Percobaan Fotosintetis: Ingenhousz, Sachs, Jean Senebier, Nicholas de Saursure, Van Helmont, Alat Bahan, Prinsip Kerja,

Pengertian Fotosintesis. Fotosintesis berasal dari kata foton yang artinya cahaya dan sintesis yang artinya penyusunan. Jadi, fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan bahan organik seperti karbohidrat dari H₂O dan CO₂ dengan bantuan energi cahaya.

Fotosintesis dapat dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan bakteri yang memiliki kloroplas. Hasil dari fotosintesis adalah molekul glukosa yang disimpan dalam bentuk pati, amilum, atau tepung. Secara garis besar, reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut:

6CO₂ + 6H₂O –> C₆H₁₂O₆ +6O₂

Air dan garam-garam mineral diserap oleh tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut-rambut akar yang terdapat pada epidermis akar. Pada dasarnya, pengangkutan air dan mineral dari tanah ke dalam tumbuhan melibatkan tiga proses yaitu Proses osmosis, Proses difusi, Proses transpor aktif.

Tumbuhan mengambil karbon dioksida dari lingkungan atau udara sekitar melalui daun dengan cara difusi, osmosis, dan transpor aktif.

Udara yang mengandung karbon dioksida masuk ke dalam daun melalui stomata. Selanjutnya, karbon dioksida tersebut menyebar di antara sel-sel daun.

Karbon dioksida berreaksi dengan air dan dihasilkan zat makanan berupa karbohidrat atau glukosa dan oksigen.

Zat makanan hasil fotosintesis kemudian ditimbun sementara pada daun. Namun, banyak tumbuhan yang mempunyai organ penyimpanan misalnya umbi akar. Selanjutnya, zat makanan ini mengalami pengangkutan ke bagian-bagian tumbuhan lain melalui pembuluh tapis (floem).

Pembuluh  tapis berfungsi mengangkut hasil fotosintesis untuk dua arah, yaitu dari daun ke tempat penyimpanan makanan cadangan dan ke bagian-bagian yang aktif tumbuh.

Proses ini hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari. Jadi, fotosintesis merupakan transformasi energi dari energi cahaya matahari dikonversi menjadi energi kimia yang terikat dalam molekul karbohidrat.

Pada beberapa aspek, proses fotosintesis dapat dikatakan sebagai kebalikan proses respirasi seluler. Fotosintesis membentuk glukosa dan menggunakan energi matahari, sedangkan respirasi memecah glukosa untuk menghasilkan energi.

Organela yang berperan dalam fotosintesis adalah kloroplas. Kloroplas mengandung pigmen klorofil yang bertanggung jawab terhadap warna hijau pada daun. Kloroplas mempunyai membran ganda (di luar dan dalam) yang mengelilingi matriks fluida yang disebut stroma.

Stroma mengandung enzim yang berfungsi sebagai penangkap dan reduktor gas CO₂. Sistem membran di dalam stroma membentuk kantung-kantung datar yang disebut sebagai tilakoid.  Pada beberapa tempat tilakoid bertumpuk membentuk grana. Sedangkan Klorofil dan pigmen lainnya terdapat pada membran tilakoid.

Pigmen yang terdapat pada kloroplas, yaitu klorofil a (memberikan warna hijau), klorofil b (memberikan warna hijau tua), dan karoten (berwarna kuning sampai jingga). Pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid membentuk perangkat pigmen yang penting dalam fotosintesis.

Mekanisme Fotosintesis Pada Tumbuhan.

Fotosintesis berlangsung dalam dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang atau light-dependent reaction dan reaksi gelap atau light-independent reaction. Reaksi terang hanya berlangsung ketika ada cahaya, sedangkan reaksi gelap dapat terjadi tanpa memerlukan bantuan cahaya.

Pada Reaksi terang terjadi reaksi penangkapan atau penyerapan energi cahaya. Energi cahaya yang diserap oleh membran tilakoid akan menaikkan elektron berenergi rendah yang berasal dari H₂O.

