadi, dengan meningkatnya CO₂ di atmosfer, tumbuhan C3 mengungguli tumbuhan C4 dalam hal penggunaan CO2₂ berlebihan. Contoh tumbuhan C3 antara lain : kacang kedelai, kacang tanah, kentang, sedangkan contoh tumbuhan C4 antara lain : jagung, sorgum, dan tebu.

Manfaat fotosintesis bagi tumbuhan dan kehidupan

Gula yang dihasilkan sebagai hasil fotosintesis digunakan untuk berbagai keperluan dalam tubuh tumbuhan. Beberapa gula ditinjau untuk produksi energi. Energi dibutuhkan untuk berbagai aktivitas tubuh. Beberapa digunakan untuk membangun atau membentuk tubuh tanaman. Tumbuhan harus tumbuh, berkembang, membentuk semai atau bertunas, membentuk bunga, buah, biji, dsb. Sebagian digunakan sebagai bahan baku untuk produksi zat penting lainnya. Misalnya protein, lemak dan vitamin. Sebagian lainnya tertimbun di jaringan TPA, seperti ubi jalar, umbi-umbian, buah-buahan dan biji-bijian.

Salah satu manfaat fotosintesis selain untuk metabolisme tumbuhan adalah fotosintesis menginspirasi para ilmuwan untuk menciptakan sel surya yang bekerja dengan sistem fotosintesis.

Sel surya, atau sering disebut fotovoltaik, adalah perangkat yang mampu mengubah sinar matahari secara langsung menjadi listrik. Sel surya dapat disebut sebagai faktor utama dalam memaksimalkan potensi besar energi sinar matahari yang sampai ke bumi, meskipun selain untuk pembangkitan listrik, energi matahari juga dapat dimaksimalkan untuk energi panas melalui sistem panas matahari.

Nah Duniaduniadik.co.id punya artikel tentang itu Pengertian Fotosintesis : Sejarah Penemuan, Proses, Manfaat, Jenis, Faktor Yang Mempengaruhi, Tempat Terjadinya, Saya harap artikel ini membantu Anda.