bab 4 fotosintesis
TRANSCRIPT
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.
2) Reaksi Gelap
Reaksi gelap pada tumbuhan dapat
terjadi melalui dua jalur, yaitu
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
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
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 .
