DORMANSI BIJI

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Benih dikatakan dorman apabila benih tersebut sebenarnya hidup tetapi tidak berkecambah walaupun diletakkan pada keadaan yang secara umum dianggap telah memenuhi persyaratan bagi suatu perkecambahan. Dormansi pada benih berlangsung selama beberapa hari, semusim, bahkan sampai beberapa tahun tergantung pada jenis tanaman dan tipe dari dormansinya (Sutopo, 2004).

Masih sangat kepustakaan mengenai hubungan antara ukuran atau bobot benih dengan masa hidup benih yang dilakukan melalui percobaan penyimpanan. Akan tetapi penelitian yang memperlihatkan keunggulan benih berat dan masak terhadap benih ringan dan belum masak melalui uji daya kecambah, vigor dan panennya, telah banyak dilakukan. Meski demikian penelitiannya mendukung pendapat bahwa kelemahan-kelemahan yang terdapat pada benih belum masak juga terdapat pada benih kecil (Justice dan Bass, 1990).

Biji-biji dari banyak spesies tidak akan berkecambah pada keadaan gelap. Biji-biji itu memerlukan rangsangan cahaya. Nampaknya ada dua himpunan tekanan ekologis yang mempengaruhinya. Pertama, biji-bijian dari banyak tanaman-tanaman pengganggu, seperti halnya berbagai macam spesies Chenopodium yang merupakan ciri dari tanah dan mungkin terkubur pada kedalaman tertentu karena pengolahan tanah nampaknya memerlukan kondisi yang baik untuk mengatasinya bila mereka tidak berkecambah sampai mereka dapat kembali muncul ke permukaan (Andani dan Purbayanti, 1991).
Pengurangan kandungan lengas biji, serta suhu dan kelembaban relatif di tempat biji disimpan, memperpanjang umur penyimpanan kebanyakan biji. Laju perkecambahan menurun dengan menurunnya potensial lengas tanah dan untuk jagung, berhenti pada 1,25 Mpa. Suhu tanah 26o – 30o C adalah optimum untuk perkecambahan dan pertumbuhan semai awal (Tohari, 1999).

Zat-zat penghambat perkecambahan yang diketahui terdapat pada tanaman antara lain adalah ammonia, abscisis acid, benzoic acid, ethylene, alkaloid, alkaloids lactone (antara lain coumarin). Coumarin diketahui menghambat kerja enzim. Enzim penting dalam perkecambahan (Sutopo, 2004).

Perkecambahan mencapai puncaknya sebesar 72% pada tahun ketujuh. Setelah panen, pendinginan di laboratorium dengan larutan KNO3 merangsang perkecambahan hampir seluruh biji (Gardner dkk, 1991).

Tujuan Percobaan

Adapun tujuan percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh kulit biji yang keras terhadap perkecambahan dan untuk mengetahui pengaruh bahan-bahan kimia dan fisika terhadap perkecambahan biji.

Kegunaan Percobaan

- Sebagai salah satu syarat untuk dapat mengikuti praktikal test di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan.
- Sebagai bahan informasi bagi pihak yang membutuhkan.


TINJAUAN PUSTAKA

Benih-benih tertentu, misalnya benih padi yang baru dipanen dapat mengalami dormansi. Tetapi dormansi ini dapat dipecahkan jika benih telah mengalami penyimpanan kering yang disebut dengan after-ripening. Perlakuan benih dengan suhu tinggi dilaporkan dapat memecahkan dormansi benih ini. Di lapangan kadang-kadang terjadi kegagalan penanaman padi akibat fenomena ini. Petani mengeluh bahwa benih yang disemai tidak tumbuh merata dan menyalahkan bahwa pedagang benih telah menjual benih yang kadaluarsa. Sebenarnya, benih tersebut belum cukup waktu melampaui periode after-ripeningnya (Mugnisjah dkk, 1994).

Pertumbuhan embrio ditahan pada saat benih masak, tetapi mulai lagi pada perkecambahan. Benih membutuhkan air untuk berkecambah, oksigen, dan temperatur dimana suhunya antara 5o – 45o C. Benih yang berkecambah memerlukan tiga faktor yang dibuat perkecambahan masak. Benih yang baru saja dipanen, walaupun tidak mengalami perkecambahan, tetapi memasuki tahap dormansi dan gagal merespon kondisi berkecambah (Thomson, 1990).

Dormansi merupakan strategi benih-benih tumbuhan tertentu agar dapat mengatasi lingkungan sub-optimum guna mempertahankan kelanjutan spesiesnya. Terdapat berbagai penyebab dormansi benih yang pada garis besarnya dapat digolongkan kedalam adanya hambatan dari kulit benih (misalnya pada benih lamtoro karena kulit benih yang impermeabel terhadap air) atau bagian dalam benihnya (misalnya pada benih melinjo karena embrio yang belum dewasa). Benih yang mengalami dormansi organik ini tidak dapat berkecambah dalam kondisi lingkungan perkecambahan yang optimum (Sadjad, 1993).

Dormansi adalah suatu keadaan dimana pertumbuhan tidak terjadi walaupun kondisi lingkungan mendukung untuk terjadinya perkecambahan. Pada beberapa jenis varietas tanaman tertentu, sebagian atau seluruh benih menjadi dorman sewaktu dipanen, sehingga masalah yang sering dihadapi oleh petani atau pemakai benih adalah bagaimana cara mengatasi dormansi tersebut. Struktur benih (kulit benih) yang keras sehingga mempersulit keluar masuknya air kedalam benih (http://id.wikipedia.org, 2008).

Dormansi dapat diatasi dengan melakukan perlakuan. Perlakuan sebagai berikut :
1. Pemarutan atau penggoresan (skarifikasi, scarification) yaitu dengan cara menghaluskan kulit benih atau menggores kulit benih agar dapat dilalui air dan udara.
2. Melepaskan kulit benih dari sifat kerasnya agar dengan demikian terjadi lubang-lubang yang memudahkan air dan udara melakukan aliran yang mendorong perkecambahan.
3. Perusakan strophiole benih yang menyumbat tempat masuknya air.
4. Stratifikasi terhadap benih dengan suhu rendah ataupun suhu tinggi.
5. Pemberian bahan kimia.
(Kartasapoetra, 2003).

