BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Kehidupan di bumi adalah kehidupan bertenaga surya. Fotosintesis

berperan menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan baik secara

langsung maupun tak langsung. Fotosintesis berlangsung pada semua bagian daun

yang berwarna hijau termasuk batang dan buah yang masih muda dan berwarna

hijau. Bagian daun yang berwarna hijau tersebut memiliki kloroplas yang menjadi

tempat berlangsungnya fotosintesis. Kloroplas pada tumbuhan menangkap energi

cahaya yang telah menempuh perjalanan 150 juta kilometer dari matahari dan

mengubahnya menjadi energi kimia yang disimpan dalam gula dan molekul-

molekul organic lainnya. Kloroplas atau Chloroplast adalah plastid yang

mengandung klorofil, pigmen ini mampu mengubah energi cahaya dari sinar

matahari menjadi energi kimia. Terdapat kurang lebih setengah juta kloroplas

pada setiap 1 mm2 permukaan daun. Warna hijau pada daun disebabkan oleh

klorofil yang terdapat di dalam kloroplas.

Kloroplas pertama kali diidentifikasi tahun 1881 oleh ahli biologi Jerman

bernama Engelmann. Engelmann memperlihatkan bahwa ketika sel alga hijau,

spirogyra diiliminasi maka akan tampak banyak bakteri berkumpul dengan sel.

Bakteri ini menggunakan sejumlah besar oksigen yang dilepaskan oleh kloroplas

melalui proses fotosintesis.

Pembahasan lebih mendalam mengenai kloroplas akan dibahas pada BAB

II makalah ini.

1

B. Tujuan

Tujuan pembelajaran materi ini adalah agar mahasiswa dapat :

1. Mengenal organel tumbuhan bernama kloroplas dan bagiannya.

2. Mengidentifikasi struktur, sifat, dan kandungan yang ada pada kloroplas.

3. Menjelaskan proses-proses yang terjadi yang melibatkan organel kloroplas.

C. Metode Penulisan

Metode penulisan makalah ini adalah dengan melakukan studi pustaka ke

beberapa buku dan sumber-sumber lain yang berkaitan dengan judul makalah.

2

BAB II

PEMBAHASANA. Plastida

Plastida adalah organel yang meghasilkan warna pada sel tumbuhan. Terdapat 3

macam plastida, yaitu :

1. Kromoplas,  adalah plastida yang menghasilkan warna non fotosintesis atau

warna selain hijau.

2. Leukoplas, adalah plastida yang tidak berwarna

3. Kloroplas, adalah plastida yang menghasilkan warna hijau daun, disebut

klorofil. Kloroplas adalah plastida yang mengandung  klorofil, karotenoid dan

pigmen fotosintesis lain.

Semua tipe plastida adalah turunan dari badan yang sangat kecil, yang

disebut proplastida, yang terdapat di dalam sel meristem. Proplastida dan

plastida dalam sel muda memperbanyak diri dengan pembelahan.

Plastida dan mitokondria mengandung DNA dan ribosom. Setiap plastid berisi

berbagai kopi plastid gen pada lingkar 75-250 kb. Karena itu, kedua organel

tersebut secara potensial memiliki otonomi (organel semiotonom). Petunjuk adanya

otonomi ini menimbulkan suatu hipotesis bahwa plastida dan mitokondria secara

evolusi berasal dari sel prokariot primitif (misalnya ganggang biri) yang diliputi

oleh sel eukariot primitif, yang akhirnya menjadi bentuk simbiosis permanen.

3

Gen plastid berisi kurang lebih 100 gen yang mengkode rRNAs dan tRNAs.

Kebanyakan tumbuhan mewarisi plastida hanya dari induknya. Angiosperm

umumnya mewarisi plastida dari induk betina, sedangkan beberapa gimnospermae

mewarisi plastida dari induk jantan. Alga juga mewaisi plastida dari salah satu

induknya.

