fotosintesis
fotosintesis

101 Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan Menurut Para Ahli

Posted on

Dosenpendidikan.Com – Fotosintesis Berasal Dari Bahasa Yunani, foto “cahaya,” dan Sintesis, “menggabungkan”, “penggabungan” adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung klorofil atau klorofil daun. Selain tanaman klorofil, hal-hal non-hidup lainnya klorofil fotosintesis adalah alga dan beberapa bakteri. Organisme ini berfotosintesis menggunakan nutrisi, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi sinar matahari.

Organisme fotosintetik disebut photoautotrophs karena mereka dapat membuat makanannya sendiri. Pada tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, fotosintesis dilakukan dengan memanfaatkan karbondioksida dan air serta produk-produk limbah oksigen.

Fotosintesis sangat penting bagi semua kehidupan aerobik di Bumi karena selain untuk menjaga tingkat normal oksigen di atmosfer, fotosintesis juga merupakan sumber energi bagi hampir semua kehidupan di Bumi, baik secara langsung melalui produksi primer dan secara tidak langsung (sebagai sumber utama energi dalam makanan mereka), kecuali pada organisme kemoautotrof yang hidup di bebatuan atau di lubang hidrotermal di laut dalam.

Tingkat penyerapan energi oleh fotosintesis sangat tinggi, yaitu sekitar 100 terawatt, atau kira-kira enam kali lebih besar dari konsumsi energi peradaban manusia. Selain energi, fotosintesis juga merupakan sumber karbon bagi semua senyawa organik dalam tubuh organisme. Fotosintesis mengubah sekitar 100-115 karbon petagram menjadi biomassa setiap tahunnya.

Organisme fotosintetik pertama berevolusi kemungkinan sekitar 3.500 juta tahun yang lalu, selama sejarah awal evolusi kehidupan, ketika semua bentuk kehidupan di Bumi adalah mikroorganisme dan atmosfer memiliki sejumlah besar karbon dioksida. Makhluk hidup bila sangat mungkin memanfaatkan hidrogen atau hidrogen sulfida-bukan air-sebagai sumber elektron. Cyanobacteria muncul kemudian, sekitar 3.000 juta tahun yang lalu, dan secara drastis mengubah Bumi ketika mereka mulai suasana mengoksigenkan sekitar 2.400 juta tahun yang lalu.

Proses Fotosintesis Menurut Para Ahli

  • Pada awal 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor-faktor apa saja 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 yang berperan di samping air. Ia berpendapat bahwa beberapa tanaman pangan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada waktu itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berbeda.
  • Pada 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta Inggris, menemukan bahwa ketika ia menutupi Candle dengan botol terbalik, api akan mati sebelum lilin terbakar. Ia kemudian ditemukan saat ia meletakkan mouse di jar terbalik bersama lilin, tikus akan mati lemas. Dari percobaan, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin itu “merusak” udara dalam toples dan menyebabkan kematian tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin dapat “dipulihkan” oleh tanaman. Ia juga menunjukkan bahwa tikus bisa bertahan dalam botol tertutup di dalamnya selama ada juga tanaman.
  • Pada 1778, Jan Ingenhousz, Austria tabib istana, mengulangi eksperimen Priestley. Ia menunjukkan bahwa efek sinar matahari pada tanaman yang dapat “mengembalikan” udara yang “rusak”. Ia juga menemukan bahwa tanaman juga ‘tercemar’ dalam gelap sehingga ia kemudian menyarankan bahwa tanaman dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penduduk.
  • Akhirnya, pada tahun 1782, Jean Senebier, seorang imam Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan “pemulihan” udara.
  • Cornelis Van Niel menghasilkan penemuan-penemuan penting yang menjelaskan proses kimia fotosintesis. Dengan mempelajari bakteri sulfur ungu dan bakteri hijau, dia menjadi ilmuwan pertama yang menunukkan bahwa fotosintesis merupakan reaksi redoks yang bergantung pada cahaya, di mana hidrogen mengurangi karbondioksida.
  • Robert Emerson menemukan dua reaksi cahaya oleh produktivitas tanaman pengujian menggunakan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Dengan hanya lampu merah, reaksi terang dapat ditekan. Bila lampu biru dan merah digabungkan, hasilnya menjadi lebih. Dengan demikian, ada dua protosistem, mana yang menyerap hingga panjang gelombang 600 nm, yang lain hingga 700 nm.
  • Robert Hill berpikir bahwa kompleks reaksi terdiri dari perantara untuk kitokrom b6 (sekarang plastokinon), yang lain dari kitokrom f ke satu tahap dalam mekanisme penghasilan karbohidrat. Semua itu dihubungkan oleh plastokinon, yang membutuhkan energi untuk mengurangi kitokrom f karena merupakan reduktor yang baik.

