FOTOSINTESIS

FOTOSINTESIS SK & KD INDIKATOR MATERI

Memahami system dalam kehidupan tumbuhan. Standar Kompetensi: Memahami system dalam kehidupan tumbuhan. Kompetensi Dasar: Mendeskripsikan proses perolehan nutrisi dan transformasi energy pada tumbuhan hijau.

INDIKATOR Menjelaskan definisi fotosintesis Menunjukkan bagian-bagian tumbuhan yang berperan dalam fotosintesis Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesis Melakukan percobaan tentang fotosintesis.

Apakah tumbuhan memerlukan makanan seperti halnya hewan dan manusia Apakah tumbuhan memerlukan makanan seperti halnya hewan dan manusia? Bagaimana cara tumbuhan memperoleh makanan? Pada ekosistem, dalam rantai makanan, tumbuhan hijau memegang peranan penting karena bertindak sebagai produsen yang dapat menghasilkan makanannya sendiri.

A. Pengertian Fotosintesis Fotosintesis adalah pemanfaatan energy cahaya matahari (cahaya matahari buatan) oleh tumbuhan berhijau daun atau bakteri untuk mengubah karbondioksida dan air menjadi karbohidrat. Perhatikan gambar 1. 1.Euglena 2.Cyanobacteria 3. Hydrilla

enargi surya Matahari Oksigen Energi Kimia Obat Makanan Pemanenan enargi surya Matahari Oksigen Energi Kimia Bahan organik Obat Makanan Pakaian Perumahan Bahan bakar Fotosintesis dll. Kosmetik 3

Sejarah Fotosintesis Fotosintesis 2

6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 FOTOSINTESIS.??? 6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2 Tapi apakah para ilmuwan langsung menemukan reaksi seperti di atas ini? Ternyata…….tidak…!!! Penemuan fundamental ini bertahap dan berlangsung selama 100 tahun lebih!

SEJARAH PENEMUAN FOTOSINTESIS Aristoteles Jan van Helmont (Abad ke-17) Joseph Priestley (1770) AKAR memakan TANAH Pertumbuhan tumbuhan/ tanaman disebabkan adanya air dan bukan tanah. Memperlihatkan bahwa tumbuhan mengeluarkan suatu gas yang dibutuhkan dalam pembakaran.

Percobaan awal Fotosintesis: Priestley (1770-an) Ingenhousz (1780-an) Priestly: Batang dan daun mint dapat membersihkan udara yang telah dikotori oleh nyala lilin Ingenhousz: Fotosintesis memerlukan cahaya

Copyright@2009 by Ida Rianawaty

D. Percobaan Fotosintesis Jan Ingenhousz & percobaannya Percobaannya menunjukan tiga hal penting, yaitu: Gas yang dikeluarkan oleh tumbuhan itu ternyata adalah O2. Cahaya matahari dibutuhkan untuk proses fotosintesis Bagian yang berhijau daun saja yang mengeluarkan O2.

Jan Ingenhousz (1799) Engelmann (1822) Julius von Sachs (1860) membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan oksigen (O2). la melakukan percobaan dengan tumbuhan air Hydrilla verticillata. Membuktikan bahwa klorofil merupakan faktor yang harus ada dalam proses fotosintesis. la melakukan percobaan dengan ganggang hijau Spirogyra Membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan amilum (zat tepung). Adanya zat tepung ini dapat dibuktikan dengan uji yodium, sehingga percobaan Sachs ini juga disebut uji yodium.

(1772) Robin Hill (1937) Joseph Priestley Melvin Calvin (1940) Jean Senebier (1782) Membuktikan bahwa cahaya matahari diperlukan untuk memecah air (H2O) menjadi hidrogen (H) dan oksigen (O2). Pemecahan ini disebut fotolisis. Menemukan urutan reaksi/proses yang berlangsung pada reaksi gelap. Melakukan penelitian dan menyimpulkan bahwa tumbuhan mengubah udara  yang dikeluarkan hewan menjadi udara segar. Menyebutkan gas yang dibutuhkan oleh tumbuhan untuk fotosintesis adalah karbon dioksida yang merupakan sumber karbon bagi tumbuhan hijau.

CO2 + H2O → O2 + senyawa organik CO2 + H2O → O2 + senyawa organik Geneva, N.T. de Saussure pertama kalinya mengungkapkan komponen yang mendekati fotosintesis Beliau menyimpulkan bahwa air (H2O) dibutuhkan dalam proses pemurnian udara Sehingga terbentuk proses : CO2 + H2O  → O2 + senyawa organik CO2 + H2O  → O2 + senyawa organik

Glukosa (C6H12O6) Senyawa organik ? Dan pertengahan abad 19 outline tentang fotosintesis telah komplit. Meski sudah komplit, para ilmuwan masih berusaha mengungkapkan lebih detail tentang proses fotosintesis

Fotosintesis tumbuh-tumbuhan yang ada di darat, perairan air Fotosintesis melibatkan tumbuh-tumbuhan yang ada di darat, perairan air tawar maupun lautan

Tanaman hijau menggunakan pigmen yang disebut klorofil untuk mengubah energi sinar matahari menjadi energi kimia. Tanaman mengambil dan menggabungkan energi cahaya dengan enam molekul karbon dioksida dan enam molekul air untuk membentuk satu molekul glukosa dan enam molekul oksigen.