Elektron-elektron bergerak dari klorofil a menuju sistem transpor elektron yang menghasilkan ATP (hasil dari ADP + P). Elektron-elektron berenergi ini juga ditangkap oleh NADP⁺. Setelah menerima elektron, NADP⁺ segera berubah menjadi NADPH. Molekul ATP dan NADPH menyimpan energi untuk sementara waktu dalam bentuk elektron berenergi yang kemudian berperan sebagai reduktor yang digunakan untuk mereduksi CO₂.

Reaksi gelap merupakan reaksi tahap kedua dari fotosintesis. Disebut sebagai reaksi gelap karena reaksi ini tidak memerlukan cahaya. Reaksi gelap ini terjadi di dalam stroma kloroplas.

Reaksi gelap pertama kali ditemukan oleh ilmuwan bernama Malvin Calvin dan Andrew Benson. Oleh karena itu, belakangan, reaksi gelap fotosintesis sering disebut sebagai siklus Calvin-Benson atau siklus Calvin.

Siklus Calvin berlangsung dalam tiga tahap yag terdiri dari fase fiksasi, fase reduksi, dan fase regenerasi. Pada fase fiksasi terjadi penambatan CO₂ oleh ribulose bifosfat atau Ribulose biphosphat = RuBP menjadi 3-fosfogliserat atau 3-phosphoglycerate = PGA. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim ribulose bifosfat karboksilase atau Rubisco.

Faktor Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

Terdapat beberapa faktor yang memengaruhi fotosintesis pada tumbuhan. Faktor tersebut dapat dikelompokkan menjadi faktor genetis dan faktor lingkungan.

Faktor Lingkungan Eksternal

Faktor lingkungan dapat memengaruhi fotosintesis suatu tumbuhan. Daun tumbuhan dari spesies yang sama dapat memiliki laju fotosintesis yang berbeda jika berada pada lingkungan yang berbeda.

Faktor factor lingkungan dapat memengaruhi fotosintesis tumbuhan, di antaranya sebagai berikut.

1) Pengaruh Karbondioksida (CO₂) Pada Fotosintesis

Karbondioksida merupakan salah satu sumber zat atau kompenen yang digunakan dalam fotosintesis. Jadi kalua tidak ada karbondioksida, maka tidak akan terjadi fotosintesis.

Konsentrasi Karbondioksida di bawah 0,15 persen dapat meningkatkan laju fotosintesis. Akan tetapi, jika konsentrasi Karbondioksida  0,15 persen atau lebih, stomata akan menutup dan fotosintesis terhenti.

Pada beberapa tumbuhan, konsentrasi Karbondioksida di atas normal (yaitu 0,04 persen) laju fotosintesis tidak lagi dapat meningkat.

2) Pengaruh Air (H₂O) Pada Fotosintesis

Air merupakan salah satu sumber utama zat atau komponen yang digunakan dalam proses fotositesis. Jadi kalau tidak ada air, maka tidak akan terjadi fotosintesis. Jika  tidak ada air akan menyebabkan stomata menutup dan laju fotosintesis berhenti.

3) Pengaruh Spektrum Cahaya Pada Fotosintesis

Fotosintesis membutuhkan cahaya. Jika tidak terdapat cahaya, maka fotosintesis tidak akan terjadi. Ketika cahaya mulai muncul dengan intensitasnya semakin naik, maka fotosintesis pun akan mulai terjadi dan lajunya akan semakin cepat seiring naiknya intensitas cahaya.

Laju intensitas maksimum umumnya terjadi mendekati tengah hari. Ketika cahaya matahari bersinar sangat terang.

Sinar yang efektif dalam proses fotosintesis adalah merah, ungu, biru, dan oranye. Sinar hijau tidak efektif dalam fotosintesis.

Daun yang terlihat hijau oleh mata karena spektrum warna tersebut dipantulkan oleh pigmen fotosintesis. Sinar infra merah berperan dalam fotosintesis dan berfungsi juga meningkatkan suhu lingkungan.

4) Pengaruh Temperatur Pada Fotosintesis,

Pada umumnya fotosintesis dapat berlangsung secara optimal pada Temperatur 5°C – 42°C. Pada Tempratur 35°C kecepatan fotosintesis meningkat dan pada temperature  di atas 40°C kecepatan fotosintesis menurun.

