Fotosintesis Arp
-
Upload
aris-taoemesa -
Category
Documents
-
view
107 -
download
2
Transcript of Fotosintesis Arp
FOTOSINTESIS
FOTOSINTESIS : Mekanisme molekuler dimana energi matahari (solar) dalam satuan foton (=hv), ditangkap atau diserap dan diubah menjadi energi kimia oleh sel-sel fotosintetik.
FOTOFOSFORILASI :Terdiri dari pembentukan gluside dari fiksasi CO2 dan H2O, dengan bantuan energi sinar yang diserap oleh klorofil dan pigmen lain
FORMULASI KLASIK :
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6H2O
Kenyataan :
Yang pertama terbentuk bukan heksose tetapi aldehide fospogliserat
3CO2 + 3H2O C3H6O3 + 3H2O
hv
klorofil
hv
klorofil
KONDISI FOTOSINTESISHasil fotosintesis : O2 dan gluside
O2 mudah terdiffusi
Tidak mengganggu reaksi
Gluside bila tidak termetabolisme dengan cepat, maka akan menghasilkan hambatan, sehingga akan menurunkan (mengurangi) proses fotosintesis
Seperti halnya fenomena metabolik, intensitas fotosintesis tergantung pada kondisi-kondisi luar, terutama temperatur
Berlangsung di dalam jasad berfotosintesis : Jasad tumbuhan tinggi Jasad tumbuhan palus Jasad lumut Jasad ganggang (hijau, biru, merah &
coklat) Jasad renik (protozoa, bakteri)
PROSES FOTOSINTESIS
ENERGI SOLAREnergi matahari yang dipantulkan oleh proses fotosintesis sangat kecil dibanding dengan yang dipakai oleh manusia (>90%) untuk pemanasan, cahaya, dan tenaga
E.SOLAR (hv)
Ditangkap oleh klorofil yang terdapat dalam tumbuhan hijau daun dan beberapa jasad
Dipantulkan kembali secara langsung ke ruang angkasa
Diserap oleh atmosfer dan diubah menjadi panas
Diserap oleh bumi dan atmosfer, dipakai untuk penguapan, pengendapan, angin dan sebagainya. Energi disimpan dalam bentuk air dan es.
BUMIATMOSFE
R
30 %
46 %
23 %
< 1%
Over all6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6H2O
Dalam bakteri, H2O diganti dengan zat pereduksi yang lebih kuat seperti : H2, H2S, dan H2R. (R = gugus organik)2CO2 + 2H2R 2CH2O + O2 + 2R
KH
hv
klorofil
PROSES FOTOSINTESIS – TUMBUHAN TINGGI
1. TAHAP I (REAKSI TERANG CAHAYA)Atom hidrogen (H2O) mereduksi NADP+
NADPH
H2O + NADP+ + ADP + Pi ½ O2 + H+ + NADPH + ATP
Energi matahari Energi Kimia
Fosforilasi (Fotofosforilasi) 2. TAHAP II (REAKSI GELAP CAHAYA)NADPH, ATP (senyawa kimia berenergi tinggi)
digunakan untuk mereduksi CO2 glukosa
CO2 + NADPH + H+ + ATP Glukosa + NADP+ + ADP + Pi
hv
PIGMEN FOTOSINTESIS
Sel fotosintesis mengandung :Satu atau lebih pigmen klorofil : Klorofil a
Klorofil bBakterioklorofil a
Untuk ganggang dan bakteri mengandung pigmen pelengkap di samping klorofil seperti : Karotenoid (merah atau ungu)Fikobilin (biru atau merah)
