bab 4 fotosintesis

Konsep Dasar IPA 2

Dosen Pengampu : Dr. Peduk Rintayati,

M.Pd

Pendidikan Guru Sekolah Dasar

Universitas Sebelas Maret 2014

Kelompok 4

1. Ana Hidayatur Rohmah K7113014

2. Anik Handayani K7113020

3. Arga Reza Pradana K7113029

4. Arinta Ika Prasiwi K7113032

5. Astuti Yuniati K7113035

6. Ayuna Pradita Arwiyandini K7113041

7. Dieni ‘Izzati K7113059

FOTOSINTESIS, RESPIRASI, DAN MORFOLOGI

1 •Fotosintesis

2 •Respirasi

3 •Morfologi

Fotosintesis

1. Pengertian Fotosintesis

2. Sejarah Fotosintesis

3. Perangkat Dalam Proses Fotosintesis

4. Proses Terjadinya Fotosintesis

5. Bagian Daun Yang Berperan Dalam Fotosintesis

6. Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Proses Fotosintesis7. Proses Tumbuhan Mengambil Zat-zat Dari Lingkungan Untuk Proses Fotosintesis

8. Fungsi-fungsi Dari Proses Fotosintesis

FOTOSINTESIS

Peta Konsep Fotosintesis

1. Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis adalah

suatu proses biokimia

pembentukan zat

makanan karbohidrat

yang dilakukan oleh

tumbuhan, terutama

tumbuhan yang

mengandung zat hijau

daun atau klorofil.

2. Sejarah Fotosintesis

Pada awalnya, orang

menganggap bahwa akar “

memakan “ tanah, seperti

yang dikemukakan oleh

Aristoteles. Tumbuhan

hijau memperoleh zat-zat

makanan dari dalam tanah,

yaitu yang berasal dari

perombakan atau

penguraian  organisme

yang telah mati.

Konsep fotosintesis

dimulai pada abad ke-

17 ketika Jan Van

Helmont menyatakan

bahwa pertumbuhan

dari tumbuhan

disebabkan karena

adanya air dan bukan

disebabkan oleh

tanah.

Pada tahun 1772, Joseph Priestley, seorang ahli kimia

dan pendeta berkebangsaan Inggris, melakukan

penelitian dan menemukan bahwa ketika ia menutup

sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik,

nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar.

               Pada tahun 1778, Jan

Ingenhousz, dokter

kerajaan Austria,

mengulangi eksperimen

Priestley. Ia memperlihatkan

bahwa cahaya matahari juga

berpengaruh pada

tumbuhan sehingga dapat

"memulihkan" udara yang

"rusak".

Pada tahun 1905,

Frederick Blackman

menunjukan bahwa

pada proses

fotosintesis terjadi

reaksi gelap yang

tidak

membutuhkan

cahaya.

3. Perangkat-perangkat dalam proses fotosintesis

a. Kloroplas

Kloroplas merupakan

perangkat yang sangat

penting dalam fotosintesis.

Kloroplas terdapat pada

semua bagian tumbuhan yang

berwarna hijau, termasuk

batang dan buah yang belum

matang. Di dalam kloroplas

terdapat pigmen klorofil yang

berperan dalam proses

fotosintesis.

1. membran luar2. ruang antar membran3. membran dalam

(1+2+3: bagian amplop)

4. stroma5. lumen tilakoid (inside

of thylakoid)6. membran tilakoid7. granum (kumpulan

tilakoid)8. tilakoid (lamella)9. pati10.ribosom11.DNA plastida12.Plastoglobula

Struktur Kloroplas

b. Pigmen

Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung pada setiap

sel, tetapi hanya pada sel yang mengandung pigmen

fotosintetik. Sel yang tidak mempunyai pigmen

fotosintetik ini tidak mampu melakukan proses

fotosintesis.

c. Fotosistem

Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap

energi cahaya Matahari yang terdiri dari klorofil a,

kompleks antena, dan akseptor elektron. Fotosistem

sendiri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I

dan fotosistem II. Pada fotosistem I ini penyerapan energi

cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap

cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga

klorofil a disebut juga P700. Energi yang diperoleh P700

ditransfer dari kompleks antena. Pada fotosistem II

penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang

sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga

disebut P680.

d. Membran dan Organel Fotosintesis

Protein yang mengumpulkan cahaya untuk

fotosintesis dilengkapi dengan membran

sel. Cara yang paling sederhana terdapat

pada bakteri, yang mana protein-protein

ini tersimpan di dalam mebran plasma.