Faktor Internal Genetis Hereditas

Faktor internal adalah faktor genetis atau Hereditas yang berasal dari dalam tumbuhan itu sendiri, yang terdiri dari Pingmen klorofil, Enzim biokatalisator oksidasi reduksi, dan Enzim pengubah substrat.

1) Pigmen, klorofil merupakan komponen terpenting dari tumbuhan yang melakukan fotosintesis. Proses fotosintesis terjadi pada pigmen fotosintesis. Tanpa pigmen tersebut, tumbuhan tidak mampu melakukan fotosintesis.

Klorofil dapat menyerap cahaya merah, oranye, biru, dan ungu dalam jumlah banyak. Adapun cahaya kuning dan hijau diserap dalam jumlah sedikit. Oleh karena itu, cahaya kuning dan hijau dipantulkan sehingga klorofil tampak berwarna hijau. Terdapat

2) Enzim, berfungsi sebagai biokatalisator. Berdasarkan peranannya dalam membantu reaksi kimia anabolisme enzim dapat dikelompokkan menjadi dua, yaitu:

a) Enzim yang berkaitan dengan fungsi oksidasi reduksi. Enzim ini mengatalisis reaksi pemindahan hidrogen dari suatu substrat menuju ke substrat yang lain.

Contoh: sitokrom, nikotinamid adenin dinukleotida pospat (NAD), flavin mononukleotida (FMN), ferodoksin, ketoglutarat dehidrogenase, suksinat dehidrogenase.

b) Enzim yang tidak terkait dengan reaksi oksidasi reduksi. Enzim ini akan mengatalis reaksi pengubahan substrat menjadi bentuk yang lain tanpa diikuti dengan pelepasan hidrogen.

Contoh: enzim karboksilase, fumarase, akonitase.

Percobaan Fotosintesis: Bukti Proses Fotosintetis

Untuk membuktikan adanya molekul-molekul yang dibutuhkan dan yang dihasilkan dalam peristiwa fotosintesis dapat dilakukan dengan percobaan sebagai berikut.

Percobaan Ingenhousz Fotosintesis Menghasilkan Oksigen.

Jan Ingenhousz (1779), ahli fisiologi dari German melakukan eksperimen dengan menggunakan tumbuhan air yaitu Hydrila verticilata.

Tujuan Percobaan Fotosintesis Ingenhousz

Percobaan fotosintesis Ingenhaousz adalah untuk membuktikan bahwa proses fotositesis pada tumbuhan akan menghasilkan gas oksigen.

Bahan dan Alat Percobaan Fotosintesis Ingenhousz

a). Tabung reaksi, corong, gelas ukur

b). Tanaman air, Hydrilla

c). Air

Tanaman air serta peralatan yang digunakan disusun seperti pada gambar:

Tahap Percobaan Fotosintesis Ingenhousz

a). Beberapa batang tanaman Hydrilla verticillata dimasukkan ke dalam corong.

b). Corong ditempatkan ke dalam beker glass yang berisi air dalam keadaan terbalik (air harus penuh) dan dikaitkan dengan kawat penyangga.

c). Pipa ditutup dengan tabung reaksi yang berisi air secara terbalik.

d). Perangkat percobaan ditempatkan di tempat yang terkena sinar matahari langsung.

Selama percobaan, terlihat adanya gelembung udara sehingga permukaan air pada tabung reaksi menjadi turun. Gelembung udara yang terbentuk adalah oksigen. Oksigen merupakan salah satu hasil fotosintesis.

Percobaan   Fotosintesis Sachs  

Sachs (1860) menunjukkan bahwa fotosintesis menghasilkan zat gula atau karbohidrat yang disebut amilum.

Tujuan Percobaan  Fotosintesis Sachs  

Percobaan fotosintesis Sachs bertujuan untuk membuktikan bahwa proses fotosintesis pada tumbuhan membutuhkan cahaya dan menghasilkan karbonhidrat atau amilum.

