Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
-
Upload
gerald-siahaan -
Category
Documents
-
view
238 -
download
0
Transcript of Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
1/13
1. RUMUS KIMIA FISIOLOGIS FOTOSINTESIS DAN RESPIRASI
Pengertian Fotosintesis
Pengertian fotosintesis adalah reaksi kimiawi dimana tumbuhan, beberapa
jenis bakteri dan alga, menghasilkan glukosa dan oksigen dengan menggunakan
karbon dioksida dan air, dengan menggunakan cahaya sebagai sumber energi
utama.
Proses fotosintesis mengubah energi yang amat banyak dari sinar matahari
menjadi energi listrik dan kimia. Masukan yang dibutuhkan dalam proses
fotosintesis seperti karbondioksida (CO2, air (!2O dan mineral serta sinar
matahari (cahaya dan menghasilkan karbohidrat sebagai sumber makanan yang
dibutuhkan oleh makhluk hidup (tumbuhan dan organisme fotosintesis berperan
sebagai produsen serta oksigen yang kita hirup. "eaksi dalam proses fotosintesis
berdasarkan butuh tidaknya oksigen terbagi dua yaitu fotosintesis oksigenik dan
fotonsintesis noneksogenik. Proses fotosintesis oksigenik terjadi pada kebanyakan
tumbuhan sedangkan beberapa organisme tingkat rendah seperti bakteri
contohnya cyanobacteria melakukan proses fotosintesis noneksogenik dengan
menggunakan bakterioklorofil.
#otosintesis adalah proses biologis yang paling penting di bumi dan
kehidupan ini. $ayaknya sebuah baterai, fotosintesis merupakan baterai terbesar di
dunia, menyimpan energi matahari dan kimiawi dalam jumlah besar. %ahkan
dalam kondisi yang paling ideal, dapat mencapai efisiensi energi sebesar &' ,
dan beberapa jenis tumbuhan ada juga yang hanya memperoleh )*2 . +ebu
merupakan contoh tumbuhan yang melakukan fotosintesis dengan tingkat efisiensi
sebesar .
Sejarah Penelitian Fotosintesis Ring!as"
-ejarah penelitian tentang proses fotosintesis tercatat dimulai oleh an /an
!elmont pada tahun )011*an. -eorang dokter dan ahli kimia #inlandia ini
melakukan ekperimen tentang pertambahan bobot pada tumbuhan dari waktu ke
waktu. ia menyimpulkan bahwa tumbuhan bertambah bobotnya karena air dan
yang larut didalamnya akan tetapi penelitian lebih lanjut oleh -tephen !ales
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
2/13
tentang hal yang sama pada tahun pada tahun )321 bahwa terdapat faktor lain
yaitu udara.
oseph Priestley yang merupakan ahli kimia dan sekaligus pendeta
bereksperimen menggunakan lilin, tikus dan toples serta tumbuhan. ia
menyalakan lilin dalam sebuah toples beserta tikus didalamnya. +ikus tersebut
mati begitupun dengan lilinnya. -elanjutnya, berekperimen lagi dengan
menambahkan tumbuhan dalam toples. $ilin mati, akan tetapi tikus tidak mati. ia
menyimpulkan bahwa tumbuhan dapat menggantikan udara yang dibakar oleh
lilin tersebut sehingga tikus tetap dapat hidup.
-elanjutnya eksperimen oleh #an Ingenho$s% pada tahun )33. 4amenemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat
5memulihkan6 udara yang 5rusak6. -elanjutnya, ean , seorang ilmuwan prancis,
pada tahun )370 menunjukkan bahwa udara yang 5dipulihkan6 dan 5merusak6 itu
adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. +erakhir,
oleh Theo&ore &e Sa$ss$re menghubungkan penelitian Ste'hen (ales dan
penelitian penelitian sebelumnya dan berhasil merumuskan persamaan umum
tentang bagaimana cara tumbuhan dapat menghasilkan makanan atau glukosa
dengan kata lain persamaan fotosintesis seperti dibawah ini8
)(*O + ),O* + -ahaa / ,)(1*O) gl$!osa" + )O*
$ebih dari )1)3 kilokalori (9.2 : )1)3 k energi matahari yang tersimpan
karena fotosintesis di %umi, yang berhubungan dengan asimilasi )1)1 ton karbon
diubah menjadi karbohidrat dan bentuk organik lainnya.
