kuliah 9 fotosintesis

7/24/2019 kuliah 9 fotosintesis

1/53

FOTOSINTESIS

Pembentukan senyawa organik

(dari anorganik) dng bantuancahaya matahari. Proses

mengubah energi matahari

menjadi energi kimia

All plants are

photosynthetic

autotrophs, as are

some bacteria andprotists

(a) Cyanobacteria

(b) Euglena

(c) Mosses, ferns, and

flowering plants


2/53

Photosynthesis:

6 C! " 6 #! C6#$!6 " 6 !

carbon dio%ide " water & sugar " o%ygen

'AC#

photosynthetic

products o*tenstored as

starch

'tarch & glucose

polymer

'inar +thr


3/53

Energi yg tersimpandalam molekul kemudiandigunakan untuk semua

kegiatan sel dlmtanaman & akhirnyamenunjang keperluanenergi organisme lain

(heterotrof)

Hanya berlangsung jika

ada klorol & adacahaya


4/53

a.Ingenhousz (!"")

#ada fotosintesis dilepaskan $%

b.Engelman (%%) 'hlorol merupakan suatu keharusan

dalam proses fotosintesis

c.achs (*) #ada fotosintesis terbentuk

karbohidrat amilum

d.Hill ("+!) inar diperlukan utk memecahkan air

(fotolisis), sehingga mengakibatkanmol air pecah% H%$ % H%- $% (reaksi teran

itampung oleh koenzim /0#

(aseptor H% /0#H%& $%

#erkembangan1otosintesis


5/53

e.2lackman ("*3)

4eduksi dari 5$%ke 5H%$, berlangsung

tanpa sinar (reaksi gelap) ) Hill6 % H%$ % H%- $%

%) 2lackman6

5$%- %/0#H% % /0# - H%- 5$ - $ -

H%- $%

atau

% H%$ - 5$% 5H%$ - H%$

+$%

7 % H%$ - 5$% (5H%$)-H%$+

6$%

f. 4uben dan 'amen "8


6/53

Fotosintesis

+elibatkan ! lintasanmetabolik

Reaksi terang:mengubah energimatahari menjadi

energi seluler(AP-AP#)

Siklus Calvin/(eaksi gelap) /

reduksi C!menjadiC#!

Light

Chloroplast

NADP

ADP+ P

RuBP

3-PGA

Lightreactions

Calvincycle

Electro

ns

G3P Cellular

respiratio

Cellulosse

Starch

ther org

co!poun"


7/53

ilakoid adalah sistemmembran dalam kloroplas

(tempat terjadinya reaksi

terang). +emisahkan

kloroplas menjadi ruangtilakoid dan stroma

0rana kumpulan tilakoid

dalam kloroplas

'troma/ daerah cairantara tilakoid dan

membran dalam tempat

terjadi siklus Cal1in

'truktur kloroplas

Chloroplast

Mesophyll

5 m

Outermembrane

IntermembranespaceInner

membrane

Thylakoidspace

Thylakoid

GranumStroma

m


8/53


9/53


10/53

Electroma!netic Spectrum and"isible #i!ht

Gammarays !rays "#

$nfrared %Micro&aves Radio &aves

#isible light

'avelength (nm)


11/53

'pektrum tampak

Ener!i elektroma!netik ber!erak dalam bentuk

!elomban! Terdapat hubun!an yan! berbalik antara pan$an!

