Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

4/25/20151 Definisi Beberapa konsep dalam fotosintesis Reaksi terang fotosintesis (reaksi thylakoid) Reaksi karbon fotosintesis (reaksi fiksasi karbon)

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "4/25/20151 Definisi Beberapa konsep dalam fotosintesis Reaksi terang fotosintesis (reaksi thylakoid) Reaksi karbon fotosintesis (reaksi fiksasi karbon)"— Transcript presentasi:

1 4/25/20151 Definisi Beberapa konsep dalam fotosintesis Reaksi terang fotosintesis (reaksi thylakoid) Reaksi karbon fotosintesis (reaksi fiksasi karbon) FOTOSINTESIS (pada tanaman tingkat tinggi)

2 4/25/20152 Definisi Fotosintesis adalah sebuah proses perubahan energi cahaya menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan disimpan sebagai ikatan kimia karbohidrat Produk utama proses fotosintesis adalah sebuah polimer gula 6 karbon (biasanya dalam bentuk sukrosa atau pati) 6CO H 2 0 6O 2 + C 6 H 12 O 6

3 4/25/20153 nH2O + nCO2 + light (CH2O)n + nO2

4 4/25/20154 Cahaya memiliki sifat baik sebagai sebuah partikel maupun sebuah gelombang Gelombang dicirikan oleh panjang gelombang ( ) dan frekuensi ()() Beberapa konsep dalam fotosintesis

5 4/25/20155 Hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi: c = 

6 4/25/20156 Sebagai sebuah partikel, cahaya disebut foton Setiap foton mengandung sejumlah energi yang disebut quantum Besarnya energi dari sebuah foton tergantung pada frekuensinya (Hk Planck)

7 7 Hukum Planck:  = h   = h c/ dimana : h = konstanta Planck (6,626 x 10 –34 Js) Sehingga, energi sebuah foton berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya

8 4/25/20158 Ketika klorofil a (atau sembarang molekul) menyerap cahaya, energi cahaya yang diserap menaikkan e - ke tingkat energi yang lebih tinggi (excited state) Chl + h  Chl *

9 4/25/20159 Struktur Aparatus Fotosintesis

10 4/25/201510

11 4/25/ Kloroplas

12 4/25/ Merupakan tempat berlangsungnya fotosintesis Terbungkus oleh dua lapis membran (luar dan dalam) Tersusun atas membran internal (yang disebut thylakoid) dan stroma

13 4/25/ Membran thylakoid terdiri dari lamela grana (bertumpuk) dan lamela stroma (tidak bertumpuk) Klorofil terletak di membran thylakoid, sehingga reaksi terang fotosintesis berlangsung di membran thylakoid

14 4/25/ Reduksi carbon, yang dikatalisis oleh ensim-ensim yang larut dalam air, berlangsung di stroma Stroma adalah bagian kloroplas diluar membran thylakoid

15 4/25/ Gambar Skematik Kloroplas lumen

16 4/25/ Klorofil merupakan pigmen utama dalam fotosintesis, dan berperan sebagai penangkap cahaya. Semua pigmen yang aktif dalam fotosintesis, terletak di dalam kloroplas

17 4/25/ Klorofil tersusun atas sebuah cincin seperti phorphyrin dengan inti Mg, dan sebuah ekor panjang yang berfungsi untuk melekatkan diri pada lingkungannya

18 4/25/201518

19 4/25/ Penyerapan cahaya 2H 2 O O 2 + 4H + +4 e - 2. Transport elektron 2H 2 O + 2NADP + 2H NADPH + O 2 cahaya Proses fotosintesis

20 4/25/ Pembentukan ATP H + + ADP 3- + P i 2- ATP 4- + H 2 O 4. Fiksasi CO2 menjadi karbohidrat

21 4/25/ Fotosintesis terjadi dalam sebuah kompleks yang terdiri dari antena-antena penangkap cahaya dan pusat-pusat reaksi fotokimia

22 4/25/ Antena Pusat reaksi Cahaya Transfer eksitasi Transfer elektron Molekul pigmenAcceptor e - Donor e -

23 4/25/ REAKSI TERANG FOTOSINTESIS

24 4/25/ Organisme yang melepaskan oksigen (melalui fotosintesis) memiliki dua fotosistem (II & I) yang bekerja secara berturutan yang dikenal sebagai skema Z (zigzag)

25 4/25/ Gambaran skematik Z scheme

26 4/25/201526

27 4/25/201527

28 4/25/ PSII (680 nm) menghasilkan oksidan kuat, yang mampu mengoksidasi H2OH2O menjadi O 2 di lumen thylakoid; serta menghasilkan reduktan lemah P680* merupakan oksidan biologi paling kuat yang pernah ditemukan