Akan tetapi, membran ini dapat terlipat

dengan rapat menjadi lembaran silinder

yang disebut tilakoid, atau terkumpul

menjadi vesikel yang disebut membran

intrakitoplasma.

Pada Tumbuhan dan alga, fotosintesis terjadi di

organel yang disebut kloroplas. Berikut ini

merupakan gambar dari alga

Tumbuhan menyerap cahaya menggunakan pigmen

klorofil, yang merupakan alasan kenapa sebagian

besar tumbuhan memiliki warna hijau. Selain

klorofil, tumbuhan juga menggunakan pigmen

seperi karoten dan xantofil. Alga juga

menggunakan klorofil, namun memiliki beragam

pigmen lainnya, misalnya fikosianin, karoten, dan

xantofil pada alga hijau, fikoeritrin pada alga merah

(rhodophyta) dan fukoksantin pada alga cokelat

dan diatom yang menghasilkan warna yang

beragam pula.

4. Proses Fotosintesis

a. Fotosintesis pada Tumbuhan

Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat

mensintesis makanan langsung dari senyawa

anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon

dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan

oksigen yang diperlukan sebagai makanannya.

Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari

fotosintesis. Berikut ini adalah persamaan reaksi

fotosintesis yang menghasilkan glukosa:

6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2

b. Fotosintesis pada alga

Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks

tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi

dengan cara yang sama. Hanya saja karena alga

memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya,

maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya

pun lebih bervariasi. Semua alga menghasilkan

oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof. Hanya

sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang

berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh

organisme lain.

c. Proses Fotosintesis

Fotosintesis terdiri dari dua

tahap yang disebut reaksi

terang, yang membutuhkan

cahaya dan melibatkan

pemecahan air serta

pelepasan oksigen, dan

reaksi gelap atau siklus

Calvin, yang mengubah

karbon dioksida menjadi gula.

1) Reaksi Terang

Reaksi terang adalah proses untuk

menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi

ini memerlukan molekul air dan cahaya

Matahari. Proses diawali dengan penangkapan

foton oleh pigmen sebagai antena. Reaksi

terang melibatkan dua fotosistem yang saling

bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II.

Fotosistem I (PS I) berisi pusat reaksi P700,

yang berarti bahwa fotosistem ini optimal

menyerap cahaya pada panjang gelombang

700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi

pusat reaksi P680 dan optimal menyerap

cahaya pada panjang gelombang 680 nm.

Reaksi Terang

2) Reaksi Gelap

Reaksi gelap pada tumbuhan dapat

terjadi melalui dua jalur, yaitu

Siklus Calvin-Benson

Jalur Hatch-Slack

Siklus Calvin-Benson

Jalur Hatch-Slack

Proses fotosintesis terjadi melalui empat tahap:

Tahap Penjelasan Skala waktu

1 Perpindahan energi pada klorofil antena

(membran tilakoid)

Femtodetik sampai

pikodetik

2 Perpindahan elektorn pada reaksi fotokimia

(membran tilakoid)

pikodetik sampai

nanodetik

3 Rantai perpindahan elektron dan sintesis ATP

(membran tilakoid)

mikrodetik sampai

millidetik

4 Fiksasi karbon dan ekspor produk stabil millidetik sampai

detik

5. Bagian Daun Yang Berperan Dalam Proses Fotosintesis

Pada sebagian tumbuhan tinggi, daun

merupakan organ utama untuk

melakukan proses fotosintesis.

Fotosintesis tidak hanya terjadi pada

daun, tetapi terjadi pada semua

tumbuhan yang berwarna hijau.

            Pada struktur daun,

permukaan luar epidermis bawah dan

atas biasanya dilindungi oleh lapisan

kultikula dan kadang-kadang sebelah

luarnya lagi terdapat lapisan lilin.

