dasar-dasar fisiologi tumbuhan

Dasar-dasarDasar-dasar

Fisiologi TumbuhanFisiologi Tumbuhan

PNA 2200 A/EPNA 2200 A/E

Didik IndradewaDidik Indradewa

Eka Tarwaca Susila PutraEka Tarwaca Susila Putra

Sistem PerkuliahanSistem Perkuliahan

Student centered learningStudent centered learning : dibagi dalam : dibagi dalam kelompok diskusi, mahasiswa presentasi, kelompok diskusi, mahasiswa presentasi, ditambah materi dari dosen ditambah materi dari dosen

Research university : Research Based Research university : Research Based LearningLearning dosen memberikan contoh hasil dosen memberikan contoh hasil penelitiannya untuk bahan kuliahpenelitiannya untuk bahan kuliah

e Learninge Learning : bahan yang disiapkan dosen : bahan yang disiapkan dosen maupun penunjang dapat diakses lewat maupun penunjang dapat diakses lewat internet, diskusi lewat bloginternet, diskusi lewat blog

Sistem Perkuliahan (lanjutan)Sistem Perkuliahan (lanjutan)

Bahan dari dosen 1 (Didik Indradewa) Bahan dari dosen 1 (Didik Indradewa) digunakan untuk ujian sisipandigunakan untuk ujian sisipan

Bahan dari dosen 2 (Eka Tarwaca, SP) dan Bahan dari dosen 2 (Eka Tarwaca, SP) dan hasil praktikum digunakan untuk ujian akhirhasil praktikum digunakan untuk ujian akhir

Nilai ujian sisipan + akhir + praktikum + Nilai ujian sisipan + akhir + praktikum + Presentasi : 4Presentasi : 4

SilabusSilabus Pengertian dan ruang lingkup fisiologi tumbuhan, Pengertian dan ruang lingkup fisiologi tumbuhan,

sel dan organela sel, gerakan partilel berupa difusi, sel dan organela sel, gerakan partilel berupa difusi, osmosis dan imbibisi. Peran air bagi tumbuhan, osmosis dan imbibisi. Peran air bagi tumbuhan, penyerapan dan pengangkutan air serta penyerapan dan pengangkutan air serta transpirasi. Dalam metabolisme dibahas tentang transpirasi. Dalam metabolisme dibahas tentang ensim, fotositesis dan respirasi. Fotosintesis ensim, fotositesis dan respirasi. Fotosintesis mencakup reaksi cahaya, reaksi gelap dan faktor-mencakup reaksi cahaya, reaksi gelap dan faktor-faktor yang berpengaruh. Respirasi mencakup faktor yang berpengaruh. Respirasi mencakup glikolisis, siklus Krebs faktor-faktor yang glikolisis, siklus Krebs faktor-faktor yang berpengaruh dan respirasi cahaya. Pengangkutan berpengaruh dan respirasi cahaya. Pengangkutan hasil fotosintesis, jalur dan teori pengangkutan. hasil fotosintesis, jalur dan teori pengangkutan.

PustakaPustaka Devlin, R.M. and F.H. Witham. 1983. Plant Devlin, R.M. and F.H. Witham. 1983. Plant

Physiology.Physiology. Salisbury, F.B. and C.W. Ross. 1978. Plant Salisbury, F.B. and C.W. Ross. 1978. Plant

Physiology.Physiology. Taiz, L. and E. Zeiger. 1998. Plant Physiology.Taiz, L. and E. Zeiger. 1998. Plant Physiology.

Jadual 2012Jadual 2012Mg Tgl Pokok Bahasan Dosen

11 21-2 Pendahuluan Didik

22 28-2 Difusi, Osmosis, Imbibisi Didik

33 06-3 Serapan Air, Pengangkutan Air Didik

44 13-3 Transpirasi Didik

55 20-3 Enzim, Fotosintesis : Reaksi Cahaya Didik

66 27-3 Fotosintesis : Reaksi Cahaya, Reaksi Gelap Didik

77 03-4 FS : Reaksi Gelap, Faktor Berpengaruh Didik

Jadual 2012Jadual 201288 10-4 Ujian Tengah Semester Didik

99 17-4 Ujian Tengah Semester Didik

1010 24-4 Respirasi : Glikolisis, Siklus Krebs Eka

1111 01-4 Respirasi : Faktor Berpengaruh Eka

1212 08-5 Presentasi 1 Eka






PendahuluanPendahuluan

PendahuluanPendahuluanBatasanBatasan Fisiologi Tumbuhan : ilmu yang membahas Fisiologi Tumbuhan : ilmu yang membahas

proses-proses yang terjadi di dalam tubuh proses-proses yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan pada tingkatan molekuler dan tumbuhan pada tingkatan molekuler dan selulerseluler

Fisiologi Tanaman : ilmu yang membahas Fisiologi Tanaman : ilmu yang membahas proses-proses yang terjadi di dalam tubuh proses-proses yang terjadi di dalam tubuh tanaman pada tingkatan individu dan populasitanaman pada tingkatan individu dan populasi

Tanaman adalah tumbuhan yang Tanaman adalah tumbuhan yang dibudidayakandibudidayakan

Mengapa tumbuhan-tanaman perlu dipelajari ?Mengapa tumbuhan-tanaman perlu dipelajari ? Tumbuhan-tanaman mempunyai peran yang Tumbuhan-tanaman mempunyai peran yang

penting bagi kehidupan manusiapenting bagi kehidupan manusia

Peran Tumbuhan-TanamanPeran Tumbuhan-TanamanSumber panganSumber pangan

SandangSandang

PapanPapan

KosmetikKosmetik

JamuJamu

Bahan IndustriBahan Industri

BiodiselBiodisel

BioetanolBioetanol

Keindahan dan RekreasiKeindahan dan Rekreasi

Daur hidrologiDaur hidrologi

Paru-paru DuniaParu-paru Dunia

Faktor Berpengaruh thd TanamanFaktor Berpengaruh thd Tanaman

Genetik Iklim Air,Chya,Suhu,COGenetik Iklim Air,Chya,Suhu,CO22

Tanaman Orgme Tan. Hma, Peny,GlmTanaman Orgme Tan. Hma, Peny,Glm

ProsesProses Tanah Fisik, Kimia, Biol Tanah Fisik, Kimia, Biol FisiologisFisiologis Macam, mekanisme. tempat Macam, mekanisme. tempat Pertumbuhan Pertumbuhan Hasil Hasil

Pembahasan dalam Fisiologi TumbuhanPembahasan dalam Fisiologi Tumbuhan

Macam proses : transpirasi, fotosintesis, Macam proses : transpirasi, fotosintesis, respirasi dllrespirasi dll

Mekanisme proses : fotosintesis terdiri dari Mekanisme proses : fotosintesis terdiri dari reaksi cahaya dan rekasi gelapreaksi cahaya dan rekasi gelap

Di mana terjadinya ; fotosintesis di dalam Di mana terjadinya ; fotosintesis di dalam kloroplaskloroplas

Faktor yang berpengaruh : fotositesis Faktor yang berpengaruh : fotositesis dipengaruhi intensitas cahaya dipengaruhi intensitas cahaya

Ilmu PendukungIlmu Pendukung

Anatomi dan Morfologi : penyerapan airAnatomi dan Morfologi : penyerapan air

Fisika dan KimiaFisika dan Kimia

reaksi cahaya dan gelap fotosintesisreaksi cahaya dan gelap fotosintesis

MatematikMatematik

Sel dan Organela Sel dan Organela

Gerakan PartikelGerakan PartikelDifusi, Osmosis dan Difusi, Osmosis dan

Imbibisi Imbibisi

Gerakan PartikelGerakan Partikel COCO22 O O22 H H22OO

Ion HIon H22OO

Tanaman bertambah besar ukurannya karena Tanaman bertambah besar ukurannya karena adanya bahan tambahan berupa partikeladanya bahan tambahan berupa partikel

Partikel berupa ion atau molekul yang masuk dan Partikel berupa ion atau molekul yang masuk dan keluar dari dalam tubuh tanamankeluar dari dalam tubuh tanaman

Ion yang masuk antara lain berupa nutrisi Ion yang masuk antara lain berupa nutrisi misalnya NHmisalnya NH44

++, NO, NO33- - dlldll

Molekul yang masuk misalnya : COMolekul yang masuk misalnya : CO2 2 dan Hdan H22OO

Molekul yang keluar misalnya OMolekul yang keluar misalnya O22 dan H dan H22OO Masuk dan keluarnya partikel dengan proses Masuk dan keluarnya partikel dengan proses

gerakan partikel berupa difusi, osmosis dan gerakan partikel berupa difusi, osmosis dan imbibisiimbibisi

DifusiDifusi gerakan partikel dari gerakan partikel dari

tempat dengan tempat dengan potensial kimia lebih potensial kimia lebih tinggi ke tempat tinggi ke tempat dengan potensial dengan potensial kimia lebih rendah kimia lebih rendah karena energi karena energi kinetiknya sendiri kinetiknya sendiri sampai terjadi sampai terjadi keseimbangan keseimbangan dinamisdinamis

Potensial kimia : energi bebas per molPotensial kimia : energi bebas per mol Energi bebas : energi untuk melakukan kerja Energi bebas : energi untuk melakukan kerja Energi kinetik : energi yang dimiliki partikel Energi kinetik : energi yang dimiliki partikel

dengan suhu di atas 0dengan suhu di atas 0oo K untuk melakukan K untuk melakukan gerakan gerakan

Keseimbangan dinamis : partikel tetap Keseimbangan dinamis : partikel tetap bergerak namun jumlah yang masuk seimbang bergerak namun jumlah yang masuk seimbang dengan jumlah yang keluar, sehingga difusi dengan jumlah yang keluar, sehingga difusi berhenti berhenti

