Nafi Ananda UtamaS Susilo DewiInnaka Ageng R

Fotosintesisdan Respirasi

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

Fotosintesis

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

FotosintesisFotosintesis – suatu proses dimana karbon dioksida (CO2)

dan air (H2O) digunakan untuk menghasilkan  karbohidrat dan

dengan adanya cahaya matahari dan khlorofil akan melepaskan

oksigen (O2); hasil bersihnya adalah energi cahaya

(radiant energy) diubah menjadi energi kimia dalam bentuksenyawa karbon ( karbohidrat).  

6H2O* + 6CO2 C6H12O6 + 6O2*cahaya

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

Fotosintesis

Translocation of sugar from source to sink

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

Fotosintesiskhloroplas – plastida hijau tempat fotosintesis berlangsung.Khlorofil – pigmen tanaman berwarna hijau di dalam khloroplas yang menyerap cahaya yang diperlukan untuk fotosintesistilakoid - berbentuk pipih, membran seperti kantong di dalam khloroplas; mengandung khlorofil.granum (jm.grana) – tumpukan tilakoid.stroma lamellae (jm. stroma lamella) – membran berbentuk pipa yang menghubungkan grana di dalam khloroplas.stroma – matriks cair dari khloroplas  

thylakoid

stroma

chlorophyll Potongan melintang Khloroplas

Stroma Lamella

Granum

Fotosintesis

Sintesis Khlorofil

Fotosintesis

Unsur Hara Utama & FS

• N - khlorofil, asam amino, protein• Mg - khlorofil, ATP, co-factor• Fe – sintesis khlorofil, transport elektron• Zn - sintesis khlorofil, co-factor

• Mn – oksidasi air & evolusi O2, co-factor

• Cl - oksidasi air & evolusi O2

• Cu – transport elektron• K – gerakan stomata, co-factor• P - gula-P, ATP

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

Fotosintesis

Ironchlorosis

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

FotosintesisREAKSI BERSIH FOTOSINTESIS

Reaksi ini berlangsung dalam dua reaksi terpisah  Reaksi Terang – reaksi yang menggunakan air dan cahaya matahari serta melepaskan oksigen.                           Juga disebut sebagai Hill Reaction.  Reaksi Gelap - reaksi yang menggunakan karbon dioksida dan menghasilkan karbohidrat.                           Juga disebut Calvin-Benson Cycle atau Photosynthetic Carbon Reduction (PCR) Cycle.

Reaksi Gelapstroma

Reaksi Terangthylakoid

Fotosintesis

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

FotosintesisREAKSI BIOKIMIA FOTOSINTESIS – TANAMAN C-3

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

REAKSI TERANG Di dalam membram tilakoid pada granum, air dipecah untuk menghasikan oksigen (dilepas sebagai hasil antara), elektron (e-) dan ion hidrogen (H+). Setiap elektron kemudian diserap oleh khlorofil, yang juga menyerap cahaya (energi radiasi) untuk menjadikan elektron “kaya energi”.  Elektron yang telah “diperkaya” akan lepas dari khlorofil menuju “electron carriers” dalam rantai transpor elektron.  Selama elektron ditransport, dihasilkan gradien energi (menggunakan H+) yang mengakibatkan enzim (ATPase) dapat membuat ATP.  Pada saat elektron mencapai akhir rantai, akan ditangkap oleh NADP+ yang bertindak sebagai pembawa elektron terakhir yang akan menggunakan sisa energi didalam elektron untuk mengahsilkan NADPH.  Jadi, energi radiasi (mis. light) digunakan untuk menghasilkan energi kimia metabolik (ATP and NADPH).  “HEBAT", tanaman telah membuat energi kimia dari energi cahaya ! Tetapi masih ada masalah.  ATP dan NADPH berumur pendek dan tidak mudah disimpan atau diangkut ke tempat yang memerlukan.  Tanaman harus menemukan cara untuk menyelamatkan energi ini dan untuk ini diperlukan Reaksi Gelap.

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

REAKSI GELAP Enzim yang penting (ribulose-bisphosphate carboxylase atau rubisco) akan menggabungkan gula 5-C dengan molekul CO2 untuk menghasilkan

senyawa dengan 6-C yang kemudian segera pecah menjadi 2 buah gula dg 3-C.  Gula ini tidak begitu berguna bagi tanaman shg melalui serangkaian reaksi akan diubah menjadi gula lain yg disebut triose phosphates.  Proses ini memerlukan energi metabolik, yang diambil dari ATP and NADPH yang dihasilkan melalui Reaksi Terang.   Triose phosphate digunakan untuk menghasilkan glukosa dan gula lainnya atau disimpan dalam bentuk gula pati.  Akhirnya, “Benar-benar HEBAT" , tanaman telah menghasilkan bentuk energi kimia yang stabil, mudah diangkut dan disimpan yaitu gula.   Untuk keberlanjutan siklus ini, beberapa triose phosphate harus digunakan untuk diubah menjadi gula 5-C, dan ini juga memerlukan energi dalam bentuk ATP yang disuplai dari Reaksi Terang.  Reaksi Gelap akan terus berjalan sepanjang Reaksi Terang tetap mensuplai dengan energi dalam bentuk ATP dan NADPH, jadi Reaksi Gelap hanya terjadi pada siang hari !

TIPE TANAMAN BERDASARKAN TIPE FOTOSINTESISNYA

(semua berdasarkan modifikasi thd Reaksi Gelap)TANAMAN C3  Siang hari   - stomata membuka, memfiksasi CO2 melalui Reaksi Gelap menjadi senyawa asam dengan 3-carbon (3 PGA) Malam hari - stomata menutup 

TANAMAN C4  Siang hari   - stomata membuka          - CO2 difiksasi menjadi senyawa asam dg 4- carbon (4 PEP) di dalam sel mesofil          - senyawa 4-carbon bergerak menuju bundle sheath cells dan melepaskan C02 untuk melakukan reaksi Gelap   Malam hari - stomata menutup 

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

TANAMAN CAM (Crassulacean Acid Metabolism Plants)    Malam - stomata membuka            - C02 difikasi menjadai senyawa asam dg 4-carbon (malate) dan disimpan di dalam vakuola sel mesofil sampai hari berikutnya   Siang   - stomata menutup (untuk menghemat air selama hari panas)            - senyawa dg 4-carbon dipecah untuk melepaskan C02 dan masuk kedalam Reaksi Gelap.

4C acid

CO2

CO24C acid

CO2PEPcase

3C 3C

Malam Siang

MUHAMMADIYAHUNIVERSITY OF YOGYAKARTA

C3, C4 and CAM PlantsC3 Plants C4 Plants CAM Plants

cotton sorghum cactusrice corn pineapplespinach sugarcane jade plantlettuce St. Augus. grass Sansevieriacarrot crabgrass Agavepetunia pigweedapple Russian thistlequackgrasscockleburbeans