Percobaan lebih lanjut membuktikan bahwa oksigen berkembang pada tanaman hijau fotosintesis dilakukan oleh bukit pada tahun 1937 dan 1939. Dia menunjukkan bahwa kloroplas terisolasi mengeluarkan oksigen ketika memperleh agen pereduksi alami seperti oksalat besi, ferisianida atau benzokinon setelah sebelumnya diterangi oleh cahaya. Reaksi Hill adalah sebagai berikut:

6 CO2 + H2O + 6 (cahaya, kloroplas) → C6H12O6 + 6O2
dimana A adalah akseptor elektron. Dengan demikian, dalam terang, akseptor elektron berkurang dan oksigen berkembang.
Samuel Ruben dan Martin Kamen menggunakan isotop radioaktif untuk menunjukkan bahwa oksigen yang dilepaskan dalam fotosintesis berasal dari air.

  • Melvin Calvin dan Andrew Benson, bersama dengan James Bassham, menjelaskan jalur asimilasi karbon (siklus reduksi karbon fotosintesis) pada tumbuhan. Siklus reduksi karbon kini dikenal sebagai siklus Calvin, yang mengabaikan kontribusi oleh Bassham dan Benson. Banyak ilmuwan menyebut siklus ini sebagai Siklus Calvin-Benson, Benson-Calvin, dan beberapa bahkan menyebutnya Calvin-Benson Siklus-Bassham (atau CBB).
  • Pemenang Hadiah Nobel ilmuwan, Rudolph A. Marcus, berhasil menemukan fungsi dan manfaat dari rantai transpor elektron.
  • Otto Warburg dan Dean Burk menemukan fotosintesis reaksi I-kuantum yang membagi CO2, diaktifkan oleh respirasi.
  • Louis NM Duysens dan Jan Amesz menemukan bahwa klorofil menyerap cahaya, mengoksidasi kitokrom f, klorofil a (dan pigmen lainnya) akan menyerap lebih banyak cahaya, namun akan mengurangi kitokrom sama yang telah teroksidasi, menunjukkan bahwa dua reaksi cahaya ada dalam seri.

A. Pigmen
Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung dalam setiap sel, dan hanya pada sel yang terdapat kandungan pigmen fotosintetik. Sel yang tidak memiliki pigmen fotosintetik tidak mampu melakukan proses fotosintesis. Pada sidang Jan Ingenhousz, dapat dilihat bahwa intensitas cahaya mempengaruhi berjalanya fotosintesis yang terjadi pada tumbuhan. ini dapat terjadi karena adanya perbedaan energi yang dihasilkan oleh masing-masing dari spektrum cahaya.

Di dalam ada mesofil daun yang terdiri dari jaringan spons dan jaringan pagar. Dalam kedua jaringan ini, ada kloroplas yang mengandung pigmen hijau klorofil. Pigmen ini adalah salah satu dari pigmen fotosintesis yang berperan penting dalam menyerap energi matahari.

Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang tanaman yang digunakan untuk fotosintesis, yang merupakan panjang gelombang dalam kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi menjadi lampu merah (610-700 nm), hijau kuning (510-600 nm), biru (410-500 nm) dan violet (<400 nm).