Oksigen adalah produk sampingan dari fotosintesis Oksigen adalah produk sampingan dari fotosintesis. Tanaman juga dapat menyimpan energi untuk penggunaan masa depan. Pada dasarnya, proses ini membuat makanan dari energi.  Gula yang dihasilkan oleh fotosintesis digunakan secara langsung dalam respirasi. Biasanya, fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak glukosa daripada yang dibutuhkan oleh tanaman.

energi matahari Perhatikan reaksi fotosintesis di bawah ini! 6H2O + 6CO2 C6H12O6 + 6O2 klorofil

Pada proses fotosintesis, energi dihasilkan dari cahaya matahari yang diserap oleh klorofil. Energi tersebut digunakan untuk memecah molekul air menjadi oksigen dan hidrogen. Oksigen dikeluarkan oleh daun, meskipun sebagian digunakan untuk bernapas. Hidrogen bergabung dengan karbon dioksida membentuk glukosa.

B. Tempat dan Alat Fotosintesis Di bagian manakah Fotosintesis berlangsung? Pada umumnya, “pabrik” tempat fotosintesis adalah daun. Fotosintesis berlangsung pada jaringan tiang (Palisade) dan jaringan bunga karang (Spons).

Jaringan tiang dan bunga karang merupakan bagian yang disebut daging daun (mesofil). Di dalam sel-selnya terdapat banyak organel berbentuk bulat atau lonjong yang berwarna hijau, disebut kloroplas. Kloroplas banyak terdapat pada mesofil, terutama pada jaringan tiang.

Gambar 3. Fotosintesis Tanaman 1. internal leaf structure 3. outer membrane 2. chloroplasts Figure: 06-01 Title: An overview of photosynthetic structures. Caption: 4. inner membrane 5. thylakoid

Struktur kloroplas Chloroplast Mesophyll 5 µm Outer membrane Intermembrane space Inner Thylakoid Granum Stroma 1 µm Tilakoid adalah sistem membran dalam kloroplas (tempat terjadinya reaksi terang). Memisahkan kloroplas menjadi ruang tilakoid dan stroma Grana kumpulan tilakoid dalam kloroplas Stroma: daerah cair antara tilakoid dan membran dalam tempat terjadi siklus Calvin

C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Fotosintesis Fotosintesis di pengaruhi oleh banyak faktor, baik faktor dari dalam maupun faktor dari luar. Faktor dari dalam, antara lain: Umur daun, Keadaan stomata, kandungan khlorofil dan Jenis tumbuhan.

C. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Proses Fotosintesis Faktor dari luar,antara lain: Kadar konsentrasi CO2 Ketersediaan air, Kelembapan dan suhu udara,serta Keadaan cahaya (intesitas,lama,dan warna cahaya).

E. Tahapan Fotosintesis Pada dasarnya, fotosintesis terjadi dalam dua tahapan, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

Fotosintesis Proses dimana organisme yang memiliki kloroplas mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia Melibatkan 2 lintasan metabolik Reaksi terang: mengubah energi matahari menjadi energi seluler Siklus Calvin: reduksi CO2 menjadi CH2O

Pada fotosintesis Reduksi CO2 menjadi karbohidrat melalui oksidasi carrier energi (ATP, NADPH) Reaksi terang memberi energi pada carrier Reaksi gelap (siklus Calvin) menghasilkan PGAL (phosphoglyceraldehyde) Fotosintesis terdiri dari dua proses yaitu -Reaksi terang -Siklus Calvin

Fotosintesis Reaksi terang Reaksi gelap Reaksi Gelap Cahaya H2O O2 Reaksi terang (Dalam Grana) Fotosintesis ATP NADP ADP+Pi NADP+ H CO2 Reaksi gelap Reaksi Gelap (dalam stroma) Gula

Prosesnya digerakkan oleh cahaya Reaksi terang Prosesnya digerakkan oleh cahaya ATP Cahaya matahari Energi CAHAYA Klorofil dan NADPH Energi KIMIA Reaksi terjadi di dalam grana khususnya pada membran tilakoid kloroplas Fotosintesis 11

Cahaya matahari: gelombang elektromagnetik sinar Gamma infra merah Gelombang mikro Gelombang radio UV sinar X Cahaya Tampak 380 450 500 550 600 650 700 750 nm Peningkatan λ Peningkatan Energi Fotosintesis 10

Spektrum cahaya merah dan biru adalah yang efektif diserap oleh pigmen tumbuhan dalam proses fotosintesis, cahaya hijau sebagian besar dipantulkan daun berwarna hijau Panjang gelombang efektif untuk fotosintesis Absorbsi cahaya oleh klorofil a Laju Fotosintesis 400 500 600 700 Panjang Gelombang (nm)

Copyright@2009 by Ida Rianawaty

Copyright@2009 by Ida Rianawaty

Siklus Calvin memiliki 3 tahap Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untuk mengkonversi CO2 menjadi gula Siklus calvin Terjadi di stroma Siklus Calvin memiliki 3 tahap Fiksasi karbon Reduksi Regenerasi akseptor CO2

Siklus Calvin Dimulai dari CO2 dan menghasilkan Glyceraldehyde 3-phosphate Tiga bagian siklus Calvin menghasilkan 1 produk molekul Tiga tahap Fiksasi karbon Reduksi CO2 Regenerasi RuBP