Laju gerakan partikelLaju gerakan partikel V = (8RT)V = (8RT)1/21/2/ / ππ M M V = laju (cm/det) T = suhu KV = laju (cm/det) T = suhu K R = tetapan gas M = BM R = tetapan gas M = BM ππ = 3,14 = 3,14 Faktor yg mempengaruhi difusiFaktor yg mempengaruhi difusi 1. Suhu, makin tinggi difusi makin cepat1. Suhu, makin tinggi difusi makin cepat 2. BM makin besar difusi makin lambat2. BM makin besar difusi makin lambat 3. Kelarutan dalam medium, makin besar3. Kelarutan dalam medium, makin besar difusi makin cepatdifusi makin cepat 4. Beda potensial kimia, makin besar4. Beda potensial kimia, makin besar beda difusi makin cepat beda difusi makin cepat

Contoh DifusiContoh Difusi

ModelModel

A BA B

1. CO1. CO2 2 2x CO2x CO22 4x 4x

COCO2 2 3x CO3x CO22 3x 3x

2. CO2. CO22 2x, O 2x, O222x CO2x CO22 4x 4x

COCO22 3x, O 3x, O221x CO1x CO22 3x, O 3x, O221x 1x

Difusi CODifusi CO22, O, O2 2 dan Hdan H22OO

COCO2 2 OO22 H H22OO

OsmosisOsmosis Osmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi ke Osmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi ke

potensial air lebih rendah melewati membran selektif potensial air lebih rendah melewati membran selektif permeabel sampai dicapai keseimbangan dinamispermeabel sampai dicapai keseimbangan dinamis

Sifat MembranSifat Membran

Sifat membran solvent solutSifat membran solvent solut

permeabel + +permeabel + +

semi permeabel + -semi permeabel + -

selektif permeabel + +/-selektif permeabel + +/-

impermeabel - -impermeabel - -

+ = dapat lewat - = tidak+ = dapat lewat - = tidak Contoh membran : membran plasma, membran Contoh membran : membran plasma, membran

vakuola, membran kloroplasvakuola, membran kloroplas

MembranMembran

Potensial AirPotensial Air Potensial air : energi bebas per mol airPotensial air : energi bebas per mol air ΨΨ = = ΨΨss + + ΨΨpp + + ΨΨm m satuan : atm, bar, Pasatuan : atm, bar, Pa ΨΨ (potensial air) = - DTD (defisit tek difusi) (potensial air) = - DTD (defisit tek difusi) ΨΨss (potensial solut) = -TO (tek osmosis) (potensial solut) = -TO (tek osmosis) ΨΨp p (potensial tekanan) = TT (tek turgor)(potensial tekanan) = TT (tek turgor) ΨΨm m (potensial matriks) = TI (tek imbibisi)(potensial matriks) = TI (tek imbibisi) DTD = TO - TTDTD = TO - TT Di dalam sel Di dalam sel ΨΨmm kecil – diabaikan kecil – diabaikan Di dalam benih Di dalam benih ΨΨpp kecil - diabaikan kecil - diabaikan

Potensial SolutPotensial Solut Potensial solut : penurunan energi bebas air Potensial solut : penurunan energi bebas air

dalam suatu larutan karena interaksi air dengan dalam suatu larutan karena interaksi air dengan solut, dibanding dengan air murnisolut, dibanding dengan air murni

Potensial air murni -> maksimal = 0 barPotensial air murni -> maksimal = 0 bar Larutan mempunyai potensial air < 0 atau Larutan mempunyai potensial air < 0 atau

negatifnegatif Larutan di tempat terbuka mempunyai Larutan di tempat terbuka mempunyai ΨΨpp = 0, = 0,

sehingga sehingga ΨΨ = = ΨΨss

ΨΨss = - m i R T TO = M R T = - m i R T TO = M R T m = molalitas i = derajat ionisasi ( sukrosa =1, m = molalitas i = derajat ionisasi ( sukrosa =1,

Na Cl = 1,8 pada 20Na Cl = 1,8 pada 20oo C) C)

R = tetapan gas = 22,7/273 barR = tetapan gas = 22,7/273 bar

T = suhu K = T = suhu K = 00C + 273C + 27300

Faktor yang berpengaruh thd Faktor yang berpengaruh thd ΨΨss

1. Molallitas (konsentrasi), makin tinggi1. Molallitas (konsentrasi), makin tinggi

ΨΨs s makin rendahmakin rendah

2. Derajat ionisasi, makin tinggi 2. Derajat ionisasi, makin tinggi ΨΨss

makin rendah makin rendah

3. Derajat hidrasi, solut mudah mengikat 3. Derajat hidrasi, solut mudah mengikat

air, air, ΨΨss rendah rendah

4. Suhu, makin tinggi , 4. Suhu, makin tinggi , ΨΨss makin rendah makin rendah

Arah gerakan airArah gerakan air Dari potensial air lebih tinggi ke potensial air Dari potensial air lebih tinggi ke potensial air

lebih rendahlebih rendah Dari DTD lebih rendah ke DTD lebih tinggiDari DTD lebih rendah ke DTD lebih tinggi Dari larutan dengan konsentrasi lebih rendah Dari larutan dengan konsentrasi lebih rendah

ke konsentrasi lebih tinggike konsentrasi lebih tinggi Dari larutan lebih encer ke larutan lebih kentalDari larutan lebih encer ke larutan lebih kental

Ketentuan dalam gerakan air Ketentuan dalam gerakan air

Saat seimbang dinamik , potensial air atau Saat seimbang dinamik , potensial air atau DTD samaDTD sama

Bila salah satu bagian tidak terbatas misal Bila salah satu bagian tidak terbatas misal lengas tanah, potensial air sama dengan bagian lengas tanah, potensial air sama dengan bagian yang tidak terbatasyang tidak terbatas

Bila dua bagian terbatas , potensial air akhir Bila dua bagian terbatas , potensial air akhir merupakan rata-ratamerupakan rata-rata

Potensial solut tidak berubah sampai potensial Potensial solut tidak berubah sampai potensial tekanan mencapai 0 bartekanan mencapai 0 bar

Sel A dalam Larutan BSel A dalam Larutan B

Keadaan awalKeadaan awal A. A. ΨΨ = = ΨΨss++ΨΨpp

= -30 + 0 = -30 bar= -30 + 0 = -30 bar

B. B. ΨΨ = = ΨΨss++ΨΨpp

= -10 + 0 = -10 bar= -10 + 0 = -10 bar KeseimbanganKeseimbangan A. A. ΨΨ = = ΨΨs+s+ΨΨpp

= -30 + 20 = -10 bar= -30 + 20 = -10 bar

B. B. ΨΨ = = ΨΨss++ΨΨp p

= -10 + 0 = -10 bar= -10 + 0 = -10 bar

Sel A dengan Sel BSel A dengan Sel B

Keadaan awalKeadaan awal A. A. ΨΨ = = ΨΨss++ΨΨpp

= -14+4 = -10 bar= -14+4 = -10 bar

B. B. ΨΨ = = ΨΨss++ΨΨp p A A

= -24+ 8 = -16 bar= -24+ 8 = -16 bar KeseimbanganKeseimbangan A. A. ΨΨ = = ΨΨs+s+ΨΨpp

= -14+1 = - 13 bar= -14+1 = - 13 bar

B. B. ΨΨ = = ΨΨss++ΨΨp p BB = -24+11 = -13 bar= -24+11 = -13 bar

Hubungan Hubungan ΨΨ, , ΨΨss, , ΨΨpp

Sel turgor penuhSel turgor penuh

ΨΨ = = ΨΨs s + + ΨΨp p = -12,5 + 12,5 = 0 bar= -12,5 + 12,5 = 0 bar Sel mengempis, volume relatif 80%Sel mengempis, volume relatif 80%

ΨΨ = = ΨΨss+ + ΨΨpp = -14 + 0 = -14 bar = -14 + 0 = -14 bar

Mengukur potensial airMengukur potensial airMetode GravimetriMetode Gravimetri

Metode ChardakovMetode Chardakov

Pressure Bomb ScholanderPressure Bomb Scholander sampel manometer gas Nsampel manometer gas N22

Pengukuran potensial airPengukuran potensial air

Mengukur potensial solutMengukur potensial solut

Jaringan berwarna misal daun Rhoediscolor Jaringan berwarna misal daun Rhoediscolor dimasukkan larutan dengan konsentrasi dimasukkan larutan dengan konsentrasi berbeda, potensial solut jaringan = potensial berbeda, potensial solut jaringan = potensial solut larutan yang menyebabkan 50% jaringan solut larutan yang menyebabkan 50% jaringan mengalami plasmolisismengalami plasmolisis

Potensial TekananPotensial Tekanan Di dalam vakuola terdapat Di dalam vakuola terdapat

solut – menurunkan solut – menurunkan potensial solut – potensial solut – menurunkan potensial air – menurunkan potensial air – lebih rendah dari sekitar – lebih rendah dari sekitar – terjadi endo osmosis – terjadi endo osmosis – menyebabkan peningkatan menyebabkan peningkatan potensial osmotik – vakoula potensial osmotik – vakoula membesar – membran membesar – membran plasma menekan dinding sel plasma menekan dinding sel – tekanan turgor atau – tekanan turgor atau potensial tekananpotensial tekanan

PlasmolisisPlasmolisis Plasmolisis : proses terlepasnya Plasmolisis : proses terlepasnya

membran plasma dari dinding membran plasma dari dinding sel karena sel berada pada sel karena sel berada pada lingkungan hipertonik lingkungan hipertonik ( potensial air lebih rendah, ( potensial air lebih rendah, DTD lebih tinggi, larutan lebih DTD lebih tinggi, larutan lebih pekat) – terjadi ekso osmosis – pekat) – terjadi ekso osmosis – vakuola mengecilvakuola mengecil

Bila dimasukkan ke dalam Bila dimasukkan ke dalam lingkungan hipotonik lingkungan hipotonik ( potensial air lebih tinggi ) - ( potensial air lebih tinggi ) - terjadi endo osmosis – terjadi endo osmosis – deplasmolisis – sel segar deplasmolisis – sel segar kembalikembali