Masing-masing jenis efek cahaya pada fotosintesis. Hal ini terkait dengan sifat pekerjaan ringan penangkap pigmen dalam fotosintesis. Pigmen yang terkandung dalam membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. kloroplas berisi beberapa pigmen.

Sebagai contoh, klorofil cahaya biru terutama menyerap dan merah-violet, sedangkan klorofil b menyerap cahaya biru dan mencerminkan cahaya oranye dan kuning-hijau.

Klorofil peran langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang. Proses penyerapan energi cahaya menyebabkan pelepasan elektron berenergi tinggi dari klorofil a, yang kemudian akan didistribusikan dan ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis.

B. Kloroplas
Hasil mikroskop elektron dari kloroplas
Kloroplas ditemukan di semua bagian hijau tanaman, termasuk batang dan buah yang belum matang. Pada kloroplas pigmen klorofil yang terlibat dalam proses fotosintesis. kloroplas memiliki bentuk disk dengan ruang yang disebut stroma stroma ini ditutupi oleh dua lapisan membran. ini disebut membran tilakoid stroma, di mana ada ruang antara membran disebut lokuli.

Dalam stroma juga adalah lamella-lamella ditumpuk untuk membentuk grana (koleksi granum). Granum sendiri terdiri dari membran tilakoid adalah situs reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang antara membran tilakoid. Ketika granum yang disayat maka akan ditemukan beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid.

Secara keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, DNA, RNA, fosfat gula, ribosom, vitamin, serta ion logam seperti mangan (Mn), besi (Fe), dan tembaga (Cu). pigmen fotosintetik hadir dalam membran tilakoid.

Sementara itu, konversi energi cahaya menjadi energi kimia terjadi di tilakoid yang produk akhir berupa glukosa yang terbentuk dalam stroma. Klorofil sendiri hanya bagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem.

C. Fotosintesis Pada Tumbuhan
Tanaman yang autotrof. Autotrophs berarti untuk mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tanaman menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanan. Energi untuk proses ini berasal dari fotosintesis. Berikut adalah 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. Proses ini berlangsung melalui respirasi yang terjadi di kedua hewan dan tumbuhan. Secara umum, reaksi yang terjadi pada respirasi seluler yang berlawanan di atas. dalam respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.

Tanaman menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen ini yang memberikan tanaman warna hijau mereka. Klorofil yang terkandung dalam organel yang disebut kloroplas klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun tanaman hijau seluruh tubuh mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.

Di bagian dalam ada lapisan daun yang disebut sel mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas per milimeter persegi. cahaya akan melewati lapisan epidermis berwarna dan transparan, untuk mesofil, di mana sebagian besar proses fotosintesis. permukaan daun biasanya ditutupi oleh kutikula lilin yang tahan air untuk mencegah penyerapan sinar matahari atau penguapan air yang berlebihan.

fotosintesis
fotosintesis

Proses Fotosintesis Tumbuhan Berlansung

Fotosintesis juga terdiri atas 2 (dua) tahap yang disebut reaksi terang, yang membutuhkan cahaya dan melibatkan pemecahan air dan melepaskan oksigen, dan reaksi gelap atau siklus Calvin, yang mengubah karbon dioksida menjadi gula.

Sampai sekarang fotosintesis masih dipelajari karena ada beberapa tahap yang tidak dapat dijelaskan, meskipun telah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang utama ilmu-ilmu alam, seperti fisika, kimia, dan biologi itu sendiri.

Pada tumbuhan, organ utama fotosintesis adalah daun. Namun, secara umum, semua sel memiliki potensi untuk membangun kloroplas reaksi ini. Dalam organel ini di mana fotosintesis, tepatnya di stroma. Hasil fotosintesis dapat disebut dengan fotosintat dan biasanya langsung dikirim kepada jaringan-jaringan yang 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 terjadi dalam terang grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di stroma. dalam terang reaksi, konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2).

Sementara dalam reaksi gelap terjadi serangkaian reaksi siklik yang membentuk bahan dasar gula dari CO2 dan energi (ATP dan NADPH). energi yang digunakan dalam reaksi gelap berasal dari reaksi terang. dalam proses reaksi gelap tidak diperlukan sinar matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon menjadi molekul gula.

