FOTOSINTESIS, RESPIRASI, DAN TRANSPIRASI PADA TANAMAN

Pigmen yang terdapat pada kloroplas, yaitu klorofil a (memberikan warna hijau), klorofil b (memberikan warna hijau tua), dan karoten (berwarna kuning sampai jingga)

Lokasi Fotosintesis Stroma lamellae Tilakoid Membran luar Membran dalam Stroma (fase cair dalam kloroplas) Granum (tumpukan tilakoid) basic image source: preuniversity.grkraj.org

Dalam reaksi terang terjadi proses fotolisis air dan transfer elektron Air yg diserap akan dipecah molekul nya oleh energi cahaya (foton) yg disebut fotolisis air Reaksi Fotolisis air = H2O → 2H+ + O2 + 2e- Elektron digunakan dalam transfer elektron akan menghasilkan ATP dan O2 dikeluarkan dari stomata. Ion H+ digunakan untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH. Jadi Produk reaksi terang adalah ATP dan NADPH, yg akan digunakan dalam reaksi gelap (siklus calvin)

SIKLUS CALVIN Siklus Calvin (reaksi gelap): lokasi di stroma kloroplas, Proses yg terjadi: Sintesis CO2 menjadi gula dengan bantuan enzim Rubisco (RuBP) ATP dari reaksi terang menyediakan energi untuk sintesis gula; NADPH dari reaksi terang menyediakan elektron untuk reduksi CO2 menjadi glukosa Cahaya Kloroplas NADP ADP + P Siklus Calvin Reaksi Cahaya Gula www.clt.astate.edu/

Siklus Calvin (reaksi gelap) Tahapan siklus calvin Karboksilasi—Reduksi—Regenerasi Produk yg dihasilkan = gula (glukosa) Hasil fotosintesis di daun berupa glukosa ini akan disimpan di daun, batang, umbi, buah sebagai cadangan makanan dan diangkut keseluruh jaringan tanaman melalui pembuluh angkut Floem

Jenis Tanaman Berdasarkan Lintasan/Fiksasi CO2 Reaksi metabolik fiksasi CO2 melalui fotosintesis terdiri atas beberapa tipe: - Siklus C3: Photosynthetic Carbon Reduction Cyle (PCR) disebut siklus Calvin karena ditemukan oleh Melvin Calvin - C4: Photosynthetic Carbon Assimilation (PCA) - CAM: Crassulacean Acid Metabolism

METABOLISME C4 Pada umumnya terjadi pada daerah bersuhu tinggi dan lembab Meliputi 15% tanaman (rumput-rumputan, jagung, tebu) Membagi fotosintesis pada dua lokasi: - reaksi cahaya  sel mesofil - fiksasi karbon  sel seludang pembuluh (bundle sheath cell)

Metabolisme C4

METABOLISME CAM Pada umumnya terjadi pada daerah bersuhu tinggi dan kering Meliputi 5% tanaman (sukulen dan anggota Crassulaceae) Stomata menutup pada siang hari dan membuka pada malam hari - reaksi cahaya terjadi pada siang hari - fiksasi karbon (karboksilasi) terjadi pada malam hari (pada saat ada CO2) Contoh: pada tanaman kaktus, nanas

RESPIRASI PADA TANAMAN

Pengertian Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi Reaksi respirasi C6H12O6 + O2   → 6CO2 + H2O + energi Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untuk kegiatan sintesis (anabolisme) dan pertumbuhan tanaman

Bagian tumbuhan yang aktif melakukan respirasi yaitu bagian yang sedang tumbuh seperti: Kuncup bunga Tunas Biji yang berkecambah Ujung batang Ujung akar