Lingkungan sama – isotonikLingkungan sama – isotonik

Plasmolisis Plasmolisis

Imbibisi Imbibisi Imbibisi ; proses penyerapan solven oleh imbibanImbibisi ; proses penyerapan solven oleh imbiban Contoh : penyerapan minyak oleh karet, Contoh : penyerapan minyak oleh karet,

penyerapan air oleh benihpenyerapan air oleh benih Imbibisi merupakan proses awal perkecambahanImbibisi merupakan proses awal perkecambahan Syarat – ada beda potensial, ada tarik menarik Syarat – ada beda potensial, ada tarik menarik

antar molekulantar molekul Di dalam benih ada koloid hidrofil berupa matriks Di dalam benih ada koloid hidrofil berupa matriks

: protein, pati selulose – menarik air: protein, pati selulose – menarik air ΨΨ = = ΨΨm + m + ΨΨpp ΨΨ benih dapat mencapai -1000 bar, akar -2 - -8 benih dapat mencapai -1000 bar, akar -2 - -8

barbar

Imbibisi benihImbibisi benih

Imbibisi Imbibisi

AirAir

Peran airPeran air

Penyusun protoplasma dan tubuh tanamanPenyusun protoplasma dan tubuh tanaman Mengaktifkan ensimMengaktifkan ensim Pereaksi : reaksi hidrolisis pati -> gulaPereaksi : reaksi hidrolisis pati -> gula Meningkatkan respirasiMeningkatkan respirasi Sumber hidrogen fotosintesisSumber hidrogen fotosintesis Pelarut dan pembawa senyawaPelarut dan pembawa senyawa Menjaga turgorMenjaga turgor Mengatur difusi solutMengatur difusi solut Mengatur suhu melalui transpirasiMengatur suhu melalui transpirasi Mendukung tumbuhanMendukung tumbuhan Menyebarkan benihMenyebarkan benih

Penyusun Protoplasma dan Tubuh Penyusun Protoplasma dan Tubuh TumbuhanTumbuhan

Perkecambahan Perkecambahan

Air mengaktifkan Air mengaktifkan ensim ensim αα amilase amilase

Ensim memacu Ensim memacu hirolisis pati menjadi hirolisis pati menjadi gulagula

Gula mengalami Gula mengalami respirasi respirasi menghasilkan energi menghasilkan energi (ATP) untuk (ATP) untuk perkecambahanperkecambahan

Sumber H dalam Fotosintesis Sumber H dalam Fotosintesis

Menurunkan suhu tumbuhan Menurunkan suhu tumbuhan

Mendukung tumbuhanMendukung tumbuhan

Menyebar benihMenyebar benih

Klasifikasi air secara biologisKlasifikasi air secara biologis Air gravitasi : air yang turun karena gaya Air gravitasi : air yang turun karena gaya

gravitasi bumi, berada pada pori makro, gravitasi bumi, berada pada pori makro, bergerak cepat tidak sempat diserap akarbergerak cepat tidak sempat diserap akar

Air kapiler : air berada pada pori mikro, dapat Air kapiler : air berada pada pori mikro, dapat diserap oleh akardiserap oleh akar

Air higroskopis, terikat kuat oleh partikel Air higroskopis, terikat kuat oleh partikel tanah, tidak dapat diserap akartanah, tidak dapat diserap akar

Air tersedia : air yang dapat di serap akar, Air tersedia : air yang dapat di serap akar, batas atas kapasitas lapangan (-0,3 bar), batas batas atas kapasitas lapangan (-0,3 bar), batas bawah titik layu tetap (- 15 bar)bawah titik layu tetap (- 15 bar)

Air TersediaAir Tersedia

Penyerapan AirPenyerapan Air

Organ penyerap air Organ penyerap air utama : akar utama : akar

Mekanisme Penyerapan AirMekanisme Penyerapan Air 1. Aktif : a. aktif osmotik : akumulasi solut 1. Aktif : a. aktif osmotik : akumulasi solut - menurunkan - menurunkan ΨΨs –>s –>ΨΨ lebih lebih rendah sekitar, air masuk. Air rendah sekitar, air masuk. Air mengalir dari mengalir dari ΨΨ lebih tinggi lebih tinggi ke ke ΨΨ lebih rendah lebih rendah b. aktif non osmotik : energib. aktif non osmotik : energi respirasi. Air mengalir dari respirasi. Air mengalir dari ΨΨ lebih rendah ke lebih rendah ke ΨΨ lebih tinggi lebih tinggi 2. Pasif : transpirasi . Air mengalir dari 2. Pasif : transpirasi . Air mengalir dari ΨΨ lebih tinggi ke lebih tinggi ke ΨΨ lebih rendah lebih rendah

Penyerapan pasif > aktifPenyerapan pasif > aktif

Tekanan akar tidak terjadi pada tanaman Tekanan akar tidak terjadi pada tanaman Gimnospermeae Gimnospermeae dan tanaman transpirasi dan tanaman transpirasi cepatcepat

Air eksudasi hanya 5% air transpirasiAir eksudasi hanya 5% air transpirasi Tanaman dengan tajuk menyerap air > Tanaman dengan tajuk menyerap air >

dibanding tanpa tajuk (dipotong) dibanding tanpa tajuk (dipotong) Tumbuhan hydrofit menyerap air dari seluruh Tumbuhan hydrofit menyerap air dari seluruh

tubuhtubuh

Tekanan akarTekanan akar

Jalur pengangkutan airJalur pengangkutan air

Mendatar : bulu akar/epidermis – korteks – Mendatar : bulu akar/epidermis – korteks – endodermis – xylemendodermis – xylem

Tegak : lewat xylemTegak : lewat xylem

Anatomi Akar Anatomi Akar

Jalur Pengangkutan AirJalur Pengangkutan Air

Faktor berpengaruh Faktor berpengaruh

Faktor tanaman : transpirasi (+), perakaran (+), Faktor tanaman : transpirasi (+), perakaran (+), metabolisme (+)metabolisme (+)

Faktor lingkungan : ketersediaan air (+), aerasi Faktor lingkungan : ketersediaan air (+), aerasi (+), konsentrasi larutan (-), suhu – optimum (+), konsentrasi larutan (-), suhu – optimum 3030oo C – lebih tinggi sel rusak – lebih rendah C – lebih tinggi sel rusak – lebih rendah metabolisme, pemanjangan akar, difusi, metabolisme, pemanjangan akar, difusi, permeabilitas membran turun, viskositas air , permeabilitas membran turun, viskositas air , plasma dan koloid naik.plasma dan koloid naik.

Transpirasi Transpirasi

Variasi PerakaranVariasi Perakaran

Ketersediaan air x udaraKetersediaan air x udara

Pengangkutan airPengangkutan airDilakukan melalui xylem dengan mekanismeDilakukan melalui xylem dengan mekanisme

Teori vital : terdapat pompa – ditolak karena Teori vital : terdapat pompa – ditolak karena dengan dimatikan pengangkutan air tetap dengan dimatikan pengangkutan air tetap terjaditerjadi

Teori tekanan akar – ditolak : seperti dalam Teori tekanan akar – ditolak : seperti dalam pembahasan pasif x aktif, tekanan akar pembahasan pasif x aktif, tekanan akar maksimum 2 bar, hanya mampu mendorong maksimum 2 bar, hanya mampu mendorong air setinggi 20mair setinggi 20m

Xylem Xylem

(lanjutan)(lanjutan) Teori fisika : imbibisi, kapiler, tekanan kohesi-Teori fisika : imbibisi, kapiler, tekanan kohesi-

tarikan transpirasitarikan transpirasi Teori tekanan kohesi-tarikan transpirasi. Kohesi : Teori tekanan kohesi-tarikan transpirasi. Kohesi :

tarik menarik antar molekul sejenis – air. Adhesi : tarik menarik antar molekul sejenis – air. Adhesi : tarik menarik molekul berbeda – air dengan tarik menarik molekul berbeda – air dengan dinding xylem. Adanya kohesi dan adhesi dinding xylem. Adanya kohesi dan adhesi terbenntuk kolom air sinambung dari tanah – terbenntuk kolom air sinambung dari tanah – akar – batang – daun. Transpirasi menurunkan akar – batang – daun. Transpirasi menurunkan ΨΨ daun lebih rendah dari daun lebih rendah dari ΨΨ batang – terjadi aliran batang – terjadi aliran air dari batang ke daun. air dari batang ke daun. ΨΨ batang menurun lebih batang menurun lebih rendah dari rendah dari ΨΨ akar – terjadi aliran air dari akar akar – terjadi aliran air dari akar ke batang dst.ke batang dst.

KohesiKohesiIkatan Hidrogen Molekul airIkatan Hidrogen Molekul air

TranspirasiTranspirasi

TRANSPIRASITRANSPIRASI

DefinisiDefinisi

Proses hilangnya air dalam Proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang melewati stomata, lubang kutikula, dan lentiselkutikula, dan lentisel

80% air yang 80% air yang ditranspirasikan berjalan ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata, melewati lubang stomata, paling besar peranannya paling besar peranannya dalamtranspirasidalamtranspirasi

Perbedaan Transpirasi dengan Perbedaan Transpirasi dengan evaporasievaporasi

TranspirasiTranspirasi EvaporasiEvaporasi

1. proses fisiologis atau fisika 1. proses fisiologis atau fisika yang termodifikasiyang termodifikasi

1. proses fisika murni1. proses fisika murni

2. diatur bukaan stomata2. diatur bukaan stomata 2. tidak diatur bukaan stomata2. tidak diatur bukaan stomata

3. diatur beberapa macam 3. diatur beberapa macam tekanantekanan

3. tidak diatur oleh tekanan3. tidak diatur oleh tekanan

4. terjadi di jaringan hidup4. terjadi di jaringan hidup 4. tidak terbatas pada jaringan 4. tidak terbatas pada jaringan hiduphidup

5. permukaan sel basah5. permukaan sel basah 5. permukaan yang 5. permukaan yang menjalankannya menjadi menjalankannya menjadi keringkering

Lubang stomata yang Lubang stomata yang mengatur laju mengatur laju transpirasitranspirasi