Teori endosimbiosis

B. Kromoplas

Kromoplas adalah plastida yang menghasilkan warna non fotosintesis atau

warna selain hijau. Warna kuning, merah, atau merah bata pada kromoplas

disebabkan oleh kandungan karotenoidnya. Yang penting dalam diferensiasi

kromoplas adalah sintesis dan penempatan kromolas banyak ditemukan pada

mahkota bunga, buah masak, dan beberapa akar. Bentuk dan ukuran kromoplas

sangat besar. Kromoplas sering kali merupakan turunan dari kloroplas, tetapi dapat

juga berkembang secara langsung dari proplastida. Diferensiasi kromoplas

meliputi sintesis pigmen karotenoid. Pigmen ini mungkin disimpan dalam

gelembung lemak (misalnya dalam mahkota bunga Ranuculus repens dan buah

citrus yang kuning) atau dalam benang protein, misalnya dalam buah capisum

yang merah. Pada akar wortel, karoten berbentuk kristal yang dikelilingi oleh

4

selubung lipoprotein. Pada buah tomat, terdapat dua jenis pigmen yang berupa

kristal sempit dan globula. Kromoplas dalam kebanyakan tumbuhan dapat

berdiferensiasi balik menjadi kloroplas (misal pada akar wortel, terutama pada

pangkal akar yang tidak tertutup tanah). Pigmen karoten hilang dan tilakoid yang

membentuk klorofil dapat berkembang dalam plastida.

Kloromoplas memberi warna pada berbagai bagian alat tumbuhan. Namun,

tidak seluruh warna pada tumbuhan disebabkan oleh pigmen dalam plastida, sebab

dalam cairan vakuola juga dapat ditemukan sebagai zat warna. Macam-macam

warna tersebut adalah sebagai berikut:

a. Karotin : Berwarna kuning, misalnya pada wortel

b. Xantofil   : Berwarna kuning pada daun yang tua

c. Fikosantin : Berwarna coklat pada ganggang Phaeophyta

d. Fikosianin : Berwarna biru pada ganggang cyanophyta

e. Fikoeritrin : Berwarna merah pada ganggang Rhodophyta

f. Antosianin : Memberi warna merah sampai kuning pada bunga

C. Leukoplas

Leukoplas adalah plastida yang tidak mengandung pigmen, dan biasanya

terdapat di dalam jaringan yang tidak terkena sinar. Leukoplas banyak digunakan

untuk menyimpan hasil metabolisme. Berdasarkan perannya sebagai penyimpan

hasil metabolisme, terdapat 3 jenis leukoplas yang dibedakan berdasarkan

fungsinya.

1. Amiloplas : berfungsi menyimpan amilum

2. Elaioplas : berfungsi menyimpan lemak

5

3. Proteoplas : berfungsi menyimpan protein

Tepung, fitoferitin (suatu senyawa protein-zat besi) dan lemak disimpan

dalam bentuk globula yang disebut plastoglobuli, sering terdapat dalam berbagai

plastida termasuk kloroplas. Leukoplas dan jaringan yang mendapat sinar

matahari dapat berkembang menjadi kloroplas (misalnya pada umbi kentang)

Contoh leukoplas : amiloplas

D. Kloroplas

Kloroplas merupakan organel yang mengandung klorofil. Klorofil berfungsi

pada saat fotosintesis. Kloroplas berwarna hijau disebabkan oleh kandungan

klorofil. Jenis-jenis klorofil :

1.) Klorofil a dengan rumus kimia C55H72O5N4Mg berwarna hijau biru

2.) Klorofil b dengan rumus kimia C55H70O6N4Mg berwarna hijau kuning

Kloroplas merupakan salah satu organel yang terdapat pada sel tumbuhan,

kloroplas adalah plastida yang mengandung klorofil. Pada sel tumbuhan tingkat

tinggi umumnya berisi 50 – 200 buah kloroplas, ukurannya sekitar 4-6 mikro

meter.

