Bahan Baku dan Hasil Fotosintesis

2. Bahan Baku dan Hasil Fotosintesis

Tumbuhan hijau menyerap air dan mineral dari dalam tanah serta mengambil unsur karbon (C) dalam bentuk karbon dioksida (CO 2 ) dari udara. Kedua zat tersebut, kemudian disintesis menjadi zat organik yang mengandung unsur C dengan bantuan cahaya dan klorofil. Proses tersebut dinamakan fotosintesis. Jadi, fotosintesis merupakan proses pembentukan zat organik dengan menggunakan energi cahaya atau foton.

Sumber: IPP, 2002 W Gambar 7.1 Penyerapan

unsur-unsur hara pada tumbuhan

Nutrisi dan Energi pada Tumbuhan Nutrisi dan Energi pada Tumbuhan

kulit luar

mengandung butir

sel mesofil

hijau daun

penampang sehelai daun

energi sinar

tulang daun

matahari

rongga udara

sel pelindung

mulut daun (stoma)

karbon dioksida diserap dari udara melalui mulut daun atau stoma

oksigen dilepaskan ke udara melalui stoma

air diserap dari dalam tanah melalui akar

Sumber: Ensiklopedi Populer Anak, 2000 S Gambar 7.2 Bahan baku dalam proses fotosintesis

Bahan baku untuk proses fotosintesis, yaitu CO 2 dan H 2 O serta menghasilkan bahan yang berupa karbohidrat dan O 2 . Kar- bohidrat yang dihasilkan pada fotosintesis tersebut berupa glukosa (gula) yang akan segera diubah kembali menjadi amilum. Adapun reaksi fotosintesis sebagai berikut.

nC 6 H 12 O 6 (C 6 H 10 O 5 ) n + nH 2 O Pada malam hari, amilum tersebut akan diubah kembali men-

jadi glukosa dan selanjutnya diangkut ke seluruh tubuh. Di dalam jaringan tubuh, glukosa akan digunakan untuk berbagai keperluan, seperti berikut.

a. Diubah menjadi amilum lagi dan disimpan dalam jaringan, misal- nya dalam batang, akar, biji, buah, serta umbi.

b. Diubah menjadi lemak dan protein.

c . Dioksidasi di dalam jaringan guna mendapatkan energi. Oksigen yang dihasilkan dalam proses fotosintesis akan dile-

paskan ke udara. Gas tersebut sangat diperlukan oleh organisme untuk pernapasan.

Beberapa percobaan untuk mengetahui hasil-hasil fotosinte- sis, antara lain sebagai berikut.

a. Percobaan Engelmann

Bahan yang digunakan sebagai objek percobaan Engelmann adalah ganggang Spirogyra dan bakteri yang suka oksigen, yaitu

Mari BIAS 2

Bacterium thermo. Dengan menggunakan mikroskop dapat diamati bahwa bakteri-bakteri thermo berkumpul pada bagian kloroplas dari Spirogyra yang terkena cahaya matahari. Bakteri-bakteri tersebut berkumpul karena adanya banyak oksigen pada tempat tersebut. Berdasarkan percobaan, Engelmann menyimpulkan bahwa pada peristiwa fotosintesis dihasilkan gas oksigen dan kloroplas yang bertanggung jawab pada hal tersebut.

b. Percobaan Ingenhousz

Pada percobaan Ingenhousz menggunakan objek yang beru- pa tumbuhan Hydrilla verticilata. Berdasarkan hasil percobaan, Ingenhousz menyimpulkan bahwa fotosintesis hanya dapat berlang- sung pada bagian tumbuhan yang hijau dan prosesnya bergantung

pada intensitas cahaya serta terjadi pembebasan gas oksigen (O 2 ).

c. Percobaan Sachs

Percobaan Sachs bertujuan untuk membuktikan bahwa da- lam fotosintesis dibutuhkan cahaya matahari, terjadi pada bagian tumbuhan yang berklorofil, dan dihasilkan amilum (zat tepung).