StomataStomata

Perbedaan Transpirasi dengan gutasiPerbedaan Transpirasi dengan gutasi

TranspirasiTranspirasi GutasiGutasi

1. terjadi pada siang hari1. terjadi pada siang hari 1. pada malam hari1. pada malam hari

2. air yang hilang 2. air yang hilang berbentuk uap airberbentuk uap air

2. air yang keluar berbentuk 2. air yang keluar berbentuk caircair

3. yang dilepaskan uap air 3. yang dilepaskan uap air murnimurni

3. cairan mengandung solute, 3. cairan mengandung solute, seperti gula dan garamseperti gula dan garam

4. melewati stomata, 4. melewati stomata, kutikula, dan lenti selkutikula, dan lenti sel

4. melewati hidatoda4. melewati hidatoda

5. terkendali oleh stomata5. terkendali oleh stomata 5. tidak terkendali5. tidak terkendali

6. menurunkan suhu 6. menurunkan suhu permukaan tanamanpermukaan tanaman

6. tidak menurunkan suhu 6. tidak menurunkan suhu permukaanpermukaan

Besarnya air yang tertranspirasiBesarnya air yang tertranspirasi

Sebagian besar air yang Sebagian besar air yang diserap tanaman diserap tanaman ditranspirasikanditranspirasikan

Misal: tanaman jagung, Misal: tanaman jagung, dari 100% air yang dari 100% air yang diserap: 0,09% untuk diserap: 0,09% untuk menyusun tubuh, 0,01% menyusun tubuh, 0,01% untuk pereaksi, 98,9% untuk pereaksi, 98,9% untuk ditranspirasikanuntuk ditranspirasikan

Dampak negatif transpirasiDampak negatif transpirasi Transpirasi dapat membahayakan tanaman jika Transpirasi dapat membahayakan tanaman jika

lengas tanah terbatas, penyerapan air tidak lengas tanah terbatas, penyerapan air tidak mampu mengimbangi laju transpirasi, mampu mengimbangi laju transpirasi, ΨΨw sel w sel turun, turun, ΨΨp menurun, tanaman layu, layu p menurun, tanaman layu, layu permanent, mati, hasil tanaman menurunpermanent, mati, hasil tanaman menurun

Sering terjadi di daerah kering, perlu irigasi, Sering terjadi di daerah kering, perlu irigasi, meningkatkan lengas tanah, pada kisaran layu meningkatkan lengas tanah, pada kisaran layu tetap – kapasitas lapangantetap – kapasitas lapangan

Peranan transpirasiPeranan transpirasi

Pengangkutan air ke Pengangkutan air ke daun dan difusi air antar daun dan difusi air antar selsel

Penyerapan dan Penyerapan dan pengangkutan air, harapengangkutan air, hara

Pengangkutan asimilatPengangkutan asimilat Membuang kelebihan Membuang kelebihan

airair Pengaturan bukaan Pengaturan bukaan

stomatastomata Mempertahankan suhu Mempertahankan suhu

daundaun

Mekanisme transpirasiMekanisme transpirasi

Macam transpirasiMacam transpirasi Stomater : 80-90% total transpirasiStomater : 80-90% total transpirasi Kutikuler: 20% total transpirasiKutikuler: 20% total transpirasi Lentikuler : 0,1% total transpirasiLentikuler : 0,1% total transpirasi

Mekanisme bukaan Mekanisme bukaan stomatastomata

Teori perubahan pati Teori perubahan pati menjadi gulamenjadi gula

Teori pengangkutan Teori pengangkutan proton, Kproton, K++

Bukaan stomata pada Bukaan stomata pada tanaman sukulentanaman sukulen

Teori perubahan pati menjadi gulaTeori perubahan pati menjadi gula

Siang hari terjadi fotosintesis, CO2 diserap, Siang hari terjadi fotosintesis, CO2 diserap, kandungannya dalam ruang antar sel menurun, kandungannya dalam ruang antar sel menurun, pH naik (7), pati dalam sel penjaga pH naik (7), pati dalam sel penjaga terhidrolisis menjadi gula, terhidrolisis menjadi gula, ΨΨss sel penjaga sel penjaga

turun, turun, ΨΨw w turun, endoosmosis di sel penjaga, turun, endoosmosis di sel penjaga,

ΨΨp p naik, dinding sel penjaga tertekan ke arah naik, dinding sel penjaga tertekan ke arah

luar, stomata terbukaluar, stomata terbuka

Teori pengangkutan proton (KTeori pengangkutan proton (K++)) Pada siang hari, saat fotosintesis di sel penjaga Pada siang hari, saat fotosintesis di sel penjaga

terbentuk zat antara fotosintesis yaitu asam terbentuk zat antara fotosintesis yaitu asam malat, kemudian dipecah menjadi Hmalat, kemudian dipecah menjadi H++ dan ion dan ion malat, Hmalat, H++ keluar dari sel penjaga, keluar dari sel penjaga, kedudukannya digantikan Kkedudukannya digantikan K++, terjadi ikatan K, terjadi ikatan K++ dg ion malat membentuk kalium malat, dg ion malat membentuk kalium malat, Kmalat masuk ke vakuola sel penjaga dan Kmalat masuk ke vakuola sel penjaga dan menurunkan menurunkan ΨΨss nya. Terjadi endoosmosis ke nya. Terjadi endoosmosis ke dalam sel penjaga, dalam sel penjaga, ΨΨp sel penjaga naik, turgor, p sel penjaga naik, turgor, dinding sel dari sel penjaga tertekan ke arah dinding sel dari sel penjaga tertekan ke arah luar, stomata membukaluar, stomata membuka

Bukaan stomata pada tanaman CAMBukaan stomata pada tanaman CAM

Tanaman CAM membuka stomatanya malam hari, Tanaman CAM membuka stomatanya malam hari, pada malam hari terjadi respirasi tidak sempurna dan pada malam hari terjadi respirasi tidak sempurna dan KH diubah menjadi asam malat, dari respirasi KH diubah menjadi asam malat, dari respirasi tersebut CO2 tidak dilepaskan, tetap diikat, pH tetap tersebut CO2 tidak dilepaskan, tetap diikat, pH tetap tinggi (7), pati dalam sel penjaga dihidrolisis menjadi tinggi (7), pati dalam sel penjaga dihidrolisis menjadi gula, gula, ΨΨss nya menurun, terjadi endoosmosis, nya menurun, terjadi endoosmosis, ΨΨp p sel sel

penjaga naik, turgor, dinding sel penjaga tertekan ke penjaga naik, turgor, dinding sel penjaga tertekan ke arah luar, stomata membukaarah luar, stomata membuka

Faktor yang mempengaruhi laju transpirasiFaktor yang mempengaruhi laju transpirasi Faktor lingkunganFaktor lingkungan Faktor tanamanFaktor tanaman

1.1. kelembaban udarakelembaban udara2.2. suhusuhu3.3. kecepatan anginkecepatan angin4.4. cahayacahaya5.5. tekanan udaratekanan udara6.6. ketersediaan air tanahketersediaan air tanah7.7. debu debu

1.1. stomata: jumlah per satuan stomata: jumlah per satuan luas, letak stomata (permukaan luas, letak stomata (permukaan bawah atau atas daun, bawah atau atas daun, timbul/tenggelam), waktu timbul/tenggelam), waktu bukaan stomatabukaan stomata

2.2. daun: berbulu/tidak, warna daun: berbulu/tidak, warna daun(kandungan klorofil daun), daun(kandungan klorofil daun), posisinya menghadap matahari posisinya menghadap matahari secara langsung atau tidak secara langsung atau tidak

3.3. Mahasiswa akan membahas Mahasiswa akan membahas fenomena ini setelah jadi PRfenomena ini setelah jadi PR

Antitranspiran Antitranspiran Senyawa kimia yang diberikan ke pada tanaman Senyawa kimia yang diberikan ke pada tanaman

dengan tujuan untuk menurunkan laju transpirasidengan tujuan untuk menurunkan laju transpirasi Mekanisme kerja: melalui penutupan lubang stomata Mekanisme kerja: melalui penutupan lubang stomata

oleh partikel tertentu maupun dengan mendorong oleh partikel tertentu maupun dengan mendorong berlangsungnya mekanisme fisiologis yang berlangsungnya mekanisme fisiologis yang menyebabkan stomata menutupmenyebabkan stomata menutup

Harganya sangat mahal dan belum ada yang efektif Harganya sangat mahal dan belum ada yang efektif untuk menurunkan laju transpirasiuntuk menurunkan laju transpirasi

Cari tulisan tentang antitranspiran utk dikumpulkan Cari tulisan tentang antitranspiran utk dikumpulkan minggu depan minggu depan

EnzimEnzim

EnzimEnzim Enzim : senyawa organik yang dalam jumlah Enzim : senyawa organik yang dalam jumlah

kecil memacu laju reaksi biokimia tanpa kecil memacu laju reaksi biokimia tanpa mempengaruhi keseimbangan reaksimempengaruhi keseimbangan reaksi

Tata nama enzim berdasar substrat atau reaksi Tata nama enzim berdasar substrat atau reaksi yang dikatalisir + ase, terdapat 6 golongan yang dikatalisir + ase, terdapat 6 golongan besar besar

Penggolongan EnzimPenggolongan Enzim

1.1. Oksidoreduktase : mengkatalisir reaksi Oksidoreduktase : mengkatalisir reaksi oksidasi-reduksi – oksalat oksidase, nitrat oksidasi-reduksi – oksalat oksidase, nitrat reduktasereduktase

2.2. Transferase : mengkatalisir transfer – Transferase : mengkatalisir transfer – transaminasetransaminase

3.3. Hidrolase : menambah air pada bermacam Hidrolase : menambah air pada bermacam ikatan mengakibatkan pecahnya substrat – ikatan mengakibatkan pecahnya substrat – protease, karbohidraseprotease, karbohidrase

Penggolongan enzim (lanjutan)Penggolongan enzim (lanjutan)

4.4. Lisase : mengakibatkan pengambilan Lisase : mengakibatkan pengambilan langsung suatu kelompok dari substrat non langsung suatu kelompok dari substrat non hidrolitik – fumarase, aldolasehidrolitik – fumarase, aldolase