29 4/25/ PSI yang menyerap cahaya merah panjang (700 nm) mengasilkan reduktan kuat, yang mampu mereduksi NADP + menjadi NADPH di membran dekat stroma; dan menghasilkan pula oksidan lemah

30 4/25/ ATP dilepaskan ke dalam stroma melalui perpindahan H+ H+ dari lumen ke stroma Perbandingan antara PSII dan PSI secara umum adalah 1,5 : 1

31 4/25/ Organisasi Dalam Membran Thylakoid Pusat reaksi fotosistem II (PSII), bersama dengan antena klorofil dan protein-protein yang berperan dalam transport elektron, terletak terutama di lamela grana

32 4/25/ Pusat reaksi fotosistem I (PSI), bersama dengan antena klorofil dan protein-protein yang berperan dalam transport elektron; dan ensim-ensim untuk sintesis ATP (coupling factor enzymes) terletak terutama di lamela stroma dan di sudut-sudut lamela grana

33 4/25/ Kompleks sitokrom b 6 f, yang menghubungkan dua sistem tersebut, tersebar merata.

34 4/25/ Diagram Organisasi Membran Thylakoid

35 4/25/ Organisasi Sistem Antena Penyerap Cahaya Beberapa pigmen secara bersama berperan sebagai antena Energi ditangkap dan disalurkan ke pusat reaksi (rc) oleh sistem antena Ukuran antena: chl/rc di tanaman tingkat tinggi

36 4/25/ Mekanisme transfer energi dari chl ke rc adalah transfer resonansi, dimana energi eksitasi dipindahkan oleh proses non radiasi effisiensi transfer energi %

37 4/25/ Mekanisme Transport Elektron Dan Proton Dalam Fotosintesis Reaksi terang fotosinthesis tersusun atas : PSII, sitokrom b 6 F, PSI dan ATP synthase.

38 4/25/ Appressed thylakoidsNon-appressed thylakoids

39 4/25/ STRUKTUR PSII PSII terdiri atas inti pusat reaksi (core reaction centre), antena (dengan beberapa LHC), dan pigment-pigment tambahan Inti pusat reaksi terdiri dari dua buah membran protein (D1 & D2)

40 4/25/ Klorofil (klorofil a) pusat reaksi PSII menyerap cahaya maksimal 680 nm (P680/Pigment 680)

41 4/25/ Struktur Skematik PSII

42 4/25/ Ketika PSII menyerap sebuah foton dengan panjang gelombang < 680 nm, akan memacu lepasnya elektron dari molekul chl a P680 dan menghasilkan P680*

43 4/25/ P680* merupakan oksidan biologi paling kuat, yang cukup kuat untuk mengoksidasi air Oksigen dioksidasi di dalam PSII melalui fotolisis air 2H 2 O O 2 + 4H e -

44 4/25/ P680* kemudian akan melepaskan elektronnya, dan diterima oleh pheophytin Pheophytin (Pheo) adalah sebuah klorofil dimana inti Mg disubstitusi dengan 2 atom H, berperan sebagai akseptor elektron awal di PSII

45 4/25/ Kemudian, elektron dipindahkan dari Pheo ke quinon pertama dan segera dipindahkan ke quinon kedua (untuk ditahan) (2 buah plastoquinon terletak sangat berdekatan dengan pheo) Pada saat yang bersamaan P680 + mendapatkan e- e- kembali dari hasil fotolisis air, melalui Yz

46 4/25/ Thyrosin (Yz) berfungsi untuk menghubungkan Oxygen-evolving complex dengan P680 Yz terletak pada Protein D1 dari pusat reaksi PSII

47 4/25/ Sebuah elekron kedua di pindahkan dari Q1 ke Q2 Dengan mengambil 2 proton dari media, maka terbentuk hidroquinon (QH 2 )

48 4/25/ Hidroquinon (QH 2 ) kemudian terdisosiasi dan melepaskan elektron- elektronya ke kompleks sitokrom b 6 f

49 4/25/ Mekanisme Tranfer Elektron Dan Proton Di Kompleks Sitokrom B 6F

50 4/25/ Cyt b6f terdiri dari cyt b dan cyt c (cyt f/ Rieske Fe-S (FeS R )) QH 2 dioksidasi dekat lumen, kemudian elektron dilepaskan ke FeS R dan ke cyt b, dan secara simultan melepaskan dua proton ke lumen.

