FOTOSINTESA

cahaya Reaksi : 6CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2

klorofil

* Klorofil terdapat dlm organel sel kloroplas.

* Bentuk kloroplas : bulat, pita, bintang, spiral, jala, dsb.

* Kloroplas lembaran-2 membran GRANA & LAMELA Membran kloroplas : lipid & protein tempat ikatan klorofil dg pigmen lain

Kloroplas dibungkus 2 lapis selubung TILAKOID yg berfungsi menangkap elektron dari klorofil.

PERANAN CAHAYAPERANAN CAHAYA

Engelmann, 1885 Engelmann, 1885 cahaya merah & biru yg efektif. cahaya merah & biru yg efektif.

Reinhe, 1885 Reinhe, 1885 intensitas cahaya bertambah, kecepatan intensitas cahaya bertambah, kecepatan fotosintesa bertambah. fotosintesa bertambah.

Blackmann, 1905 Blackmann, 1905 fotosintesa – 2 reaksi, yaitu : reaksi fotosintesa – 2 reaksi, yaitu : reaksi yang peka cahaya dan reaksi yang tidak peka cahaya.yang peka cahaya dan reaksi yang tidak peka cahaya.

ENERGI CAHAYA ENERGI CAHAYA ENERGI KIMIA ENERGI KIMIA

KLOROFIL : molekul yg tersusun atas sejumlah atom & KLOROFIL : molekul yg tersusun atas sejumlah atom & atom atom inti positif & elektron inti positif & elektron

MERAH ORANYE KUNING HIJAU BIRU LEMBAYUNG (JINGGA TUA) panjang gelombang, nm

Klorofil a Klorofil b

Sinar Gamma

Sinar xUltra

lembayungCahaya

Infra merah (panas)

Gelombang Mikro

Gelombang Radio

Panjang gelombang(cm)

LembayungBiruHijauKuningOranye (jingga tua)

Merah

700 mm 400 mm

Fase “pembatas gelap”

Kelebihan CO2 : 35⁰C

Fase “pembatas gelap”

Kelebihan CO2 : 20⁰C

Fase “pembatas gelap”

Tak cukup CO2 (0.01%) :20⁰CFase

“pembatas cahaya”

Laju Fotosintesis

Intensitas cahaya

500 1000 1500 2000 2500

Fotosistem I Fotosistem I : P: P700700 klorofil a >, peka chy gelombang klorofil a >, peka chy gelombang panjang. panjang. Fotosintesa II : PFotosintesa II : P680680 klorofil b >, peka chy gelombang klorofil b >, peka chy gelombang pendek. pendek.

Fotosistem I terdpt dlm partikel di lamela stroma.Fotosistem I terdpt dlm partikel di lamela stroma.Gabungan Fotosistem I & II Gabungan Fotosistem I & II dlm partikel grana. dlm partikel grana.

Dalam kloroplas Dalam kloroplas pigmen : klorofil a, klorofil b, harotenoid, pigmen : klorofil a, klorofil b, harotenoid, dll. dll.

Pigmen-2 tsb menyerap energi chy & memindahkan energi Pigmen-2 tsb menyerap energi chy & memindahkan energi rangsangan rangsangan klorofil a. klorofil a.

2 pusat reaksi dlm membran tilahoid kloroplas 2 pusat reaksi dlm membran tilahoid kloroplas P680 – P700 P680 – P700 mengandung klorofil a.mengandung klorofil a.

Tanaman C3,C4, dan CAMTanaman C3,C4, dan CAM

Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu C3, C4, clan CAM (crassulacean acid kelompok besar, yaitu C3, C4, clan CAM (crassulacean acid metabolism). Tumbuhan C4 dan CAM lebih adaptif di daerah panas metabolism). Tumbuhan C4 dan CAM lebih adaptif di daerah panas dan kering dibandingkan dengan tumbuhan C3. Namun tanaman C3 dan kering dibandingkan dengan tumbuhan C3. Namun tanaman C3 lebih adaptif pada kondisi kandungan C02 atmosfer tinggi. Sebagian lebih adaptif pada kondisi kandungan C02 atmosfer tinggi. Sebagian besar tanaman pertanian, seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-besar tanaman pertanian, seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapas merupakan tanaman dari kelompok C3.kacangan, dan kapas merupakan tanaman dari kelompok C3.

Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh cara mereka mengikat C02 Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh cara mereka mengikat C02 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi.dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi.

Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan C02 dengan RuBP Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan C02 dengan RuBP (RuBP merupakan substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam (RuBP merupakan substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal assimilasi, juga dapat proses fotosintesis) dalam proses awal assimilasi, juga dapat mengikat 02 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi mengikat 02 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi (fotorespirasi adalah respirasi,proses pembongkaran karbohidrat (fotorespirasi adalah respirasi,proses pembongkaran karbohidrat untuk menghasilkan energi clan hasil samping, yang terjadi pada untuk menghasilkan energi clan hasil samping, yang terjadi pada siang hari) . Jika konsentrasi C02 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari siang hari) . Jika konsentrasi C02 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara C02 dan 02 akan lebih menguntungkan C02, kompetisi antara C02 dan 02 akan lebih menguntungkan C02, sehingga fotorespirasi terhambat dan asimilasi akan bertambah sehingga fotorespirasi terhambat dan asimilasi akan bertambah besar.besar.

Pada tanaman C4, C0Pada tanaman C4, C022 diikat oleh PEP (enzym pengikat C02 diikat oleh PEP (enzym pengikat C02 pada tanaman C4) yang tidak dapat mengikat 02 sehingga tidak pada tanaman C4) yang tidak dapat mengikat 02 sehingga tidak terjadi kompetisi antara C02 dan 02. Lokasi terjadinya assosiasi terjadi kompetisi antara C02 dan 02. Lokasi terjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yang awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yang mempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). mempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). C02 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke set-sel C02 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke set-sel "bundle sheath" (sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem) "bundle sheath" (sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem) dimana kemudian pengikd'tan dengan RuBP terjadi. Karena dimana kemudian pengikd'tan dengan RuBP terjadi. Karena tingginya konsentasi C02 pada sel-sel bundle sheath ini, maka 02 tingginya konsentasi C02 pada sel-sel bundle sheath ini, maka 02 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil and G sangat rendah, PEP mempunyai fotorespirasi sangat kecil and G sangat rendah, PEP mempunyai daya ikat yang tinggi terhadap C02, sehingga reaksi fotosintesis daya ikat yang tinggi terhadap C02, sehingga reaksi fotosintesis terhadap C02 di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. , laju terhadap C02 di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. , laju assimilasi tanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan assimilasi tanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan meningkatnya C02.meningkatnya C02.

Sehingga, dengan meningkatnya C02 di atmosfir, tanaman C3 Sehingga, dengan meningkatnya C02 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan C02 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan C02 yang berlebihan.yang berlebihan.

Contoh tanaman C3 antara lain : kedele, kacang tanah, Contoh tanaman C3 antara lain : kedele, kacang tanah, kentang, dll contoh tanaman C4 adalah jagung, sorgum dan tebu.kentang, dll contoh tanaman C4 adalah jagung, sorgum dan tebu.

CAMCAM

Berbeda dengan gerakan stomata yang lazim, Berbeda dengan gerakan stomata yang lazim, stomata tumbuhan CAM membuka pada malam hari, stomata tumbuhan CAM membuka pada malam hari, tetapi menutup pada siang hari.tetapi menutup pada siang hari.

Pada malam hari jika kondisi udara kurang Pada malam hari jika kondisi udara kurang menguntungkan untuk transpirasi, stomata tumbuhan menguntungkan untuk transpirasi, stomata tumbuhan CAM membuka, karbon dioksida berdifusi ke dalam daun CAM membuka, karbon dioksida berdifusi ke dalam daun dan diikat oleh sistem PEP karboksilase untuk dan diikat oleh sistem PEP karboksilase untuk membentuk OAA clan malat. Malat lalu dipindahkan dari membentuk OAA clan malat. Malat lalu dipindahkan dari sitoplasma ke vakuola tengah sel-sel mesofil dan di sana sitoplasma ke vakuola tengah sel-sel mesofil dan di sana asam ini terkumpul dalam jumlah besar. Sepanjang siang asam ini terkumpul dalam jumlah besar. Sepanjang siang had stomata menutup, karena itu berkuranglah had stomata menutup, karena itu berkuranglah kehilangan airnya, dan malat serta asam organik lain kehilangan airnya, dan malat serta asam organik lain yang terkumpul didekarboksilasi agar ada persediaan yang terkumpul didekarboksilasi agar ada persediaan karon dioksida yang langsung akan diikat oleh sel melalui karon dioksida yang langsung akan diikat oleh sel melalui daur Calvin.daur Calvin.

Peranan air sangat besar Peranan air sangat besar METABOLISME METABOLISME

Air berperan sebagai : Air berperan sebagai :

1.1. Bahan dasar Bahan dasar senyawa organik senyawa organik 2.2. Bahan pelarut Bahan pelarut 3.3. Medium untuk berpindahnya larutan Medium untuk berpindahnya larutan 4.4. Pembentukan turgor sel Pembentukan turgor sel

Air merupakan kesatuan yang berkesinambungan mulai rambut akar sampai tepi daun.Atas dasar kebutuhan AIR, tumbuhan dapat dibagi: 1. XEROFIT ditempat kering2. HIDROFIT di air atau tempat basah 3. MESOFIT penyediaan airnya cukup 4. HALOFIT di tanah dengan kandungan garam yang tinggi.