Organisme fotosintetik autotrof, yang berarti bahwa mereka menghemat energi, mereka dapat mensintesis makanan langsung karbon dioksida ari, air, dan menggunakan energi dari cahaya.

Mereka tumbuh mereka sebagai bagian dari energi potensial mereka. Namun, tidak semua organisme menggunakan cahaya sebagai sumber energi untuk melakukan fotosintesis, karena fotoheterotrof menggunakan senyawa organik, dan bukan karbondioksida, sebagai sumber energi.

Dalam tumbuhan jenis , alga, dan cyanobacteria, fotosintesis seperti ini dapat menghasilkan oksigen. Ini dapat disebut dengan fotosintesis oksigen. Meskipun ada beberapa perbedaan yang terjadi antara fotosintesis oksigen pada tumbuh-tumbuhan, alga, dan cyanobacteria, terjadi secara umum, proses ini sangat mirip dalam organisme ini. Namun, ada beberapa jenis bakteri yang melakukan fotosintesis anoksigen, yang menyerap karbon dioksida, tetapi tidak menghasilkan oksigen.

Karbon dioksida diubah menjadi gula dalam proses yang disebut fiksasi karbon. Karbon fiksasi adalah reaksi redoks, jadi fotosintesis memerlukan sumber energi untuk proses ini, dan elektron yang diperlukan untuk mengubah karbon dioksida menjadi karbohidrat, yang merupaan reaksi reduksi.

Secara umum, fotosintesis adalah kebalikan dari respirasi seluler, di mana glukosa dan senyawa lainnya teroksidasi untuk menghasilkan karbondioksia, air, dan energi kimia. Namun, dua proses yang terjadi melalui serangkaian reaksi kimia yang berbeda dan dalam kompartemen selular yang berbeda.

Persamaan umum untuk fotosintesis adalah sebagai berikut:

2n CO2 + 2n DH2 + foton → 2 (CH 2 O) n + 2n DO
Elektron donor + karbon dioksida + Energi → karbohidrat + donor elektron teroksidasi cahaya

Dalam fotosintesis adalah donor air okesigen elektron dan, sebagai oksigen rilis hidrolisis, persamaan untuk proses ini adalah:

CO2 + H2O + 2n foton → 4N 2 (CH 2 O) n + 2n + 2n H2O O2
karbon dioksida + air + energi cahaya → karbohidrat + oksigen + air
Molekul air sering 2n dibatalkan pada kedua belah pihak, sehingga:

2n 2n CO2 + H2O + foton → 2 (CH 2 O) n + 2n O2
karbon dioksida + air + energi cahaya → karbohidrat + oksigen
Proses lainnya menggantikan senyawa lain (seperti arsenit) dengan air pada peran suplai-elektron; mikroba menggunakan sinar matahari untuk mengoksidasi arsenit menjadi arsenat: [34] Persamaan untuk reaksi adalah sebagai berikut:

CO2 + (AsO33-) + foton → (AsO43-) + CO
karbon dioksida + arsenit + cahaya energi → arsenat + karbon monoksida (digunakan untuk membuat senyawa lain dalam reaksi berikutnya).

Fotosintesis terjadi dalam dua tahap. Pada tahap pertama, reaksi terang atau reaksi cahaya menyerap energi cahaya dan menggunakannya untuk menghasilkan molekul penyimpanan energi ATP dan NADPH. Pada tahap kedua, reaksi gelap menggunakan produk ini untuk menyerap dan mengurangi karondioksida.

Kebanyakan organisme yang melakukan fotosintesis untuk menghasilkan penggunaan oksigen cahaya tampak untuk melakukannya, meskipun setidaknya tiga menggunakan radiasi inframerah.

Tengok Juga Ya Link Di Bawah Ini Artikel Bilogi Lainya :

Demikian Sajian Kami 101 Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan Menurut Para Ahli Buat Para Sahabat Setia dosenpendidikan.com Semoga Bermanfaat 🙂