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
3/13
Reaksi dalam Fotosintesis: Reaksi Terang dan Gelap
Proses #otosintesis terbagi atas dua yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
"eaksi terang yang terjadi pada lempengan tilakoid pada kloroplas berfungsi
sebagai proses pembuatan energi ;+P dan
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
4/13
ua fotosistem yaitu fotosistem 4 dan 44 berperan menyerap energi
matahari atau foton melalui pigmen klorofil. "eaksi terang dimulai pada saat
fotosistem 44 bereaksi. =etika pigmen klorofil dalam pusat reaksi fotosistem 44
menyerap foton, elektron pada molekul ini memiliki energi tinggi sehingga
menyebabkan ketidakstabilan dan kemudian menyebabkan terjadinya reaksi
redoks berantai dimana elektron berpindah dari molekul satu yang lebih tinggi
tingkat energinya ke molekul yang lebih rendah tingkat energinya. Proses ini
disebut sebagai rangkaian transport elektron. ?lektron tersebut 5mengalir6 dari
fotosistem 44 ke sitokrom b0f hingga ke fotosistem 4. Pada fotosistem 4, elektron
tersebut mendapatkan energi lagi dari foton (energi cahaya. Penerima elektron
terakhir adalah e yang akan digunakan oleh ;+P sintetase untuk membuat ;+P. -edangkan
pada fotofosforilasi siklik, protein sitokrom b0f menggunakan energi dari eletron
pada fotosistem 4 dan 44 untuk menciptakan ;+P lebih banyak dan menghentikan
produksi
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
5/13
Proses Fotosintesis Rea!si Terang Foto2os2orilasi Nonsi!li!
%erdasarkan gambar diatas, anda sudah paham bukan, bagaimana proses
reaksi terang dalam fotosintesis oksigenik secara fosforilasi nonsiklik. $angkah
pertama adalah adanya cahaya yang 5menabrak6 fotosistem 44 yang mengandung
klorofil a yang mampu menyerap cahaya dengan panjang gelombang 01
nanometer (oleh karenanya disebut p01. =emudian air 5pecah6 dan melepaskan
ion hidrogen dan Oksigen serta 2 elektron. ?lektron tersebut kemudian tereksitasi,
atau mengalami peningkatan energi sehingga terjadilah rangkaian redoks.
?lektron tersebut diangkut oleh oleh rangkaian transport elektron mulai dari Ph
(Pheophytin ke plastoAuinone (Ba kemudian elektron dalam reaksi terang
diangkut oleh PlastoAuinone (Bb lalu selanjutnya ke kompleks sitokrom bf dan
akhirnya elektron sampai ke fotosistem 4 yang mengandung P311.
Perlu anda ketahui bahwa Ph, Qa, Qb, dan sitokrom bf merupakan
pembawa elektron. alam proses transport elektron tersebut tersedia energi untuk
menghasilkan ;+P dalam perpindaha fotosistem 44 ke fotosistem 4.
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
6/13
-elanjutnya dalam proses fotosintesis reaksi terang fosforilasi non siklik, dua
elektron yang sampai pada komplek fotosistem 44 P311 mengalami peningkatan
energi sehingga terjadi rangkaian transport elektron kembali, dimulai dari ;1 yang
merupakan bentuk klorofil yang berperan sebagai penghantar elektron kepada ;)
yang merupakan phylloAuinone. =emudian elektron dihantarkan ke kompleks
protein iron*sulfur lalu ke feredoksin (ferredo:in. !ingga akhirnya menuju karier
elektron terakhir yaitu
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
7/13
alam proses ini, dihasilkan hanya ;+P, bukan oksigen ataupun
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
8/13
#otosintesis8 +ahap 4 "eaksi @elap
+ahap pertama dalam siklus C%% reaksi gelap memiliki kemiripan dengan
tahap isomerasi pada jalur Pentosa #osfat (PPP. ?nFim yang digunakan pada
reaksi ini berwarna merah (lihat gambar diatas. ?nFim rubisco (singkatan dari
ribulose bisphosphate carbo:ylase mengkatalasis reaksi karboksilasi dari
ribulose*),'*bisphosphate dalam dua reaksi. Pertama, ribulose*)*'*bisphosphate
haruslah difosforilasi oleh enFim Phosphoribulose kinase. !asil yang diperoleh
dari proses karboksilasi ini adalah dua molekul &*phosphoglycerate (&*
fosfogliserat.
