Fotosintesis

Metabolisme

1.    Anabolisme

Menyimpan : Endorgenik

     Ex : Fotosintesis

2.  Katabolisme          

`    Ex: Respirasi

•     Fotosintesis = proses pemanfaatan energi cahaya matahari menjadi energi kimia dalam bentuk senyawa karbon (KH) melalui pengubahan CO2 dan H2O 

Sejarah (Beberapa Percobaan Fotosintesis)

1.    Priestley (1770)

Lilin dinyalakan dalam wadah tertutup = lilin mati

Lilin dinyalakan dalam wadah tertutup + daun mint dimasukkan = nyala lilin dapat dipertahankan (daun mint dapat membersihkan udara yang telah dikotori nyala lilin)

2.    Ingenhousz (1779)

“Bahwa proses fotosintesis dapat menghasilkan gas  O₂”

3.    Engelmann (1822)

membuktikan bahwa klorofil merupakan faktor yang harus ada dalam proses fotosintesis.

4.    Julius von Sachs (1886)

berhasil membuktikan bahwa proses fotosintesis menghasilkan amilum (zat tepung).

5.    Hill (1937)

membuktikan bahwa cahaya matahari diperlukan untuk memecah air (H₂ O) menjadi hydrogen (H) dan oksigen (O₂). Pemecahan ini disebut fotolisis.

6.    Blackman 1905

membuktikan bahwa perubahan karbon dioksida (CO₂) menjadi glukosa (C6H12O6) berlangsung tanpa bantuan cahaya matahari secara langsung. Peristiwa ini sering disebut sebagai reduksi karbon dioksida.

7.    Melvin Calvin 1940

berhasil menemukan urutan reaksi/proses yang berlangsung pada reaksi gelap

TEMPAT FOTOSINTESIS

•     Pada tingkat jaringan ?

Parenkim : mesofil (palisade & spon)

•     Pada tingkat sel ?

Kloroplas

•      Palisade kaya akan kloroplas

•      Dalam kloroplas terdapat figmen klorofil

Struktur Organel Kloroplas

Tilakoid           :  sistem membran dalam kloroplas yang berbentuk seperti piringan/kantung pipih, mengandung klorofil, dan sebagai tempat reaksi terang

Grana              :   tumpukan dari tilakoid

Stroma             :   matrik cair dalam kloroplas (tempat reaksi gelap)

Lamela stroma :  penghubung grana

Spektrum aksi dan figmen fotosintesis

•     Cahaya matahari : gelombang elektromagnetik

•     Panjang  gelombang berbanding terbalik dengan energi

•     Absorpsi spektrum aksi oleh figmen fotosintesis (kl) efektif pada cahaya biru – merah (± 400 – 700nm)

Mekanisme Pelepasan kelebihan energi ke fase tereksitasi terendah

1.    Dilepaskan dalam bentuk panas

2.    Fotokimia

3.    Flourescens → secara radiatif (dalam bentuk foton)

4.    Diberikan pada molekul O₂ → memicu terbentuknya senyawa ROS/radikal oksidatif (racun)

Mekanisme tahapan fotosintesis

1.    Reaksi Terang

a.       Tempat : terjadi pada membran tilakoid

b.      Membutuhkan cahaya secara langsung

c.       Bahan : H₂O, NADP⁺

d.      Terjadi fotolisis (pemecahan air)

e.       Terjadi transfer elektron

f.       Hasil : NADPH, ATP, dan O₂

Perbedaan FS I dan FS II

•     Fotosistem = adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari (sistem cahaya)

1.    FS 1

a.    menyerap cahaya pada panjang gelombang lebih dari 680 nm (yaitu cahaya merah jauh)

b.    Aktif pada P700 nm

c.    Menghasilkan reduktan yang kuat sehingga dapat meruduksi NADP⁺ menjadi NADPH

d.   Menghasilkan oksidan yang lemah

2.    FS 2

a.    Menyerap cahaya merah

b.    Aktif pada P680 nm

c.    Menghasilkan reduktan yang lemah

d.   Menghasilkan oksidan yang kuat sehingga mampu mengoksidasi air

Perbedaan Siklik dan Non Siklik

1.    Siklik

a.    Terjadi di 1 tempat (melibatkan FS  I)

b.    Elektron yang keluar dari molekul klorofil akan kembali lagi

c.    Tidak terjadi fotolisis air

d.   Menghasilkan ATP

2.    Non Siklik

a.    Terjadi di 2 tempat (melibatkan FS  I  dan  FS  II)

b.    e- tidak kembali lagi dan kekosongannya akan digantikan oleh e- hasil fotolisis air

c.    Terjadi

d.   NADP direduksi menjadi NADPH

2. Reaksi Gelap

1.    Tempat : terjadi pada stroma

2.    Tidak berkaitan cahaya secara  langsung

3.    Bahan : NADPH, ATP, CO₂   dan RUBP

4.    Merupakan proses reduksi carbon

5.    Hasil : Karbohidrat

6.    Dikenal dengan siklus calvin atau siklus C3

Karakteristik Siklus Calvin

-       Senyawa stabil pertama yang terbentuk senyawa berkarbon 3 → → Siklus C3

-       Enzim-enzim siklus Calvin diregulasi oleh cahaya  → reaksi berjalan saat ada cahaya

-       Salah satu enzim penting dalam siklus Calvin  → Rubisco

-      Jumlah Enzim Rubisco di dalam jaringan tumbuhan sangat banyak (40% dari total protein terlarut dalam daun)

-   Enzim Rubisco selain bisa melakukan reaksi karboksilasi juga reaksi oksigenasi (berikatan dengan oksigen) → → → Fotorespirasi

-       Adanya fotorespirasi menyebabkan penurunan laju fotosintesis neto (Reduksi CO₂)

Beberapa Peran Fotorespirasi

•     Fotorespirasi terjadi pada keadaan O2 berlebih

•     Tujuan utama fotorespirasi : recovery /penyelamatan kehilangan karbon (75%)

•     Produksi asam amino

•     Alternatif penyaluran kelebihan energi cahaya matahari

Tumbuhan berdasarkan metabolisme fotosintesisnya dibagi 3

1.    C3

a.       Fotosintesis terjadi pada sel mesofil

b.      Fotosintesis terjadi 1 lintasan (Lintasan C3/siklus calvin saja)

c.       Siklusnya pd siang hari

d.      Fotorespirasi tinggi

e.       Padi , kedelai, dll tumb tinggi

f.       Enzim Rubisco

2.    C4

a.       Fotosintesis terjadi pada sel mesofil dan seludang pembuluh

b.      2 lintasan (siklus C4 dan siklus calvin)

c.       Kedua Siklus Pada siang hari (stomata membuka pada siang)

d.      Rendah, bahkan 0

e.       Terjadi CCM (CO2 concentrating mechanism/ proses pemekatan CO2

f.       Bayam, jagung, sorgum, gandum, tebu

g.      Pep Karboksilase

3.    CAM

a.       Pada mesofil

b.      2 lintasan (siklus C4 dan siklus calvin)

c.       Siklus C4nya malam, dan siklus calvin siang

d.      (stomata membuka malam)

e.       Ada/terjadi

f.       Kaktus, anggrek, nenas, ivy

g.      Pep Karboksilase

  
silahkan klik ini disini

cuman buat share ea ...
semoga bermanfaat...
selamat belajar sobat :)