Struktur Daun

6. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

1. Cahaya

2. Kadar Air

3. Konsentrasi

Karbondioksida

4. Suhu

5. Oksigen

6. Kandungan Klorofil

7. Air

8. Kadar Fotosintesis

9. Tahap Pertumbuhan

7. Proses Pengambilan Zat-zat Tumbuhan dari

Lingkungan dalam Proses Fotosintesis

1 •Difusi

2 •Osmosis

3•Transport Aktif

Proses Difusi

Proses Osmosis

Proses Transport Aktif

Dalam pengambilan Zat oleh

tumbuhan dari lingkungan, adapun

proses-proses pengangkutan yang

akan dibahas, diantaranya :

1. Proses Pengangkutan Air dan Garam Mineral

a. Pengangkutan Ekstravasikuler

b. Pengangkutan Intravasikuler

Pengangkutan Ekstravasikuler 

Pengangkutan ini dilakukan di luar

berkas pengangkut, maka disebut

pengangkutan ekstravasikuler.

Dibagi menjadi 2

1. Pengangukutan Apoplas

2. Pengangkutan Simplas

Pengangkutan Apoplas dan

Pengangkutan Simplas

Pengangkutan Intravasikuler

Pengangkutan air dan

mineral diserap oleh

akar menuju batang ini

berlangsung melalui

berkas pengangkut,

yaitu Xilem, sehingga

proses pengangkutan

disebut pengangkutan

vaskuler.

2. Pengangkutan Hasil Fotosintesis

Tumbuhan melakukan fotosinstesa untuk

memperoleh cadangan makanan dan

unsur-unsur nutrisi yang penting bagi

kehidupan. Hasil dari fotosintesis tersebut

harus didistribusikan atau disalurkan.

Proses distribusi bahan makanan dalam

tumbuhan dikenal dengan translokasi.

Translokasi merupakan pemindahan hasil

fotosintesis dari daun atau organ tempat

penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang

memerlukannya. Jaringan pembuluh yang

bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke

seluruh bagian tumbuhan adalah floem .

Adapun faktor-faktor yang

mempengaruhi kecepatan

pengangkutan, diantaranya :

1. Daya Hisap Daun (tarikan

transpirasi)

2. Kapilaritas Batang

3. Tekanan Akar

Daya hisap daun

Kapilaritas Batang

Tekanan Akar

8. Fungsi Fotosintesis

Fungsi Fotosintesis sebagai berikut:

1. Memproduksi zat makanan berupa glukosa.

2. Membantu membersihkan udara, yaitu

mengurangi kadar CO2 (karbon dioksida) di

udara karena CO2 adalah bahan baku dalam

proses fotosintesis.

3. Kemampuan tumbuhan berfotosintesis selama

masa hidupnya menyebabkan sisa-sisa

tumbuhan yang hidup masa lalu tertimbun di

dalam tanah selama berjuta-juta tahun

menjadi batubara menjadi salah satu sumber

energi saat ini.

RESPIRASI

Peta Konsep Respirasi

1. Pengertian Respirasi

Respirasi adalah reaksi oksidasi

senyawa organik untuk

menghasilkan energi yang

digunakan untuk aktivitas sel

dan dan kehidupan tumbuhan

dalam bentuk ATP atau senyawa

berenergi tinggi lainnya.

2. Alat-alat Respirasi pada Tumbuhan

Tumbuhan dapat melakukan

pertukaran gas melalui stomata,

lenti sel, dan rambut akar.

Stomata

Lentisel

Rambut

Akar

Alat pernafasan khusus

Bakau dan akar napasnya

Pohon beringin dan

akar gantungnya

Anggrek dan akar

gantungnya

Enceng Gondok

dan akarnya

3. Macam dan Mekanisme Respirasi

Berdasarkan kebutuhannya terhadap

oksigen, respirasi dapat dibedakan

menjadi dua macam, yaitu:

a. Respirasi Aerob

(respirasi yang memerlukan oksigen)

b. Respirasi Anaerob

( respirasi yang tidak memerlukan

oksigen)

Perbedaan Respirasi Aerob dan Respirasi

AnaerobRespirasi Aerob Respirasi Anaerob

Umum terjadi pada semua makhluk hidup

termasuk tumbuhan

Hanya terjadi dalam keadaan khusus

berlangsung seumur hidup bersifat sementara (hanya pada fase tertentu

saja)

energi yang dihasilkan besar energi yang dihasilkan kecil

tidak merugikan tumbuhan jika terjadi terus menerus akan

menghasilkan senyawa yang bersifat racun

bagi tumbuhan

memerlukan oksigen tidak memerlukan oksigen

hasil akhir berupa karbondioksida dan uap

air.

hasil akhirnya berupa alkohol atau asam

laktat dan karbondioksida.