Adanya amilum dapat dibuktikan dengan pengujian iodin. Reaksi antara amilum dengan iodin memberikan warna hitam (biru tua). Berdasarkan percobaan, Sachs menyimpukan ternyata amilum hanya terdapat pada daun-daun hijau yang terkena sinar.

Untuk memahami bahwa dalam proses fotosintesis mengha- silkan amilum, lakukan kegiatan berikut secara berkelompok. Namun sebelumnya bentuklah satu kelompok yang terdiri 4 siswa;

2 laki-laki dan 2 perempuan.

Tujuan: Menjelaskan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum.

Alat dan Bahan

Cara Kerja

1. Petiklah daun keladi atau daun lain yang berwarna-warni. – Cawan petri

– Gelas piala

2. Buatlah potongan daun sebanyak dua buah, potongan per- – Pipet tetes

tama tepat pada bagian daun yang berwarna hijau dan – Tabung reaksi

potongan kedua tepat pada bagian daun yang berwarna putih. – Pemanas bunsen

3. Rebuslah kedua potongan daun tersebut pada air mendidih – Alkohol

supaya sel-selnya mati.

– Air

4. Ambillah potongan daun yang sel-selnya telah mati, selan- – Larutan iodin jutnya masukkan ke dalam alkohol panas. – Daun keladi berwarna-

warni

5. Setelah klorofilnya larut (alkohol berwarna hijau), angkatlah potongan daun dan bersihkan dengan kertas saring, selanjut-

– Kertas saring nya masukkan ke dalam larutan iodin atau berilah beberapa

tetes larutan iodin.

Nutrisi dan Energi pada Tumbuhan

Catatan:

Reaksi antara amilum dan larutan iodin menghasilkan warna biru kehitaman.

6. Amati dan catatlah hasil percobaanmu pada tabel.

Pertanyaan

1. Mengapa potongan daun pada percobaan dimasukkan ke

dalam air mendidih?

2. Bagaimana keadaan alkohol panas yang digunakan untuk merendam potongan daun? Mengapa?

3. Samakah warna akhir percobaan dari kedua potongan daun tersebut di atas? Mengapa demikian? Jelaskan.

4. Pada potongan daun mana proses fotosintesis terjadi?

5. Kesimpulan apa yang dapat kamu ambil dari percobaan di

atas?

3. Pigmen Fotosintesis

Salah satu bagian yang terlibat dalam fotosintesis adalah klorofil. Apakah yang dimaksud klorofil dan di mana letaknya? Berikut akan diuraikan tentang klorofil yang terdapat di dalam kloroplas.

Kloroplas terdapat terutama pada bagian daun yang dinamakan mesofil atau disebut juga daging daun. Selain itu, kloroplas dapat dijumpai pada batang dan ranting yang berwarna hijau. Hal itu disebabkan di dalam kloroplas terdapat pigmen yang berwarna hijau yang disebut klorofil. Pigmen tersebut dapat menyerap energi cahaya matahari.

lapisan

palisade lapisan bunga epidermis atas

pembuluh

karang

ruang udara

stomata sel pelindung epidermis bawah

Sumber: Biologi, 1991 S Gambar 7.3 Struktur daun yang khas sebagaimana tampak

dalam irisan melintang. Sel-sel lapisan palisade melakukan fotosintesis yang paling besar dalam daun

Mari BIAS 2

Ada bermacam-macam klorofil pada tumbuhan, yaitu klo- rofil a, b, c, d, dan e. Klorofil a dan b terdapat pada kloroplas tum- buhan tinggi, sedangkan klorofil yang lain terdapat pada jenis alga tertentu.

4. Pengangkutan Hasil Fotosintesis

Hasil-hasil fotosintesis harus diedarkan ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Karena sebagai medium pengangkutan digunakan air, maka zat-zat yang diangkut tersebut harus dapat terlarut dalam air. Dalam hal ini, enzim memainkan peranannya. Zat-zat yang kom- pleks dan tidak larut dalam air diuraikan oleh enzim dalam bentuk yang lebih sederhana sehingga dapat larut dalam air. Pengangkutan hasil fotosintesis berlangsung melalui pembuluh-pembuluh tapis yang terdapat dalam bagian kulit batang.

