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