8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 1/29
FOTOSINTESIS
FotosintesisFotosintesis 11
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 2/29
CAKUPAN MATERI
• Peran Fotosintesis
• Sejarah Fotosintesis
• Tempat terjadinya Fotosintesis
• Reaksi-reksi Fotosintesis• Reaksi Terang
• Reaksi Gelap• Tumbuhan C3, C4 dan CAM
• Fotosintesis dan Pemanasan GlobalFotosintesisFotosintesis 2626
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 3/29
Pemanenanenargi surya
Bahan organik
Energi Kimia
Oksigen
Matahari
Makanan
Pakaian Perumahan
Obat
Kosmetik Bahan bakar
dll.
FotosintesisFotosintesis 33
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 4/29
Sejarah Fotosintesis
FotosintesisFotosintesis 22
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 5/29
Percobaan awal Fotosintesis:Priestley (1770-an)
Ingenhousz (1780-an)
Priestly: Batang dan daun
mint dapat membersihkanudara yang telah dikotorioleh nyala lilin
Ingenhousz: Fotosintesismemerlukan cahaya
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 6/29
Fotosintesis
Fotosintesis melibatkantumbuh-tumbuhan yangada di darat, perairan air
tawar maupun lautan
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 7/29
Pada tumbuhan tinggi Fotosintesis
terjadi di dalam kloroplas
Stroma
Tilakoid
Membran
dalam
Membranluar
Granum
Ruang antarmembran
Potongan melintangPotongan melintangdaun jagungdaun jagung
ModelModel strukturstruktur kloroplaskloroplas
FotosintesisFotosintesis 66
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 8/29
Fotosintesis: proses oksidasi reduksi
CahayaMatahari
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Reduksi
Oksidasi
FotosintesisFotosintesis 77
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 9/29
Fotosintesis menghasilkan gasoksigen dari pemecahan air
6CO2 + 12H2O* C6H12O6 + 6H2O +6O2
*
6CO2 6H2O*
C6H12O6 6H2O 6O2*
6CO2* + 12H2O C6H12O6 + 6H2O + 6O2
Penggunaan oksigen
berlabel O2 berasal
dari H2O
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 10/29
Fotosintesis
Reaksi terang
Reaksi gelap
ATP NADP
H
ADP+Pi NADP+
Reak si terang
(Dalam Grana )
Cahaya
H2O
O2
CO2
Gula
Reak si Gelap
(dalam stroma)
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 11/29
Reaksi terang
ATP
Prosesnya digerakkan oleh cahaya
Cahayamatahari
NADPH
dan
Reaksi terjadi di dalam grana khususnya pada
membran tilakoid kloroplas
Klorofil
Energi KIMIA Energi CAHAYA
FotosintesisFotosintesis 1111
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 12/29
Cahaya matahari: gelombang elektromagnetik
Gelombangmikro
Gelombangradio
infra merah
Cahaya Tampak
380 450 500 550 600 650 700 750 nm
Peningkatan λ
Peningkatan Energi
UVsinar XsinarGamma
FotosintesisFotosintesis 1010
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 13/29
Spektrum cahaya merahmerah dan birubiru adalah yangefektif diserap oleh pigmen tumbuhan dalamproses fotosintesis, cahaya hijauhijau sebagianbesar dipantulkan daun berwarna hijau
400 500 600 700
Panjang Gelombang (nm)
L a
j u F o t o s i n t e
s i s
Panjang gelombangefektif untuk fotosintesis
Absorbsi cahayaoleh klorofil a
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 14/29
Konsep dasar reaksi terang
Sistem cahaya II(PSII)
Komplekssitokrom
Sistem cahaya I(PSI)
NADP reduktase
ATP
sintase
Bagian dalam tilakoid
H+ H+ H+H+
H+ H+
H+
H+
H+ H+
NADPH
ATP
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 15/29
Air dipecah sebagai sumber elektron di sistem cahaya II
Elektron yang tereksitasi mentransfer energinya kerangkaian pembawa elektron dengan tingkat energiyang lebih rendah untuk memompa proton (H+) daristroma ke ruang dalam tilakoid (matriks)
Terjadi perbedaan konsentrasi ion H+ antar duapermukaan membran (matriks dan stroma)
Beda potensial ini digunakan ion H+ kembali ke stromamelewati enzim ATP sintase untuk membentuk ATPdari ADP
Elektron akhirnya diterima oleh penerima elektronterakhir yaitu NADP+ sehingga berubah menjadi NADPH
Tahap-tahap reaksi terang Teori kemiosmosis
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 16/29
Chl*
Chl
e-
PQ
Cyt
PC
e-
I Chl*
Chl
e-
e-
Fd
NADP+
+ H+
NADPHH2O
O2
+H+ H+
e
-
ADP + Pi
ATP
Foton
Foton
Sistem cahaya II (PSII) Sistem cahaya I (PSI)Rantai Reaksi redoks
Teori Zigzag
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 17/29
Reaksi gelap
Tidak berhubungan langsung dengan cahaya
memanfaatkan ATP dan NADPH dari reaksiterang untuk mereduksi CO2 menjadi gula
Tetap terjadi pada saat ada cahaya/ siang hari