5. Peran Fotosintesis bagi Organisme Lain

Sebagaimana telah kamu ketahui, bahwa setiap makhluk hi- dup memerlukan energi untuk melakukan aktivitas hidupnya. Energi tersebut diperoleh dari penguraian zat makanan yang ada dalam sel tubuhnya.

Tumbuhan hijau merupakan contoh makhluk hidup yang dapat membuat zat makanan sendiri, yaitu melalui peristiwa foto- sintesis. Selain untuk memenuhi kepentingan sendiri, zat makanan (zat gula) yang dibentuk oleh tumbuhan hijau juga dapat diman- faatkan oleh makhluk hidup lainnya untuk sumber energi, baik secara langsung maupun secara tidak langsung. Dengan makan nasi, berarti kita bergantung secara langsung pada tumbuhan dan dengan makan daging sapi berarti kita bergantung secara tidak langsung pada tumbuhan. Mengapa demikian?

Selain menghasilkan zat makanan yang berupa zat gula, da- lam peristiwa fotosintesis juga menghasilkan gas oksigen. Gas ter- sebut dikeluarkan dari tubuh tumbuhan hijau melalui stomata atau lentisel. Oksigen diperlukan oleh makhluk hidup untuk bernapas. Oksigen yang masuk ke dalam tubuh makhluk hidup akan diguna- kan untuk mengoksidasi zat makanan sehingga dihasilkan energi. Jadi, oksigen yang dihasilkan dalam fotosintesis sangat berperan dalam pernapasan tumbuhan hijau sendiri maupun organisme lain yang ada di sekitarnya.

1. Apakah yang dimaksud fotosintesis?

4. Jelaskan proses pengangkutan hasil foto-

2. Tuliskan reaksi kimia fotosintesis. sintesis pada tumbuhan hijau.

3. Mengapa fotosintesis digolongkan seba-

5. Jelaskan peran fotosintesis bagi organis- gai reaksi anabolisme?

me lain.

Nutrisi dan Energi pada Tumbuhan

Tujuan Pembelajaran

B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMENGARUHI

Tujuan pembelajaranmu adalah dapat:

FOTOSINTESIS

menjelaskan faktor-faktor yang memengaruhi

Proses fotosintesis tumbuhan hijau dipengaruhi oleh bebera- fotosintesis.

pa faktor yang dapat digolongkan menjadi faktor dalam dan faktor luar.

1. Faktor Dalam

Faktor dalam maksudnya faktor yang memengaruhi fo- tosintesis dari tumbuhan hijau sendiri. Faktor dalam yang meme- ngaruhi fotosintesis sebagai berikut.

a. Struktur daun dan stomata. Tebal tipisnya daun berpengaruh pada jumlah klorofil, stomata, dan mudah/tidaknya daun menyerap cahaya.

b. Penimbunan hasil fotosintesis pada sel yang mengandung klorofil

menghalangi pengikatan energi cahaya.

c . Enzim dan protoplasma.

2. Faktor Luar

Faktor luar yang berpengaruh terhadap proses fotosintesis sebagai berikut.

a. Cahaya matahari

Ketika tumbuhan pertama

kali muncul di bumi ber- Intensitas, panjang gelombang, dan lama penyinaran ber- juta-juta tahun yang lalu,

pengaruh pada fotosintesis. Pada saat tertentu cahaya dapat tidak ada binatang hidup.

mencapai titik jenuh, yaitu titik yang menunjukkan kecepatan Udara dipenuhi gas

fotosintesis yang tidak bertambah walaupun intensitas cahaya beracun, seperti metana

meningkat.

dan amonia. Secara ber-

angsur-angsur tumbuhan

b. Suhu

menyediakan cukup oksi- gen di udara, sehingga

Suhu optimal untuk berlangsungnya proses fotosintesis binatang-binatang ber-

berkisar antara 10°C sampai 35°C. Pada suhu tersebut kece- kembang dan memperta-

patan fotosintesis berbanding lurus dengan pertambahan suhu. hankan hidup. Tumbuhan

