FOTOSINTESIS

Proses yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia

•Fotosintesis terjadi di kloroplas

•Daun pada tanaman merupakan tempat utama terjadinya fotosintesis

Energi mengalir ke dalam suatu ekosistem sebagai cahaya matahari dan meninggalkannya dalam bentuk panas
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 CO2 menjadi CH2O

Persamaan Fotosintesis

•Fotosintesis
6CO2 +6H20 + light ® C6H1206 + 6O2

Pada fotosintesis

Reduksi CO2 menjadi karbohidrat melalui oksidasi carrier energi (ATP, NADPH)

Reaksi terang memberi energi pada carrier

Reaksi gelap (siklus Calvin) menghasilkan  PGAL (phosphoglyceraldehyde)

Fotosintesis terdiri dari dua proses yaitu

-Reaksi terang

-Siklus Calvin

Struktur kloroplas

•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

          cahaya

•Energi elektromagnetik bergerak dalam bentuk gelombang

•Terdapat hubungan yang berbalik antara panjang gelombang dengan energi

•Panjang gelombang tinggi maka energi rendah 

termasuk warna-warna cahaya yang dapat kita lihat

termasuk panjang gelombang yang menjalankan fotosintesis

Pigmen

-Substansi yang menyerap cahaya tampak

-Menyerap kebanyakan panjang gelombang tetapi paling sedikit menyerap panjang gelombang hijau

Pigmen

Klorofil a

Klorofil b

Karotenoid 

Karotene

Xantofil 

Spektrum aksi pigmen

–Efektivitas relatif panjang gelombang yang

berbeda dalam menjalankan fotosintesis

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

•Pada pusat reaksi terdapat 2 molekul

   –Klorofil  a

   –Akseptor elektron primer

•Pusat reaksi klorofil dioksidasi dengan hilangnya elektron melalui reduksi akseptor elektron primer 

•Terdapat fotosistem I dan  II

•Membran tilakoid

   –Terdapat 2 tipe fotosistem yaitu fotosistem I dan II

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 O2 dan 2H+

•Aliran elektron siklik

  –Hanya menggunakan fotosistem I

  –Elektron dari fotosistem I di-recycle

  –Mensintesis ATP

Nonsiklik: Menghasilkan NADPH, ATP, dan oksigen

Aliran siklik : Hanya fotosistem I yang digunaka

                    Hanya ATP yang dihasilkan

Reaksi terang dan kemiosmosis:

Organisasi membran tilakoid

Siklus Calvin menggunakan ATP dan

NADPH untuk mengkonversi CO2

menjadi gula

•Siklus calvin

  –Terjadi di stroma

•Siklus Calvin memiliki 3 tahap

  –Fiksasi karbon

  –Reduksi

  –Regenerasi akseptor CO2

Siklus Calvin

•Dimulai dari CO2 dan menghasilkan Glyceraldehyde 3-phosphate

•Tiga bagian siklus Calvin menghasilkan 1 produk molekul

•Tiga tahap

–Fiksasi karbon

–Reduksi CO2

–Regenerasi RuBP 

1. Sebuah molekul CO2 dikonversi dari bentuk inorganiknya menjadi molekul organik (fixation) melalui pengikatan ke gula   5C (ribulose bisphosphate atau RuBP).
       Dikatalisasi oleh enzim   RuBP carboxylase (Rubisco).
        Bentuk gula 6C pecah menjadi 3-phosphoglycerate

                            2. Tiap molekul 3-phosphoglycerate menerima tambahan grup

                                   fosfat    membentuk  1,3-Bisphosphoglycerate (fosforilasi ATP)
                                   NADPH dioksidasi dan elektron yang ditransfer
                                    ke 1,3- Bisphosphoglycerate memecah

                                    molekul dengan tereduksi menjadi  Glyceraldehyde 3-phosphate

                           3. Tahap terakhir dari siklus ini adalah regenerasi RuBP

                                  Glyceraldehyde 3-phosphate dikonversi menjadi  RuBP melalui 

                                   sebuah  seri reaksi yang melibatkan  fosforilasi molekul oleh ATP

Tanaman C4

•Tanaman C4 meminimalkan keperluan fotorespirasi

   –dengan cara menggabungkan CO2 ke dalam senyawa empat karbon di sel mesofil

•Senyawa empat karbon tersebut

    –Dieksport ke sel berkas pembuluh, dimana CO2 dilepaskan yang digunakan dalam siklus Calvin