Kuliah 4 Fotosintesis (Non)

8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)

http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 1/29

FOTOSINTESIS

FotosintesisFotosintesis 11



CAKUPAN MATERI

• Peran Fotosintesis

• Sejarah Fotosintesis

• Tempat terjadinya Fotosintesis

• Reaksi-reksi Fotosintesis• Reaksi Terang

• Reaksi Gelap• Tumbuhan C3, C4 dan CAM

• Fotosintesis dan Pemanasan GlobalFotosintesisFotosintesis 2626



Pemanenanenargi surya

Bahan organik

Energi Kimia

Oksigen

Matahari

Makanan

Pakaian Perumahan

Obat

Kosmetik Bahan bakar

dll.




Sejarah Fotosintesis




Percobaan awal Fotosintesis:Priestley (1770-an)

Ingenhousz (1780-an)

Priestly: Batang dan daun

mint dapat membersihkanudara yang telah dikotorioleh nyala lilin

Ingenhousz: Fotosintesismemerlukan cahaya



Fotosintesis

Fotosintesis melibatkantumbuh-tumbuhan yangada di darat, perairan air

tawar maupun lautan



Pada tumbuhan tinggi Fotosintesis

terjadi di dalam kloroplas

Stroma

Tilakoid

Membran

dalam

Membranluar

Granum

Ruang antarmembran

Potongan melintangPotongan melintangdaun jagungdaun jagung

ModelModel strukturstruktur kloroplaskloroplas




Fotosintesis: proses oksidasi reduksi

CahayaMatahari

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2

Reduksi

Oksidasi




Fotosintesis menghasilkan gasoksigen dari pemecahan air

6CO2 + 12H2O* C6H12O6 + 6H2O +6O2

*

6CO2 6H2O*

C6H12O6 6H2O 6O2*

6CO2* + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2

Penggunaan oksigen

berlabel O2 berasal

dari H2O



Fotosintesis

Reaksi terang

Reaksi gelap

ATP NADP

H

ADP+Pi NADP+

Reak si terang

(Dalam Grana )

Cahaya

H2O

O2

CO2

Gula

Reak si Gelap

(dalam stroma)



Reaksi terang

ATP

Prosesnya digerakkan oleh cahaya

Cahayamatahari

NADPH

dan

Reaksi terjadi di dalam grana khususnya pada

membran tilakoid kloroplas

Klorofil

Energi KIMIA Energi CAHAYA




Cahaya matahari: gelombang elektromagnetik

Gelombangmikro

Gelombangradio

infra merah

Cahaya Tampak

380 450 500 550 600 650 700 750 nm

Peningkatan λ

Peningkatan Energi

UVsinar XsinarGamma




Spektrum cahaya merahmerah dan birubiru adalah yangefektif diserap oleh pigmen tumbuhan dalamproses fotosintesis, cahaya hijauhijau sebagianbesar dipantulkan daun berwarna hijau

400 500 600 700

Panjang Gelombang (nm)

L a

j u F o t o s i n t e

s i s

Panjang gelombangefektif untuk fotosintesis

Absorbsi cahayaoleh klorofil a



Konsep dasar reaksi terang

Sistem cahaya II(PSII)

Komplekssitokrom

Sistem cahaya I(PSI)

NADP reduktase

ATP

sintase

Bagian dalam tilakoid

H+ H+ H+H+

H+ H+

H+

H+

H+ H+

NADPH

ATP



Air dipecah sebagai sumber elektron di sistem cahaya II

Elektron yang tereksitasi mentransfer energinya kerangkaian pembawa elektron dengan tingkat energiyang lebih rendah untuk memompa proton (H+) daristroma ke ruang dalam tilakoid (matriks)

Terjadi perbedaan konsentrasi ion H+ antar duapermukaan membran (matriks dan stroma)

Beda potensial ini digunakan ion H+ kembali ke stromamelewati enzim ATP sintase untuk membentuk ATPdari ADP

Elektron akhirnya diterima oleh penerima elektronterakhir yaitu NADP+ sehingga berubah menjadi NADPH

Tahap-tahap reaksi terang Teori kemiosmosis



Chl*

Chl

e-

PQ

Cyt

PC

e-

I Chl*

Chl

e-

e-

Fd

NADP+

+ H+

NADPHH2O

O2

+H+ H+

e

-

ADP + Pi

ATP

Foton

Foton

Sistem cahaya II (PSII) Sistem cahaya I (PSI)Rantai Reaksi redoks

Teori Zigzag



Reaksi gelap

Tidak berhubungan langsung dengan cahaya

memanfaatkan ATP dan NADPH dari reaksiterang untuk mereduksi CO2 menjadi gula

Tetap terjadi pada saat ada cahaya/ siang hari

Jadi input reaksi gelap: ATP, NADPH, CO2

ATP

ADPNADPH

NADP+

SiklusCalvin

CO2 + H2OGula



NADP+

ADP + Pi

Karboksilasi

Gliseraldehid-3-fosfat

CO2 + H2O

Reduksi

ATP

NADPH+

Sucrose, Starch

Regenerasi

ATP

ADP

SIKLUSCALVIN 3-Fosfogliserat

Ribulosa-1,5-bisfosfat

Sukrosa, pati

Setiap 12 G3P:

10 regenerasi2 gula

Enzim Rubisco



Berdasarkan metabolisme fotosintesis

dan anatomi daunnya tumbuhandikelompokkan ke dalam 3 grup:

Tumbuhan C3

Tumbuhan C4

Tumbuhan CAM

Tumbuhan C3, C4 dan CAM




CO2

Gula

Siklus

Calvin

CO2

Gula

Siklus

Calvin

CO2

Gula

Siklus

Calvin

• Reduksi karbon terjadi melaluisiklus Calvin (siklus C3)

• Disebut tumbuhan C3 karena

senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)

• Sebagian besar tumbuhan

tinggi masuk ke dalamkelompok tumbuhan C3

• Apabila stomata menutupakibat stress terjadipeningkatan fotorespirasipengikatan O2 oleh enzim

Rubisco

Tumbuhan C3




Tumbuhan C4

Epidermis atas

Sel mesofil

Pembuluh daun

Sel seludang

Pembuluh

Epidermis bawah

Stomata

• Sel seludang pembuluhberkembang denganbaik dan banyak mengandung kloroplas

• Fotosintesis terjadi di

dalam sel mesofil dansel seludang pembuluh

• Pengikatan CO2 di udara melalui lintasan C4 di selmesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin(sik lus C3) di dalam sel seludang pembuluh

• Fototrespirasi tidak terjadi/ rendah sekali




Tumbuhan C4

• Pengikatan CO2 di udaraterjadi di dalam selmesofil melalui lintasanC4 dan reduksi karbonterjadi di dalam sel

seludang pembuluhmelalui siklus Calvin(siklus C3)

• Beberapa tumbuhantropis termasuk dalam C4seperti jagung, tebu danbayam ( Amaranthus sp.)


MalatMalat

LintasanLintasan

C4C4

COCO22

SiklusCalvin

GulaGula

MalatMalat

COCO22

PiruvatPiruvat

PiruvatPiruvat



Tumbuhan CAM

Umumnya tumbuhan yangberadaptasi pada keadaankering seperti kaktus, anggrek

dan nenas

Reduksi karbon melalui lintasanC4 dan C3 dalam sel mesofil

tetapi waktunya berbeda

Pada malam hari terjadi lintasanC4 pada siang hari terjadi suklusC3

Pada malam hari asam malat

tinggi, pada siang hari malatrendahFotosintesisFotosintesis 2323

Lintasan

C4

CO2

CO2

S i a n g h a r i

M a l a

m h

a r i

Siklus

Calvin

Gula

Lintasan

C4

CO2

CO2

S i a n g h a r i

M a l a

m h

a r i

Siklus

Calvin

Gula

Siklus

Calvin

Siklus

Calvin

Gula

malat

Karakteristik reduksi



Karakteristik reduksikarbon pada tumbuhan

C3 C4 CAM

CO2

Gula

SiklusCalvin

Sel mesofilSel mesofil

S e l m

e s o

f i l

S e l m

e s o

f i l


MalatMalat

LintasanLintasan

C4C4

COCO22

Siklus

Calvin

GulaGula

MalatMalat

COCO22

PiruvatPiruvat

PiruvatPiruvat

MalatMalat

LintasanLintasan

C4C4

COCO22

Siklus

Calvin

GulaGula

COCO22

Siklus

Calvin

GulaGula

MalatMalat

COCO22

PiruvatPiruvat

PiruvatPiruvat

LintasanC4

CO2

CO2

S i a n g h a

r i

M a l a m h a

r i

SiklusCalvin

Gula

malat



Pemanasan global akibat efek rumah kacadari CO

2

di atmosfir

Radiasi cahaya yangterperangkap oleh CO2

Fotosintesis merupakan



Fotosintesis merupakanpenampungan (sink) bagi CO2

global




KETERANGAN GAMBARKETERANGAN GAMBAR

Kelompok Alga:Kelompok Alga:

••Dinoflagellate,Dinoflagellate, Peridinium Peridinium sp.sp.

PakuPaku--pakuanpakuan

••Equisetum Equisetum

••Sticheris owhyhensis, Diploterygium Sticheris owhyhensis, Diploterygium pinnatum pinnatum

Pakis dari Hawai:Pakis dari Hawai: Cycas revoluta Cycas revoluta Pohon raksasa di AmerikaPohon raksasa di Amerika

••Sequoia sempervirens Sequoia sempervirens



Lestarikan tumbuhanKarena dia adalah plasenta dunia:

sumber karbon dan oksigen kita




SEKIANSEKIAN


Kuliah 4 Fotosintesis (Non)

Documents

Transcript of Kuliah 4 Fotosintesis (Non)