5.5. Isomerase : mengkatalisir perubahan isomer Isomerase : mengkatalisir perubahan isomer – isomerase, epimerase– isomerase, epimerase

6.6. Ligase atau sintetase : mengkatalisir sintesis Ligase atau sintetase : mengkatalisir sintesis bermacam ikatan - tiokinasebermacam ikatan - tiokinase

Susunan EnzimSusunan Enzim

EnzimEnzim

Apoenzim Gugus ProstetikApoenzim Gugus Prostetik

(Protein) (Bukan Protein)(Protein) (Bukan Protein)

Koensim KofaktorKoensim Kofaktor

(Organik) (anorganik)(Organik) (anorganik)

Koenzim Penting dalam Reaksi Koenzim Penting dalam Reaksi Oksidasi-reduksiOksidasi-reduksi

NAD (nikotinamid adenin dinukleotid)NAD (nikotinamid adenin dinukleotid) NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat)NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) FAD (flavin adenin dinukleotid)FAD (flavin adenin dinukleotid) Cytokrom : CytCytokrom : Cyt a, Cyt a3, Cyt b, Cyt b6, Cyt c, a, Cyt a3, Cyt b, Cyt b6, Cyt c,

Cyt fCyt f Plastokuinon, Plastosianin, FeredoksinPlastokuinon, Plastosianin, Feredoksin ATP (adenosin tri fosfat) : senyawa berenergi ATP (adenosin tri fosfat) : senyawa berenergi

tinggitinggi

Koensim PentingKoensim Penting

Koenzim Penting (lanjutan)Koenzim Penting (lanjutan)

Enzim PentingEnzim Penting

Enzim Penting (lanjutan)Enzim Penting (lanjutan)

Enzim PentingEnzim Penting

Sifat EnzimSifat Enzim Katalisator organik dalam jumlah sangat sedikit Katalisator organik dalam jumlah sangat sedikit

memacu laju reaksi tetapi tidak mempengaruhi memacu laju reaksi tetapi tidak mempengaruhi keseimbangan reaksikeseimbangan reaksi

Sifat Enzim (lanjutan)Sifat Enzim (lanjutan)

Dihasilkan di Dihasilkan di protoplasma protoplasma

- melakukan - melakukan kegiatan di dalam kegiatan di dalam sel : endoenzimsel : endoenzim

- melakukan - melakukan kegiatan di luar kegiatan di luar sel : eksoenzimsel : eksoenzim

Sebagian besar Sebagian besar endoenzimendoenzim

Sifat Enzim (lanjutan)Sifat Enzim (lanjutan) Merupakan molekul besarMerupakan molekul besar Merupakan koloid, mempunyai luas Merupakan koloid, mempunyai luas

permukaan besar, bersifat hidrofil permukaan besar, bersifat hidrofil Bersifat peka, di inaktifasi semua faktor Bersifat peka, di inaktifasi semua faktor

penyebab denaturasi protein – suhu, pH.penyebab denaturasi protein – suhu, pH. Dapat bereaksi dengan asam maupun basa, Dapat bereaksi dengan asam maupun basa,

dengan anion maupuk kationdengan anion maupuk kation

Sifat Enzim (lanjutan)Sifat Enzim (lanjutan)Dapat Dapat

dipacu dipacu maupun maupun dihambatdihambat

Pengham bat Pengham bat : kompeti : kompeti tif – tif – susunan susunan mirip mirip substrat, substrat, non non kompeti kompeti tif – tif – merusakmerusak

Sifat Enzim (lanjutan)Sifat Enzim (lanjutan)Ensim bersifat khas : terdapat Ensim bersifat khas : terdapat

hampir 700 enzim bereaksi hampir 700 enzim bereaksi dengan substrat khusus : dengan substrat khusus : teori kunci-gembok (key-teori kunci-gembok (key-lock)lock)

Sifat Enzim (lanjutan)Sifat Enzim (lanjutan)Menurunkan energi aktifasiMenurunkan energi aktifasi

Faktor Berpengaruh terhadap EnzimFaktor Berpengaruh terhadap Enzim Suhu : minimum 0Suhu : minimum 000, optimum 30, optimum 300,0, maksimum maksimum

38-4038-400 0 CC Logam : banyak enzim dipacu oleh ion logam : Logam : banyak enzim dipacu oleh ion logam :

Mg, Mn dan CoMg, Mn dan Co Logam berat dapat menurunkan aktivitas Logam berat dapat menurunkan aktivitas

enzim : Ag, Zn, Cu, Pb dan Cdenzim : Ag, Zn, Cu, Pb dan Cd pH : optimum masing-masing enzim berbeda : pH : optimum masing-masing enzim berbeda :

pepsin 2,0, amilase 7,0, tripsin 8,0pepsin 2,0, amilase 7,0, tripsin 8,0

FotosintesisFotosintesis

Fotosintesis Fotosintesis

Batasan : proses pembentukan karbohidrat dari Batasan : proses pembentukan karbohidrat dari COCO22 dan air dan hasil sampingan O dan air dan hasil sampingan O22 pada pada

bagian tanaman berwarna hijau dengan bagian tanaman berwarna hijau dengan bantuan sinar mataharibantuan sinar matahari

cahayacahaya

6 CO6 CO22 + 6 H + 6 H22O O C C66 H H1212OO66 + 6 O + 6 O22

klorofilklorofil

Organ Utama Fotosintesis : DaunOrgan Utama Fotosintesis : Daun

Organela Fotosintesis : Kloroplas Organela Fotosintesis : Kloroplas Susunan : protein 40-50%, fosfolipida 25-30%, Susunan : protein 40-50%, fosfolipida 25-30%,

klorofil 5-10%, karotenoid 1-2%, RNA 5%, DNA klorofil 5-10%, karotenoid 1-2%, RNA 5%, DNA sedikitsedikit

Jaringan tiang : 36 kloroplas, jatringan bunga Jaringan tiang : 36 kloroplas, jatringan bunga karang 20 kloroplaskarang 20 kloroplas

Terdiri dari grana – tempat reaksi cahaya dan Terdiri dari grana – tempat reaksi cahaya dan stroma – tempat reaksi gelapstroma – tempat reaksi gelap

Tiap kloroplas 40-60 granaTiap kloroplas 40-60 grana Di dalam granum terdapat tylakoid, di dalamnya Di dalam granum terdapat tylakoid, di dalamnya

terdapat quantosom terdapat quantosom Dalam quantosom terdapat : klorofil, karotenoid, Dalam quantosom terdapat : klorofil, karotenoid,

quinon dllquinon dll

KloroplasKloroplas

Pikmen Fotosintesis : KlorofilPikmen Fotosintesis : Klorofil

Spectrum Sinar MatahariSpectrum Sinar Matahari

Serapan dan Penerusan CahayaSerapan dan Penerusan Cahaya

Spektrum Penyerapan CahayaSpektrum Penyerapan Cahaya Sinar matahari Sinar matahari

merambat dalam merambat dalam bentuk quanta bentuk quanta atau fotonatau foton

Sinar matahari Sinar matahari yang diserap yang diserap pikmen pikmen fotosintesis = fotosintesis = cahaya dengan cahaya dengan panjang panjang gelombang 400-gelombang 400-800 nm800 nm

Ringkasan ReaksiRingkasan Reaksi cahayacahaya

6 CO6 CO22 + 6 H + 6 H22O O C C66HH1212OO66 + 6 O + 6 O22

klorofilklorofil

OO22 berasal dari H berasal dari H22O bukan COO bukan CO22, diperlukan 12 , diperlukan 12

molekul Hmolekul H22OO

6 CO6 CO22 + 12 H + 12 H22O O CC66HH1212OO66 + 6 O + 6 O2 2 + 6 H+ 6 H22OO Fotosintesis : reaksi oksidasi-reduksi , air di Fotosintesis : reaksi oksidasi-reduksi , air di

oksidasi, COoksidasi, CO22 direduksi menjadi karbohidrat direduksi menjadi karbohidrat

Fotosintesis terdiri dari dua tahap reaksi : 1. Fotosintesis terdiri dari dua tahap reaksi : 1. Reaksi cahaya – memerlukan cahaya – Reaksi cahaya – memerlukan cahaya – berfungsi merubah energi matahari menjadi berfungsi merubah energi matahari menjadi daya asimilasi – ATP dan NADPHdaya asimilasi – ATP dan NADPH22

2. Reaksi gelap – tidak memerlukan cahaya – 2. Reaksi gelap – tidak memerlukan cahaya – berfungsi mereduksi COberfungsi mereduksi CO22 menjadi karbohidrat menjadi karbohidrat

dengan energi dari ATP dan NADPHdengan energi dari ATP dan NADPH22

Sistem Dua PigmenSistem Dua Pigmen

PS IPS I

PS IIPS II

Sistem Dua Pigmen (lanjutan)Sistem Dua Pigmen (lanjutan) Pigmen Sistem I (PS I) : Pigmen Sistem I (PS I) :

terdiri dari klorofil a, terdiri dari klorofil a, klorofil b, karotenoid klorofil b, karotenoid dengan pusat reaksi P 700. dengan pusat reaksi P 700. Setiap P 700 dikelilingi Setiap P 700 dikelilingi 300-400 klorofil, 300-400 klorofil, menyerap maksimum menyerap maksimum panjang gelombang 683 panjang gelombang 683 nmnm

Pigmen Sistem II (PS II) : Pigmen Sistem II (PS II) : terdiri dari klorofil a terdiri dari klorofil a kolofil b, pikobili protein kolofil b, pikobili protein dan karotenoid dengan dan karotenoid dengan pusat reaksi P 673, pusat reaksi P 673, menyerap maksimum menyerap maksimum panjang gelombang 673 panjang gelombang 673 nm nm

Eksitasi Elektron KlorofilEksitasi Elektron Klorofil

Reaksi Cahaya FotosintesisReaksi Cahaya Fotosintesis

Produksi Daya AsimilasiProduksi Daya Asimilasi

Daya asimilasi terdiri dari ATP dan NADPHDaya asimilasi terdiri dari ATP dan NADPH22