Istilah yang pernah digunakan untuk menjelaskan dormansi dan yang paling lazim adalah istilah istirahat dan pasif. Lebih banyak istilah yang menyertakan kata dormansi di belakang kata keadaan (adjektif), misalnya primer, sekunder, bawaan, dan sebagainya. Secara logis menjelaskan pentingnya kesatuan istilah dan menganjurkan tiga istilah baru saja, yakni endodormansi, ekodormansi, dan paradormansi. Di laboratorium dan di bidang pertanian (bila perlu) digunakan alkohol atau pelarut lemak (yang menghilangkan bahan berlilin) yang kadang mengahalangi masuknya air / asam pekat. Sebagai contoh, perkecambahan biji kapas dan kacangan tropika dapat sangat dipacu dengan merendam biji terlebih dahulu dengan asam sulfat selama beberapa menit sampai satu jam dan selanjutnya dibilas untuk menghilangkan asam itu (Salisbury dan Ross, 1992).

Substansi yang larut kemudian dapat membawa embrio dan respirasi, dimana dormansi biji prosesnya tidak dapat dilihat dapat menunjukkan kemampuan besar. Pada beberapa benih seperti beras, rumput, respirasi anaerob memerlukan energi untuk pertumbuhan embrio, tetapi kebanyakan benih energi disuplai dalam bentuk respirasi anaerob (Stern dkk, 2004).

Contoh yang paling mudah mengenai dormansi adalah adanya kulit biji yang keras yang menghalangi penyerapan oksigen atau air. Kulit biji yang keras itu lazim terdapat pada anggota famili Fabaceae (Leguminosae) walaupun tidak terdapat pada buncis atau kapri yang menunjukkan bahwa dormansi tidak umum pada spesies yang dibudidayakan (http://www.google.com, 2008).

Gejala dormansi dapat dijumpai pada biji dan organ tumbuhan lainnya seperti tunas, rhizome, dan umbi lapis (bulb). Faktor-faktor yang menyebabkan dormansi pada biji dapat dikelompokkan dalam:
a. Faktor lingkungan eksternal, seperti cahaya, temperatur, dan air,
b. Faktor internal, seperti kulit biji, kematangan embrio,
c. Faktor waktu, seperti waktu setelah pematangan, hilangnya inhibitor (http://en.wikipedia.org, 2008).

Lamanya dormansi dapat diperpanjang dengan merendahkan suhu penyimpanan. Pada penelitiannya dengan menggunakan benih barley, oats, dan sorghum yang berbeda-beda. Brown mendapatkan bahwa dormansi pada hampir semua kultivar benih yang banyak terjadi dapat dipatahkan dengan menyimpannya pada suhu 40o C. Robert mendapatkan bahwa dormansi pada beberapa kultivar Thai Chu 65 sampai lebih dari 100 hari (waktu 100 hari untuk mematahkan 50% benih dorman) pada kultivar Masalaci. Hull mematahkan dormansi pada benih kacang tanah jalar Florida dengan menyimpannya pada suhu 20o – 25o C dan 40o C. Justice mendapatkan bahwa satu-satunya cara mematahkan dormansi benih Cyperus rotundus adalah dengan menempatkannya pada lapisan basah pada suhu 40o C selama tiga hingga enam minggu (Justice dan Bass, 1990).

Dormansi pada beberapa jenis benih disebabkan oleh:
1. Struktur benih, misalnya kulit benih, braktea, gulma, perikarp, dan membran yang mempersulit keluar masuknya air dan udara,
2. Kelainan fisiologis pada embrio,
3. Penghambat (inhibitor) perkecambahan atau penghalang lainnya,
4. Gabungan dari faktor-faktor di atas
(Justice dan Bass, 1990).

Menurut http://elisa.ugm.ac.id (2008) tipe dormansi adalah sebagai berikut:
1. Dormansi Mekanis
Perkembangan embrio secara fisis terhambat karena adanya kulit biji / buah yang keras.
2. Dormansi fisis
Imbibisi / penyerapan air terhalang oleh lapisan kulit biji / buah yang impermeabel pada beberapaa legum dan myrtaceae. Fluktuasi, suhu, skarifikasi mekanis, pemberian air panas atau bahan kimia.
3. Dormansi chemis
Buah atau biji mengandung zat penghambat (chemical inhibitory compound) yang menghambat perkecambahan. Pencucian (leaching) oleh air, dekomposisi bertahap pada jaringan buah, menghilangkan jaringan buah dan mencucinya dengan air.



BAHAN DAN METODE

Tempat dan Waktu Percobaan

Percobaan ini dilakukan di Laboratorium Fisiologi Tumbuhan Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara, Medan pada tanggal 20 September 2008 pada pukul 08.00 WIB pada ketinggian 25 m dpl.

Bahan dan Alat

Adapun bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah 30 biji tomat, 4 biji jarak, 5 biji sawo, 5 biji sirsak, 5 biji lengkeng, 5 biji apel sebagai objek percobaan, aquades untuk merendam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel, larutan coumarin untuk merendam biji tomat, asam sulfat (H2SO4¬) untuk merendam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel, air panas untuk merendam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel, ekstrak tomat untuk merendam biji tomat, KNO3 untuk merendam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel, kertas pasir untuk mengikir / menghaluskan kulit biji yang keras dan tebal, kertas merang sebagai media perkecambahan biji tomat, pasir sebagai media perkecambahan biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel, karet gelang untuk mengikat cawan petri, label nama untuk menandai cawan petri.

Adapun alat yang digunakan adalah cawan petri sebagai tempat perkecambahan, gelas beaker untuk tempat merendam biji, bak perkecambahan sebagai tempat pekecambahan.

