Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

1 1 Kuliah 7 : FOTOSINTESIS DAN ENERGI KEHIDUPAN TIK : Setelah mengikuti kuliah ini, anda dapat menjelaskan Fotosintesis dan energi kehidupan. Pandangan.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "1 1 Kuliah 7 : FOTOSINTESIS DAN ENERGI KEHIDUPAN TIK : Setelah mengikuti kuliah ini, anda dapat menjelaskan Fotosintesis dan energi kehidupan. Pandangan."— Transcript presentasi:

1 1 1 Kuliah 7 : FOTOSINTESIS DAN ENERGI KEHIDUPAN TIK : Setelah mengikuti kuliah ini, anda dapat menjelaskan Fotosintesis dan energi kehidupan. Pandangan kuno tentang kosmos Firaun Akhnaton menyembah Aten (Dewa Matahari) Firaun Akhnaton Pengantar Ilmu Pertanian3 Energi  Energi Surya / Energi Elektromagnetik  Energi Mekanik  Energi Panas Matahari  Energi Geotermal / Panas Bumi  Energi Gravitasi  Energi Nuklir  Terjadi konversi bentuk Pengantar Ilmu Pertanian4 Firaun Akhnaton menganggap semua hal berkenaan dengan kehidupan diatur oleh Sumber Tenaga Tunggal  Dewa Matahari, Aten Pengantar Ilmu Pertanian 2 Contoh: PLTA Air yang terbendung : Untuk irigasi Pengantar Ilmu Pertanian5 Energi Sintesis Kimia  Tidak semua makhluk hidup mendapatkan energi dari fotosintesis  sintesis kimia Bakteri nitrit var. nitrosamine mengubah amoniak menjadi nitrit selanjutnya nitrat dan mendapatkan energi  nitrifikasi  2NH 3 + 3O 2  2HNO 2 + 2H 2 O kcal  2HNO 2 + O 2  2HNO kcal  Bakteri pengoksid belerang mendapat energi dari:  2H 2 S + O 2  S 2 + 2H 2 + energi  Bakteri pengoksid besi mendapat energi dari:  4Fe H + + O 2  4Fe H 2 O + energi  kemo-ototrofik Pengantar Ilmu Pertanian6  Pentingnya fotosintesis bagi makhluk hidup adalah : - Mengikat energi surya mjd energi dlm bentuk bahan kimia kaya energi sbg sumber makanan - Menyegarkan udara dg menghasilkan oksigen  Hal-hal yg mengakibatkan proses perubahan karbondioksida mjd oksigen menurun antara lain : - Menurunnya potensi tumbuhan di dunia - Meningkatnya kadar CO 2 di bumi akibat pembakaran - Green house effect, suhu bumi meningkat  Fotosintesis berpusat pada kloroplast (ditemukan oleh Julius van Sachs, 1865)  Bagian dalam kloroplast disekat dinding lamella, yg memisahkan zat dlm kloroplast yg disebut stroma

2  fotoototrofik 2 7 Fotosintesis Tumbuhan Hijau  Penghasil utama energi kimia melalui sinar surya adalah tumbuhan hijau  6CO 2 + 6H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O  Setiap tahun tumbuhan hijau menghasilkan jt ton  O 2, mengikat jt ton CO 2 dan jt ton H 2 O Peningkatan kadar karbondioksida di lapisan atmosfir akan  menghambat pengembalian energi panas dari bumi dan akan meningkatkan suhu atmosfir bumi  greenhouse effect Julius von Sachs (1865): proses fotosintesis terjadi dalam zarah kecil dalam tumbuhan yang berwarna hijau (kloroplast) -  Energi surya/ klorofil 8  Langkah dalam fotosintesis : Reaksi terang di lamella Reaksi gelap di stroma Denah proses fotosintesis  Dr. Melvin Calvin (1961 menerima nobel) menjelaskan daur pembentukan karbohidrat  Daur Calvin  Bakteri merah membuat fotosintesis dengan mengikat H 2 S  6CO H 2 S -  C 6 H 12 O S + 6H 2 O Energi surya Reaksi terang H2OH2O Energi surya O2O2 ADP ATP NADPH + H + NADP Reaksi gelap H2OH2O CO 2 KH berenergi Ilmu Pertanian Pengantar Ilmu Pertanian Pemanenan enargi surya Energi Kimia Oksigen Matahari Bahan organik Obat Makanan Kosmetik Pakaian Perumahan Pengantar Bahan bakar dll. 9 Pengantar Ilmu Pertanian10 Pengantar Ilmu Pertanian Sejarah Fotosintesis Pengantar Ilmu Pertanian11 Percobaan awal Fotosintesis: Priestley (1770-an) Ingenhousz (1780-an) Priestly: Batang dan daun mint dapat membersihkan udara yang telah dikotori oleh nyala lilin Ingenhousz: Fotosintesis memerlukan cahaya Pengantar Ilmu Pertanian12 Fotosintesis Fotosintesis melibatkan tumbuh-tumbuhan yang ada di darat, perairan air tawar maupun lautan

