Selasa, 02 Februari 2010

FOTOSINTESIS


Suatu sifat fisiologi yang hanya dimiliki khusus oleh tumbuhan adalah kemampuannya untuk menggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organik serta diasimilasikan di dalam tanaman. Peristiwa ini hanya berlangsung jika ada cukup cahaya dan oleh karena itu maka asimilasi karbon disebut juga fotosintesis. Lengkapnya kita katakana bahwa fotosintesis atau asimilasi zat karbon itu suatu proses dimana zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil diubah menjadi zat organik karbohidrat dengan pertolongan sinar. (Dwijoseputro,1989:6)
            Planck dan Einstein menganggap cahaya terdiri atas partikel-partikel  kecil yang disebut foton. (Dwijoseputro, 1989:12). Fotosintesis digerakkan oleh energi matahari (photon). Dari keseluruhan cahaya yang terpancar, hanya 0,5 - 3,5 % saja yang diserap daun untuk fotosintesis. Daun mampu menangkap energi surya karena memiliki sistem penangkap energi surya (light Harvesting System) atau sistem aseptor proton dan sistem transfer elektron dalam kloroplast. Dalam kloroplast terdapat fotosistem I dan II yang merupakan kumpulan pigmen dan aseptor elektron yang lain seperti klorofil a, klorofil b, karotenoida, sitokrom, plastosianin, guinon, plastoquinon, feredoksin, pigmen 680, pigmen 700 dan sebagainya. Berbagai pigmen tersebut memiliki kemampuan menyerap panjang gelombang tertentu dari cahaya matahari.
            Cahaya matahari merupakan polikromatis, yaitu tersusun atas beberapa warna cahaya dengan panjang gelombang tertentu. Energi photon sangat terganntung pada panjang gelombang (λ). Sinar biru dan merah paling dominan diserap, namun jenis sinar yang lain juga terlibat dalam fotosintesis. Energi photon sinar matahari memenuhi rumus:
Keterangan:
E          = energi Photon
h          = konstanta Planck [6,62 x 10-27 Erg.sec-1]
c          = kecepatan cahaya [3 x 1010 cm sec-1]
λ          = panjang gelombang
v          = frekuensi sec-1
                Kondisi lingkungan eksternal berpengaruh langsung terhadap produktivitas fotosintesis tumbuhan. Selain faktor cahaya, keadaan lingkungan yang lain seperti kadar gas O2 , CO2 gas-gas lain terutama yang toksik seperti H2S,SO2 dan kondisi klimatiknya seperti suhu dan kelembaban sangat berpengaruh terhadap proses tersebut. Secara sistemik proses fotosintesis pada jaringan daun melibatkan perangkat (klorofil, aseptor elektron, kloroplast, sistem sel), dan substrat serta sistem enzim fotosintetik. Zat sebagai bahan dasar adalah berupa H2O dan CO2.
            Puncak kegiatan fotosintesis  sesuai dengan banyaknya sinar dan tingginya temperatur. Pada umumnya tumbuhan di daerah tropik tidak dapat melakukan fotosintesis pada temperatur lebih rendah dari 5oC. Maka meskipun sinar dan CO2 cukup , fotosintesis akan terhambat jika temperatur tetap rendah. Dalam hal ini dikatakan bahwa temperatur merupakan faktor penghambat atau limiting factor. Sebaliknya kalau tersedia cukup CO2 sedang temperatur cukup tinggi(optimal ialah antara 10oC – 35oC) tetapi sinar kurang mencukupi, maka penambahan CO2 ataupun peningkatan temperatur tidak mengakibatkan berlangsungnya fotosintesis. Berdsarkan hal tersebut, maka dapat dijelaskan bahwa sinar merupakan factor penghambat.
            Lazimnya peristiwa fotosintesis dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai berikut:
            6CO2 + 6H2O =========è C6H12O6 + 6O2

Peristiwa ini hanya berlangsung jika hanya ada klorofil dan cukup cahaya. (Dwidjoseputro,1989:7). Persamaan di atas menunjukkan hubungan antara zat-zat yang dipakai selama dan dihasilkan oleh proses fotosintesis. Langkah-langkah intermediet yang dihasilkan persamaan itu bahwasanya fotosintesis itu melibatkan setidak-tidanya dua proses yang amat berbeda menjadi jelas dari percobaan-percobaan F.F Blackman, seorang ahli fisiologi tumbuhan dari Inggris. Tumbuhan air yang hijau Elodea, merupakan organism uji. Bila sepotong tumbuhan itu ditempatkan terbalik dalam larutan encer NaHCO3 (yang merupakan sumber CO2) diterangi dengan lampu senter maka gelembung oksigen segera dikeluarkan dari bagian potong tangkainya. Kemudian dihitunglah jumlah gelembung yang dikeluarkan dalam interval waktu tertentu pada setiap intensitas cahaya. (Kimball,1983:180). Pada percobaan lain disebutkan bahwa peningkatan CO2 diikuti peningkatan fotosintesis. (Curtis dan Clark,1950)
Karena laju fotosintesis tidak meningkat terus secara tak terbatas dengan meningkatnya penyinaran, maka Blackman mengambil kesimpulan bahwa paling tidak ada dua proses berlainan yang terlibat: 1. Suatu reaksi yang memerlukan cahaya. 2. Reaksi yang tidak memerlukan cahaya. Yang kedua dinamai reaksi gelap walau dapat berlangsung terus dalam terang. Blackman berteori bahwa pada intensitas cahaya sedang, reaksi terang membatasi atau melajukan seluruh proses. Dengan perkataan lain pada intensitas ini reaksi gelap mampu mnenangani semua substansi intermediet yang dihasilkan reaksi cahaya. Akan tetapi dengan meningkatnya intensitas cahaya pada akhirnya akan tercapai suatu titik yang pada saat itu reaksi gelap berlangsung pada kapasitas maksimum. (Kimball,1989:180)
Salah satu ilmuwan bernama Ingenhousz melakukan percobaan tentang fotosintesis. Percobaan ini juga disebut dengan percobaan ingenhousz. Dia membuktikan bahwa pada fotosintesis dilepaskan O2. Hal ini dibuktikan dengan percobaannya yang menggunakan tanaman Hydrilla verticillata di bawah corong terbalik. Jika tanaman tersebut terkena sinar, maka timbullah gelembung-gelembung gas yang akhirnya mengumpul di dasar tabung reaksi. Gas ini ternyata O2.Pada percobaan lain yang dilakukan oleh Engelmann, membuktikan bahwa klorofil merupakan suatu faktor keharusan dalam proses fotosintesis. Untuk ini ia menyinari ganggang hijau spirogyra yang kloroplasnya berbentuk pita melingkar seperti spiral. Hanya kloroplas yang terkena sinar melepaskan oksigen. Ini terbukti dari banyaknya bakteri oksigen yang berkerumun sekitar tempat kloroplas yang terkena sinar. (Dwidjoseputro,1989 :7)

Daftar Pustaka:
Clark,D.G. and Curtis,O.F. and. 1950. An Introduction Plant Physiology. London: McGrow-Hill Book Company, Inc
Dwijoseputro,D. 1989. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta : PT. Gramedia
Kimball, John W. 1983. Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga
Suyitno. 2007. Petunjuk Praktikum Fisiologi Tumbuhan Dasar. Yogyakarta: FMIPA UNY

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

Tulis Komentar !!!