!elomban! den!an ener!i %an$an! !elomban! tin!!i maka ener!i rendah Termasuk &arna'&arna cahaya yan! dapat kita

lihat Termasuk pan$an! !elomban! yan! men$alankan

(otosintesis


12/53

Pigmen

2'ubstansi yang menyerap cahaya tampak

2+enyerap kebanyakan panjang gelombang tetapipaling sedikit menyerap panjang gelombang hijau

Pigmen

3loro*il a

3loro*il b

3arotenoid

3arotene

4anto*il

5ig $ 6


13/53

5ig. $.6


14/53


15/53


16/53

Spektrum aksi (otosintesis7 )itun$ukkan oleh Theodor *+ En!elmann

,-- 5-- .-- /--

0erobic bacteria

Engel!ann#s e$peri!ent%Tahun 1123 menyinari al!a den!an cahayayan! telah dile&atkan ke prisma3 sehin!!a se!men yan! berbeda darial!a mendapat pan$an! !elomban! yan! berbeda+ )i!unakan bakteriaerob yan! terkonsentrasi dekat sumber oksi!en untuk menentukanse!men al!a yan! palin! banyak men!eluarkan O4+akteri berkumpul dalam $umlah besar disekitar al!a yan! mendapatcahaya biru'6iolet dan merah+

cahaya biru'6iolet dan merah palin! e(ekti( dalam (otosintesis


17/53

Men!apa daun ber&arna hi$au 7

8l 9l


18/53

8loro9l a

8loro9l a adalah pi!men yan!secara lan!sun! berpartisipasidalam reaksi teran!

%i!men lain menambahkan ener!i

ke kloro9l a %enyerapan cahaya

menin!katkan elektron ke orbitalener!i yan! lebih tin!!i


19/53

Saat pi!men menyerap cahaya

8loro9l tereksitasi oleh cahaya

7 8loro9l tereksitasi dan men$adi tidak stabil

E:citedstate

En

er!

y

o(el e

ctio

n

;eat

%hoton

Chlorophyll!olecule

Groundstate%hoton

e?


20/53

Fotosistem 8umpulan pi!men dan

protein yan! berasosiasiden!an membran tilakoidyan! memanen ener!idari elektron yan!tereksitasi

Ener!i yan! ditan!kap

ditrans(er antara molekul(otosistem sampaimencapai molekul kloro9lpada pusat reaksi

erdapat ! *otosistem /

5otosistem 8 dan *otosistem88


21/53

0li l kt


22/53

0liran elektron erdapat dua rute jalur elektron yang tersimpan pada

akseptor elektron primer

3edua jalur7 imulai dengan penangkapan energi *oton

7 +enggunakan rantai transport elektron dengan sitokrom

untuk kemiosmosis

liran elektron nonsiklik

7 +enggunakan *otosistem 88 dan 8

7 +ensintesis AP dan -AP#

7 onasi elektron mengkon1ersi air menjadi !

dan !#"

liran elektron siklik

7 #anya menggunakan *otosistem 8

7 9lektron dari *otosistem 8 di2recycle

7 +ensintesis AP


23/53

+enghasilkan -AP#, AP, dan oksigen

-onsiklik


24/53

0liran siklik

7 ;anya (otosistem I yan! di!unakan7 ;anya 0T% yan! dihasilkan


25/53

eaksi terang dan kemiosmosis/ (erbentuknya AP dan-AP#) dlm rganisasi membran tilakoid

#IG;T@E0CTO@

N0)%A

0)%

0T%

N0)%;

C0#"INCBC#E

C;4OD ST@OM0

Photosyste! &&

#IG;T

;4O CO4

Cytochro!eco!ple$

'

(''

)

4

'

Photosyste! i!ht

T;B#08OI) S%0CE

ST@OM0

Thylakoidmembrane

A*Psynthase

PPc

,"

NADP+

re"uctase

N0)%; A ;A

N0)%AA 4;A

ToCal6incycle

0)%

%0T%

3

;A

4 ;AA4 ;A

4 ;A


26/53

Siklus Cal6in men!!unakan 0T% dan

N0)%; untuk men!kon6ersi CO4men$adi !ula

Siklus cal6in

7Ter$adi di stroma Siklus Cal6in memiliki 2 tahap

7 Fiksasi karbon

7 @eduksi

7 @e!enerasi akseptor CO4

Sikl


27/53

SiklusCal6in

imulai dari *iksasi C!