Jenis-jenis Respirasi Respirasi dapat digolongkan menjadi dua: 1. Respirasi aerob: proses respirasi yang membutuhkan O2 dari udara, menghasilkan 36 ATP tiap 1 mol glukosa 2. Respirasi anaerob: proses repirasi yang berlangsung tanpa membutuhkan O2, disebut juga fermentasi. Menghasilkan 2 ATP tiap 1 mol glukosa Hasil respirasi anaerob= asam sitrat, asam malat, asam oksalat, asam lartarat

Faktor-faktor yang mempengaruhi Laju Respirasi Tanaman Ketersediaan Substrat Ketersediaan Oksigen Suhu Tipe dan Umur Tanaman

Proses Respirasi Tanaman Proses respirasi pada tanaman terjadi di organel sel yaitu mitokondria Proses respirasi terdiri dari beberapa tahapan, yaitu Glikolisis, Dekarboksilasi-Oksidatif, Siklus Krebs, dan transfer elektron

1. Glikolisis Tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat (beratom C3) di sitosol As. Piruvat yang dihasilkan selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif Hasil dari glikolisis : 2 molekul asam piravat, 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi dan  2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa Enzim-enzim yang berperan dalam GLikolisis yaitu Heksokinase, Aldolase, triosa fosfat isomerase, triosa fosfat dehidrogenase,  Enolase, dan piruvat kinase.

2. Dekarboksilasi Oksidatif Proses pengubahan as. piruvat (beratom C3) menjadi Asetil KoA (beratom C2) dengan melepaskan CO2, berlangsung di matrix mitokondria Asetil KoA yang dihasilkan akan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lainnya yaitu NADH yang akan digunakan dalam transpor elektron.

3. Siklus Krebs (daur trikarboksilat) Tahapan pengolahan asetil KoA dengan senyawa asam sitrat yg akan menghasilkan 1 molekul ATP sebagai energi, 1 molekul FADH dan 3 molekul NADH yang akan digunakan dalam transfer elektron, serta 2 molekul CO2 Terjadi di dalam matriks dan membran dalam mitokondria

4. Transfer Elektron Proses ini terjadi di dalam membran dalam mitokondria Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin, dan flavoprotein. Reaksi transfer elektron ini akan menghasilkan H2O Produk sampingan respirasi seperti CO2 dan H2O akan dikeluarkan melalui stomata pada daun

TRANSPIRASI PADA TANAMAN

Definisi Proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel 80% air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata, paling besar peranannya dalamtranspirasi

Lubang stomata yang mengatur laju transpirasi

Besarnya air yang tertranspirasi Sebagian besar air yang diserap tanaman ditranspirasikan Misal: tanaman jagung, dari 100% air yang diserap: 0,09% untuk menyusun tubuh, 0,01% untuk pereaksi, 99,9% untuk ditranspirasikan

Peranan transpirasi Pengangkutan air ke daun dan difusi air antar sel Penyerapan dan pengangkutan air, hara Pengangkutan asimilat Membuang kelebihan air Pengaturan bukaan stomata Mempertahankan suhu daun

Mekanisme transpirasi

Macam transpirasi Stomater : 80-90% total transpirasi Kutikuler: 20% total transpirasi Lentikuler : 0,1% total transpirasi

Faktor yang mempengaruhi laju transpirasi  Faktor lingkungan  Faktor tanaman  kelembaban udara suhu kecepatan angin cahaya tekanan udara ketersediaan air tanah debu stomata: jumlah per satuan luas, letak stomata (permukaan bawah atau atas daun, timbul/tenggelam), waktu bukaan stomata daun: berbulu/tidak, warna daun(kandungan klorofil daun), posisinya menghadap matahari secara langsung atau tidak

Antitranspiran Senyawa kimia yang diberikan ke pada tanaman dengan tujuan untuk menurunkan laju transpirasi Mekanisme kerja: melalui penutupan lubang stomata oleh partikel tertentu maupun dengan mendorong berlangsungnya mekanisme fisiologis yang menyebabkan stomata menutup Harganya sangat mahal dan belum ada yang efektif untuk menurunkan laju transpirasi