TRANSFER ELEKTRON
Fotosistem I Fotosistem II menyerap energi matahari
pada λ = 700 nm, tidak melibatkan proses pelepasan O2
Satu partikel yang tersusun dari
200 molekul klorofil a. 183 50 molekul klorofil b sangat sedikit 50-200 pigmen karotenoid Satu molekul penerima
energi matahari P.700 (klo.a.700)
menyerap energi matahari pada λ = 680 nm, melibatkan proses pelepasan O2 dan H2O
Satu partikel yang tersusun
dari :klorofil a 672
klorofil b xantofil/plastokuinon Satu molekul penerima
energi matahari P.680
* Dalam Reaksi Terang Cahaya proses transfer elektron
(akibat penyerapan E. solar ) O2
FS I dan FS II Terdapat dalam membran
kantong tilakoid secara terpisah
Komponen penyalur energi dalam rantai pengangkutan elektron fotosintesis, dari molekul air (donor elektron) ke NADP+ (akseptor elektron)
TRANSFER ELEKTRON PADA FOTOSINTESIS DAN REAKSI PERNAPASAN
1. FOTOSINTESIS
NADP+ FP Fd FRS P430 P700 PC Cytf PQ Cytb3 C550 P680
Elektron mengalir dari molekul H2O NADP+
Terdapat 2 sistem pigmen (FS I dan FS II) sebagai pendorong aliran elektron dengan bantuan energi matahari
Menghasilkan O2
O2
H2
O
FS IFS II
hv
hv
ATP
TRANSFER ELEKTRON PADA FOTOSINTESIS DAN REAKSI PERNAPASAN
2. RANTAI PERNAPASAN
NAD+ FeS FP FeS Q Cyt.b Cyt.c1 Cyt.c Cyt.a Cyt.a3
Elektron mengalir dari molekul NAD+ O2 Tidak terdapat sistem pigmenMenggunakan O2
Kedua rantai pengangkutan elektron ini :
Menghasilkan ATP (Energi kimia) Melibatkan sederetan molekul pembawa elektron
O2
H2
O
ATP
ATP
ATP
TRANSFER ELEKTRON FOTOSINTESIS
+1,0
+0,8
+0,6
+0,4
+0,2
0,0
- 0,2
- 0,4
- 0,6
Eo.V
P.700
FS I
h v
e-
FRS Fα
FP NADP+
Cyt.b6 (564) Cyt.b
3
PC
Cyt.f
PQ
C550
e-
FS II
h v
P.680
?
?H2
O
O2
ATP
ADP+Pi
1. Transfer tak mendaur (non cyclic electron flow)
H2O + NADP+ + Pi + ADP ½ O2 + NADPH + H+ + ATP
FS II sebagai pendukung FS I untuk memenuhi kekurangan elektron yang tereksitasi akibat penyerapan energi solar sedang kekurangan elektron pada FS II dipenuhi oleh oksidasi molekul H2O O2
2. Transfer mendaur (cyclic electron flow)Dalam keadaan ttt, elektron dari FS I tidak dialirkan ke NADP+, tetapi kembali ke P.700 melalui molekul penerima elektron.
h v FS IFS II
Dalam reaksi gelap cahaya fiksasi CO2 glukosa (ATP dan NADPH dari T.cahaya digunakan)
SIKLUS CALVIN
6CO2 + 18 ATP + 12 NADPH + 12 H+ + 12 H2O
GLUKOSA + 18 ADP + 18 Pi + 12 NADP+
SIKLUS CALVIN
- Proses fiksasi CO2
- Sintesa glukosa
- Melibatkan 12 enzim:
7 enzim yang berasal dari proses glikolisis 3 enzim yang berasal dari proses jalur
metabolisme fosfoglukoronat 1 enzim ribulose difosfatkarboksilase (E1)