#otosintesis8 +ahap =edua "eaksi @elap
+ahap kedua dalam siklus Cal>in %enson reaksi gelap memiliki kemiripan
dalam salah satu bagian reaksi glukoneogenesis.
). &*Phosphoglicerate (&*fosfogliserat difosforilasi menggunakan
bantuan enFim phosphoglycerate kinase untuk membentuk ),&*
%isphosphoglycerate.
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
9/13
2. -elanjutnya, ),&*%isphosphoglycerate direduksi menggunakan
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
10/13
3. +erakhir dalam reaksi gelap ini, G'P dan "'P diisomerasi mengunakan
enFim Phosphopentose epimerase dan phosphopentose isomerase untuk
menghasilkan ribulose*'*phosphate (ribulosa*'*fosfat yang kemudian
dapat mengulang kembali si!l$s ,al4in56enson56assha7.
*. SIKLUS (IDUP #AMUR
amur dapat dikelompokkan atas jamur tingkat rendah dan jamur tingkat
tinggi berdasarkan struktur hifa dan pembentukan sporanya. amur tingkat rendah
umumnya tidak memiliki septa pada hifa (hifa aseptat kecuali saat hifa akan
membentuk alat reproduksi, serta spora aseksual dibentuk dalam suatu kantong
spora (sporangium.
=lasifikasi jamur daratan (terrestrial fungi dilakukan dengan
mempertimbangkan pola reproduksi seksualnya. ;da tiga filum pada jamur
daratan, yaitu sebagai berikut 8
a Hygomycota yang membentuk Figospora.
b ;scomycota yang membentuk askopora.
c %asidiomycota yang membentuk basidiospora.
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
11/13
Proses reproduksi seksual dimulai dengan bertemunya hifa ( dan hifa (* .
=edua hifa tersebut akan membentuk struktur gametangia yang di dalamnya
mengandung banyak inti. @ametangia akan terpisah dari hifa melalui
pembentukan septa. -el gametangia akan melebur melalui plasmogami yang
menyebabkan bersatunya plasma kedua gametangia.
Peristiwa di atas diikuti dengan peleburan dari inti*inti haploid yang
bersesuaian (kariogami sehingga terbentuk Figot berinti diploid. Higot akan
membentuk Figospora di dalam suatu kantong yang disebut Figosporangium.
=antong tersebut dapat berisi Figospora lebih dari satu. Meiosis terjadi saat
Figospora membentuk kecambah.
b ;scomycota
"eproduksi seksual dicirikan melalui pembentukan kantong askus yang berisi
askospora dan terdapat di dalam tubuh buah (askokarp. -el >egetatif atau hifa
jamur ini bersifat heterokairot (inti berbeda muatan atau homokairot (inti
bermuatan sejenis. -el atau hifa yang bersesuaian, askogonia (betina dan
anteridia (jantan akan bertemu dan melebur (plasmogami kemudian diikuti
kariogami sehingga membentuk kantong askus berisi Figot. Higot mengalami
meiosis dan diikuti dengan mitosis sehingga terbentuk askospora atau
kelipatannya.
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
12/13
Contohnya pada khamir -accharomyces cere>isiae yang membentuk ascus
naked atau ;spergillus nidulans yang membentuk askus dalam kleistotesium.
c %asidiomycota
%asidiomycota sering direpresentasikan dengan jamur makroskopis yang biasa
disebut mushroom. Contohnya, jamur merang (/ol>ariella >ol>aceae, jamur
kuping (;uricularia auricula, atau jamur tiram (Pleurotus ostreatus.
"eproduksi seksual dimulai dengan bertemunya dua hifa homokariot yang
bersesuaian dan melebur (terjadi peristiwa plasmogami membentuk satu
kompartemen sel berinti dua (dikariotik yang berbeda muatannya (heterokairot.
-el dikariotik tersebut akan berkembang membentuk miselium sekunder yang
memiliki inti heterokairot yang bersesuaian.
Miselium sekunder dengan inti dikariot berkembang membentuk tubuh buah
(basidiokarp. -el berinti dikariot membelah secara mitosis sehingga membentuk
struktur reproduksi (basidium. Pada saatnya inti dikariotik akan melebur
(kariogami membentuk Figot berinti diploid. -elanjutnya, inti diploid akan
mengalami proses meiosis menjadi haploid yang dikemas dalam basidiospora.
-
8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi
13/13