ANABOLISMEANABOLISME
ANABOLISMEREAKSI FOTOSINTESISKLOROFILSTRUKTUR DAUNFOTOSINTESISREAKSI TERANGREAKSI GELAPHASIL REAKSI TERANGTRANSFER ELEKTRON SIKLIKTRANSFER ELEKTRON NON SIKLIK
NON SIKLIKNON SIKLIK
FOTOSISTEM REAKSI FIKSASIFOTOSISTEM REAKSI FIKSASI
URAIANURAIAN MATERIMATERI
• ANABOLISME MERUPAKAN PROSES ANABOLISME MERUPAKAN PROSES PEMBENTUKAN DARI SENYAWA PEMBENTUKAN DARI SENYAWA SEDERHANA MENJADI SENYAWA YANG SEDERHANA MENJADI SENYAWA YANG LEBIH KOMPLEKS.LEBIH KOMPLEKS.
• PADA PERISTIWA ANABOLISME LEBIH PADA PERISTIWA ANABOLISME LEBIH BANYAK MEMERLUKAN ENERGI UNTUK BANYAK MEMERLUKAN ENERGI UNTUK SUATU PROSES PEMBENTUKAN ( REAKSI SUATU PROSES PEMBENTUKAN ( REAKSI ENDERGONIK ).ENDERGONIK ).
• CONTOH PERISTIWA ANABOLISME YAITU CONTOH PERISTIWA ANABOLISME YAITU FOTOSINTESIS DAN KEMOSINTESIS.FOTOSINTESIS DAN KEMOSINTESIS.
• KEDUA PERISTIWA TERSEBUT PADA DASARNYA SAMA-KEDUA PERISTIWA TERSEBUT PADA DASARNYA SAMA-SAMA MEMBENTUK GULA, AKAN TETAPI MEMPUNYAI SAMA MEMBENTUK GULA, AKAN TETAPI MEMPUNYAI PERBEDAAN DALAM HAL ENERGI YANG DIGUNAKANPERBEDAAN DALAM HAL ENERGI YANG DIGUNAKAN
• FOTOSINTESIS TERJADI PADA TUMBUHAN / FOTOSINTESIS TERJADI PADA TUMBUHAN / ORGANISME BERKLOROFIL, SEDANGKAN ORGANISME BERKLOROFIL, SEDANGKAN KEMOSINTESIS TERJADI PADA BEBERAPA JENIS KEMOSINTESIS TERJADI PADA BEBERAPA JENIS BAKTERI.BAKTERI.
• PROSES FOTOSINTESIS TERJADI DI KLOROPLAS PADA PROSES FOTOSINTESIS TERJADI DI KLOROPLAS PADA DAUN. TERBAGI MENJADI DUA PERISTIWA YAITU DAUN. TERBAGI MENJADI DUA PERISTIWA YAITU REAKSI TERANG DAN REAKSI GELAP. REAKSI TERANG DAN REAKSI GELAP.
Reaksi fotosintesis
udara
Dari tanah
Reaksi gelap
Reaksi terang
6H2O+12
Penampang daunPenampang daun
LEAF
LEAF CROSS SECTION
MESOPHYLL
MESOPHYLL CELL
CHLOROPLAST
OUTER MEMBRANE
INNER MEMBRANEGRANUM
STROMATHYLAKOID
GRANASTROMA
CO2 O2
FOTOSINTESISFOTOSINTESIS
KlorofilKlorofil
• Pigmen fotosintesis yg menyerap Pigmen fotosintesis yg menyerap sinar bewarna violet, merah dan biru sinar bewarna violet, merah dan biru dan membiaskannya sehingga dan membiaskannya sehingga memberi warna hijaumemberi warna hijau
• Klorofil mengandung Mg, kekurangan Klorofil mengandung Mg, kekurangan daun bewarna kuningdaun bewarna kuning
• Klorofil ada a dan bKlorofil ada a dan b
• Carotenoid / pigmen asesori krn dpt Carotenoid / pigmen asesori krn dpt meneruskan energi chy shg dpt diserap meneruskan energi chy shg dpt diserap klorofil: pigmen kuning, jingga, merah atau klorofil: pigmen kuning, jingga, merah atau coklatcoklat
• Carotenoid terdiri dr carotenoid dan xantofilCarotenoid terdiri dr carotenoid dan xantofil
• Pigmen klorofil dan asesori berada pd 2 jenis Pigmen klorofil dan asesori berada pd 2 jenis fotosistem yaitu fotosistem I dan 2 (PS I/P700 fotosistem yaitu fotosistem I dan 2 (PS I/P700 dan PS II/ P680. Masing2 mengandung dan PS II/ P680. Masing2 mengandung komplek antena (pengumpul cahaya) atau komplek antena (pengumpul cahaya) atau menerangi kompleks permanenmenerangi kompleks permanen