Reduksi NADP menjadi NADPHReduksi NADP menjadi NADPH22 disebut disebut

transpor elektron transpor elektron Produksi ATP disebut fotofosforilasiProduksi ATP disebut fotofosforilasi Ada tiga fotofosforilasi : non siklis, siklis dan Ada tiga fotofosforilasi : non siklis, siklis dan

pseudosiklis pseudosiklis

Fotofosforilasi NonsiklisFotofosforilasi Nonsiklis PS II menyerap cahaya pada panjang gelombang PS II menyerap cahaya pada panjang gelombang

673 nm, e tereksitasi diterima oleh plastoquinon673 nm, e tereksitasi diterima oleh plastoquinon e berpindah ke sitokrom b6, sitokrom f dan e berpindah ke sitokrom b6, sitokrom f dan

plastosianinplastosianin Sit b6 dan f mempunyai beda potenial reduksi Sit b6 dan f mempunyai beda potenial reduksi

cukup besar yaitu 0,044 v, energi dari e dapat cukup besar yaitu 0,044 v, energi dari e dapat untuk membentuk ATPuntuk membentuk ATP

e dari plastosianin diterima PS Ie dari plastosianin diterima PS I PS I menyerap cahaya maksimum pada panjang PS I menyerap cahaya maksimum pada panjang

gelombang 683 nm, elektron tereksitasi diterima gelombang 683 nm, elektron tereksitasi diterima oleh FRSoleh FRS

e PS II tidak pernah kembali – fotofosforilasi non e PS II tidak pernah kembali – fotofosforilasi non siklissiklis

Fotofosforilasi Non Siklis (lanjutan)Fotofosforilasi Non Siklis (lanjutan) ZZ

NADP+NADP+

Q Q Fe Fe HH22

Cyt b6 Cyt b6 Fe Fe 2e e o2e e o22 H H22OO22

2e2e Cyt f Cyt f Cu CuZnCu CuZn

PCPC

PS I PS I HH22O+OO+O22

MnMn 2e2e PS II PS II Mg, N, Fe Mg, N, Fe FeMg, N, Fe Mg, N, Fe Fe

HH22O 1/2 OO 1/2 O22

HH22

Fotofosforilasi Non SiklisFotofosforilasi Non Siklis

Fotolisis Fotolisis

Fotolisis proses peruraian air menjadi HFotolisis proses peruraian air menjadi H++, e, e-- dan Odan O22

e dari air mengisi tempat e PS II yang kosonge dari air mengisi tempat e PS II yang kosong HH22 untuk mereduksi NADP menjadi NADPH untuk mereduksi NADP menjadi NADPH2 2

dan PQ menjadi PQHdan PQ menjadi PQH22

OO2 2 dibebaskan ke udaradibebaskan ke udara

Fotolisis (lanjutan)Fotolisis (lanjutan)

Fotofosforilasi Siklis Fotofosforilasi Siklis

Hanya melibatkan PS IHanya melibatkan PS I Pembentukan ATP terjadi saat e berpindah Pembentukan ATP terjadi saat e berpindah

dari feredoksin ke sitokrom b6 dan sitokrom fdari feredoksin ke sitokrom b6 dan sitokrom f Karena e dari PS I kembali ke PS I disebut Karena e dari PS I kembali ke PS I disebut

fotofosforilasi siklisfotofosforilasi siklis

Fotofosforilasi SiklisFotofosforilasi Siklis

Reaksi Gelap – Reduksi COReaksi Gelap – Reduksi CO22

Reaksi gelap : reduksi COReaksi gelap : reduksi CO2 2 menjadi menjadi

karbohidrat, tidak memerlukan cahaya, tetapi karbohidrat, tidak memerlukan cahaya, tetapi memanfaatkan daya asimilasi dari reaksi memanfaatkan daya asimilasi dari reaksi terang. terang.

Terdapat 3 tipe reaksi gelap : Terdapat 3 tipe reaksi gelap : Siklus Calvin – siklus C3Siklus Calvin – siklus C3 Siklus Hatch and Slack – siklus C4Siklus Hatch and Slack – siklus C4 Siklus CAMSiklus CAM

Siklus Calvin – Siklus C3Siklus Calvin – Siklus C3 Senyawa yang menangkap COSenyawa yang menangkap CO2 2 (1 C) udara (1 C) udara

adalah RuBP (5 C)adalah RuBP (5 C) Enzim yang mengkatalisir RubiscoEnzim yang mengkatalisir Rubisco Dibentuk senyawa beratom 6 C yang tidak Dibentuk senyawa beratom 6 C yang tidak

stabilstabil Pecah menjadi 2 senyawa beratom 3 C – PGAPecah menjadi 2 senyawa beratom 3 C – PGA Energi dari ATP dan NADPHEnergi dari ATP dan NADPH22

Dibentuk glukosaDibentuk glukosa Dibentuk kembali RuBPDibentuk kembali RuBP

Siklus Calvin – C3Siklus Calvin – C3

Contoh Tanaman C3Contoh Tanaman C3

Siklus Hatch and Slack – C4Siklus Hatch and Slack – C4

Terdapat Terdapat dua dua macam macam kloroplas kloroplas : di sel : di sel mesofil mesofil dan dan seludang seludang berkas berkas pengangkpengangkutanutan

Anatomi Daun C4Anatomi Daun C4

Siklus C4 (lanjutan)Siklus C4 (lanjutan)

COCO2 2 (1C) masuk ke kloroplas mesofil (1C) masuk ke kloroplas mesofil

ditangkap PEP (3C) membentuk as. ditangkap PEP (3C) membentuk as. oksaloasetat (4C)oksaloasetat (4C)

Selanjutnya ada 3 tipe :Selanjutnya ada 3 tipe :

C4 (lanjutan)C4 (lanjutan)

1. Oksalo1. Oksalo asetat asetat

diubah diubah menjadi menjadi malat, malat, diangkut diangkut ke sarung ke sarung berkas berkas pengang pengang kutan, kutan, dipecah dipecah menjadi menjadi piruvat piruvat dan COdan CO22

C4 (lanjutan)C4 (lanjutan) Panicum maximumPanicum maximum

2.Oksaloasetat 2.Oksaloasetat diubah menjadi diubah menjadi aspartat, aspartat, diangkut ke diangkut ke sbp, diubah sbp, diubah menjadi menjadi oksaloasetat, oksaloasetat, dipecah dipecah menjadi piruvat menjadi piruvat dan COdan CO22

C4 (lanjutan)C4 (lanjutan) Atriplex spongiosaAtriplex spongiosa

3.Oksaloasetat 3.Oksaloasetat diubah diubah menjadi menjadi aspartat aspartat diangkut ke diangkut ke sbp, diubah sbp, diubah menjadi malat, menjadi malat, dipecah dipecah menjadi menjadi piruvat dan piruvat dan COCO22


Piruvat diangkut kembali ke sel mesofil, Piruvat diangkut kembali ke sel mesofil, diubah menjadi PEPdiubah menjadi PEP

PEP berperan menangkap COPEP berperan menangkap CO22 udara udara

COCO2 2 yang dilepas dari senyawa masuk ke yang dilepas dari senyawa masuk ke

siklus Calvin (siklus Csiklus Calvin (siklus C33))

Siklus C4 (lanjutan)Siklus C4 (lanjutan)

Siklus CAMSiklus CAM CAM CAM

(Crassula (Crassula cean Acid cean Acid Metabolism)Metabolism)

Terjadi pada Terjadi pada tanaman tanaman sukulen sukulen keluarga keluarga Crassulace Crassulace ae : ae : kaktus, kaktus, anggrek, anggrek, vanilivanili

CAM (lanjutan)CAM (lanjutan) Malam hari stomata membuka, COMalam hari stomata membuka, CO22 ditangkap ditangkap

oleh PEP, membentuk asam oksaloasetat oleh PEP, membentuk asam oksaloasetat diubah menjadi asam malat, disimpan di diubah menjadi asam malat, disimpan di vakuola.vakuola.

Siang hari malat dipecah menjadi asam piruvat Siang hari malat dipecah menjadi asam piruvat dan COdan CO22, CO2 masuk siklus Calvin , CO2 masuk siklus Calvin membentuk gulamembentuk gula

Piruvat diubah menjadi PEP kemudian pati. Piruvat diubah menjadi PEP kemudian pati. Pati disimpan, pada malam hari diubah Pati disimpan, pada malam hari diubah menjadi PEPmenjadi PEP

Siklus CAMSiklus CAM

MalamMalam

SiangSiang

Siklus CAMSiklus CAM

Perbandingan C4 dengan CAMPerbandingan C4 dengan CAM

Rangkuman Fotosintesis (C3)Rangkuman Fotosintesis (C3)

Faktor Berpengaruh terhadap FotosintesisFaktor Berpengaruh terhadap Fotosintesis

Faktor Tanaman : klorofil, enzim, hormon, Faktor Tanaman : klorofil, enzim, hormon, tahanan daun, genetik, umur dauntahanan daun, genetik, umur daun

Faktor Lingkungan : COFaktor Lingkungan : CO22,O,O22, cahaya, suhu, air, , cahaya, suhu, air,

nutrisinutrisi

Faktor TanamanFaktor Tanaman

Klorofil : pigmen Klorofil : pigmen penyerap penyerap cahaya, cahaya, peninglkatan peninglkatan klorofil sampai klorofil sampai batas tertentu batas tertentu meningkatkan meningkatkan fotosintesisfotosintesis

Faktor TanamanFaktor Tanaman Enzim : terdapat Enzim : terdapat

banyak enzim banyak enzim yang yang mempengaruhi mempengaruhi fotosintesisfotosintesis

Hormon : GA, Hormon : GA, sitokinin dan sitokinin dan kinetin dapat kinetin dapat memacu memacu fotosintesisfotosintesis


Tahanan daun Tahanan daun : tahanan : tahanan yang yang menghambat menghambat difusi COdifusi CO2 2 – –

tahanan tahanan mesofil dan mesofil dan dan stomatadan stomata


Genetik : Genetik : terdapat terdapat perbedaan perbedaan antar antar golongan golongan CC33, C, C44 dan dan CAM, CAM, bahkan bahkan antar antar varietas varietas