6

Bagian-bagian kloroplas :

Membran luar 

Ruang antar membran

Membran dalam

Stroma

tilakoid

7

Dalam kloroplas terdapat sistem membran lain berupa kantong-kantong pipih

yang disebut Tilakoid. Tilakoid tersusun bertumpuk membentuk struktur yang

disebut grana (jamak granum). Pada permukaan dalam tilakoid terdapat kumpulan

partikel yang tersusun berderet yang disebut kuantosom. Di kuantosom inilah

terdapat zat klorofil yang berperan dalam proses fotosintesis. Klorofil ini berfungsi

menangkap energi cahaya matahari, energi yang ditangkap itudigunakan untuk

memecah molekul air, yang kemudian direaksikan dengan karbondioksidamenjadi

gula dan oksigen. Di dalam tilakoid inilah terdapat pigmen fotosintesis yaitu

klorofil dan karoten. Ruangan di antara grana disebut stroma. Stroma adalah

membran dalam yang membungkus cairan kloroplas, stroma merupakan tempat

untuk  berlangsungnya reaksi gelap fotosintesis.

Selubung kloroplas terdiri atas dua membran. Membran luar, membran luar

permukaannya rata dan berfungsi mengatur keluar masuknya zat. Antara

membran luar dan membran dalam dipisahkan oleh ruang antar membran yang

tebalnya 10 nm. Membran ini permeabel terhadap senyawa-senyawa dengan berat

molekul rendah seperti : nukleotida, fosfat inorganik, derivat yang mengandung

fosfat, asam karboksilat,dan sukrosa. Jadi ruang antar membran dapat dengan

bebas menggunakan segala macam molekul nutrien dari sitosol.

Ruang antar membran, adalah ruangan yang memisahkan antara membran

luar dengan membrane dalam, tebalnya kira-kira 10 nm. Membran dalam,

membran dalam kloroplas merupakan barier/ penghalang antara sitosol dan

stroma kloroplas.

Macam-macam klorofil adalah sebagai berikut :

a. Klorofil a: menghasilkan warna hijau biru

b. Klorofil b: menghasilkan warna hijau kekuningan

c. Klorofil c: menghasilkan warna hijau coklat    

d. Klorofil d: menghasilkan warna hijau merah

E. Keberadaaan Plastida

Tumbuhan dan berbagai kelompok alga juga memiliki plastida, plastida tidak

terdapat pada sel hewan. Dan plastida ini juga mempunyai DNA sendiri dan

berkembang dari proses endosimbiosis, dalam hal ini cyanobacteria dan golongan

8

chlorophyta. Biasanya plastida berbentuk kloroplas, yang mengandung klorofil dan

menghasilkan energi melalui fotosintesis seperti halnya pada cyanobacteria.

Plastida lain terlibat dalam menyimpan makanan. Meskipun plastida mungkin

memiliki satu asal, tidak semua grup yang memiliki plastida berkerabat dekat.

Beberapa eukariota mendapatkannya dari yang lain dengan endosimbiosis

penelanan sekunder.

1. Plastida pada tumbuhan tingkat tinggi

Pada tumbuhan tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram (kira-kira 2 x 5 mm,

kadang-kadang lebih besar), tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma

tetapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya.

2. Plastida pada alga dan bakteri fotosintetik

Pada alga, istilah leukoplas digunakan untuk semua jenis plastid yang belum

terpigmentasi. Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral,

bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid. Etioplas, amiloplas dan

kromoplas hanya ada pada tumbuhan dan bukan pada alga. Plastida pada alga

berbeda dengan plastida pada tumbuhan yang mana pada alga berisi pirenoid

dan kloroplas sebagai pigmen fotosintetiknya. Sementara pada alga yang

prokariotik, contohnya adalah cyanobacter.

9

Cyanobacter alga hijau

F. Reaksi Fotosintesis

Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada

sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang

diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena

melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia,

maupun biologi sendiri.

Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah

daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk

melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis,

tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim

ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.

Penampang melintang mesofil daun

10

Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua

bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak

memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).