Mekanisme Respirasi

1. Mekanisme Respirasi Aerob

Reaksi respirasi (disebut juga oksidasi

biologis) suatu karbohidrat, misalnya

glukosa, berlangsung dalam empat

tahapan, yaitu glikolisis, dekarboksilasi

oksidatif piruvat, daur sitrat, dan

oksidasi terminal dalam rantai

respiratoris.

Rangkuman Respirasi Aerob

Tahap-tahap respirasi aerob

a) Glikolisis

Glikolisis

adalah

serangkaian

reaksi kimia

yang

mengubah

glukosa

menjadi

asam

piruvat.

b) Dekarboksilasi

Oksidatif Piruvat

Dekarboksilasi

oksidatif piruvat

adalah reaksi

antara yang

menghasilkan

asetil-CoA.

c) Siklus Krebs

Siklus krebs (daur asam sitrat atau daur trikarboksilat)

merupakan pembongkaran asam piruvat secara aerob

menjadi karbondioksida dan air serta sejumlah energi

kimia.

d) Transpor Elektron dan

Fosforilasi OksidatifTranspor elektron ini berlangsung di

dalam membran mitokondria sebelah

dalam. Walaupun dalam reaksi ini akan

diserap O2 dan dihasilkan H2O, namun

NADH dan FADH tidak dapat bereksi

langsung dengan oksigen dan molekul

air tersebut. Elektron yang terlibat

ditransfer melalui beberapa senyawa

perantara sebelum H2O dibentuk.

Proses

Transpor

Elektron

e) Jalur Pentosa Fosfat

Setelah tahun 1950, mulai disadari bahwa glikolisis

dan siklus krebs bukan merupakan rangkaian reaksi

satu-satunya bagi tumbuhan untuk mendapatkan

energi dari oksidasi gula menjadi karbondioksida

dan air. Lintasan yang berbeda ini disebut dengan

Lintasan Pentosa Fosfat (LPF), karena terbentuk

senyawa antara yang terdiri atas lima atom karbon.

Lintasan ini juga disebut sebagai Lintasan

Fosfoglukonat.

Jalur Pentosa Fosfat

2. Mekanisme Respirasi Anaerob

Pada umumnya respirasi anaerob

pada makhluk hidup hanya terjadi

jika persediaan oksigen bebas ada di

bawah batas minimum.

Fermentasi

Fermentasi adalah proses produksi

energi dalam sel tanpa

membutuhkan oksigen. Gula adalah

bahan yang umum dalam fermentasi.

Fermentasi yang umum terjadi pada

tumbuhan adalah fermentasi alkohol atau

fermentasi etanol.

Respirasi IntraMolekuler

Respirasi anaerob pada tumbuhan

disebut juga respirasi intramolekul,

mengingat, bahwa respirasi ini hanya

terjadi di dalam molekul saja.dalam

respirasi anaerob, oksigen tidak

diperlukan; juga di dalam proses ini

hanya ada pengubahan zat organik yang

satu menjadi zat organik yang lain.

Respirasi Intramolekuler

4. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Respirasi

Internal Eksternala.Jumlah plasma

sel

b.Jumlah substrat

respirasi dalam

sel

c.Umur dan tipe

tumbuhan

a. Suhub. Kadar O2 udara. c. Kadar CO2 udara.d. Kadar air dalam jaringan. e. Cahaya.f. Luka  dan  stimulus 

mekanik. g. Garam-garam mineral.

Peta Konsep Morfologi Tumbuhan

1. Pengertian Morfologi Tumbuhan

Morfologi tumbuhan merupakan ilmu yang mempelajari

bentuk fisik dan struktur tubuh dari tumbuhan,

morfologi berasal dari bahasa Latinmorphus yang

berarti wujud atau bentuk, dan logos yang berarti ilmu.