Prosedur Percobaan

a. Disiapkan bak perkecambahan, diisi dengan pasir.
b. Disediakan 5 biji lengkeng, 5 biji sirsak, 4 biji jarak, 5 biji apel, 5 biji sawo. Masing-masing diberi perlakuan:
- Direndam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel dalam aquades 15 menit.
- Dikikir biji jarak, lengkeng, sirsak, dan sawo dengan kertas pasir dan direndam dalam aquades selama 15 menit, kecuali biji apel.
- Direndam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel dalam air panas selama 15 menit.
- Direndam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel dalam H2SO4 5cc / L air selama 15 menit.
- Direndam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel dalam KNO3 5cc / L air selama 15 menit.
- Ditanam biji jarak, lengkeng, sawo, sirsak, dan apel di bak perkecambahan yang telah diisi pasir dan diberi label.
- Diamati persentase perkecambahan setelah setelah 3 hari dan 6 hari.
c. Disediakan 30 biji tomat yang telah dikeringkan.
- Disediakan 3 buah cawan petri yang telah dilapisi dengan kertas merang.
- Diletakkan ke dalam cawan petri masing-masing 30 biji tomat dan diberi perlakuan:
- 10 biji tomat + ekstrak tomat
- 10 biji tomat + aquades
- 10 biji tomat + coumarin
- Ditutup cawan dan diikat karet gelang, lalu diberi label.
- Diamati persentase perkecambahan setelah 3 hari dan 6 hari




HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil

Komoditi : Tomat
No Perlakuan Biji 3 Hari 6 Hari
%
%
1 Ekstrak tomat 0 0 0 0
2 Aquades 3 30 10 100
3 Coumarin 0 0 0 0

Komoditi : Lengkeng, Sirsak, Jarak, Apel, Sawo

Pengamatan 3 Hari

No BIJI PERLAKUAN
Dikikir Aquades Air Panas H2SO4 KNO3
%
%
%
%
%
1 Lengkeng - - 2 40 - - 2 40 - -
2 Sirsak - - - - - - - - - -
3 Jarak 2 50 3 75 3 75 3 75 1 25
4 Apel - - - - - - - - - -
5 Sawo - - - - - - - - - -

Pengamatan 6 Hari

No BIJI PERLAKUAN
Dikikir Aquades Air Panas H2SO4 KNO3
%
%
%
%
%
1 Lengkeng - - 3 60 5 100 2 40 2 50
2 Sirsak - - - - - - - - - -
3 Jarak - - 2 50 4 100 4 100 2 50
4 Apel - - - - - - - - - -
5 Sawo - - - - - - - - - -







Perhitungan
Komoditi : Tomat

Pengamatan 3 Hari
Perlakuan Aquades
Pengamatan 6 Hari
Perlakuan Aquades


Komoditi : Lengkeng

Pengamatan 3 Hari
Perlakuan Aquades

Perlakuan H2SO4

Komoditi : Jarak

Pengamatan 3 Hari
Perlakuan Dikikir

Perlakuan Aquades

Perlakuan Air Panas


Perlakuan H2SO4

Perlakuan KNO3


Komoditi : Lengkeng

Pengamatan 6 Hari
Perlakuan Aquades

Perlakuan Air Panas

Perlakuan H2SO4

Perlakuan KNO3

Komoditi : Jarak

Pengamatan 6 Hari
Perlakuan Aquades

Perlakuan Air Panas

Perlakuan H2SO4

Perlakuan KNO3
Pembahasan

Pada perlakuan air panas diperoleh hasil perkecambahan biji lengkeng sebesar 100% dan biji jarak 100% pada hari ke-6. Dapat disimpulkan bahwa air panas dapat menambah suhu biji sehingga merangsang berakhirnya masa dormansi. Hal ini sesuai dengan literatur Justice dan Bass (1990) yang menyatakan bahwa dormansi pada hampir semua kultivar benih yang banyak terjadi dapat dipatahkan dengan menyimpannya pada suhu 40oC.

Pada perlakuan aquades diperoleh hasil perkecambahan biji lengkeng sebesar 60% dan biji jarak sebesar 50% pada hari ke-6. Ini menandakan bahwa aquades / air merupakan salah satu faktor yang dapat mematahkan dormansi. Hal ini sesuai dengan literatur Thomson (1990) yang menyatakan bahwa benih membutuhkan air untuk berkecambah, oksigen, dan temperatur dimana suhunya antara 5o – 45o C.

Pada perlakuan dikikir pada biji jarak dengan kertas pasir menunjukkan pertumbuhan sebesar 50% pada hari ke-3. Ini menunjukkan bahwa metode kikir atau skarifikasi dapat mematahkan dormansi. Hal ini sesuai dengan literatur Kartasapoetra (2003) yang menyatakan bahwa dormansi dapat diatasi dengan melakukan pemarutan atau penggoresan yaitu dengan menghaluskan kulit benih agar dapat dilalui air dan udara.

Pada perlakuan coumarin dan ekstrak tomat, biji tomat sama sekali tidak berkecambah pada data hari ke-3 maupun hari ke-6. Ini menandakan bahwa coumarin ataupun ekstrak tomat menghambat pertumbuhan biji tomat sehingga biji tomat tidak berkecambah. Hal ini sesuai dengan literatur Sutopo (2004) yang menyatakan bahwa zat-zat penghambat perkecambahan yang diketahui terdapat pada tanaman antara lain coumarin. Coumarin diketahui menghambat kerja enzim-enzim penting dalam perkecambahan.

Pada perlakuan asam sulfat (H2SO4) pada biji lengkeng menunjukkan pertumbuhan sebesar 40% dan pada biji jarak menunjukkan pertumbuhan sebesar 100% pada hari ke-6. Ini menunjukkan bahwa H2SO¬4 memacu perkecambahan biji. Hal ini sesuai dengan literatur Salisbury dan Ross (1992) yang menyatakan bahwa perkecambahan dapat sangat dipacu dengan merendam biji terlebih dahulu dengan asam sulfat selama beberapa menit sampai satu jam selanjutnya.

Pada perlakuan KNO3 pada biji lengkeng menunjukkan pertumbuhan sebesar 40% dan biji jarak menunjukkan pertumbuhan sebesar 50% pada hari ke-6. Ini menandakan KNO3 dapat mematahkan dormansi karena cepat merangsang perkecambahan biji. Hal ini sesuai dengan literatur Gardner dkk (1991) yang menyatakan bahwa larutan KNO3 merangsang perkecambahan pada hampir seluruh biji.



