FOTOSINTESIS (pada tanaman tingkat tinggi)

Slides:



Advertisements
Presentasi serupa
FOTOSINTESIS MATERI VIDEO LATIHAN SOAL.
Advertisements

SELAMAT DATANG DI DUNIA PENDIDIKAN BIOLOGI
FOTOSINTESI BIOLOGI IS FUN NEXT
FOTOSINTESIS Proses yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia.
Di Media Pembelajaran Biologi
Pengantar Ilmu Pertanian
BAB IV METABOLISME Proses pembentukan atau penguraian zat di dalam sel yang disertai dengan adanya perubahan energi as-bio-fmipa-upi.
Fotosintesis KI3061 Zeily Nurachman KI3061 Zeily Nurachman.
Fotosintesis By Dwi Riastuti,M.Pd..
Welcome in Biology Education
FOTOSINTESIS PRAKTIKUM PENGEMBANGAN BAHAN AJAR BIOLOGI LAB
SK & KD SK Memahami pentingnya proses fotosintesis pada tumbuhan. KD
Anabolisme Karbohidrat
PROSES fotosintesis TUMBUHAN
Transport elektron dan fosforilasi oksidatif
FOTOSINTESIS.
Standar KomPETENSI: Memahami sistem dalam kehidupan tumbuhan
ENERGI DALAM SISTEM KEHIDUPAN
Pengantar Metabolisme
FOTOSINTESIS REAKSI AWAM FOTOSINTESIS klorofil
Fotosintesis Proses yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia
PROSES FOTOSINTESIS DAN REGULASI
METABOLISME SEL Aprilia ali akbar
FOTOSINTESIS Proses yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia.
ANABOLISME.
Metabolisme Katabolisme : subtrat molekul besar – kecil, menghasilkan energi. Fungsi menyediakan bahan baku untuk reaksi lain dan energi untuk aktivitas.
biologi93 BAB 10. FOTOSINTESIS Fotosintesis di Alam Jalur fotosintesis
METABOLISME PADA MIKROORGANISME
ANABOLISME Anabolisme disebut juga sintesis, merupakan proses penyusunan bahan anorganik menjadi bahan organik. Dalam peristiwa ini diperlukan masukan.
Transport Elektron Kelompok 5 Dewi Adriana Putri Wiwit Puji Lestari
METABOLISME SERANGKAIAN REAKSI KIMIA YANG TERJADI DI DALAM TUBUH ORGANISME HIDUP YANG DIBANTU OLEH SEKELOMPOK ENZIM DAN DIATUR DENGAN SANGAT KETAT TERBAGI.
Metabolisme Sel Pertemuan 5.
BIOSINTESIS KARBOHIDRAT
Universitas Gadjah Mada
Metabolisme NUTRISI PENGHASIL ENERGI Karbohidrat Lemak Protein MAKRO-
FOTOSINTESIS, RESPIRASI, DAN TRANSPIRASI PADA TANAMAN
Respirasi Sel dan Fotosintesis
FOTOSINTESIS Adinda Nurul Huda M, SP, MSi.
Respirasi Drs. IGK. WIJASA, MARS.
Fotosistem 1 dan 2.
PERAN SIKLUS KREBS Dr Retno Sintowati, MSc..
MITOKONDRIA KULIAH BIOLOGI SEL.
ASIMILASI NITROGEN.
FOTOSINTESIS.
METABOLISME Pengaturan sumberdaya materi dan energi dari sel.
Fotosintesis Proses sintesis karbohidrat dari CO2 dan H2O yang digerakkan oleh energi cahaya Reaksi: CO2 direduksi menjadi karbon-gula dengan pereduksi.
Fotosintesis.
TRANSPORT ELEKTRON DAN FOSFORILASI OKSIDATIF
PHOTOSYNTHESIS.
METABOLISME SEL (ANABOLISME - FOTOSINTESIS )
KELAS XII SEMESTER 5 (GANJIL)
FOTOSINTESIS Proses yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia.
Miftah Salshabilla M. Khoirul Qodri Nishrina Rawi Nurma Purwati
PROSES fotosintesis TUMBUHAN
FOTOSINTESIS PADA TUMBUHAN
FOTOFOSFORILASI Prof. sukarti moeljopawiro, ph.d.
FOTOSINTESIS.
PERTUMBUHAN DAN PRODUKSI TANAMAN
BIOSINTESIS KARBOHIDRAT
Fotosintesis.
Biologi Kelas XII IA, By Arie, SMA St Petrus Pontianak
DR. IR. F. DIDIET HERU SWASONO, M.P.
Matahari dan Aliran Energi Pada Makhluk Hidup (Proses Transfer Energi)
FOTOSINTESIS Proses yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia.
MITOKONDRIA.
FOTOSINTESIS Presented by: Litasari Aldila ( ) Assa Prima Sekarini ( )
DAPATKAH KAMU MENJELASKAN APA YANG TERJADI PADA GAMBAR DIATAS?
FOTOSINTESIS PADA TUMBUHAN
F O T O S I N T E S I S.
FOTOSINTESIS.
Transcript presentasi:

FOTOSINTESIS (pada tanaman tingkat tinggi) Definisi Beberapa konsep dalam fotosintesis Reaksi terang fotosintesis (reaksi thylakoid) Reaksi karbon fotosintesis (reaksi fiksasi karbon) 4/14/2017

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) 6CO2 + 6 H20 6O2 + C6H12O6 4/14/2017

nH2O + nCO2 + light (CH2O)n + nO2 4/14/2017

Beberapa konsep dalam fotosintesis Cahaya memiliki sifat baik sebagai sebuah partikel maupun sebuah gelombang Gelombang dicirikan oleh panjang gelombang () dan frekuensi () 4/14/2017

Hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi: c =   4/14/2017

Sebagai sebuah partikel, cahaya disebut foton Setiap foton mengandung sejumlah energi yang disebut quantum Besarnya energi dari sebuah foton tergantung pada frekuensinya (Hk Planck) 4/14/2017

dimana : h = konstanta Planck (6,626 x 10 –34 Js) Hukum Planck:  = h   = h c/ dimana : h = konstanta Planck (6,626 x 10 –34 Js) Sehingga, energi sebuah foton berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya 4/14/2017

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* 4/14/2017

Struktur Aparatus Fotosintesis 4/14/2017

4/14/2017

Kloroplas 4/14/2017

Merupakan tempat berlangsungnya fotosintesis Terbungkus oleh dua lapis membran (luar dan dalam) Tersusun atas membran internal (yang disebut thylakoid) dan stroma 4/14/2017

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 4/14/2017

Stroma adalah bagian kloroplas diluar membran thylakoid Reduksi carbon, yang dikatalisis oleh ensim-ensim yang larut dalam air, berlangsung di stroma Stroma adalah bagian kloroplas diluar membran thylakoid 4/14/2017

Gambar Skematik Kloroplas lumen 4/14/2017

Klorofil merupakan pigmen utama dalam fotosintesis, dan berperan sebagai penangkap cahaya. Semua pigmen yang aktif dalam fotosintesis, terletak di dalam kloroplas 4/14/2017

Klorofil tersusun atas sebuah cincin seperti phorphyrin dengan inti Mg, dan sebuah ekor panjang yang berfungsi untuk melekatkan diri pada lingkungannya 4/14/2017

4/14/2017

Proses fotosintesis 1. Penyerapan cahaya 2H2O O2 + 4H+ +4 e- 2. Transport elektron 2H2O + 2NADP+ 2H+ + 2 NADPH + O2 cahaya 4/14/2017

4. Fiksasi CO2 menjadi karbohidrat 3. Pembentukan ATP H+ + ADP 3- + Pi 2- ATP 4- + H2O 4. Fiksasi CO2 menjadi karbohidrat 4/14/2017

Fotosintesis terjadi dalam sebuah kompleks yang terdiri dari antena-antena penangkap cahaya dan pusat-pusat reaksi fotokimia 4/14/2017

Transfer elektron Transfer eksitasi Cahaya Molekul pigmen Acceptor e - Pusat reaksi Donor e - Antena 4/14/2017

REAKSI TERANG FOTOSINTESIS 4/14/2017

Organisme yang melepaskan oksigen (melalui fotosintesis) memiliki dua fotosistem (II & I) yang bekerja secara berturutan yang dikenal sebagai skema Z (zigzag) 4/14/2017

Gambaran skematik Z scheme 4/14/2017

4/14/2017

4/14/2017

P680* merupakan oksidan biologi paling kuat yang pernah ditemukan PSII (680 nm) menghasilkan oksidan kuat, yang mampu mengoksidasi H2O menjadi O2 di lumen thylakoid; serta menghasilkan reduktan lemah P680* merupakan oksidan biologi paling kuat yang pernah ditemukan 4/14/2017

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 4/14/2017

Perbandingan antara PSII dan PSI secara umum adalah 1,5 : 1 ATP dilepaskan ke dalam stroma melalui perpindahan H+ dari lumen ke stroma Perbandingan antara PSII dan PSI secara umum adalah 1,5 : 1 4/14/2017

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 4/14/2017

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 4/14/2017

Kompleks sitokrom b6f, yang menghubungkan dua sistem tersebut, tersebar merata. 4/14/2017

Diagram Organisasi Membran Thylakoid 4/14/2017

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: 200-300 chl/rc di tanaman tingkat tinggi 4/14/2017

effisiensi transfer energi 95 - 99 % Mekanisme transfer energi dari chl ke rc adalah transfer resonansi, dimana energi eksitasi dipindahkan oleh proses non radiasi effisiensi transfer energi 95 - 99 % 4/14/2017