Faktor LingkunganFaktor LingkunganCOCO22

COCO22 : bahan baku fotosintesis, kandungan : bahan baku fotosintesis, kandungan

udara 360 ppm, peningkatan sampai 1000 ppm udara 360 ppm, peningkatan sampai 1000 ppm dapat meningkatkan fotosintesisdapat meningkatkan fotosintesis

Peningkatan hasil skala penelitianPeningkatan hasil skala penelitian

CC4 4 : 0 - 10%: 0 - 10%

CC33 : 10 – 50% : 10 – 50% Kedelai : 350 -> 1350 ppm hasil meningkat 40 Kedelai : 350 -> 1350 ppm hasil meningkat 40

– 60%– 60% Padi 350 -> 2400 ppm 100%Padi 350 -> 2400 ppm 100% Tomat : 15-55%, selada 50-150%Tomat : 15-55%, selada 50-150%

Peningkatan hasil skala rumah kacaPeningkatan hasil skala rumah kaca

Teknologi pengkayaan COTeknologi pengkayaan CO2 2 : Jerman, Inggris, : Jerman, Inggris,

Amerika +/- 80 tahunAmerika +/- 80 tahun Belanda : 10-20%, Inggris selada : 40%, Belanda : 10-20%, Inggris selada : 40%,

Ohio : 60%.Ohio : 60%. Indonesia : belum – berprospek -> bibit : Indonesia : belum – berprospek -> bibit :

sungkup plastik + pembuatan pupuk organik -sungkup plastik + pembuatan pupuk organik -> menghasilkan CO> menghasilkan CO22 : teh : teh

COCO22

COCO22 udara meningkat 0,45%/tahun = 1 – 1,5 ppm/tahun. udara meningkat 0,45%/tahun = 1 – 1,5 ppm/tahun. Tahun 1800 : 280 ppm, 1958 : 314, 1984 : 350, 2050 : 660 Tahun 1800 : 280 ppm, 1958 : 314, 1984 : 350, 2050 : 660

ppmppm

CahayaCahayaIntensitas CahayaIntensitas Cahaya Pada daun tunggal Pada daun tunggal CC33 jenuh pada jenuh pada

intensitas 10-40% intensitas 10-40% cahaya penuh, Ccahaya penuh, C44

tidak pernah jenuhtidak pernah jenuh Tanaman suka Tanaman suka

naungan naungan mempunyai mempunyai fotosintesis jenuh fotosintesis jenuh pada intensitas pada intensitas cahaya lebih rendahcahaya lebih rendah

Panjang Panjang gelombang :gelombang :

Klorofil a dan Klorofil a dan b maksimal b maksimal menyerap menyerap cahaya pada cahaya pada warna biru warna biru dan merahdan merah

Fotosintesis Fotosintesis maksimal maksimal juga pada juga pada warna merah warna merah dan biru dan biru

Panjang penyinaranPanjang penyinaran Panjang Panjang

penyinaran penyinaran tergantung letak tergantung letak lintang dan letak lintang dan letak mataharimatahari

Hari panjang Hari panjang tidak tidak meningkatkan meningkatkan laju fotosintesis laju fotosintesis per jam, namun per jam, namun meningkatkan per meningkatkan per harihari

Manipulasi Panjang PenyinaranManipulasi Panjang Penyinaran

Suhu Suhu

Fotosinte Fotosinte sis sis meningkat meningkat dengan dengan peningkatpeningkatan suhu an suhu dari 6dari 6oo C C sampai sampai 3939oo C C

Air, Oksigen dan NutrisiAir, Oksigen dan Nutrisi

Air mempunyai pengaruh besar secara tidak Air mempunyai pengaruh besar secara tidak langsung karena pengaruh bukaan stomatalangsung karena pengaruh bukaan stomata

Oksigen yang tinggi dapat menghambat Oksigen yang tinggi dapat menghambat fotosintesis terutama Cfotosintesis terutama C33

N, Mg dan Fe mempengaruhi pembentukan N, Mg dan Fe mempengaruhi pembentukan klorofil; Cu merupakan komponen enzm klorofil; Cu merupakan komponen enzm fotosintesis, K mempengaruhi bukaan stomatafotosintesis, K mempengaruhi bukaan stomata

Pengangkutan Pengangkutan FotosintatFotosintat

Pengangkutan fotosintatPengangkutan fotosintat

Teori MunchTeori Munch

Fotosintat hasil fotosintesis dipindahkan dari Fotosintat hasil fotosintesis dipindahkan dari sel mesofil atau seludang berkas pengangkutan sel mesofil atau seludang berkas pengangkutan sebagai sumber sebagai sumber (source)(source) fotosintat ke dalam fotosintat ke dalam floem. floem.

Akumulasi fotosintat di floem menurunkan Akumulasi fotosintat di floem menurunkan potensial solut dan potensial air floem.potensial solut dan potensial air floem.

Terjadi osmosis dari xylem ke floem yang Terjadi osmosis dari xylem ke floem yang mengakibatkan peningkatan potensial tekanan.mengakibatkan peningkatan potensial tekanan.

Tekanan di dalam floem mengakibatkan aliran Tekanan di dalam floem mengakibatkan aliran air dan fotosintat ke bagian floem lubuk air dan fotosintat ke bagian floem lubuk (sink)(sink) yang mempunyai potensial tekanan lebih yang mempunyai potensial tekanan lebih rendah. Aliran ini yang menyebabkan rendah. Aliran ini yang menyebabkan fotosintat terangkut dari sumber ke lubuk.fotosintat terangkut dari sumber ke lubuk.

Dari floem lubuk fotosintat diangkut dan Dari floem lubuk fotosintat diangkut dan disimpan di dalam lubuk disimpan di dalam lubuk

RespirasiRespirasi

Respirasi Respirasi

Proses oksidasi senyawa organik menjadi COProses oksidasi senyawa organik menjadi CO22

dan Hdan H22O dengan menghasilkan energiO dengan menghasilkan energi

CC66HH1212O O 66 + 6 O + 6 O22 => 6CO => 6CO2 2 + 6H + 6H 22O + 686 KcalO + 686 Kcal Terjadi di semua jaringan hdup terutama di Terjadi di semua jaringan hdup terutama di

tunas bunga dan daun, pucuk batang dan akar tunas bunga dan daun, pucuk batang dan akar dan kecambah, di dalam mitokondriadan kecambah, di dalam mitokondria

Sel dan MitokondriaSel dan Mitokondria

MitokondriaMitokondria

Perbedaan Perbedaan Respirasi dengan FotosintesisRespirasi dengan Fotosintesis

OO2 2 diserapdiserap Senyawa karbon Senyawa karbon

kompleks dioksidasi kompleks dioksidasi menjadi COmenjadi CO22

Terjadi siang-malam Terjadi siang-malam Energi potensial Energi potensial

diubah menjadi energi diubah menjadi energi kinetikkinetik

Bahan baku glukose Bahan baku glukose dan Odan O22

OO22 dilepaskan dilepaskan COCO22 direduksi menjadi direduksi menjadi

senyawa karbon senyawa karbon komplekskompleks

Terjadi siangTerjadi siang Energi cahaya diubah Energi cahaya diubah

menjadi energi menjadi energi potensialpotensial

Bahan baku COBahan baku CO22 dan dan HH22OO

Perbedaan Perbedaan Respirasi dengan FotosintesisRespirasi dengan Fotosintesis

Tidak memerlukan Tidak memerlukan klorofilklorofil

Terjadi di Terjadi di mitokondriamitokondria

Energi dilepaskanEnergi dilepaskan Menyebabkan Menyebabkan

penurunan beratpenurunan berat 1 molekul glukose 1 molekul glukose

menghasilkan 38 ATPmenghasilkan 38 ATP

Memerlukan klorofilMemerlukan klorofil

Terjadi di kloroplasTerjadi di kloroplas

Energi disimpanEnergi disimpan Menyebabkan Menyebabkan

peningkatan beratpeningkatan berat Untuk membentuk 1 Untuk membentuk 1

molekul glukosa di molekul glukosa di perlukan 18 ATPperlukan 18 ATP

Peran RespirasiPeran Respirasi

Mengubah energi potensial menjadi energi Mengubah energi potensial menjadi energi kinetikkinetik

Menghasilkan energi untuk proses Menghasilkan energi untuk proses metabolisme dan pembelahan selmetabolisme dan pembelahan sel

Membentuk senyawa antara penyusun selMembentuk senyawa antara penyusun sel Merubah senyawa tidak larut menjadi larutMerubah senyawa tidak larut menjadi larut Melepaskan COMelepaskan CO22 untuk daur karbon di alam untuk daur karbon di alam

Senyawa AntaraSenyawa Antara

Nisbah RespirasiNisbah Respirasi

Nisbah volume CONisbah volume CO22 yang dilepaskan dan yang dilepaskan dan

volume Ovolume O22 yang digunakan yang digunakan

vol COvol CO2_2_

NRNR = ---------- = ----------

vol Ovol O22

NR tergantung maam substrat atau jumlah NR tergantung maam substrat atau jumlah oksigen dalam substratoksigen dalam substrat

NR KarbohidratNR Karbohidrat CC66HH1212OO66 + 6 O + 6 O 6 6 => 6 CO => 6 CO22 + 6 H + 6 H22OO COCO22 6 6

NR = ----- = ----- = 1NR = ----- = ----- = 1

OO22 6 6 Pada kandungan oksigen rendah respirasi Pada kandungan oksigen rendah respirasi

aerob berubah menjadi respirasi anaerobaerob berubah menjadi respirasi anaerob CC66HH1212OO66 => 2C => 2C22HH55OH + 2COOH + 2CO22

COCO22 2 2 NR = ----- = ----- = NR = ----- = ----- = ~~

OO2 2 0 0

NR LemakNR Lemak

Jarang terdapat di bagian vegetatif , banyak di Jarang terdapat di bagian vegetatif , banyak di bijibiji