Alat Bahan Percobaan Fotosintesis Sachs  

a). Daun yang sudah ditutup Sebagian dan disinari cahaya matahari, Alkohol, Air dan larutan yodium

b). Gelas kimia, kompor pemanas, tempat larutan yodium

Tahapan Percobaan Fotosintesis Sachs  

a). Sebagian daun ditutup oleh kertas karbon atau alumunium foil dan dibiakan terkena sinar matahari.

b). Daun dimasukkan ke dalam gelas kimia berisi air dan dipanaskan

c). Daun dimasukkan ke tabung reaksi berisi alcohol dan dipanaskan air mendidih.

d). Daun dibersihkan dengan air

e). Daun dimasukkan ke dalam larutan yudium atau lugol

Pada daun terdapat bagian yang dibiarkan terkena cahaya matahari dan ada bagian yang ditutup dengan kertas aluminium. Daun yang lain dibiarkan terkena cahaya matahari seluruhnya.

Setelah diuji dengan larutan yodium atau lugol, bagian daun yang terkena cahaya matahari berwarna biru tua.

Sementara itu, bagian daun yang ditutup dengan kertas aluminium berwarna terang atau coklat terang. Bagian daun yang diuji dengan larutan yodium / lugol berwarna biru tua atau ungu karena mengandung amilum yang merupakan hasil fotosintesis.

Percobaan Fotosintesis Jean Senebier

Seorang ahli botani dari Swiss, Jean Senebier menemukan bahwa CO₂ juga dibutuhkan untuk fotosintesis.

Tujuan Percobaan Fotosintesis Jean Senebier

Percobaan Jean Senebier dilakukan untuk membuktikan bahwa karbon dioksida dibutuhkan selama proses fotosintesis.

Tahap Percobaan Fotosintesis Jean Senebier

Alat dan Bahan Percobaan Fotosintesis Jean Senebier

a). Alat yang digunakan adalah tabug kaca, wadah cawan kaca,

b). Bahan yang gunakan tanaman hijau dalam pot berisi tanah

Sebelum digunakan untuk percobaan, tanaman dalam ruangan gelap selama 1-2 hari. Perlakuan ini bertujuan agar dapat dipastikan selama 1-2 hari tersebut tumbuhan tidak melakukan fotosintesis.

Fungsi NaOH Pada Percobaan Fotosintesis Jean Senebier

Rangkaian percobaan seperti pada gambar. NaOH berfungsi menyerap karbon dioksida dalam ruangan percobaan. Meskipun tersedia air, klorofil, dan cahaya, fotosintesis tidak berlangung karena tidak ada karbon dioksida dalam ruangan percobaan.

Fungsi NaHCO₃ Pada Fotosintesis Jean Senebier

Percobaan dengan tambahan zat NaHCO₃ (soda kue) sebagai pengganti NaOH dapat mempengaruhi proses fotosintesis. Soda kue NaHCO₃ berfungsi untuk meningkatkan kadar karbon dioksida di dalam air.

Peningkatan kadar karbon dioksida dapat meningkatkan laju proses fotosintesis yang ditunjukkan oleh lebih banyaknya gelumbung udara yang terbentuk.

Percobaa Fotosintesis Nicholas de Saussure

Ahli kimia dan ahli fisiologi Swiss yaitu Nicholas de Saussure (1804) menunjukkan bahwa tanaman tumbuh dari air dan CO₂ yang diserapnya.

Tujuan Percobaan Fotosintesis Nicholas de Saursure

Percobaan Fotosintesis Nicholas de Saursure dilakukan untuk membuktikan bahwa air dibutuhkan selama proses fotosintesis.

Tahapan Percobaan Fotosintesis Nicholas de Saursure

Alat dan Bahan Percobaan Fotosintesis Nicholas de Saursure

a). Alat yang digunakan pot berisi tanah basah

b). Bahan yang digunakan adalah tanaman hijau

Tanaman dalam pot yang akan digunakan dalam percobaan tidak perlu disiram agar penghalang tanahnya.