3 Membran dalam Pada tumbuhan tinggi Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas Stroma Tilakoid Granum Ruang antar membran Potongan melintang daun jagung Membran luar Model struktur kloroplas 14 Fotosintesis: proses oksidasi reduksi Cahaya Matahari 6CO 2 + 6H 2 OC 6 H 12 O 6 + 6O 2 Reduksi Oksidasi Pengantar Ilmu Pertanian15 Pengantar Ilmu Pertanian Fotosintesis menghasilkan gas oksigen dari pemecahan air 6CO H 2 O * C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O +6O 2* 6CO 2 6H 2 O * C 6 H 12 O 6 6H 2 O6O 2* 6CO 2* + 12H 2 OC 6 H 12 O 6 + 6H 2 O + 6O 2 Penggunaan oksigen berlabel  O 2 berasal dari H 2 O Pengantar Ilmu Pertanian Fotosintesis Pengantar Ilmu Pertanian Reaksi terang Reaksi gelap ATPNADPHADP+Pi NADP + Reaksi terang (Dalam Grana) Cahay a H2OH2O O2O2 CO 2 Gul a Reaksi Gelap (dalam stroma) 17 Reaksi terang Prosesnya digerakkan oleh cahaya Cahaya matahari NADPH ATP dan Reaksi terjadi di dalam grana khususnya pada membran tilakoid kloroplas Pengantar Ilmu Pertanian Klorofil Energi KIMIAEnergi CAHAYA Pengantar Ilmu Pertanian18 Cahaya matahari: gelombang elektromagnetik Gelombang mikro Gelombang radio infra merah Cahaya Tampak nm700 Peningkatan Peningkatan Energi UV sinar X sinar Gamma

4 H + H (PSI) Sukrosa, pati 2  gula 4 19 Spektrum cahaya merah dan biru adalah yang efektif diserap oleh pigmen tumbuhan dalam proses fotosintesis, cahaya hijau sebagian besar dipantulkan  daun berwarna hijau Panjang Gelombang (nm) Pengantar Ilmu Pertanian Absorbsi cahaya oleh klorofil a 20 Konsep dasar reaksi terang Kompleks sitokrom Sistem cahaya II (PSII) NADP reduktase ATP sintase Panjang gelombang efektif untuk fotosintesis Bagian dalam tilakoid H+H+ + H+H+ + H + Sistem cahaya I Pengantar Ilmu Pertanian H+H+ NADPH H + ATP  Air dipecah sebagai sumber elektron di sistem cahaya II  Elektron yang tereksitasi mentransfer energinya ke rangkaian pembawa elektron dengan tingkat energi yang lebih rendah untuk memompa proton (H + ) dari stroma ke ruang dalam tilakoid (matriks)  Terjadi perbedaan konsentrasi ion H + antar dua permukaan membran (matriks dan stroma)  Beda potensial ini digunakan ion H + kembali ke stroma melewati enzim ATP sintase untuk membentuk ATP dari ADP  Elektron akhirnya diterima oleh penerima elektron terakhir yaitu NADP + sehingga berubah menjadi NADPH Pengantar Ilmu Pertanian 21 Tahap-tahap reaksi terang  Teori kemiosmosis Chl * PQPQ e-e- I e-e- Fd NADP + + H + NADP H 22 H 2 O O + 2 H + e-e- Cyt P C ADP + P i ATP Pengantar Ilmu Pertanian e - Chl Foton e - Chl Foton Sistem cahaya II (PSII) Sistem cahaya I (PSI)Rantai Reaksi redoks Teori Zigzag Reaksi gelap  Tidak berhubungan langsung dengan cahaya  memanfaatkan ATP dan NADPH dari reaksi terang untuk mereduksi CO 2 menjadi gula ATP, Ilmu  Tetap terjadi pada saat ada cahaya/siang hari  Jadi input reaksi Pengantar gelap: Pertanian NADPH, CO 2 23 ATP ADP NADP + NADPH Siklus Calvin CO 2 + H 2 O Gula Gliseraldehid- 3-fosfat Reduksi H ADP + Pi 24 NADP + ATP + NADP Regenerasi ATP ADP SIKLUS CALVIN 3-Fosfogliserat Ribulosa-1,5- bisfosfat Setiap 12 G3P: 10  regenerasi Pengantar Ilmu Pertanian Sucrose, Starch CO 2 + H 2 O Enzim Rubisco Karboksilasi

5 5 Pengantar Ilmu Pertanian25 Pemanasan global akibat efek rumah kaca dari CO 2 di atmosfir Radiasi cahaya yang terperangkap oleh CO 2 Pengantar Ilmu Pertanian26 Nisbah Pemanfaatan Energi Surya oleh Makhluk Hidup  Rata-rata energi surya sampai di tepi luar atmosfir bumi per tahun = langley (1 langley = 1 gcal/cm 2 )  langley/tahun dipantulkan oleh awan atau diserap air/debu  langley/tahun sampai ke permukaan bumi  1-2% dimanfaatkan untuk fotosintesis (khusus yang memp. Panjang gelombang mikron)  Efisiensi pemanfaatan energi dalam karbohidrat berbeda untuk makhluk hidup. Tumbuhan menyerap energi dalam karbohidrat 1-2% Pengantar Ilmu Pertanian27  Pemanfaatan energi: 1. Matahari menyampaikan 1.3 x kal/tahun 2. Tumbuhan memanfaatkan 1 x kal/tahun 3. Herbivora memanfaatkan 5 x kal/tahun 4. Karnivora memanfaatkan 1 x kal/tahun 5. Karnivora tingkat dua memanfaatkan 3 x kal/tahun  Perbedaan pendayagunaan energi mempengaruhi pola makan bangsa-bangsa  Bangsa miskin banyak mengkonsumsi nabati  Bangsa kaya banyak mengkonsumsi hewani Pengantar Ilmu Pertanian28


Download ppt "1 1 Kuliah 7 : FOTOSINTESIS DAN ENERGI KEHIDUPAN TIK : Setelah mengikuti kuliah ini, anda dapat menjelaskan Fotosintesis dan energi kehidupan. Pandangan."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google