KESIMPULAN DAN SARAN

Kesimpulan

1. Pada perlakuan ekstrak tomat, biji tomat yang berkecambah adalah 0% pada hari ke-6.
2. Pada perlakuan aquades, biji tomat yang berkecambah adalah 100% pada hari ke-6.
3. Pada perlakuan coumarin, biji tomat yang berkecambah adalah 0% pada hari ke-6.
4. Pada perlakuan dikikir, biji lengkeng yang berkecambah adalah 0%, dan biji jarak berkecambah 50% pada hari ke-6.
5. Pada perlakuan perendaman dalam aquades, biji lengkeng yang berkecambah adalah 60%, dan biji jarak berkecambah 50% pada hari ke-6.
6. Pada perlakuan perendaman dalam air panas, biji lengkeng yang berkecambah adalah 100%, dan biji jarak berkecambah 100% pada hari ke-6.

Saran

Pada percobaan ini sebaiknya dilakukan lebih teliti agar didapatkan hasil yang akurat.




 

DAFTAR PUSTAKA

Andani, S dan E.D. Purbayanti., 1991. Fisiologi Tanaman Lingkungan. UGM Press, Yogyakarta

Gardner, F.P., R.B. Pearce, R.L. Mitchell., 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Terjemahan Herawati Susilo. UI Press, Jakarta

http://elisa.ugm.ac.id., 2008. Tipe Dormansi. Diakses tanggal 25 September 2008

http://en.wikipedia.org., 2008. Dormansi Biji. Diakses tanggal 18 September 2008

http://id.wikipedia.org., 2008. Dormansi Biji. Diakses tanggal 18 September 2008

http://www.google.co.id., 2008. Dormansi Biji. Diakses tanggal 18 September 2008

Justice, O.L dan L.N. Bass., 1990. Prinsip dan Praktek Penyimpanan Benih. Rajawali Press, Jakarta

Kartasapoetra, A.G., 2003. Teknologi Benih. Rineka Cipta, Jakarta

Mugnisjah, W.Q., A. Setiawan, Suwarto, C. Santiwa., 1994. Panduan Praktikum dan Penelitian Bidang Ilmu dan Teknologi Benih. PT. RajaGrafindo Persada, Jakarta

Sadjad, S., 1993. Dari Benih Kepada Benih. Grasindo, Jakarta

Salisbury, F.B., dan C.W. Ross., 1992. Fisiologi Tumbuhan. ITB Press, Bandung

Sutopo, L., 2004. Teknologi Benih. Penerbit Rajawali, Jakarta

Stern, K.R., S. Jansky, J.E. Bidlack., 2004. Introdution Plant Biology. McGraw-Hill Book Company Inc, London

Thomson, J.R., 1990. An Introduction to Seed Technology. Leonard Hill, London

Tohari., 1999. Fisiologi Tanaman Budidaya Tropik. UGM Press, Yogyakarta

Read More ->>

Jurnal Fotosintesis

ARTIKEL FOTOSINTESIS

KATA PENGANTAR

            Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas berkat dan rahmatNyalah penyusun dapat menyelesaikan artikel biokimia tanaman ini dengan tepat pada waktunya.

            Selama pencarian data sampai penyusunan artikel ini  mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penyusun mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya.

            Artikel ini dibuat sebagai tugas pengganti pada mata kuliah biokimia tanaman semester III program studi agroekoteknologi fakultas pertanian Universitas Lambung Mangkurat.

            Penyusun menyadari dalam artikel ini terdapat banyak kekurangan baik teknik penulisan maupun isi artikel ini. Oleh karena itu penyusun mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun demi kesempurnaan artikel ini. Akhirnya semoga makalah ini bermaanfaat bagi kita semua.

                                                                                     Banjarbaru,   Desember 2011

                                                                                                Penyusun

FOTOSINTESIS

Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan (glukosa) pada tumbuhan yang menggunakan zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari.

Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan. Selain menghasilkan zat makanan pada tumbuhan, proses ini juga menghasilkan oksigen yang dibutuhkan bagi pernafasan manusia. Proses fotosintesis terjadi pada daun tumbuhan. Proses fotosintesis ini tidak berlangsung pada semua sel tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen fotosintetik. Disamping itu proses fotosintesis juga dipengaruhi oleh kemampuan daun menyerap spektrum cahaya, perbedaan ini disebabkan oleh adanya perbedaan pigmen pada jaringan daun.

Kloroplas adalah salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting dalam proses fotosintesis dengan menyerap energi matahari. Kloroplas adalah zat hijau daun yang terdapat pada semua tumbuhan yang berwarna hijau. Di dalam kloroplas terdapat klorofil.

Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. Pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan yang menangkap energi matahari (klorofil).

Persamaan reaksi kimia fotosintesis adalah sebagai berikut :

H₂O (air) + CO₂ (karbondioksida) + cahaya → CH₂O (glukosa) + O₂ (oksigen).

 Lambat cepatnya proses fotosintesis ditentukan oleh :

1.    Intensitas cahaya, laju fotosintesis maksimal jika banyak cahaya.

2.   Suhu, enzim yang bekerja pada proses ini maksimal pada suhu yang diinginkannya.

3.   Banyaknya karbondioksida, semakin banyak semakin maksimal  proses fotosintesis.

4.   Banyaknya air, semakin maksimal jika jumlah air banyak.

5.   Tahapan pertumbuhan, tumbuhan yang masih berkecambah menunjukan laju fotosintesis yang maksimal dari pada tumbuhan yang dewasa.

A.    Tumbuhan C3

Tanaman C3 lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi. Sebagian besar tanaman pertanian, seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapas merupakan tanaman dari kelompok C3.

Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP (RuBP merupakan substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal assimilasi, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi ( fotorespirasi adalah respirasi,proses pembongkaran karbohidrat untuk menghasilkan energi dan hasil samping, yang terjadi pada siang hari) . Jika konsentrasi CO2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O2 akan lebih menguntungkan CO2, sehingga fotorespirasi terhambat dan assimilasi akan bertambah besar.