oleh u:P ( ; C) dan

menghasilkan

phosphoglycerate


28/53


29/53

Sebuah molekul CO4

dikon6ersi dari bentukinor!aniknya men$adimolekul or!anik melaluipen!ikatan ke !ula 5C

+

7 )ikatalisasi olehenim @u%

carbo:ylase+

entuk !ula .C pecahmen$adi 4 molekul

2'phospho!lycerate


30/53

Tahap II @eduksi

4 Tiap molekul 2'

phospho!lyceratemenerima tambahan!rup (os(atmembentuk 32'isphospho!lycerate

N0)%; dioksidasi dan

elektron ditrans(er ke32'isphospho!lyceratememecah molekulden!anTE@E)8SImen$adiGlyceraldehyde 2'phosphate


31/53

2 Tahap terakhir darisiklus ini adalahre!enerasi @u%

untuk siklusberikutnya+

Tidak semua G2%diubah men$adi

!lukosa3 tetapiseba!ianGlyceraldehyde 2'phosphatedikon6ersi men$adi

@u% melaluisebuah seri reaksiyan! melibatkan(os(orilasi molekuloleh 0T%


32/53

5otorespirasi

9n


33/53

Pada siang hari yang cerah, suhu udara meningkat.

Peningkatan suhu menyebabkan stomata menutup, sehingga

konsentrsi C! di dlm daun berkurang dan konsentrasi !

meningkat. Peningkatan konsentrasi ! menyebabkan u:Pbereaksi dng !.

>h t h h bi i t


34/53

>hat happens when rubisco incorporates o%ygen

into the u:P molecule?


35/53


36/53

%hotorespiration cycle


37/53



38/53


Photorespiration and photosynthesis occur at


39/53

Photorespiration and photosynthesis occur at

the same time

he o1erall rate o* photosynthesis decreases+

What conditions will lead to a lot ofphotorespiration?

;ot

)ry Sunny What happens to stomates under such

conditions?

They close+ What solutions have some plants found

for this problem? C, %ath&ay+ Su!arcane3 corn3 !rass ha6e all e6ol6ed a

diHerent structure that minimies

C@


40/53

anaman C@

anaman C@ meminimalkan *otorespirasi /

7 dengan cara menggabungkan C!ke dalam senyawa

empat karbon di sel meso*il. C! " P9P As. +alat

(C2@)

'enyawa empat karbon tersebut

7 ieksport ke sel seludang berkas pembuluh, dan C!

dilepaskan kembali yang kemudian digunakan dalam siklus

Cal1in.

7 lm sel seludang pembuluh konsentrsi ! rendah shingga

tidak mengganggu siklus cal1in.

Anatomi daun C dan jalur C


41/53

Anatomi daun C@dan jalur C@


42/53

anaman CA+

7 +embuka stomatanya pada malam hari,

menggabungkan C!ke dalam asam organik

(As. +alat)

'elama siang hari, stomata tertutup

7 C!dilepaskan dari asam organik untuk

digunakan dalam siklus Cal1in


43/53

alur C0M mirip den!an $alur C,


44/53

alur C0M mirip den!an $alur C,

Spatial separation of

steps. In C4plants, carbon

fixation and the Calvin

cycle occur in different

types of cells.

Temporal separationof steps. In CAM

plants, carbon

fixation and the

Calvin cycle occur in

the same cells

at different times.


45/53

)iHerent bet&een C2 6s+ C, plants

%hotorespiration? #ea( anatomy7

#i!ht comp+ point7

CO4comp+ point7

@ate o( %hotosynthesis


46/53

@ate o( %hotosynthesis#i!ht Intensity


47/53

Temperature

T %h h i


48/53

Temperature on %hotosynthetic

@ate

O:y!en Concentration


49/53

O:y!en Concentration


50/53


51/53


52/53


53/53

plateau

0t lo& CO4concentration3 rate is

positi6ely correlated &ith

concentration

CO2is a substrate in

an enyme-catalysed

light-dependentreaction.

kuliah 9 fotosintesis

Documents