51 4/25/ Elektron kemudian di transfer dari FeS R ke cyt f, kemudian ke plastocianin (PC) yang kemudian akan mereduksi P700 + PSI cyt b terduksi, akan mentransfer elektronnya ke cyt b lain, yang kemudian akan mereduksi quinone (Q) menjadi semiquinone

52 4/25/201552

53 4/25/ QH 2 kedua, dioksidasi dekat lumen, kemudian ekeltron dilepaskan ke FeS R dan ke cyt b, dan secara simultan melepaskan dua proton ke lumen. Elektron kemudian di transfer dari FeS R ke cyt f, kemudian ke plastocianin (PC) yang kemudian akan mereduksi P700 + PSI

54 4/25/ cyt b tereduksi, akan mentransfer elektronnya ke cyt b lain, yang kemudian akan mereduksi semiquinone menjadi plastohydroquinone (QH 2 ); pada saat yang bersamaan mengambil 2 proton dari stroma

55 4/25/ proton ditransfer melewati membran untuk setiap 2 elektron yang ditransfer ke P700

56 4/25/ Plastocianin adalah protein berukuran kecil (10,5 kDa), yang larut dalam air, mengandung tembaga (Cu), berfungsi untuk mentransfer elektron dari cyt b 6 f ke P700 Bersifat mobil, sehingga menghubungkan kedua buah fotosistem Plastocianin

57 4/25/ Terdiri atas dua buah membran protein ( psaA dan psaB ) RC (P700) dan sekitar 100 klorofil antena terikat pada membran protein tersebut Akseptor elektron terdiri dari 3 macam protein yang terikat membran atau feredoksin yang mengandung Fe-S; dan disebut Pusat X, A dan B PSI

58 4/25/ Elektron dilepaskan oleh PC dan ditransfer melalui pusat A dan X, untuk kemudian diterima oleh feredoksin (sebuah protein kecil yang mengandung Fe-S; dan larut dalam air) Feredoksin-NADP reduktase, yang terikat membran, kemudian merduksi NADP + menjadi NADPH

59 4/25/ Perpindahan elektron dari oksidasi air ke pembentukan NADPH disebut siklus elektron non-siklik

60 4/25/ LHCI psaB psaApsaB PC P700 A0A0 FXFX Fd 4e - NADP + + H + NADPH ATP Calvin cycle PSI

61 4/25/ Pada kondisi tertentu, siklus elektron siklik dari PSI melalui Cyt b 6 f dan kembali ke P700, dapat terjadi Pada siklus siklik ini juga disertai pompa proton ke dalam lumen, sehingga dapat berfungsi untuk sintesis ATP dan reduksi NADP + tanpa oksidasi (fotolisis) air Summary

62 4/25/ Pembentukan ATP Dari reaksi terang fotosintesis, sebagian energi yang diserap disimpan dalambentuk NADPH, sebagian lain dari energi photon digunakan untuk membentuk ATP Pembentukan ATP dikenal dengan proses Fotofosforilasi

63 4/25/ Fotofosforilasi terjadi melalui mekanisme kimoosmotik Mekanisme kimoosmotik (chemiosmotic mechanism) didasarkan pada prinsip: bahwa perbedaan konsentrasi ion dan potensial elektrik diantara membran, merupakan sumber energi bebas

64 4/25/ ATP dibentuk oleh kompleks ensim yang dikenal memiliki beberapa nama: ATP synthase, Coupling-Factor, ATPase, CF o - CF 1 Ensim ini terdiri dari dua buah bagian yaitu bagian hidrophobic yang terikat membran disebut CF o dan bagian yang mencuat keluar mebran disebut CF1

65 4/25/ CF o membentuk saluran menyeberangi membran, dimana proton mampu melewatinya CF 1 merupakan bagian dari kompleks ensim yang membentuk ATP

66 4/25/ Karena perbedaan konsentrasi proton antara lumen dan stroma, maka akan timbul sebuah tenaga (proton motive force) Proton motive force akan mengakibatkan terjadinya perpindahan proton dari lumen melalui CF o dan kemudian akan dilepaskan ke stroma melalui CF 1

67 4/25/ Sisi katalisis dari ATP synthase terletak di CF1, dimana pada saat sintesis ATP, sisi ini akan berputar.

68 4/25/ ß Gambaran skematik ATP synthase ADP +P i ATP

69 4/25/ Synthesis ATP

70 4/25/201570


Download ppt "4/25/20151 Definisi Beberapa konsep dalam fotosintesis Reaksi terang fotosintesis (reaksi thylakoid) Reaksi karbon fotosintesis (reaksi fiksasi karbon)"

Presentasi serupa


Iklan oleh Google