Click here to load reader

materi biokimia Fotosintesis

  • View
    2.345

  • Download
    5

Embed Size (px)

Text of materi biokimia Fotosintesis

  • 1. FOTOSINTESIS Proses yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia

2.

  • Fotosintesis terjadi di kloroplas
  • Daun pada tanaman merupakan tempat utama terjadinya fotosintesis

Vein Leaf cross section Mesophyll CO 2 O 2 Stomata 3. Energi mengalir ke dalam suatu ekosistem sebagai cahaya matahari dan meninggalkannya dalam bentuk panas Light energy ECOSYSTEM CO 2+ H 2 O Photosynthesis in chloroplasts Cellular respiration in mitochondria Organic molecules + O 2 ATP powers most cellular workHeat energy 4. Fotosintesis

  • Proses dimana organisme yang memiliki kloroplas mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia
  • Melibatkan 2 lintasan metabolik
  • Reaksi terang:mengubah energi matahari menjadi energi seluler
  • Siklus Calvin : reduksi CO 2menjadi CH 2 O

5. Light Chloroplast NADP ADP + P RuBP 3-PGA Light reactions Calvin cycle Electrons G3P Cellular respiration Cellulosse Starch Other organic compounds 6. Persamaan Fotosintesis

  • Fotosintesis 6CO 2+6H 2 0 + lightC 6 H 12 0 6+ 6O 2

7. Reduksi CO2 menjadi karbohidrat melalui oksidasi carrier energi (ATP, NADPH) Reaksi terang memberi energi pada carrier Reaksi gelap (siklus Calvin) menghasilkanPGAL (phosphoglyceraldehyde) Pada fotosintesis Fotosintesis terdiri dari dua proses yaitu -Reaksi terang -Siklus Calvin 8. 9.

  • Tilakoid adalah sistem membran dalam kloroplas (tempat terjadinya reaksi terang). Memisahkan kloroplas menjadi ruang tilakoid dan stroma
  • Grana kumpulan tilakoid dalam kloroplas
  • Stroma: daerah cair antara tilakoid dan membran dalam tempat terjadi siklus Calvin

Struktur kloroplas Chloroplast Mesophyll 5 m Outer membrane Intermembrane space Inner membrane Thylakoid space Thylakoid Granum Stroma 1 m 10. cahaya

  • Energi elektromagnetik bergerak dalam bentuk gelombang
  • Terdapat hubungan yang berbalik antara panjang gelombang dengan energi
  • Panjang gelombang tinggi maka energi rendah

11. Spektrum tampak

    • -termasuk warna-warna cahaya yang dapat kita lihat
    • -termasuk panjang gelombang yang menjalankan fotosintesis

12.

  • Pigmen
    • -Substansi yang menyerap cahaya tampak
    • -Menyerap kebanyakan panjang gelombang tetapi paling sedikit menyerap panjang gelombang hijau
  • Pigmen
    • Klorofila
    • Klorofilb
    • Karotenoid
      • Karotene
      • Xantofil

13. 14.

  • Spektrum aksi pigmen
    • Efektivitas relatif panjang gelombang yang berbeda dalam menjalankan fotosintesis

Rate of photosynthesis (measured by O 2release) Action spectrum.Plot antara kecepatan fotosintesis vs panjang gelombang.Sepktrum aksi mewakili spektrum absorpsi klorofil a tetapi tidak benar-benar tepat.Hal ini karena penyerapan cahaya oleh pigmen aksesoris seperti klorofil b dan karotenoid. 15.

  • Spektrum aksi fotosintesis
    • Ditunjukkan oleh Theodor W. Engelmann

400 500 600 700 Aerobic bacteria Filament of alga Engelmanns experiment.Tahun 1883, Theodor W. Engelmann menyinari alga filamen dengan cahaya yang telah dilewatkan ke prisma, sehingga segmen yang berbeda dari alga mendapat panjang gelombang yang berbeda. Digunakanbakteri aerob yang terkonsentrasi dekan sumber oksigen untuk menentukan segmen alga yang paling banyak mengeluarkan O2.Bakteri berkumpul dalam jumlah besar disekitar alga yang mendapat cahaya biru-violet dan merah.cahaya biru-violet dan merahpaling efektif dalam fotosintesis 16. Klorofila

  • Klorofil a adalah pigmen yang secara langsung berpartisipasi dalam reaksi terang
  • Pigmen lain menambahkan energi ke klorofil a
  • Penyerapan cahaya meningkatkan elektron ke orbital energi yang lebih tinggi

17.

  • Klorofil tereksitasi oleh cahaya
  • Saat pigmen menyerap cahaya
    • Klorofil tereksitasi dan menjadi tidak stabil

Excited state Energy of election Heat Photon (fluorescence) Chlorophyll molecule Ground state Photon e 18. Fotosistem

  • Kumpulan pigmen dan protein yang berasosiasi dengan membran tilakoid yang memanen energi dari elektron yang tereksitasi
  • Energi yang ditangkap ditransfer antara molekul fotosistem sampai mencapai molekul klorofil pada pusat reaksi

19.