Tumbuhan C3 tumbuh dengan karbon fiksasi C3 biasanya tumbuh dengan baik di area dimana intensitas sinar matahari cenderung sedang, temperature sedang dan dengan konsentrasi CO₂ sekitar 200 ppm atau lebih tinggi, dan juga dengan air tanah yang berlimpah. Tumbuhan C3 harus berada dalam area dengan konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi sebab Rubisco sering menyertakan molekul oksigen ke dalam Rubp sebagai pengganti molekul karbondioksida. Konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi menurunkan kesempatan Rubisco untuk menyertakan molekul oksigen. Karena bila ada molekul oksigen maka Rubp akan terpecah menjadi molekul 3-karbon yang tinggal dalam siklus Calvin, dan 2 molekul glikolat akan dioksidasi dengan adanya oksigen, menjadi karbondioksida yang akan menghabiskan energi.

Pada tumbuhan C3,CO2 hanya difiksasi RuBP oleh karboksilase RuBP. Karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya berlimpah Contoh tanaman C3 antara lain : kedelai, kacang tanah, kentang, dll.

Siklus Calvin

Siklus Calvin disebut juga Reaksi gelap yang merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di stroma. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma.

Tempat terjadinya Reaksi gelap

Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO₂, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C₆H₁₂O₆), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.

Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi. Reaksi gelap dimulai dengan pengikatan atau fiksasi 6 molekul CO2 ke 6 molekuk gula 5 karbon yaitu ribulosa 1,5 bifosfat, dikatalisis oleh enzim ribulosa bifosfat karboksilase/oksigenase(rubisco) yang kemudian membentuk 6 molekul gula 6 karbon. Molekul 6 karbon ini tidak stabil maka pecah menjadi 12 molekul 3 karbon yaitu 3 fosfogliserat. 3 fosfogliserat kemudian difosforilasi oleh 12 ATP membentuk 1,3 bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat difosforilasi lagi oleh 12 NADPH membentuk 12 molekul gliseradehida 3 fosfat/PGAL. 2 PGAL digunakan untuk membentuk 1 molekul glukosa atau jenis gula lainnya, sedangkan 10 molekul lainnya difosforilasi oleh 6 ATP untuk kembali membentuk 6 molekul Ribulosa 1,5 bifosfat. Proses pengikatan CO2 ke RuBP disebut fiksasi, proses pemecahan molekul 6 karbon menjadi molekul 3 karbon disebut reduksi dan proses pembentukan kembali RuBP dari PGAL disebut regenerasi.

Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3, 3-fosfogliserat. Kebanyakan tumbuhan yang menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3.

Kondisi lingkungan yang mendorong fotorespirasi ialah hari yang panas, kering, dan terik-kondisi yang menyebabkan stomata tertutup. Kondisi ini menyebabkan CO2 tidak bisa masuk dan O2 tidak bisa keluar sehingga terjadi fotorespirasi.

B.    Tumbuhan C4

Tumbuhan C4 dan CAM lebih adaptif di daerah panas dan kering. Pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP (enzympengikat CO2 pada tanaman C4) yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. Lokasi terjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yang mempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). CO2 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel “bundle sheath” (sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem) dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi. Karena tingginya konsentasi CO2 pada sel-sel bundle sheath ini, maka O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil and G sangat rendah, PEP mempunyai daya ikat yang tinggi terhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. , laju assimilasi tanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan meningkatnyaCO2. Sehingga, dengan meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan. Contoh tanaman C4 adalah jagung, sorgum dan tebu

Tetapi pada sintesis C4,enzim karboksilase PEP memfiksasi CO2 pada akseptor karbon lain yaitu PEP. Karboksilase PEP memiliki daya ikat yang lebih tinggi terhadap CO2 daripada karboksilase RuBP. Oleh karena itu,tingkat CO2 menjadi sangat rendah pada tumbuhan C4,jauh lebih rendah daripada konsentrasi udara normal dan CO2 masih dapat terfiksasi ke PEP oleh enzim karboksilase PEP. Sistem perangkap C4 bekerja pada konsentrasi CO2 yang jauh lebih rendah.

Tumbuhan C₄ dinamakan demikian karena tumbuhan itu mendahului siklus Calvin yang menghasilkan asam berkarbon -4 sebagai hasil pertama fiksasi CO₂ dan yang memfiksasi CO₂ menjadi APG di sebut spesies C₃, sebagian spesies C₄ adalah monokotil (tebu, jagung, dll)

Reaksi dimana CO₂ dikonfersi menjadi asam malat atau asam aspartat adalah melalui penggabugannya dengan fosfoeolpiruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat dan Pi. Enzim PEP-karboksilase ditemukan pada setiap sel tumbuhan yang hidup dan enzim ini yang berperan dalam memacu fiksasi CO₂ pada tumbuhan C₄. enzim PEP-karboksilase terkandung dalam jumlah yang banyak pada daun tumbuhan C₄, pada daun tumbuhan C-3 dan pada akar, buah-buah dan sel – sel tanpa klorofil lainnya ditemukan suqatu isozim dari PEP-karboksilase.

Reaksi untuk mengkonversi oksaloasetat menjadi malat dirangsang oleh enzim malat dehidrogenase dengan kebutuhan elektronnya disediakan oleh NHDPH. Oksaleasetat harus masuk kedalam kloroplas untuk direduksi menjadi malat.

Pembentukkan aspartat dari malat terjadi didalam sitosol dan membutuhkan asam amino lain sebagai sumber gugus aminonya. Proses ini disebut transaminasi.

Pada tumbuhan C-4 terdapat pembagian tugas antara 2 jenis sel fotosintetik, yakni :

1. sel mesofil
2. sel-sel bundle sheath/ sel seludang-berkas pembuluh.

Sel seludang berkas pembuluh disusun menjadi kemasan yang sangat padat disekitar berkas pembuluh. Diantara seludang-berkas pembuluh dan permukaan daun terdapat sel mesofil yang tersusun agak longgar. Siklus calvin didahului oleh masuknya CO₂ ke dalam senyawa organic dalam mesofil.