Lemak dihidrolisis dahulu menjadi asam Lemak dihidrolisis dahulu menjadi asam lemak dan gliserollemak dan gliserol

Saat berkecambah lemak diubah menjadi Saat berkecambah lemak diubah menjadi karbohidratkarbohidrat

Lemak sedikit mengandung oksigen, perlu Lemak sedikit mengandung oksigen, perlu banyak oksigen, banyak oksigen,

NR lemak (lanjutan)NR lemak (lanjutan)

CC5151HH9898OO66 + 145 O + 145 O22 => 102 CO => 102 CO22 + 98 H + 98 H22O O

COCO22 102 102

NR = ----- = ----- = 0,7 NR = ----- = ----- = 0,7

OO22 141 141 1g lemak menghasilkan energi 9,1 kal1g lemak menghasilkan energi 9,1 kal 1g karbohidrat menghasilkan 3,8 kal1g karbohidrat menghasilkan 3,8 kal

Tipe RespirasiTipe Respirasi

Berdasarkan ketersediaan oksigen respirasi Berdasarkan ketersediaan oksigen respirasi dibagi dua :dibagi dua :

Respirasi aerob Respirasi aerob

CC66HH1212OO66 + 6 O + 6 O22 => 6CO => 6CO22 + 6 H + 6 H22O + 686 KcalO + 686 Kcal Respirasi anaerobRespirasi anaerob

CC66HH1212OO66 => 2 C => 2 C22HH55OH + 2 COOH + 2 CO22 + 56 Kcal + 56 Kcal

Tipe RespirasiTipe Respirasi

Figure 5.5 (A). In the presence of oxygen, pyruvate is transferred into the mitochondrion, oxidized to carbon dioxide and water. In the absence of oxygen, mitochondrial respiration will shut down and metabolism shifts to fermentation.

Bahan untuk RespirasiBahan untuk Respirasi

LeLe

makmak Prote Prote

inin KarboKarbo

hidrathidrat

Tahapan dan lokasi RespirasiTahapan dan lokasi Respirasi

Figure 5.1 Cellular respiration is divided into three sequential pathways: (1) glycolysis,(2) the citric acid cycle, and (3) the electron transport chain.

GlikolosisGlikolosis Glycolysis take

place in the cell cytoplasm. The result is : to convert one molecule of glucose (C6) into two molecules of pyruvic acid (C3).

There is no loss of carbon dioxide and a minimal yield of ATP.

Perubahan Pirufat menjadi Asetil Perubahan Pirufat menjadi Asetil Ko AKo A

Sebelum Sebelum masuk ke masuk ke Siklus Krebs, Siklus Krebs, Piruvat Piruvat diubah diubah menjadi menjadi Asetyl Co-AAsetyl Co-A

Perubahan piruvat menjadi Asetil Perubahan piruvat menjadi Asetil Ko AKo A

Tahap 2 : Siklus Krebs (senyawa)Tahap 2 : Siklus Krebs (senyawa)

Siklus Krebs (enzim dan energi)Siklus Krebs (enzim dan energi)

IDH : Isositrat DehidrogenaseIDH : Isositrat Dehidrogenase

Tahap 3 : Trafer ElektronTahap 3 : Trafer Elektron

Jumlah ATP RespirasiJumlah ATP Respirasi

Faktor Tanaman berpengaruh Faktor Tanaman berpengaruh terhadap Respirasiterhadap Respirasi

Faktor protoplasmik : sel muda vakuola Faktor protoplasmik : sel muda vakuola lebih kecil, protoplasma lebih banyak dg lebih kecil, protoplasma lebih banyak dg enzim lebih banyak respirasi lebih cepatenzim lebih banyak respirasi lebih cepat

Konsentrasi substrat : kandungan Konsentrasi substrat : kandungan meningkat, respirasi lebih cepatmeningkat, respirasi lebih cepat

Faktor LingkunganFaktor Lingkungan Suhu : 0Suhu : 0oo – 45 – 45o o C peningkatan suhu meningkatkan C peningkatan suhu meningkatkan

rspirasi, optimal 30rspirasi, optimal 30oo C. Suhu tinggi : 1.difusi C. Suhu tinggi : 1.difusi COCO22 dan O dan O22 lebih lambat dari respirasi, 2. substrat lebih lambat dari respirasi, 2. substrat

jadi faktor pembatas. Suhu rendah : jadi faktor pembatas. Suhu rendah : dipergunakan untuk penyimpanan produk dipergunakan untuk penyimpanan produk hortikulturahortikultura

Cahaya : peningkatan cahaya meningkatkan Cahaya : peningkatan cahaya meningkatkan respirasi – tidak langsung karena 1. respirasi – tidak langsung karena 1. fotosintesis meningkat, substrat lebih tersedia, 2. fotosintesis meningkat, substrat lebih tersedia, 2. meningkatkan suhu, 3.membuka stomata untuk meningkatkan suhu, 3.membuka stomata untuk difusi difusi

Lingkungan (lanjutan)Lingkungan (lanjutan)

Oksigen atmosfer : menurun dari 21% Oksigen atmosfer : menurun dari 21% menjadi 1%, di bawah itu terjadi respirasi menjadi 1%, di bawah itu terjadi respirasi anaerobanaerob

COCO22 : meningkat, respirasi menurun. : meningkat, respirasi menurun.

Teknologi penyimpanan produk Teknologi penyimpanan produk hortikultura dalam atmosfer terkendalihortikultura dalam atmosfer terkendali

Air : medium respirasi, peningkatan Air : medium respirasi, peningkatan kandungan air memacu respirasi. Umbi dan kandungan air memacu respirasi. Umbi dan biji disimpan pada kadar air rendah agar biji disimpan pada kadar air rendah agar lebih tahanlebih tahan

Lingkungan (lanjutan)Lingkungan (lanjutan) Pelukaan : mula-mula memacu respirasi, di Pelukaan : mula-mula memacu respirasi, di

bagian luka pati diubah jadi gula, bagian luka pati diubah jadi gula, selanjutnya normalselanjutnya normal

Pengaruh mekanik – gosokan dsb : Pengaruh mekanik – gosokan dsb : meningkatkan respirasimeningkatkan respirasi

Zat penghambat enzim : menurunkan laju Zat penghambat enzim : menurunkan laju respirasirespirasi

FotorespirasiFotorespirasiSaat ada cahaya, respirasi 3-5 kali saat gelap – Saat ada cahaya, respirasi 3-5 kali saat gelap – ada respirasi cahayaada respirasi cahaya

Fotorespirasi Fotorespirasi

rubisco, initiates carbon fixation in the Calvin rubisco, initiates carbon fixation in the Calvin cycle; it also combines with oxygen to initiate cycle; it also combines with oxygen to initiate photorespiration. photorespiration.

The active site of rubisco cannot distinguish The active site of rubisco cannot distinguish the two similar substrates: O=C=O and O=O. the two similar substrates: O=C=O and O=O.

rubisco affinity for carbon dioxide 80 times rubisco affinity for carbon dioxide 80 times higher than for oxygen. However, low CO2 higher than for oxygen. However, low CO2 (350 ppm) to O2 (20%), photorespiration 30% (350 ppm) to O2 (20%), photorespiration 30% Calvin cycles. Calvin cycles.

In chloroplast, In chloroplast, rubiscorubisco, combines with (RuBP) , combines with (RuBP) and oxygen. five-carbon RuBP split into two-and oxygen. five-carbon RuBP split into two-carbon 2-phosphoglycolate and three-carbon carbon 2-phosphoglycolate and three-carbon 3-phosphoglycerate (PGA). 3-phosphoglycerate (PGA).

2-phosphoglycolate is converted to glycolate 2-phosphoglycolate is converted to glycolate in chloroplast, transported into peroxisome in chloroplast, transported into peroxisome

glycolate oxidized by oxygen to glyoxylate glycolate oxidized by oxygen to glyoxylate and hydrogen peroxide > converted to water and hydrogen peroxide > converted to water and oxygen and oxygen

glyoxylate converted to glycine in peroxisome glyoxylate converted to glycine in peroxisome > transported mitochondrion. > transported mitochondrion.

PerbedaanPerbedaan Respirasi Gelap Repirasi CahayaRespirasi Gelap Repirasi Cahaya

Substrat : kh, prot, Substrat : kh, prot, lemak baru/cadanganlemak baru/cadangan

Di sitoplasma dan Di sitoplasma dan mitokondriamitokondria

Tidak terbentuk HTidak terbentuk H22OO22

Terbentuk ATPTerbentuk ATP NAD => NADHNAD => NADH22

Tidak tergantung OTidak tergantung O22

Di semua sel hidupDi semua sel hidup Siang dan malamSiang dan malam CC33 dan C dan C44

Substrat : glikolat Substrat : glikolat baru baru

Di kloroplas perok -Di kloroplas perok -sisom dan miokondriasisom dan miokondria

Terbentuk HTerbentuk H22OO2 2

Tidak terbentuk ATPTidak terbentuk ATP NADHNADH22 => NAD => NAD Tergantung OTergantung O22

Sel hijauSel hijau Saat ada cahayaSaat ada cahaya CC33

Perbedaan AnatomiPerbedaan Anatomi

C4C4

Mempunyai fotorespirasi rendahMempunyai fotorespirasi rendah Fotosintesis terjadi di kloroplas mesofil – Fotosintesis terjadi di kloroplas mesofil –

siklus C4 dan di kloroplas seludang berkas siklus C4 dan di kloroplas seludang berkas pengangkutan yang tersembunyi – siklus C3.pengangkutan yang tersembunyi – siklus C3.

Pada Siklus C3, RuBp bergabung dengan COPada Siklus C3, RuBp bergabung dengan CO22

dari malat yang pecah menjadi piruvat dan dari malat yang pecah menjadi piruvat dan COCO22. Tidak ada O. Tidak ada O2, 2, - fotorespirasi tidak terjadi. - fotorespirasi tidak terjadi.

Selamat BelajarSelamat Belajar

dasar-dasar fisiologi tumbuhan

Documents