  • Pada pusat reaksi terdapat 2 molekul
    • Klorofila
    • Akseptor elektron primer
  • Pusat reaksi klorofil dioksidasi dengan hilangnya elektron melalui reduksi akseptor elektron primer
  • Terdapat fotosistem I danII
  • Membran tilakoid
    • Terdapat 2 tipe fotosistem yaitu fotosistem I dan II

20. Aliran elektron

  • Terdapat dua rute jalur elektron yang tersimpan pada akseptor elektron primer
  • Kedua jalur
    • Dimulai dengan penangkapan energi foton
    • Menggunakan rantai transport elektron dengan sitokrom untuk kemiosmosis
  • Aliran elektron nonsiklik
    • Menggunakan fotosistem II dan I
    • Elektron dari fotosistem II dihilangkan dan diganti oleh elektron yang didonasikan oleh air
    • Mensintesis ATP dan NADPH
    • Donasi elektron mengkonversi air O 2dan 2H +
  • Aliran elektron siklik
    • Hanya menggunakan fotosistem I
    • Elektron dari fotosistem I di-recycle
    • Mensintesis ATP

21.

  • Menghasilkan NADPH, ATP, dan oksigen

Nonsiklik 22.

  • Aliran siklik
    • Hanya fotosistem I yang digunakan
    • Hanya ATP yang dihasilkan

23.

  • Reaksi terang dan kemiosmosis:
  • Organisasi membran tilakoid

LIGHT REACTOR NADP + ADP ATP NADPH CALVIN CYCLE [CH 2 O] (sugar) STROMA (Low H +concentration) Photosystem II LIGHT H 2 O CO 2 Cytochrome complex O 2 H 2 O O 2 1 1 2 2 Photosystem I Light THYLAKOID SPACE (High H +concentration) STROMA (Low H +concentration) Thylakoid membrane ATP synthase Pq Pc Fd NADP + reductase NADPH + H + NADP ++ 2H + To Calvin cycle ADP P ATP 3 H + 2 H + +2 H + 2 H + 24.

  • Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untuk mengkonversi CO 2menjadi gula
  • Siklus calvin
    • Terjadi di stroma
  • Siklus Calvin memiliki 3 tahap
    • Fiksasi karbon
    • Reduksi
    • Regenerasi akseptor CO 2

25.

  • Siklus Calvin

Phase 1: Carbon fixation Phase 2: Reduction Phase 3: Regeneration of the CO 2acceptor (RuBP) (G3P) Input (Entering one at a time) CO 2 3 Rubisco Short-lived intermediate 3P P 3P P Ribulose bisphosphate (RuBP) P 3-Phosphoglycerate P 6P 6 1,3-Bisphoglycerate 6 NADPH 6 NADPH + 6P P 6 Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) 6ATP 3ATP 3ADP CALVIN CYCLE P 5 P 1 G3P (a sugar) Output Light H 2 O CO 2 LIGHT REACTION ATP NADPH NADP + ADP [CH 2 O] (sugar) CALVIN CYCLE O 2 6 ADP Glucose and other organic compounds 26. Siklus Calvin

  • Dimulai dari CO 2dan menghasilkan Glyceraldehyde 3-phosphate
  • Tiga bagian siklus Calvin menghasilkan 1 produk molekul
  • Tiga tahap
    • Fiksasi karbon
    • Reduksi CO2
    • Regenerasi RuBP

27.

  • Sebuah molekul CO2 dikonversi dari bentuk inorganiknya menjadi molekul organik (fixation) melalui pengikatan ke gula5C (ribulose bisphosphate atau RuBP).
    • Dikatalisasi oleh enzimRuBP carboxylase (Rubisco).
  • Bentuk gula 6C pecah menjadi 3-phosphoglycerate

28.

  • Tiap molekul 3-phosphoglycerate menerima tambahan grup fosfatmembentuk1,3-Bisphosphoglycerate (fosforilasiATP )
  • NADPH dioksidasi dan elektron yang ditransferke 1,3-Bisphosphoglycerate memecah molekul dengan tereduksi menjadiGlyceraldehyde 3-phosphate

29.

  • Tahap terakhir dari siklus ini adalah regenerasi RuBP
  • Glyceraldehyde 3-phosphate dikonversi menjadiRuBP melalui sebuah seri reaksi yang melibatkanfosforilasi molekul oleh ATP

30.

  • Tanaman C4 meminimalkan keperluan fotorespirasi
    • dengan cara menggabungkan CO 2ke dalam senyawa empat karbon di sel mesofil
  • Senyawa empat karbon tersebut
    • Dieksport ke sel berkas pembuluh, dimana CO2 dilepaskan yang digunakan dalam siklus Calvin

Tanaman C4 31.

  • Anatomi daun C 4dan jalur C 4

CO 2 Mesophyll cell Bundle- sheath cell Vein (vascular t

Search related