PENYERAPAN AIRAir epidermis / bulu akar parenkim kortex endodermis perisikel

xilem MEKANISME PENYERAPAN Mekanisme menyangkut 2 macam proses : 1. Penyerapan kecil, air cukup, penyerapan air akan

melampaui penguapan. Akibatnya dlm xilem terjadi tekanan akan kecepatan masuknya ait tergantung pada besarnya selisih potensial air antara cairan sel dan larutan tanah tersebut.

2. Penguapan melampaui penyerapan, sehingga tidak terjadi tekanan akar. Tekanan dalam xilem lebih rendah daripada tekanan atmosfir.

Jadi, air masuk karena tenagaosmotif/k dalam akat atau tenaga tarik dari daun.

Hantaran Larutan Dalam TubuhHantaran Larutan Dalam Tubuh air berada dalam bentuk sistem yang bersambungan dari bulu akar menjadi daun.

Mekanisme berpindahnya senyawa : 1. Gerak lambat difusi ion dan molekul Larutan dan ion lewat dinding sel lambat. Difusi : selisih konsentrasi dapat terjadi lewat plasmodemata atau dinding sel yang terdiri dari selulose yang permeabel. 2.Gerak cepat – arus plasma dalam sel hidup

Arus plasma relatif cepat, tetapi gerak antar sel menjadi lambat proses difusi dari sel ke sel lewat dinding atau plasmodeamata.

3. Hantaran dalam floemSecara cepat berlangsung di dalam floem terutama dalam buluh tapis dimungkinkan. Karena adanya perubahan struktur sel buluh tapis (hilangnya nukleus dan pengaturan kedudukan plasma terhadap sumbu sel, serta tidak adanya vakuola tetap).

Demikian juga gerak antar sel buluh tapis karena dinding sel antar kedua sel itu mengalami preforasi.

Disamping terjadi arus sepanjang sumbu ploem bahan organik juga dapat berpindah radial.

4.Hantaran dalam xilem Cepat sekali, sehingga beberapa menit ujung.Tidak semua xilem mampu berfungsi menghantar air & ion.Kecepatan hantaran ini sangat tergantung pd kecepatan transpirasi bagian atas.

Atsmofir jenuh uap air – transpirasi lambat, arus air dalam xilem juga lambat & sebaliknya. Karena transpirasi tergantung waktu, maka arus dalam xilem juga berubah sepanjang hari.

Berbagai faktor : k. Fotosintesa, respirasi, komposisi senyawa dalam tubuh tumbuhan menenetukan jumlah serta jenis ion yang diserap & dihantarkan dalam xilem.

KEHILANGAN AIR DARI TUBUH

Gutasi dalam bentuk cair Transpirasi dalam bentuk uap Gutasi terjadi bila penyerapan kuat & transpirasi kecil.

pada tepi daun, ujung trakeid atau pd jaringan khusus hidatoda.

Cairan gutasi larutan encer berisi bahan organik & anorganik.

Faktor -2 yang menentukan besarnya transpirasi :

Faktor Lingkungan 1. Kelembaban udara semakin kering udara cepat

transpirasi. 2. Angin semakin cepat angin & helaian daunnya makin kecil,

transpirasibertambah.3. Temperatur temperatur daun naik, tekanan uap dalam

ruang antar sel daun menjadi lebih tinggi difusi gradien membesar kecepatan transpirasi nail.

4. Intensitas Cahaya Intens. Cahaya naik temperatur daun naik transpirasi naik. Intens. Cahaya juga memacu membukanya stomata transpirasi lebih cepat. 5. Keadaan Tanah

Semua faktor yg mempengaruhi keadaan tanah & mempengaruhi penyerapan oleh akar mempengaruhi kecepatan transpirasi. Faktor Dalam

Disebut pula faktor morfologi atau faktor struktur. 1. Kutikula 2. Stomata3. Permukaan daun.

Faktor-faktor yang mempengaruhi penyerapan air :

1. Tersedianya air Kadar air tanah tumbuhan layu disebut persentase layu tetap.

(angka kadar air dibagi berat kering X 100%).

2. Jenis TanahJenis tanah berbeda persentase layu tetap atau kapasitas lapang yang berbeda.

3. Kelembaban tanah

4. Kadar larutan tanah Bila kadar larutan tanah tinggi, air dari akar justru akan keluar.

PENYERAPAN LARUTAN

Difusi : Partikel dinding sel pertumbuhan kation membran plasma (hambatan).

Ion terimpul dalam sel kadarnya jauh diatas adar di luar sel.Pengumpulan ini melawan gradien kadar, maka diperlukan energi dari respirasi.

Besarnya penyerapan tergantung pada kadar O2, temperatur dan senyawa-senyawa penghambat respirasi.