Langkah pertama ialah penambahan CO₂ pada fosfoenolpirufat (PEP) untuk membentuk produk berkarbon empat yaitu oksaloasetat, Enzim PEP karboksilase menambahkan CO₂ pada PEP. Karbondioksida difiksasi dalam sel mesofil oleh enzim PEP karboksilase. Senyawa berkarbon-empat-malat, dalam hal ini menyalurkan atom CO₂ kedalam sel seludang-berkas pembuluh, melalui plasmodesmata. Dalam sel seludang –berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat melepaskan CO₂ yang diasimilasi ulang kedalam materi organic oleh robisco dan siklus Calvin. Dengan cara ini, fotosintesis C₄ meminimumkan fotorespirasi dan meningkatkan produksi gula. Adaptasi ini sangat bermanfaat dalam daerah panas dengan cahaya matahari yang banyak, dan dilingkungan seperti inilah tumbuhan C₄ sering muncul dan tumbuh subur.

C.    Tumbuhan CAM

Tumbuhan C4 dan CAMlebih adaptif di daerah panas dan kering. Crassulacean acid metabolism ( CAM), tanaman ini mengambil CO2 pada malam hari, dan mengunakannya untuk fotosistensis pada siang harinya. Meski tidak menguarkan oksigen dimalam hari, namun dengan memakan CO2 yang beredar, tanaman ini sudah membantu kita semua menghirup udara bersih, lebih sehat, menyejukkan dan menyegarkan bumi, tempat tinggal dan ruangan. Jadi, cocok buat taruh di ruang tidur misalnya. Sayang, hanya sekitar 5% tanaman jenis ini. Tumbuhan CAM yang dapat mudah ditemukan adalah nanas, kaktus, dan bunga lili.

Tanaman CAM , pada kelompok ini penambatan CO2 seperti pada tanaman C4, tetapi dilakukan pada malam hari dan dibentuk senyawa dengan gugus 4-C. Pada hari berikutnya ( siang hari ) pada saat stomata dalam keadaan tertutup terjadi dekarboksilase senyawa C4 tersebut dan penambatan kembali CO2 melalui kegiatan Rudp karboksilase. Jadi tanaman CAM mempunyai beberapa persamaan dengan kelompok C4 yaitu dengan adanya dua tingkat sistem penambatan CO2.

Pada C4 terdapat pemisahan ruang sedangkan pada CAM pemisahannya bersifat sementara. Termasuk golongan CAM adalah Crassulaceae, Cactaceae, Bromeliaceae, Liliaceae, Agaveceae, Ananas comosus, dan Oncidium lanceanum.Beberapa tanaman CAM dapat beralih ke jalur C3 bila keadaan lingkungan lebih baik.

Beberapa spesies tumbuhan mempunyai sifat yang berbeda dengan kebanyakan tumbuhan lainnya, yakni Tumbuhan ini membuka stomatanya pada malam hari dan menutupnya pada siang hari. Kelompok tumbuhan ini umumnya adalah tumbuhan jenis sukulen yang tumbuh da daerah kering. Dengan menutup stomata pada siang hari membantu tumbuhan ini menghemat air, dapat mengurangi laju transpirasinya, sehingga lebih mampu beradaptasi pada daerah kering tersebut.

Selama malam hari, ketika stomata tumbuhan itu terbuka, tumbuhan ii mengambil CO₂ dan memasukkannya kedalam berbagai asam organic. Cara fiksasi karbon ini disebut metabolisme asam krasulase, atau crassulacean acid metabolism (CAM).

 Dinamakan demikian karena metabolisme ini pertama kali diteliti pada tumbuhan dari famili crassulaceae. Termasuk golongan CAM adalah Crassulaceae, Cactaceae, Bromeliaceae, Liliaceae, Agaveceae, Ananas comosus, dan Oncidium lanceanum.

Jalur CAM serupa dengan jalur C₄ dalam hal karbon dioksida terlebih dahulu dimasukkan kedalam senyawa organic intermediet sebelum karbon dioksida ini memasuki siklus Calvin. Perbedaannya ialah bahwa pada tumbuhan C₄, kedua langkah ini terjadi pada ruang yang terpisah. Langkah ini terpisahkan pada dua jenis sel. Pada tumbuhan CAM, kedua langkah dipisahkan untuk sementara. Fiksasi karbon terjadi pada malam hari, dan siklus calvin berlangsung selama siang hari.

sumber :

http://iandrumer.blogspot.com/2011/12/artikel-fotosintesis.html

Read More ->>

Biologi

Biologi  - Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO₂ diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Fotosintesis pada tumbuhan
Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:

6H ₂O + 6CO₂ + cahaya → C6H₁₂O₆ (glukosa) + 6O₂

Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.

Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

Fotosintesis pada alga dan bakteri
Alga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama. Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi. Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof. Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain. salain itu ada lagi proses perkembangan pada tumbuhan

Proses fotosintesis
Lihat pula artikel proses fotosintesis untuk informasi lebih rinci
Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.

Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).

Reaksi terang
Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.

Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.

Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.

Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.

Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.

Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.

Reaksi gelap
ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).
Faktor penentu laju fotosintesis
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
1. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

2. Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

3. Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.

4. Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

6. Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

Penemuan
Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an.

Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Tapi pada tahun 1720, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia berpendapat faktor itu adalah udara.

Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak" udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.

Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak".

Akhirnya di tahun 1796, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).

sumber : http://www.artikelbagus.com/2012/01/fotosintesis.html

Read More ->>

Fungsi Fotosintesis

Pengertian, Fungsi, dan Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan  – Pengertian Fotosintesis ialah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan karbohidrat yang dilakukan oleh tumbuhan, terutama tumbuhan yang mengandung zat hijau daun atau klorofil. Selain tumbuhan berklorofil, makhluk hidup non-klorofil lain yang berfotosintesis adalah alga dan beberapa jenis bakteri. Organisme ini Fotosintesis dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi cahaya matahari.

Gambar Fotosintesis

Jadi kalau bicara mengenai Fotosintesis akan sangat erat kaitannya dengan Klorofil , daun dan Cahaya Matahari serta Oksigen dan Karbondioksida.