• PS I memiliki 12 klorofil a : 1 klorofil b : 680-PS I memiliki 12 klorofil a : 1 klorofil b : 680-700700
• PS II memiliki 1 klorofil a : 2 klorofol b : 340-PS II memiliki 1 klorofil a : 2 klorofol b : 340-680680
• PS I dan PS II ada pd membran tilakoidPS I dan PS II ada pd membran tilakoid
C55 H72 O5 N4 Mg, C55 H72 O5 N4 Mg, klorofil Aklorofil A
klorofilklorofil• Klorofil a : pigmen biru hijau Klorofil a : pigmen biru hijau
mampu menyerap chy merah mampu menyerap chy merah
dan biru keunguandan biru keunguan
• Klorofil b : pigmen kuning hijau Klorofil b : pigmen kuning hijau
mampu menyerap chy biru mampu menyerap chy biru dandan
merah kejinggaan merah kejinggaan
Pigmen lainPigmen lain• KarotenoidKarotenoid
sbg fotoproteksi: menyerap dan sbg fotoproteksi: menyerap dan melepaskan energi cahaya yg melepaskan energi cahaya yg berlebihanberlebihan
• Antosianin/pigmen merahAntosianin/pigmen merah
• Fikobilin/pigmen biru: pd ganggang &Fikobilin/pigmen biru: pd ganggang &
cyanobacteriacyanobacteria
Hubungan Pigmen dengan spektrum cahaya
-20
0
20
40
60
80
100
400 450 500 550 600 650 700 750
Panjang Gelombang cahaya
Ca
ha
ya
ya
ng
dia
bso
rbsi
Klorofil
Karatenoid
Fikosianin
SPEKTRUM CAHAYA MATAHARISPEKTRUM CAHAYA MATAHARI
Cahaya tampak
• Cahaya yg efektif untuk fotosintesis Cahaya yg efektif untuk fotosintesis adalah adalah merahmerah, jingga, , jingga, birubiru dan dan lembayung, sinar hijau tidak efektiflembayung, sinar hijau tidak efektif
• Sinar infra merah berperan dlm Sinar infra merah berperan dlm fotosintesis bakterifotosintesis bakteri
Selain dibantu pigmen juga dibantu Selain dibantu pigmen juga dibantu senyawa lain yg ada dalam kloroplassenyawa lain yg ada dalam kloroplas
• Sitokrom (Cyt)Sitokrom (Cyt)
• Ferodoksin (Fe)Ferodoksin (Fe)
• Plastoquinon (PQ)Plastoquinon (PQ)
• Plastocyanin (PC)Plastocyanin (PC)
REAKSI TERANG TERJADI PADA MEMBRAN TILAKOID ATAU DI GRANA.
PADA REAKSI TERANG MELIBATKAN FOTOSISTEM, YAITU BAGIAN KLOROPLAS YANG BERPERAN MENGAMBIL DAN MENGUBAH ENERGI SINAR MATAHARI.
TRANSFER ELEKTRON ADA 2TRANSFER ELEKTRON ADA 2
• SIKLIKSIKLIK
• NON SIKLIKNON SIKLIK
Reaksi terangReaksi teranga. adsorpsi dan transfer energia. adsorpsi dan transfer energi• Pigmen fotosintesis akan menyerap Pigmen fotosintesis akan menyerap
energi chy/photon di komplek antena energi chy/photon di komplek antena pd fotosistem sampai ke klorofil a pd pd fotosistem sampai ke klorofil a pd pusat reaksi, akibatnya e pd klorofil a pusat reaksi, akibatnya e pd klorofil a tereksitasi & melepaskan e yg tereksitasi & melepaskan e yg ditangkap oleh akseptor primer Qditangkap oleh akseptor primer Q
• Pemecahan molekul air menjadi OPemecahan molekul air menjadi O22 dan Hdan H22
12 H12 H22O 12 HO 12 H22 + 6 O + 6 O22 atau atau
12 H12 H22O (24 HO (24 H++ + 24 e) + 6 O + 24 e) + 6 O22
b. Transfer elektron fotofosforilasib. Transfer elektron fotofosforilasi Elektron yg terlepas akan dialirkan di sepanjang Elektron yg terlepas akan dialirkan di sepanjang
