Cahaya M atahari Pigmen Fotosintesis

Met ab olism e 37 Sinar m at ahari CO 2 + H 2 O Klorop las Karb ohid rat Mit okond ria ATP

1. Fotosintesis

Fotosintesis adalah proses pembentukan karbohidrat dari karbon dioksida CO 2 dan air H 2 O pada kloroplas dengan bantuan cahaya matahari. Fot osint esis dapat dilakukan oleh t umbuhan, alga, dan bakt eri yang memiliki kloroplas. H asil dari fotosintesis adalah molekul glukosa yang disimpan dalam bentuk pati, amilum, atau tepung. Secara garis besar, reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut: cahaya matahari 6CO 2 + 12H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O klorofil Pada beberapa aspek, proses fot osint esis dapat dikat akan sebagai kebalikan proses respirasi seluler. Fotosintesis membentuk glukosa dan menggunakan energi matahari, sedangkan respirasi memecah glukosa untuk menghasilkan energi.

a. Cahaya M atahari

Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi. M ata manusia dapat melihat cahaya tampak dengan panjang gelombang 400 nm ungu hi ngga 730 nm merah . Cahaya mat ahari sebenarnya merupakan campuran panjang gelombang yang berbeda dan cahaya t ampak hanyalah sebagian kecil gelombang yang dipancarkan matahari. Cahaya tampak terdiri atas warna pelangi dari ungu hingga merah. Perhatikan gambar 2.17. Gambar 2.16 Ilust rasi hubungan fot osint esis dan respirasi sel. Fot osint esis t erjadi di kloroplas dan m enghasilkan karbohidrat . Adapun respirasi sel t erjadi di m it okondria unt uk m enghasilkan energi. Gambar 2.17 Berbagai gelom bang cahaya dari m at ahari. Hanya cahaya t am pak yang dapat dilihat m at a m anusia. Sumber: Biologi: Evolusi, Kepelbagaian, dan Persekitaran , 1991 Kata Kunci • Cahaya matahari • Cahaya tampak • Fot osint esis 380 nm Ungu Biru Hijau Jingga M erah 760 nm Gelombang radio Gelombang mikro Infra merah Cahaya nampak Ultra ungu Sinar-X Sinar gamma Prism a E n e rg i ti n g g i E n e rg i re n d a h P a n ja n g g e lo m b a n g y a n g b e rk u ra n g Terp ant ul Terserap Te rp an ca r Warna daun Sumber: Biologi: Evolusi, Kepelbagaian, dan Persekitaran, 1991 Kuning Di unduh dari : Bukupaket.com Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII 38 Permukaan benda akan tampak hitam jika menyerap semua panjang gelombang cahaya tampak. A dapun benda yang tampak putih memantulkan semua panjang gelombang cahaya tampak. Benda yang berwarna menyerap sebagian warna dan memantulkan warna yang terlihat mata. Jika benda berwarna merah, ia memantulkan cahaya merah dan menyerap cahaya lainnya. Bagaimana dengan daun yang berwarna hijau?

b. Pigmen Fotosintesis

Pada sel eukariot, proses fotosintesis terjadi dalam organel yang disebut kloroplas. Organel ini memiliki dua lapis membran luar. Di dalam kloroplas terdapat tumpukan membran yang disebut tilakoid. Tilakoid merupakan membran yang mirip kant ung dan pada beberapa bagian t ersusun bert umpuk membent uk grana. Bagian mat riks dari kloroplas disebut stroma Gambar 2.18. Fotosintesis terjadi pada kloroplas. Apakah tum buhan yang berdaun merah atau kuning melakukan fot osint esis? Logika Biologi Gambar 2.18 Let ak kloroplas pada t um buhan dan st rukt urnya. M embran tilakoid memiliki protein penting dan berperan sebagai pembawa elektron. A kan tetapi, fungsi penting dari membran ini dalam fotosintesis adalah kandungan pigmen yang terdapat di dalamnya, yakni pigmen klorofil. Klorofil adalah pigmen yang menyerap cahaya dengan efisiensi tinggi. Seperti pigmen lainnya, klorofil hanya dapat menyerap sebagian cahaya tampak. Klorofil dapat menyerap cahaya merah dan biru sangat baik, sedangkan cahaya hijau sangat sedikit diserap. O leh karena it ulah, tumbuhan yang mengandung klorofil terlihat berwarna hijau oleh mata kita karena cahaya hijau lebih banyak dipantulkan. Tumbuhan juga memiliki pigmen lain, terutama karotenoid. Pigmen karotenoid termasuk karoten dan xantofil. Pigmen warna kuning, jingga, merah, dan ungu ini menyebabkan bakteri, tomat dan daun memiliki warna beraneka ragam. Sayatan daun Sel m esofil Nukleus Klorop las Vakuola Sel m esofil Klorop las Mem b ran t ilakoid Bagian dalam t ilakoid Grana St rom a Kata Kunci • Grana • Klorofil • Pigm en fot osint esis • St rom a • Tilokoid Sumber: Biology, 1999 Di unduh dari : Bukupaket.com Met ab olism e 39 Terdapat beberapa jenis klorofil, yaitu klorofil a , b , c , dan d . Klorofil a merupakan jenis klorofil yang paling penting dalam fotosintesis. Klorofil ini terdapat pada semua makhluk hidup yang dapat berfotosintesis. Klorofil a dapat menyerap cahaya maksimal dengan panjang gelombang 430 nm dan 662 nm. Klorofil b juga berperan dalam fotosintesis. Klorofil b menyerap cahaya maksimal dengan panjang gelombang 453 dan 642 nm. Perhatikan gambar berikut. 100 8 0 6 0 4 0 2 0 400 500 600 700 Klorofil a Klorofil b Panjang gelom bang nm Penyerapan cahaya oleh klorofil a dan b Violet Biru Hijau Oranye Merah Sumber: Botany, 1995 Gambar 2.19 Penyerapan cahaya oleh klorofil a dan b

c. M ekanisme Fotosintesis