Mekanisme Transport Elektron Dan Proton Dalam Fotosintesis Reaksi terang fotosinthesis tersusun atas : PSII, sitokrom b6F, PSI dan ATP synthase. 4/14/2017

Non-appressed thylakoids 4/14/2017

Inti pusat reaksi terdiri dari dua buah membran protein (D1 & D2) 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) 4/14/2017

Klorofil (klorofil a) pusat reaksi PSII menyerap cahaya maksimal 680 nm (P680/Pigment 680) 4/14/2017

Struktur Skematik PSII 4/14/2017

Ketika PSII menyerap sebuah foton dengan panjang gelombang < 680 nm, akan memacu lepasnya elektron dari molekul chl a P680 dan menghasilkan P680* 4/14/2017

Oksigen dioksidasi di dalam PSII melalui fotolisis air P680* merupakan oksidan biologi paling kuat, yang cukup kuat untuk mengoksidasi air Oksigen dioksidasi di dalam PSII melalui fotolisis air 2H2O O2 + 4H+ + 4 e- 4/14/2017

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 4/14/2017

(2 buah plastoquinon terletak sangat berdekatan dengan pheo) 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- kembali dari hasil fotolisis air, melalui Yz 4/14/2017

Yz terletak pada Protein D1 dari pusat reaksi PSII Thyrosin (Yz) berfungsi untuk menghubungkan Oxygen-evolving complex dengan P680 Yz terletak pada Protein D1 dari pusat reaksi PSII 4/14/2017

Sebuah elekron kedua di pindahkan dari Q1 ke Q2 Dengan mengambil 2 proton dari media, maka terbentuk hidroquinon (QH2) 4/14/2017

Hidroquinon (QH2) kemudian terdisosiasi dan melepaskan elektron-elektronya ke kompleks sitokrom b6f 4/14/2017

Mekanisme Tranfer Elektron Dan Proton Di Kompleks Sitokrom B6F 4/14/2017

Cyt b6f terdiri dari cyt b dan cyt c (cyt f/ Rieske Fe-S (FeSR)) QH2 dioksidasi dekat lumen, kemudian elektron dilepaskan ke FeSR dan ke cyt b, dan secara simultan melepaskan dua proton ke lumen. 4/14/2017

Elektron kemudian di transfer dari FeSR 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 4/14/2017

4/14/2017

QH2 kedua, dioksidasi dekat lumen, kemudian ekeltron dilepaskan ke FeSR dan ke cyt b, dan secara simultan melepaskan dua proton ke lumen. Elektron kemudian di transfer dari FeSR ke cyt f, kemudian ke plastocianin (PC) yang kemudian akan mereduksi P700+ PSI 4/14/2017

cyt b tereduksi, akan mentransfer elektronnya ke cyt b lain, yang kemudian akan mereduksi semiquinone menjadi plastohydroquinone (QH2); pada saat yang bersamaan mengambil 2 proton dari stroma 4/14/2017

4 proton ditransfer melewati membran untuk setiap 2 elektron yang ditransfer ke P700 4/14/2017

Bersifat mobil, sehingga menghubungkan kedua buah fotosistem Plastocianin Plastocianin adalah protein berukuran kecil (10,5 kDa), yang larut dalam air, mengandung tembaga (Cu), berfungsi untuk mentransfer elektron dari cyt b6f ke P700 Bersifat mobil, sehingga menghubungkan kedua buah fotosistem 4/14/2017

Terdiri atas dua buah membran protein ( psaA dan psaB ) PSI 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 4/14/2017

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 4/14/2017

Perpindahan elektron dari oksidasi air ke pembentukan NADPH disebut siklus elektron non-siklik 4/14/2017

PSI LHCI psaB psaA PC P700 A0 FX Fd 4e- NADP++ H+ NADPH ATP Calvin cycle 4/14/2017

Pada kondisi tertentu, siklus elektron siklik dari PSI melalui Cyt b6f 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 4/14/2017

Pembentukan ATP dikenal dengan proses Fotofosforilasi 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 4/14/2017

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 4/14/2017

ATP dibentuk oleh kompleks ensim yang dikenal memiliki beberapa nama: ATP synthase, Coupling-Factor, ATPase, CFo - CF1 Ensim ini terdiri dari dua buah bagian yaitu bagian hidrophobic yang terikat membran disebut CFo dan bagian yang mencuat keluar mebran disebut CF1 4/14/2017

CF1 merupakan bagian dari kompleks ensim yang membentuk ATP CFo membentuk saluran menyeberangi membran, dimana proton mampu melewatinya CF1 merupakan bagian dari kompleks ensim yang membentuk ATP 4/14/2017

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 CFo dan kemudian akan dilepaskan ke stroma melalui CF1 4/14/2017

Sisi katalisis dari ATP synthase terletak di CF1, dimana pada saat sintesis ATP, sisi ini akan berputar. 4/14/2017

Gambaran skematik ATP synthase ADP +Pi ß ATP 4/14/2017

Synthesis ATP 4/14/2017

4/14/2017