membran tilakoid pd fotosistem I dan IImembran tilakoid pd fotosistem I dan II• Aliran Non Siklik atau fotofosforilasi non siklik yaitu Aliran Non Siklik atau fotofosforilasi non siklik yaitu
yg melibatkan PS I dan PS II.yg melibatkan PS I dan PS II. - penyerapan foton oleh kl a pd PS II shg - penyerapan foton oleh kl a pd PS II shg e yg dilepaskan ditangkap akseptor e yg dilepaskan ditangkap akseptor primer Q, Plastoquinon (Pq), Cytokromprimer Q, Plastoquinon (Pq), Cytokrom (Cyt), Plastocyanin Pc menuju PS I.(Cyt), Plastocyanin Pc menuju PS I. - Pd saat melewati Cyt terjadi sintesis ATP - Pd saat melewati Cyt terjadi sintesis ATP dr ADP dan Pi ( fotofosforilasi non siklik)dr ADP dan Pi ( fotofosforilasi non siklik) - PS I menerima e dr PS II & menyerap foton - PS I menerima e dr PS II & menyerap foton & melepaskan e yg ditangkap oleh akseptor & melepaskan e yg ditangkap oleh akseptor primer, Fd, Cyt. Pd Cyt dg enzim NADH Reduktase primer, Fd, Cyt. Pd Cyt dg enzim NADH Reduktase akan mereduksi NADP + H (hasil fotolisis air)akan mereduksi NADP + H (hasil fotolisis air) 12 NADP + 24 H12 NADP + 24 H++ 12 NADPH2 12 NADPH2
Reaksi inti & anteneReaksi inti & antene
TRANSFER ELEKTRON TRANSFER ELEKTRON NON NON SIKLIKSIKLIK
P 700
2e
Feredoksin
NADP
Non Siklik: FS-2/680 + FS-1/700Non Siklik: FS-2/680 + FS-1/700
TRANSFER ELEKTRON TRANSFER ELEKTRON NON NON SIKLIKSIKLIK
Fe
2e
PQ
H2O2H +
½ O2
ATP
NADPH
NADP-
P 680
P 700
2e
• Transfer elektron siklikTransfer elektron siklik - terjadi pd PS I, ketika kl a - terjadi pd PS I, ketika kl a
menyerap menyerap & menerima e dr PS II yg ditangkap & menerima e dr PS II yg ditangkap
oleholeh Q, Fd, Cyt, Pq dan Pc dan kembali Q, Fd, Cyt, Pq dan Pc dan kembali
ke ke P 700.P 700. - Pd saat melintasi Cyt terjadi - Pd saat melintasi Cyt terjadi
sintesis ATPsintesis ATP (fotofosforilasi siklik)(fotofosforilasi siklik)
Hasil reaksi terangHasil reaksi terang
Hasil: Dibawa ke reaksi gelapHasil: Dibawa ke reaksi gelap 12 H20 + 18 ADP + 18 Pi + 12 12 H20 + 18 ADP + 18 Pi + 12
NADPNADP 6 O2 + 18 ATP + 12 6 O2 + 18 ATP + 12
NADPHNADPH
FOTON
NADP REDUKTASE
TRANFER ELEKTRON TRANFER ELEKTRON SIKLIKSIKLIK
FEREDOKSIN
FOTON
ADP + P
ATP
P700
2e
The Two Processes VisualizedThe Two Processes Visualized
Siklik, FS-1/700Siklik, FS-1/700
ADA 2 MACAM FOTOSISTEM :
•FOTOSISTEM I ( P 700 ), DAPAT MENYERAP ENERGI SINAR MATAHARI DENGAN PANJANG GELOMBANG 680-700nm.
•FOTOSISTEM II ( P 680 ), DAPAT MENYERAP ENERGI SINAR MATAHARI DENGAN PANJANG GELOMBANG 340-680nm
ENERGI KIMIA YANG TELAH TERBENTUK, DALAM BENTUK ELEKTRON AKAN BERGERAK DARI SATU BAGIAN KE BAGIAN LAIN DARI TILAKOID.
ADA 2 MACAM PERJALANAN ELEKTRON :
•PERJALANAN ELEKTRON SIKLIK, YAITU PERJALANAN ELEKTRON DARI P 700 KEMBALI KE P 700. PADA PROSES TERSEBUT TERBENTUK ATP (FOTOFOSFORILASI SIKLIK)
•PERJALANAN ELEKTRON NON SIKLIK, YAITU PERJALANAN ELEKTRON DARI P 700 TETAPI TIDAK KEMBALI KE TEMPAT TERSEBUT. PERISTIWA INI SELAIN MELIBATKAN FOTOSISTEM I JUGA FOTOSISTEM II ( FOTOFOSFORILASI NON SIKLIK ).