Berikut ini terlambat mendapatkan artikel lengkap Biologi mengenai FOTOSINTESIS pada tumbuhan

Klorofil adalah pigmen hijau fotosintesis yang terdapat dalam tanaman, algae dan cyanobakteria. Nama klorofil barasal dari bahasa yunani yaitu chlorophyll (choloros = green (hijau) dan phyllon = leaf (daun)). Fungsi klorofil pada tanaman adalah menyerap energy dari sinar matahari untuk digunakan dalam proses fotosintesis. Fotosintesis adalah Proses perubahan zat anorganik H2O dan  CO2 oleh klorofil dengan bantuan   cahaya/sinar matahari menjadi zat organik  karbohidrat.

Rumus Fotosintesis

Reaksi dari fotosintesis dapat dituliskan pada persamaan sebagai berikut:

6CO2 + 12H2O + energy cahaya klorofil C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Dalam peramaan ini dihasilkan bahan organic yang mengandung energy kimia potensial dan oksigen. Oleh karena itu dalam fotosintesis, energy radiasi cahaya diubah menjadi energy kimia dalam senyawa organik yang stabil (semacam karbohidrat). 
Fotosintesis berlangsung di kloroplas, yang mana pada bagian ini mengandung banyak pigmen klorofil. Klorofildapat dibedakan menjadi bebrapa tipe, yaitu: klorofil a, b, c, d dan tipe e. pembagian tersebut adalah berddasarkan rantai samping yang mengingat inti porfitinnya.

Jenis klorofil yang paling banyak ditemukan pada tumbuhan tingkat tinngi adalah jenis a dan b. Klorofil a biasanya adalah untuk sinar hijsu biru, sementara klorofil b untuk sinar kunig hijau.

Klorofil laen (jenis c, d, e) ditemukan hanya pada alga dan dikombinasikan dengan klorofil a. Selain klorofil, di dalam kloroplas juga terdapat pigmen-pigmen lainnya, yaitu Karotinoid yang merupakan derivate dari likopen.

Pada korola, kaliks, kulit buah yang telah matang atau masak, klorofil telah menghilang (terurai) dan menimbulkan warna kuning atau warna merah yang kemudian tampak, atau warna-warna lainnya. Dalam hal demikina kloroplas telah berganti isi yang disebut kromoplas.

Fungsi Fotosintesis

Proses fotosintesis merupakan bagian penting bagi kehidupan, karena:

• Sebagai sumber energi bagi semua mahluk hidup.
• Pertumbuhan dan hasil tumbuh dipengaruhi oleh kecepatan fotosintesis.
• Diperlukan untuk sintesis berbagai senyawa organic yang diperlukan.
• Menyediakan oksigen bagi kehidupan.

Fungsi Fotosintesis sebagai berikut: Fungsi utama fotosintesis untuk memproduksi zat makanan berupa glukosa. Glukosa menjadi bahan bakar dasar pembangun zat makanan lainnya, yaitu lemak dan protein dalam tubuh tumbuhan. Zat-zat ini menjadi makanan bagi hewan maupun manusia. Oleh karena itu, kemampuan tumbuhan mengubah energi cahaya (sinar matahari) menjadi energi kimia (zat makanan) selalu menjadi mata rantai makanan.

Fotosintesis membantu membersihkan udara, yaitu mengurangi kadar CO2 (karbon dioksida) di udara karena CO2 adalah bahan baku dalam proses fotosintesis. Sebagai hasil akhirnya, selain zat makanan adalah O2 (Oksigen) yang sangat dibutuhkan untuk kehidupan. Kemampuan tumbuhan berfotosintesis selama masa hidupnya menyebabkan sisa-sisa tumbuhan yang hidup masa lalu tertimbun di dalam tanah selama berjuta-juta tahun menjadi batubara menjadi salah satu sumber energi saat ini.

Proses Fotosintesis

Proses Fotosintesis

Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun.Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini.[33] Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma.[32] Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.

Fotosintesis berlangsung dalam dua tahap, Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida)

Reaksi Terang

• Reaksi terang Fotosintesis

Berlangsung di dalam membran tilakoid di grana. Grana adalah struktur bentukan membran tilakoid yang terbentuk dalam stroma, yaitu salah satu ruangan dalam kloroplas. Di dalam grana terdapat klorofil, yaitu pigmen yang berperan dalam fotosintesis. Reaksi terang di sebut juga fotolisis karena proses penyerapan energi cahaya dan penguraian molekul air menjadi oksigen dan hidrogen.

• Reaksi gelap Fotosintesis

Berlangsung di dalam stroma. Reaksi yang membentuk gula dari bahan dasar CO2 yang diperoleh dari udara dan energi yang diperoleh dari reaksi terang. Tidak membutuhkan cahaya matahari, tetapi tidak dapat berlangsung jika belum terjadi siklus terang karena energi yang dipakai berasal dari reaksi terang.

Ada dua macam siklus Fotosintesis siklus Calvin-Benson dan siklus hatch-Slack :

• Pada siklus Calvin-Benson, tumbuhan menghasilkan senyawa dengan jumlah atom karbon tiga, yaitu senyawa 3-fosfogliserat. Siklus ini dibantu oleh enzim rubisco. 

 siklus Calvin-Benson

• Pada siklus hatch-Slack, tumbuhan menghasilkan senyawa dengan jumlah atom karbon empat. Enzim yang berperan adalah phosphoenolpyruvate carboxylase. produk akhir siklus gelap diperoleh glukosa yang dipakai tumbuhan untuk aktivitasnya atau disimpan sebagai cadangan energi.

siklus hatch-Slack Fotosintesis

Faktor Yang Menentukan / Mempengaruhi Laju Fotosintesis

Daun, tempat berlangsungnya fotosintesis pada tumbuhan

Proses fotosintesis dipengaruhi beberapa faktor yaitu faktor yang dapat memengaruhi secara langsung seperti kondisi lingkungan maupun faktor yang tidak memengaruhi secara langsung seperti terganggunya beberapa fungsi organ yang penting bagi proses fotosintesis.[1] Proses fotosintesis sebenarnya peka terhadap beberapa kondisi lingkungan meliputi kehadiran cahaya Matahari, suhu lingkungan, konsentrasi karbondioksida (CO2). Faktor lingkungan tersebut dikenal juga sebagai faktor pembatas dan berpengaruh secara langsung bagi laju fotosintesis.