1 enzim fosforibulosekinase (E12)
6 Ribulosa-1,5 diP
6CO2
E1 (RIDPK)
12 (3-P-Gliserat)12 ATP
12 ADP(PGK) E2
12 (1,3 di P-Gliserat)
12 NADP+
12 NADPH(GAP-DH) E3
12 (Gliseraldehid-3P)
6 ADP
6 ATP
6 Ribulosa-5P + Glukosa-6P
E12 (PRK)
8 ENZIM PADA REAKSI
ANTARA INI
E2 = fosfogliseratkinaseE3 = gliseraldehide pospatdehidrogenase
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6H2Ohv
klorofil
12 (3P-Gliserat) 12 (Gliseraldehide-3P)
(PGK) E2
(GAP-DH) E3
12 ATP 12 ADP 12 NADPH 12 NADP+
FS I + FS I I
6 ADP 6 ATP
6 (Ribulose-1,5 DI P) 6 (Ribulosa-5 P)E12
(PRK)
Glukosa
6 CO2
hv
E1 (RDIPK)
SIKLUS CALVIN
Energi matahari yang ditangkap oleh FS I dan FS II diubah menjadi energi kimia (NADPH atau ATP), digunakan untuk fiksasi CO2 dalam proses pembentukan glukosa sebagai hasil fotosintesi dalam
PROSES FOTOSINTESIS
FASE TERANG CAHAYA (TAHAP I)
H2O + NADP+ + ADP + Pi ½ O2 + H+ + NADPH + ATP
Hidrogen (H2O) mereduksi NADP+ NADPH
FASE GELAP CAHAYA (TAHAP II)CO2 + NADPH + H+ + ATP Glukosa + NADP+ + ADP + Pi
NADPH, ATP (senyawa kimia berenergi tinggi) digunakan untuk mereduksi CO2 Glukosa
hv
Over all6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6H2O
Dalam bakteri, H2O diganti dengan zat pereduksi yang lebih kuat seperti : H2, H2S, dan H2R.(R = gugus organik)
2CO2 + 2H2R 2CH2O + O2 + 2R KH
hv
klorofil
Over all fotosintesis pada kloroplast
H2O
hv
TrioseTriose
ADPADP
NADP+NADP+
NADPH, H+NADPH, H+ATPATP
APGAPGRU 1,5 diPRU 1,5 diP
E1
RUGPRUGP
ATPATP
ADPADPPRKPRK
NADP+NADP+
ADPADP
HeksoseHeksose
CO2
F.TERANGF.TERANG
GranumLamel
F.GELAPF.GELAP
StromaStroma
6 5
1 4
2 3
7
8
C H 31 8
9
1 0
1 1
1 2
1 3
1 4
1 5
1 5 '
1 4 '
1 3 ' C H 32 0 '
1 2 '
1 1 '
1 0 '
9 ' C H 31 9 '
8 '
7 '
CH 31 7
CH 31 6
CH 31 9
CH 32 0
1 '
6 '
2 '3 '
5 '
4 '
CH 31 8 '
C H 31 6 '
C H 31 7 '
- c a r o t e n e
1
6
23
5
4
CH 3
C H 3
C H 3
- k a r o t e n
1
C H 26
23
5
4
CH 3
C H 3
C H 3
- k a r o t e n
X
I
II
III
IV
Fikobilin pada ganggang biru fikosianin
X = CH3CH2-
FIKOERIOTROBILIN (MERAH)
X = CH2=CH-
FIKOSIANOBILIN (BIRU)
Xantofil
OH
OH
CH3
CH3
(CH2 CH C CH2)9 H
CH3
O
O
CH3
CH3
(CH2 CH C CH2)9 H
CH3
PLASTOKUINON A
PLASTOKUINOL A (bentuk reduksi)
fesporfirin
WarnaKemampuan menyerap sinarTransport elektron (eksitasi)
Y = -CH3 klorofil a
Y = -CHO klorofil b
Bila X = -CO-CH3 bakterio klorofil a
Y = CH3
HC
C
C
H2C
O
O-P
H OH
H OH
C
CH2
O
OH
H2C O-P
+
DHAP
Eritron-4P
HC
C
C
H2C
OH
O-P
H OH
H OH
C
CH
O
OH
H2C O-PAldolase
Sedu heptulase 1,7 diP
C
C
C
H2C OP
OH H
H OH
H OH
C O
H2C OH
+C
C
H2C OP
H
O
H OH
C
C
C
H2C OP
O
H
H OH
H OH+ C
C
H2C OP
H OH
H OH
C O
H2C OH
Fruktose-5P
Gliseraldehid-3PE4 P X5P
(Siculose 5P)