Namun, pada suhu di atas 35°C kecepatan fotosintesis menjadi pembuat oksigen pertama

berbanding terbalik dengan pertambahan suhu. di bumi adalah ganggang,

yang hidup di laut pada

c. Karbon dioksida (CO 2 )

zaman prasejarah. Karbon dioksida merupakan salah satu bahan dasar foto- sintesis selain air. Makin tinggi kadar karbon dioksida dan air, makin meningkatkan kemampuan fotosintesis. Pada suhu dan

intensitas cahaya optimum, suplai CO 2 meningkat, sehingga ke-

cepatan fotosintesis pun meningkat.

d. Air

Turunnya kadar air di dalam tubuh tumbuhan akan me- nyebabkan stomata menutup. Hal itu menyebabkan kemampuan fotosintesis akan menurun.

Mari BIAS 2 Mari BIAS 2

Fotosintesis dipengaruhi oleh mineral terutama yang menyuplai komponen klorofil, seperti magnesium (Mg) dan besi (Fe). Dengan demikian, kedua unsur tersebut dapat meningkat- kan kemampuan fotosintesis.

1. Sebutkan faktor-faktor dari dalam yang

2. Sebutkan faktor-faktor dari luar yang memengaruhi fotosintesis tumbuhan

memengaruhi fotosintesis tumbuhan hijau.

hijau.

1. Untuk hidup tumbuhan melakukan metabolisme, yang meliputi anabolisme dan katabolisme. Anabolisme adalah proses penyusunan/ pembentukan molekul kompleks menjadi molekul yang sederhana/ pembentukan molekul kompleks dari molekul yang sederhana. Ada- pun katabolisme adalah proses pembongkaran/pemecahan molekul yang kompleks menjadi molekul yang sederhana. Fotosintesis me- rupakan salah satu bentuk anabolisme yang hanya dapat terjadi pada tumbuhan hijau dan organisme lain yang berklorofil.

2. Untuk memenuhi kebutuhan makanannya tumbuhan hijau mengambil senyawa anorganik dari air, tanah, dan udara. Senyawa anorganik tersebut selanjutnya digunakan untuk membentuk senyawa organik yang berguna untuk berbagai keperluan tubuh. Oleh karena itu, tumbuhan hijau disebut sebagai produsen bahan organik yang ada di alam dan hasilnya berguna bagi semua kehidupan.

3. Pada proses fotosintesis tumbuhan hijau digunakan bahan baku beru- pa air (H 2 O) dan karbondioksida (CO 2 ) serta menghasilkan bahan yang berupa karbohidrat dan oksigen (O 2 ). Proses tersebut berlang- sung dengan energi dari cahaya matahari yang diserap oleh klorofil. Adapun reaksi fotosintesis secara sederhana dapat digambarkan sebagai berikut.

4. Faktor-faktor yang memengaruhi fotosintesis meliputi faktor dalam dan faktor luar. Faktor dalam, antara lain berupa struktur daun dan stomata, penimbunan fotosintesis, serta enzim dan protoplasma.

Faktor luar, antara lain berupa cahaya, suhu, CO 2 , air, dan mineral.

Nutrisi dan Energi pada Tumbuhan

Setelah mempelajari mengenai Nutrisi dan Energi pada Tumbuhan, kamu tentu sudah memahami dan dapat menjelaskan tentang proses, hasil, dan faktor-faktor yang memengaruhi fotosintesis tumbuhan hijau.

Apabila terdapat hal-hal yang menurut kamu belum jelas atau ku- rang dapat dipahami, pelajari sekali lagi materi di atas dengan cermat dan carilah referensi pendukung melalui majalah, artikel, maupun internet.

autotrof : organisme yang dapat membuat sendiri makanannya

dari bahan-bahan anorganik.

fotolisis : proses pemisahan molekul air menjadi ion-ion hidro- gen dan hidroksil oleh energi matahari pada tahap pen- dahuluan fotosintesis.

klorofil

: zat hijau daun.

kloroplas : organel sel tumbuhan yang mengandung klorofil. mesofil

: daging daun.

metabolisme : pertukaran zat pada organisme yang meliputi proses fi- sika dan kimia, pembentukan dan penguraian zat yang memungkinkan berlangsungnya hidup.