Tanaman dalam pot tersebut kemudian ditempatkan di tempat yang terang (terkena cahaya). Selanjutnya, dilakukan pengujian amilum pada daun. Hasilnya menunjukkan tidak ada amilum dalam daun.

Percobaan Fotosintesis Van Helmont

Tujuan Percobaan Fotosintesis Van Helmont

 Percobaan fotosintesis Van Helmont adalah untuk Membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan air.

a). Van Helmont menempatkan 200 pon tanah yang telah.dikeringkan di dalam pot besar.

b). Tanah tersebut disiram dengan air dan di dalamnya ditanam.pucuk tanaman “willow” seberat 5 pon.

c). Pot dimasukkan ke dalam tanah dan menutupi tepinya dengan.plat besi yang berlubang-lubang.

d). Selama 5 tahun Van Helmont menyirami tanamannya dengan air hujan atau air suling.

e). Pohon dicabut dan ditimbang ternyata beratnya menjadi 164 pon 3 ons (berat ini tidak termasuk berat daun yang berguguran + 5 tahun).

f). Tanah dikeringkan lagi dan ditimbang, ternyata beratnya hanya berkurang 2 ons dari berat semula.

g). Kesimpulan: penambahan berat pohon “willow” itu hanya berasal dari air.

25+ Contoh Soal Ujian Dan Jawaban Metabolisme: Anabolisme Katabolisme Fotosintesis

Berikut Beberapa Contoh Soal Ujian dan Jawaban Metabolisme: Anabolisme – Katabolisme – Fotosintesis yang merupakan soal soal yang diujikan pada ujian nasional dan ujian masuk perguruan tinggi negeri.

25+ Contoh Soal Ujian Dan Jawaban Metabolisme: Anabolisme Katabolisme Fotosintesis

Daftar Pustaka:

1. Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri. 1983, “Biologi”, Jilid 2, Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta.
2. Schlegel, H.G., 1994, “Mikrobiologi Umum”, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
3. Hartanto, L.N., 2004, “Biologi Dasar”, Edisi Ketiga, Penerbit Penebar Swadaya, Yogyakarta.
4. Starr, Cecie. Taggart, Ralph. Evers, Christine. Starr, Lisa, 2012, “Biologi Kesatuan dan Keragaman Makhluk Hidup”, Edisi 12, Buku 1, Penerbit Salemba Teknika, Jakarta.
5. Arumingtyas, Laras, Estri. Widyarti, Sri. Rahayu, Sri, 2011, “Biologi Molekular, Prinsip Dasar Analisis”, PT Penerbit Erlangga Jakarta.
6. Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri,1983, “Biologi”, Jilid 1, Edisi Kelima, Penerbit Erlangga, Jakarta.
7. Kimballl, J.W., Siti Soetarmi Tjitro dan Nawangsari Sugiri. 1983, “Biologi”, Jilid 2, Edisi Kelima, Erlangga, Jakarta.
8. Schlegel, H.G., 1994, “Mikrobiologi Umum”, Gadjah Mada University Press, Yogyakarta.
9. Hartanto, L.N., 2004, “Biologi Dasar”, Edisi Ketiga, Penerbit Penebar Swadaya, Yogyakarta.
10. Ardra.Biz, 2019, “Kata dalam Artikel. Tujuan fungsi fotosistesis dan Contoh tumbuhan yang melakukan Fotosintesis adalah  kloroplas tempat terjadinya fotosintesis. Molekul glukosa pati amilum Hasil dari fotosintesis dan Contoh reaksi fotosintesis.
11. Ardra.Biz, 2019, “Mekanisme Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan terdiri Air  garam mineral diserap oleh tumbuhan. Proses osmosis  difusi transpor aktif pengangkutan air dan mineral ke tumbuhan merupakan difusi  osmosis dan transpor aktif pengambilan karbon oksida ke daun.
12. Ardra.Biz, 2019, “Walaupun karbon dioksida melalui stomata dan hasil fotosintesis ditimbun sementara pada daun. Namun Fungsi enzim pada stroma, fungsi pigmen klorofil pada kloroplas dan tahap reaksi fotosintesis yang reaksi gelap dan terang pada fotosintesis.
13. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian reaksi terang atau light-dependent reaction dan reaksi gelap atau light-independent reaction adalah fungsi reaksi terang fotosintesis dan Pengertian siklus Calvin-Benson atau siklus Calvin.
14. Ardra.Biz, 2019, “
15. Faktor Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis, Pengaruh Faktor Lingkungan Eksternal Pada Fotosintesis, Pengaruh Karbondioksida (CO₂) Pada Fotosintesis, Konsentrasi kadar Karbondioksida optimum fotosintesis,
16. Ardra.Biz, 2019, “Batas konsentrasi Karbondioksida fotosintesis, komponen fotosintesis, Fungsi karbondioksida pada fotosintesis,  Pengaruh Air (H₂O) Pada Fotosintesis, Fungsi air pada fotosintesis, Contoh factor eksternal fotosintesis,  Pengaruh Spektrum Cahaya Pada Fotosintesis,
17. Ardra.Biz, 2019, “Batas optimum cahaya fotosintesis, Fungsi cahaya pada fotosintesis, Fotosintesis pada musim hujan, Fotosintesis siang hari, sinar yang efektif untuk fotosintesis, warna sinar yang efektif untuk fotosintesis, Pengaruh Temperatur Pada Fotosintesis,
18. Ardra.Biz, 2019, “batas optimum temperature fotosintesis, fungsi temperature pada fotosintesis, Pengaruh Faktor Internal Genetis Hereditas pada fotosintesis,
19. Ardra.Biz, 2019, “contoh factor internal fotosintesis, contoh factor genetis fotosintesis,  Pengaruh  Pigmen klorofil pada fotosintesis, Funsgi klorofil pada fotosintesis, Pengaruh enzim pada fotosintesis, fungsi enzim pada fotosintesis, Contoh enzim fotosintesis,
20. Percobaan Fotosintetis: Ingenhousz Sachs Jean Senebier Nicholas de Saursure Van Helmont Alat Bahan Prinsip Kerja, Tujuan Percobaan Fotosintetis Sachs, Bukti Proses Fotosintetis, Contoh Percobaan Fotosintetis, Tujuan Percobaan Fotosintesis Ingenhousz, Bukti Proses Fotosintetis, Jenis Percobaan Fotosintetis, Percobaan Fotosintesis Sachs,
21. Percobaan Ingenhousz Fotosintesis Menghasilkan Oksigen, Tujuan Percobaan Fotosintesis Ingenhousz, Bahan dan Alat Percobaan Fotosintesis Ingenhousz , Tahap Percobaan Fotosintesis Ingenhousz, Gambar Percobaan Fotosintesis Ingenhousz, Fungsi Hydrilla Verticillate,
22. Percobaan Fotosintesis Sachs, Senyawa Untuk Identifikasi Amilum Hasil Fotosintetis, Tujuan Percobaan Fotosintesis Sachs, Alat Bahan Percobaan Fotosintesis Sachs, Fungsi Yodium Lugol, Tahapan Percobaan Fotosintesis Sachs, Percobaan Fotosintesis Jean Senebier,
23. Tujuan Percobaan Fotosintesis Jean Senebier, Tahap Percobaan Fotosintesis Jean Senebier, Alat dan Bahan Percobaan Fotosintesis Jean Senebier, Gambar Percobaan Fotosintesis Jean Senebier, Fungsi NaOH Pada Percobaan Fotosintesis Jean Senebier,.
24. Fungsi NaHCO3 Pada Fotosintesis Jean Senebier, Percobaa Fotosintesis Nicholas de Saussure, Tujuan Percobaan Fotosintesis Nicholas de Saursure, Tahapan Percobaan Fotosintesis Nicholas de Saursure, Alat dan Bahan Percobaan Fotosintesis Nicholas de Saursure, Gambar Diagram Percobaan Fotosintesis Nicholas de Saursure, Percobaan Fotosintesis Van Helmont, Alat Bahan Percobaan Fotosintesis Van Helmont, Tahap Cara Kerja Percobaan Fotosintesis Van Helmont, Tujuan Percobaan Fotosintesis Van Helmont,

25.