Morfologi tumbuhan berguna untuk mengidentifikasi

tumbuhan secara visual, dengan begitu keragaman

tumbuhan yang sangat besar dapat dikenali dan

diklasifikasikan

  2. Sejarah dan Perkembangan Morfologi Tumbuhan

Morfologi tumbuhan

diperkenalkan

pertama kali oleh

ilmuwan

berkebangsaan

Jerman yaitu Johann

Wolfgang von Goethe

pada tahun 1790.

Perkembangan Morfologi Tumbuhan

Urpflanze

Urpflanze merupakan

konsep tumbuhan

moyang yang

menggambarkan

asal-muasal

keberagaman bentuk

tumbuhan.

Biologi Molekular

Seiring dengan berkembangnya

biologi molekular, data morfologi

juga ikut disertakan untuk

mempelajari hubungan antara

kelompok moyang tumbuhan sebagai

asal usulnya dalam studi filogeni.

3. Ruang lingkup Morfologi Tumbuhan

Fokus dari morfologi tumbuhan

adalah bentuk dan susunan luar

tubuh tumbuhan pada tumbuhan yang

telah terdiferensiasi yang termasuk

dalam kelompok kormus

(Cormophyta). Ruang lingkup

morfologi meliputi Deskripsi,

Klasifikasi, Morfogenesis

4. Tata Nama dalam Morfologi Tumbuhan

Istilah dan nama ilmiah yang

menyangkut takson-takson

tumbuhan diatur dalam Kode

Internasional Tatanama Tumbuhan

yang merupakan kesepakatan ahli-

ahli ilmu tumbuhan seluruh dunia

yang ditetapkan pada kongres

internasional

5. Bagian-bagian tumbuhan

a. Organ pada Tumbuhan.

Akar

Akar Tunggang (Dikotil) dan Akar Serabut (Monokotil)

Batang

Xylem dan Floem pada tumbuhan dikotil ( kiri) dan monokotil (kanan)

Bentuk daun ;

a. pedang/belati, b. jarum, c. linear, d. lanset, e.

lanset oval, f. bulat telur, g. telur pipih, h. oval

meruncing, i. sudip, j. bulat telur, k. lingkaran, l.

ginjal, m. jantung terbalik, n. jantung, o. belah

ketupat, p. berbagi menyirip, r. tombak s. anak

panah, t. segitiga.

Daun

Bunga

Biji

Buah

5. Tumbuhan Dikotil dan Tumbuhan Monokotil

a. Tumbuhan Dikotil

Tumbuhan dikotil adalah tumbuhan

berbiji belah atau berkeping dua.

Tumbuhan dikotil memiliki sepasang

daun lembaga yang sudah terbentuk

sejak dalam tahap biji.

Tumbuhan dikotil memiliki ciri-ciri khusus berikut ciri-ciri tumbuhan

dikotil :1. Bentuk akar tunggang.2. Pola tulang daun dan bentuk sumsumnya menyirip atau 

menjari.3. Tidak memiliki tudung akar.4. Jumlah keping bijinya dua.5. Pada akar dan batang, terdapat kambium dan dapat tumbuh 

serta berkembang menjadi besar.6. Batangnya bercabang-cabang.7. Jumlah kelopak bunganya dua, empat, lima, atau kelipatannya.8. Pembuluh pengangkutnya teratur dalam lingkaran/cincin. 9. tipe berkas pengangkut kolateral terbuka10. pertulangan daun menyirip atau menjari11. bagian-bagian bunga berjumlah 4, 5 atau kelipatannya..12. memiliki 2 keping lembaga/kotiledon

Contoh Tumbuhan Dikotil

b. Tumbuhan MonokotilTumbuhan monokotil adalah tumbuhan yang berkeping satu. Ciri-ciri tumbuhan monokotil yang paling khas adalah bijinya tunggal karena hanya memiliki satu daun lembaga, berakar serabut, daun berseling, tumbuhan biji berkeping satu, tulang daun sejajar dan berbentuk pita .

Contoh Tumbuhan Monokotil

Cukup Sekian dan

Terimakasih