Jadi input reaksi gelap: ATP, NADPH, CO2
ATP
ADPNADPH
NADP+
SiklusCalvin
CO2 + H2OGula
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 18/29
NADP+
ADP + Pi
Karboksilasi
Gliseraldehid-3-fosfat
CO2 + H2O
Reduksi
ATP
NADPH+
Sucrose, Starch
Regenerasi
ATP
ADP
SIKLUSCALVIN 3-Fosfogliserat
Ribulosa-1,5-bisfosfat
Sukrosa, pati
Setiap 12 G3P:
10 regenerasi2 gula
Enzim Rubisco
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 19/29
Berdasarkan metabolisme fotosintesis
dan anatomi daunnya tumbuhandikelompokkan ke dalam 3 grup:
Tumbuhan C3
Tumbuhan C4
Tumbuhan CAM
Tumbuhan C3, C4 dan CAM
FotosintesisFotosintesis 1818
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 20/29
CO2
Gula
Siklus
Calvin
CO2
Gula
Siklus
Calvin
CO2
Gula
Siklus
Calvin
• Reduksi karbon terjadi melaluisiklus Calvin (siklus C3)
• Disebut tumbuhan C3 karena
senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)
• Sebagian besar tumbuhan
tinggi masuk ke dalamkelompok tumbuhan C3
• Apabila stomata menutupakibat stress terjadipeningkatan fotorespirasipengikatan O2 oleh enzim
Rubisco
Tumbuhan C3
FotosintesisFotosintesis 2020
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 21/29
Tumbuhan C4
Epidermis atas
Sel mesofil
Pembuluh daun
Sel seludang
Pembuluh
Epidermis bawah
Stomata
• Sel seludang pembuluhberkembang denganbaik dan banyak mengandung kloroplas
• Fotosintesis terjadi di
dalam sel mesofil dansel seludang pembuluh
• Pengikatan CO2 di udara melalui lintasan C4 di selmesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin(sik lus C3) di dalam sel seludang pembuluh
• Fototrespirasi tidak terjadi/ rendah sekali
FotosintesisFotosintesis 2121
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 22/29
Tumbuhan C4
• Pengikatan CO2 di udaraterjadi di dalam selmesofil melalui lintasanC4 dan reduksi karbonterjadi di dalam sel
seludang pembuluhmelalui siklus Calvin(siklus C3)
• Beberapa tumbuhantropis termasuk dalam C4seperti jagung, tebu danbayam ( Amaranthus sp.)
FotosintesisFotosintesis 2222
MalatMalat
LintasanLintasan
C4C4
COCO22
SiklusCalvin
GulaGula
MalatMalat
COCO22
PiruvatPiruvat
PiruvatPiruvat
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 23/29
Tumbuhan CAM
Umumnya tumbuhan yangberadaptasi pada keadaankering seperti kaktus, anggrek
dan nenas
Reduksi karbon melalui lintasanC4 dan C3 dalam sel mesofil
tetapi waktunya berbeda
Pada malam hari terjadi lintasanC4 pada siang hari terjadi suklusC3
Pada malam hari asam malat
tinggi, pada siang hari malatrendahFotosintesisFotosintesis 2323
Lintasan
C4
CO2
CO2
S i a n g h a r i
M a l a
m h
a r i
Siklus
Calvin
Gula
Lintasan
C4
CO2
CO2
S i a n g h a r i
M a l a
m h
a r i
Siklus
Calvin
Gula
Siklus
Calvin
Siklus
Calvin
Gula
malat
Karakteristik reduksi
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 24/29
Karakteristik reduksikarbon pada tumbuhan
C3 C4 CAM
CO2
Gula
SiklusCalvin
Sel mesofilSel mesofil
S e l m
e s o
f i l
S e l m
e s o
f i l
FotosintesisFotosintesis 1919
MalatMalat
LintasanLintasan
C4C4
COCO22
Siklus
Calvin
GulaGula
MalatMalat
COCO22
PiruvatPiruvat
PiruvatPiruvat
MalatMalat
LintasanLintasan
C4C4
COCO22
Siklus
Calvin
GulaGula
COCO22
Siklus
Calvin
GulaGula
MalatMalat
COCO22
PiruvatPiruvat
PiruvatPiruvat
LintasanC4
CO2
CO2
S i a n g h a
r i
M a l a m h a
r i
SiklusCalvin
Gula
malat
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 25/29
Pemanasan global akibat efek rumah kacadari CO
2
di atmosfir
Radiasi cahaya yangterperangkap oleh CO2
Fotosintesis merupakan
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 26/29
Fotosintesis merupakanpenampungan (sink) bagi CO2
global
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 27/29
FotosintesisFotosintesis 2626
KETERANGAN GAMBARKETERANGAN GAMBAR
Kelompok Alga:Kelompok Alga:
••Dinoflagellate,Dinoflagellate, Peridinium Peridinium sp.sp.
PakuPaku--pakuanpakuan
••Equisetum Equisetum
••Sticheris owhyhensis, Diploterygium Sticheris owhyhensis, Diploterygium pinnatum pinnatum
Pakis dari Hawai:Pakis dari Hawai: Cycas revoluta Cycas revoluta Pohon raksasa di AmerikaPohon raksasa di Amerika
••Sequoia sempervirens Sequoia sempervirens
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 28/29
Lestarikan tumbuhanKarena dia adalah plasenta dunia:
sumber karbon dan oksigen kita
FotosintesisFotosintesis 2626
8/3/2019 Kuliah 4 Fotosintesis (Non)
http://slidepdf.com/reader/full/kuliah-4-fotosintesis-non 29/29
SEKIANSEKIAN
FotosintesisFotosintesis 2626