•PADA PERJALANAN ELEKTRON PADA PERJALANAN ELEKTRON NON SIKLIK, TERJADI NON SIKLIK, TERJADI PENGURAIAN AIR ( FOTOLISIS ) PENGURAIAN AIR ( FOTOLISIS ) SEHINGGA TERBENTUK SEHINGGA TERBENTUK HIDROGEN DAN OKSIGEN. HIDROGEN DAN OKSIGEN. HIDROGEN DIIKAT OLEH HIDROGEN DIIKAT OLEH AKSEPTOR HIDROGEN YAITU AKSEPTOR HIDROGEN YAITU NADP SHG TERBENTUK NADPH, NADP SHG TERBENTUK NADPH, SEDANGKAN AIR DILEPASKAN SEDANGKAN AIR DILEPASKAN
KE KE UDARA.UDARA.
Fotosistem 2/P680Fotosistem 2/P680
Fotosistem I / P700Fotosistem I / P700
•JADI PADA REAKSI TERANG TERBENTUK ENERGI BERUPA
ATP DAN NADPH YANG DIGUNAKAN PADA REAKSI GELAP.
ATP, NADPH2 YANG DIHASILKAN REAKSI TERANG
DIMAMFAATKAN PADA REAKSI GELAP REAKSI FIKSASI CO2 ( CALVIN CYCLE)
REAKSI GELAP BERLANGSUNG REAKSI GELAP BERLANGSUNG PADA STROMA. SEPERTI PADA PADA STROMA. SEPERTI PADA GAMBAR, PADA TAHAP GAMBAR, PADA TAHAP TERSEBUT BERLANGSUNG TERSEBUT BERLANGSUNG SIKLUS CALVIN-BENSON SIKLUS CALVIN-BENSON SEHINGGA TERBENTUK SEHINGGA TERBENTUK KARBOHIDRAT ( GLUKOSA ).KARBOHIDRAT ( GLUKOSA ).
3CR.FIKSASI
Fosfogliseraldehid 3 P
Ribulosa 1,5 di P
Asam 3 fosfogliserat
Asam 1,3 difosfogliserat
3C
3C
Dihidroksi aseton fosfat
5C
3C
Enzim Rubisco Ribulosa bifosfat karboksilase
TANAMAN C 3
REAKSI FIKSASI CO2
RUBP PGA
CO2
NADPH2
NADP
PGAL
GLUKOSA
1/65/6
DAP
PATI
CO2
3-PGA
6 ATP
ATP
RuBP
6ADP +P
6 NADPH
6 NADP+
G3P
3 ADP
G3P
G3PGLUCOSE
3
CALVIN CYCLE
fotorespirasifotorespirasi
Tanaman C3Tanaman C3
• Contoh : kedelai, gandum, padi, Contoh : kedelai, gandum, padi, beberapa dikotilbeberapa dikotil
TANAMAN C 4TANAMAN C 4• Adaptasi pengikatan CO2 oleh Adaptasi pengikatan CO2 oleh
PEP(fosfoenol piruvat) dg bantuan enzim PEP(fosfoenol piruvat) dg bantuan enzim fosfoenol piruvat karboksilase fosfoenol piruvat karboksilase membentuk senyawa berkarbon 4 membentuk senyawa berkarbon 4 berupa asam malat/ oksaloasetat/asam berupa asam malat/ oksaloasetat/asam aspartat. Senyawa tersebut mengalami aspartat. Senyawa tersebut mengalami dekarboksilasi melepaskan CO2 yg akan dekarboksilasi melepaskan CO2 yg akan difiksasi oleh RuBp sama dg tanaman C3difiksasi oleh RuBp sama dg tanaman C3
• Anatomi daun tan C4, terdapat seludang Anatomi daun tan C4, terdapat seludang yang mengelilingi pembuluh yg yang mengelilingi pembuluh yg berklorofilberklorofil
• contoh: tebu, jagung, rumput2an, contoh: tebu, jagung, rumput2an,
Tanaman CAM(Crassulacean Acid Tanaman CAM(Crassulacean Acid
MetabolismMetabolism))• Ditemukan pada tanaman famili Ditemukan pada tanaman famili
Crassulaceae yg hidup di daerah Crassulaceae yg hidup di daerah kering dan berdaun tebalkering dan berdaun tebal
• Contoh: kaktus, nanasContoh: kaktus, nanas
• Pada siang hari reduksi CO2 Pada siang hari reduksi CO2 menghasilkan karbohidrat dg kondisi menghasilkan karbohidrat dg kondisi stomata tertutup, pd malam stoma stomata tertutup, pd malam stoma terbuka sehingga terjadi fiksasi CO2terbuka sehingga terjadi fiksasi CO2