Download - Fis Fotosintesis
FOTOSINTESIS
Fotosintesis hanya dapat berlangsung pada makhluk hidup yang memiliki organela kloroplas (tumbuhan tinggi, paku, lumut, ganggang, dan beberapa jenis bakteri).
Di dalam kloroplas terdapat pigmen-pigmen yang dapat menangkap energi cahaya (korofil dan pigmen lain).
chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoidsVascular Plants
chlorophyll a, chlorophyll c, peridinin and other carotenoids
Dinoflagellates (Pyrrhophyta)
chlorophyll a, chlorophyll c, fucoxanthin and other carotenoids
Golden-brown Algae (Chrysophyta)
chlorophyll a, chloorphyll c, fucoxanthin and other carotenoids
Brown Algae (Phaeophyta)
chlorophyll a, phycocyanin, phycoerythrin, phycobilins
Red Algae (Rhodophyta)
chlorophyll a, chlorophyll b, carotenoidsGreen Algae (Chlorophyta)
chlorophyll a, chlorophyll bChloroxybacteria
chlorophyll a, chlorophyll c, phycocyanin, phycoerythrin
Cyanobacteria
Photosynthetic PigmentsTaxonomic Group
Tahapan Fotosintesis
Fotosintesis terdiri dari reaksi panen energi (reaksi terang) dan asimilasi C (reaksi gelap)
REAKSI TERANGProses penyerapan foton dan mengubahnya menjadi ATP dan
NADPH
CAHAYA
Sifat cahaya : Sebagai gelombang Sebagai partikel (photon)Setiap photon berisi sejumlah energi ~ quantumEnergi dikirim dalam paket diskret tidak kontinuEnergi tergantung frekuensi
Hukum Plank : E = h . v E = energi h = Konstanta Plank 6.626 x 10-34 Js v = frekuensi
Sinar matahari – hujan photon
Mengapa tumbuhan berklorofil selalu terlihat berwarna hijau ?
Laju fotosintesis tergantung laju absorpsi photon
Photon yang berguna untuk fotosintesis 400 – 700nm disebut Photosynthetically Active Radiation (PAR) atau Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD).Satuan M mol m-2s-1
Cahaya penuh : 2000 M mol m-2 s-1 photon1 mol = 6,02 x 1023 molekul.
Bakteri aerobik akan berkumpul pada tempat-tempat yang kaya oksigen akibat tingginya aktivitas fotosintesis
HUKUM STARK – EINSTEINTiap molekul, setiap kali hanya dapat menyerap satu
foton, dan foton ini hanya dapat menyebabkan tereksitasinya satu elektron.
Untuk mengatasi elektron dibutuhkan sejumlah energi
Karena satu molekul klorofil hanya dapat menangkap satu foton, sedang kebutuhan foton cukup besar, maka harus ada mekanisme pengumpulan energi pada pusat reaksi yang dinamakan RESONANSI INDUKTIF
Tahun 1887 Hertz menemukan bahwa cahaya yang mengenai permukaan metal menyebabkan pelepasan elektron “efek fotoelektrik” > λx tidak dapat melepaskan elektron
Tahun 1901 Planck menemukan bahwa radiasi menyerupai partikel/paket diskret
Tahun 1905 Einstein menjelaskan bahwa efek fotoelektrik yang dikemukakan Hertz sebagai penjelasan sifat pertikel cahaya Absorpsi photon dengan gelombang yang cukup pendek oleh elektron pada metal cukup mensuplai energi untuk melepas elektron tersebut
FOTOFOSFORILASI
Reaksi pada fotosistem II terjadi pemecahan air dan pembebasan elektron dan konversi energi photon
menjadi ATP
terjadi konversi energi foton pada fotosistem I menjadi NADPH
TRANSFER PROTON DAN ELEKTRON PADA KOMPLEKS CYT b6 f
Secara keseluruhan ada 4 proton ditransportasikan melintasi membran untuk setiap 2 elektron yang dikirim ke P 700.
Secara stoikiometri setiap translokasi 3H+ diperoleh 1 ATP
Sedangkan untuk menghasilkan 1 O2 harus ditransfer 4e-
2H2O O2 + 4 H+ + 4e-
Secara teoritis sedikitnya dibutuhkan 8 quantum untuk satu O2 (namun hasil pengukuran sekitar 9-10 quantum).
Asimilasi C (reaksi gelap)
Tahapan Awal Asimilasi CO2
6 RuBP + 6CO2 + 12NADPH2 + 12ATP →
12PGAL + 12NADP + 12ADP + 12Pi
6 Ribulosa 1,5 bisfosfat (RuBP) 5C
6 (CO2 + H2O)
12 (3-fosfogliserat) 3C
12 (1,3-difosfogliserat) 3C
12 (gliseraldehida 3-fosfat) 3C
12 ATP
12 ADP
12 NADPH
12 NADP + 12 H2PO3
-
Karboksilasi
Reduksi
PENAMBATAN CO2 (SIKLUS CALVIN)
SINTESA ASIMILAT DAN REGENERASI RuBP
DHAP
2 G3P 2 G3P 2 G3P 2 G3P 2 G3P2 G3P
Fruktosa 1,6 bisfosfat 6C
Fruktosa 6 fosfat 6C
H2O
H2PO3-
Xylulosa 5 fosfat 5C Eritrosa 4 fosfat 4C
2 RuBP
DHAP
Sedoheptulosa 1,7 bisfosfat 7C
Xylulosa 5 fosfat 5C Ribosa 5 fosfat 5C
2 RuBP 2 RuBP
SUKROSA
G3P Fruktosa 1,6 bisfosfat
Fruktosa 6 fosfat
Pi
Glukosa 6 fosfatGlukosa 1 fosfatADP Glukosa
PATI
ATP
PPi
Pi
Pi G3P
PEMBENTUKAN PATI DALAM KLOROPLAS
FOTOSINTESIS C 4
Fotorespirasi