Faktor pembatas tersebut dapat mencegah laju fotosintesis mencapai kondisi optimum meskipun kondisi lain untuk fotosintesis telah ditingkatkan, inilah sebabnya faktor-faktor pembatas tersebut sangat memengaruhi laju fotosintesis yaitu dengan mengendalikan laju optimum fotosintesis. Selain itu, faktor-faktor seperti translokasi karbohidrat, umur daun, serta ketersediaan nutrisi memengaruhi fungsi organ yang penting pada fotosintesis sehingga secara tidak langsung ikut memengaruhi laju fotosintesis.
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:

• Intensitas cahaya. Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
• Konsentrasi karbon dioksida. Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
• Suhu. Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
• Kadar air. Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
• Kadar fotosintat (hasil fotosintesis). Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
• Tahap pertumbuhan. Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

Hingga saat ini tahun 2012 fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini.Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri

Semoga artikel mengenai Fotosintesis diatas bisa bermanfaat dan menambah wawasan sobat semua dalam bidang Ilmu Biologi.

Read More ->>

Fotosintesis

1.      Pengertian fotosintesis

Fotosintesis berasal dari kata foton yang berarti cahaya, dan sintesis yang berarti menyusun.Jadi fotosintesis dapat diartikan sebagai suatu penyusunan senyawa kimia kompleks yang memerlukan energi cahaya. Sumber energi cahaya alami adalah matahari. Proses ini dapat berlangsung karena adanya suatu pigmen tertentu dengan bahan CO2 dan H2O. Cahaya matahari terdiri atas beberapa spektrum, masing-masing spektrum mempunyai panjang gelombang berbeda, sehingga pengaruhnya terhadap proses fotosintesis juga berbeda (Salisbury, 1995).

Fotosintesis merupakan suatu proses biologi yang kompleks, proses ini menggunakan energi dan cahaya matahari yang dapat dimanfaatkan oleh klorofil yang terdapat dalam kloroplas. Seperti halnya mitokondria, kloroplas mempunyai membran luar dan membran dalam. Membran dalam mengelilingi suatu stroma yang mengandung enzim-enzim yang larut dalam struktur membran yang disebut tilakoid. Proses fotosintesis dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain air (H2O), konsentrasi CO2, suhu, umur daun, translokasi karbohidrat, dan cahaya. Tetapi yang menjadi faktor utama fotosintesis agar dapat berlangsung adalah cahaya, air, dan karbondioksida (Kimball, 1992).

Fotosintesis sering didefinisikan sebagai suatu proses pembentukan karbohidrat dan karbondioksida serta air yang dilakukan sel-sel yang berklorofil dengan adanya cahaya matahari yang disebabkan oleh oksigen (O2). Ada juga yang mengartikan fotosintesis dengan suatu peristiwa pengolahan atau pemasakan makanan yang terjadi pada daun dengan bantuan cahaya matahari(Kimball, 1992).
Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Organisme heterotrofik, seperti ragi dan kita sendiri, hidup dan tumbuh dengan memasukan molekul-molekul organik ke dalam sel-selnya (Kimball, 1992).

Tumbuhan dibagi menjadi 3 organisme yaitu :

a.       Organisme autrotof

Organisme autotrof menggunakan energi yang berasal dari oksidasi dan zat-zat organik tertentu.

b.      Organisme heterotrof

Organisme heterotrofik, seperti ragi dan kita sendiri, hidup dan tumbuh dengan memasukan molekul-molekul organik ke dalam sel-selnya (Kimball, 1992).

c.       Organisme kemoautrotof

Organisme kemoautrotof menggunakan zat – zat kimiawi dalam memproduksi senyawa organik dari senyawa non-organik.

Proses fotosintesis sendiri dilakukan oleh organisme autotrof yang seringkali disebut dengan organisme fotoautotrof, karena dalam proses pembentukan senyawa organiknya menggunakan energi yang berasal dari cahaya matahari(Kimball, 1992).

2.      Faktor yang mempengaruhi fotosintesis

a.       Ketersediaan air

Kekurangan air menyebabkan daun layu dan stomata menutup, akibatnya penyerapan karbondioksida terhambat sehingga laju fotosintesis menurun.

b.      Intensitas cahaya

Makin tinggi intensitas cahaya makin banyak energi yang terbentuk, sehingga mempercepat fotosintesis. Namun, intensitas cahaya yang terlalu tinggi akan merusak klorofil dan mengurangi kecepatan fotosintesis.

c.       Konsentrasi karbondioksida (CO2)

Semakin tinggi konsentrasi CO2 semakin meningkatkan laju fotosintesis.

3.      Bagian-bagian daun

Sebagian besar tumbuhan berdaun hijau. Ini disebabkan tumbuhan berisi pigmen hijau atau zat warna yang disebut zat hijau daun (chlorofil). Hanya di bawah permukaan atas dari daun yang merupakan lapisan-lapisan dari sel-sel khusus, dikenal sebagai sel pagar. Di dalam masing-masing sel terdapat kotak yang sangat kecil berbentuk piringan hitam, disebut chloroplast. Chloroplast ini penuh zat hijau daun.

4.      Proses fotosintesis pada tumbuhan

Proses pembuatan makanan pada tumbuhan hijau dapat terjadi dengan bantuan:

a.       sinar matahari,

b.      air,

c.       garam mineral yang diserap

d.      serta karbondioksida dari udara diubah menjadi zat makanan yang diperlukan

Tumbuhan membutuhkan sinar matahari, air, dan udara untuk membuat makanannya sendiri. Setiap hari, zat hijau daun pada daun tanaman menyerap cahaya matahari. Tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari menjadi karbon dioksida dari udara, dan air dari tanah menjadi makanan yang mengandung gula. Tumbuhan lalu mengeluarkan oksigen sebagai hasil yang tidak terpakai, walaupun sebagian digunakan untuk bernapas. Proses ini disebut fotosintesis. Makanan dapat disimpan di dalam tumbuhan dan digunakan bila diperlukan. Binatang dan manusia mengambil keuntungan dari kemampuan tumbuhan dalam membuat makanannya sendiri. Mereka makan banyak jenis tanaman dan makanan jenis ini menyimpan makanan juga.

sumber :http://marwanard.blogspot.com/2011/11/fotosintesis.html 

Read More ->>