PENGERTIAN FOTOSINTESIS

By On Monday, March 17th, 2014 Categories : Ilmu Alam, Review

Atau asimilasi karbon, suatu pro­ses pengubahan zat-zat anorganik menjadi senyawa organik oleh klorofil dengan bantuan sinar. Proses ini terjadi pada tumbuhan hijau dan beberapa jenis bak­teri yang hidup di air atau darat.
Secara sederhana fotosintesis dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai berikut:

6 CO 2 + 6 H2O —*- C 6H 12O 6 + 6 O 2

Pada tanaman hijau, selama fotosintesis, karbon dioksida (CO 2) akan bereaksi dengan air (H2O) membentuk karbohidrat (C6H12O6) dan oksigen (O 2). Reaksi ini hanya berlangsung jika terdapat si­nar matahari. Dari hasil penelitian pakar fisiologi tum­buhan, diketahui bahwa sumber atom karbon berasal dari karbon dioksida, sedangkan atom hidrogen dan atom oksigen berasal dari air. Berbeda dengan tum­buhan hijau, hasil utama fotosintesis pada bakteri ada­lah asam amino, protein, dan polimer beberapa asam lemak. Sumber atom karbonnya tidak hanya berasal dari karbon dioksida, tetapi dapat juga berasal dari asam-asam organik atau senyawa organik sederhana, sedangkan atom hidrogen berasal dari senyawa bele­rang, gas hidrogen, atau hasil penguraian senyawa organik.
Fotosintesis merupakan suatu proses yang teramat penting bagi kehidupan di bumi. Senyawa organik yang dihasilkannya sangat diperlukan, baik langsung maupun tidak langsung, oleh hampir semua organis­me, kecuali bakteri kemosintetik yang dapat meng­oksidasi senyawa anorganik. Energi yang dipakai un­tuk menjalankan proses ini berasal dari energi sinar matahari, yang juga merupakan sumber energi bagi kehidupan di bihni. Energi sinar ini diserap tanaman lalu diubah menjadi energi kimia yang disimpan da­lam senyawa karbohidrat atau senyawa organik lain­nya. Oleh tanaman karbohidrat diubah lagi menjadi protein, lemak, dan vitamin. Selanjutnya, senyawa- senyawa ini masuk ke tubuh manusia dan hewan me­lalui makanan. Energi tersebut dimanfaatkan untuk metabolisme, pertumbuhan, reproduksi, dll. Karena itu dapat dikatakan bahwa fotosintesis merupakan jembatan antara energi yang bersumber dari matahari dan energi yang dipakai oleh organisme yang ada di bumi. Kemudian energi dilepas kembali oleh tubuh melalui proses respirasi dan pembakaran. Dalam pro­ses ini, karbon dioksida dan air dilepaskan ke atmos­fer. Dengan cara itu keseimbangan karbon dan oksi­gen di bumi tetap terjaga.
Dalam proses fotosintesis, sinar matahari diserap oleh zat warna hijau yang disebut klorofil. Pada bak­teri fotosintetik, klorofil ditemukan pada kromato- for. Pada tumbuhan, klorofil terdapat sebagai butir- butir hijau di dalam kloroplas. Ada dua jenis kloro­fil pada tumbuhan tingkat tinggi, yaitu klorofil-a dan klorofil-b. Kecuali kedua klorofil tersebut, terdapat pula klorofil-c pada Diatomae dan ganggang pirang; klorofil-d pada ganggang merah; selain itu bakteri- ungu mempunyai bakterioklorofil dan bakteri-hijau mempunyai bakterioviridin.
Puncak kegiatan fotosintesis bergantung pada fak­tor antara lain pada jumlah intensitas cahaya, suhu, konsentrasi karbon dioksida, dan air. Biasanya bila ada salah satu faktor yang tersebut di atas kurang, artinya keberadaannya di bawah ambang batas ba­wah, kegiatan fotosintesis akan terhambat atau tidak berjalan sama sekali. Di daerah tropis yang suhu dan jumlah sinar matahari selalu ada berlebih-lebihan, yang terutama menjadi faktor pembatas adalah jum­lah karbon dioksida.
Proses fotosintesis
Berlangsung dalam dua fase, yaitu fase terang dan fase gelap. Fase terang atau fo tolisis merupakan langkah awal proses fotosintesis. Hill (1937) menerangkan bahwa sinar hanya dipakai untuk memecahkan molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Oksigen dilepaskan dalam bentuk gas, se­dangkan hidrogen ditangkap oleh koenzim NADP, yaitu nikotinamida-adenina-dinukleotida-fosfat, men­jadi NADPH2. Langkah ini dikenal pula sebagai re­aksi Hill. Langkah selanjutnya, yang dijelaskan oleh Blackman (1905), adalah reduksi karbon dioksida menjadi karbohidrat yang berlangsung tanpa sinar, karena itu disebut fase gelap. Emerson memperkira­kan bahwa reaksi ini hanya memakan waktu 0,02 de­tik. Gabungan fase terang dan fase gelap dapat ditu­lis sebagai berikut:
Antara tahun 1946—1954, Melvin Calvin dan Andrew Benson mengadakan penelitian tentang urut­an reaksi kimia pada fase gelap. Kedua pakar kimia dari Universitas Kalifornia ini meneliti perjalanan kar­bon dioksida menjadi karbohidrat dengan menggu­nakan karbon radioaktif (C14) pada proses fotosin­tesis Chlorella. Dari hasil penelitian yang memberi­kan Hadiah Nobel bagi Calvin ini, mereka menemu­kan suatu siklus reduksi karbon dioksida menjadi gu­la. Siklus ini dimulai dengan bergabungnya karbon dioksida dengan senyawa ribulosa difosfat (RuDP). Senyawa ini bertugas mengikat karbon dioksida. Peng­gabungan kedua senyawa ini menghasilkan senyawa enam-karbon tidak stabil, yang kemudian pecah men­jadi dua molekul asam fosfogliserat (PGA). PGA tereduksi kembali menjadi gula tiga-karbon, yaitu triosa fosfat atau 3-fosfogliseraldehida. Hidrogen yang dipakai dalam reaksi ini berasal dari reduksi NADP yang dihasilkan dari fase terang. Dengan adanya ener­gi dari adenosina-trifosfat (ATP), 3-fosfogliseralde­hida akan disimpan dalam bentuk gula enam-karbon atau karbohidrat. Tidak semua 3-fosfogliseraldehida diubah dalam bentuk gula. Sebagian membentuk RuDP yang akan mengikat CO2 dan memulai siklus reduksi karbon dioksida kembali. Karbon radioaktif dalam eksperimen Calvin ini tidak hanya ditemukan pada karbohidrat, tetapi juga dalam lemak dan pro­tein. Jadi dapat disimpulkan bahwa hasil akhir proses fotosintesis adalah karbohidrat, lemak, dan pro­tein. Keseluruhan reaksi kimia dalam siklus reduksi kar­bon dioksida menjadi karbohidrat.

PENGERTIAN FOTOSINTESIS | ok-review | 4.5