1. Reaksi Terang

Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi

NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan

penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.

Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru

(400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau

(500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh

mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau.

Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya

dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek

menyimpan lebih banyak energi.

Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk

dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen

yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II

dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap

cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I

700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam

fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.

Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada

fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer

sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk

fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel.

Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan

elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan

elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi

bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan

oksigen.

11

Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari

karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil

yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri

fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen

karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.

Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga

mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang

rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.

ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai

proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus

Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan

kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap

karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi

meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya)

2. Reaksi Gelap

Fotosintesis adalah peristiwa penyusunan zat organik (gula) dari zat

anorganik (air, karbon dioksida) dengan pertolongan energi cahaya.

12

Fotosintesis dilakukan oleh tumbuhan dan makhluk hidup yang mempunyai

klorofil. Komponen-komponen yang diperlukan dalam fotosintesis adalah

CO2, H2O, cahaya dan klorofil. Karbon dioksida diambil dari udara, H2O

diambil dari tanah. Peranan klorofil dalam fotosintesis adalah untuk menyerap

cahaya dan sumber elektron. Cahaya yang paling efektif digunakan untuk

mendapatkan hasil fotosintesis yang maksimum adalah cahaya merah dan

biru. Proses pembentukan karbohidrat ini berlangsung secara bertingkat. Zat

yang stabil yang mula-mula terbentuk adalah gula sederhana. Kelebihan

molekul-molekul gula sederhana akan disimpan dalam bentuk zat tepung

(pati). Melalui proses biosintesis dengan melepaskan nH2O. Untuk

pembentukan 1 gram gula ternyata sama dengan jumlah energi yang

diperlukan dalam pembakaran 1 gram gula yaitu 675 kilo kalori. Inilah jumlah

energi yang diperlukan dalam fotosintesis

Secara singkat persamaan reaksi fotosintesis yang terjadi di alam

dituliskan sebagai berikut (Siregar, 2010):

cahaya matahari

6CO2+12H2O ———> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

klorofil

Blackman mengemukakan adanya reaksi gelap yang terjadi di stroma,

merupakan matriks kloroplas tak berwarna yang mengandung grana. Reaksi

gelap tidak memerlukan cahaya. Dalam reaksi gelap, ATP dan NADPH yang

terbentuk pada reaksi terang digunakan untuk pembentukan glukosa dari

karbon dioksida (Siregar, 2010). 

Persamaan reaksinya adalah sebagai berikut:

6C + ATP + NADPH —> (CH2O)6 + 6H2O

Reaksi gelap hanya berlangsung jika tersedia energi kimia (ATP dan NADPH)

serta proton (H+) yang dihasilkan oleh reaksi terang. Tanpa didahului reaksi

terang, reaksi gelap tidak akan berlangsung. Proses pembentukan karbohidrat

terutama glukosa dilakukan melalui beberapa langkah. Di dalam stroma

terdapat senyawa ribulosa bifosfat, suatu senyawa dengan 5 atom C. ribulosa

13

bifosfat mengikat CO2 sehingga terbentuk senyawa 6C, tetapi tidak stabil

sehingga terpecah menjadi 2 molekul masing-masing dengan 3 atom (asam

fosfogliserat). Asam fosfogliserat diubah nenjadi gliseraldehid. Gliseraldehid

mengikat fosfat membentuk gliseraldehid 3 fosfat, yang kemudian diubah

menjadi dihidroksi aseton fosfat. Senyawa ini berikatan dengan gliseraldehid

3 fosfat membentuk fruktosa 1.6 difosfat, kemudian akhirnya akan

membentuk glukosa. Sebagian dari gula triosa fosfat diubah kembali menjadi

ribulose difosfat sehingga membentuk siklus yang dinamakan siklus Calvin

(untuk menghargai penemunya, yaitu Melvin Calvin) (Siregar, 2010).

Pada tumbuhan tingkat tinggi respirasi gelap dan fotorespiratori dihasilkan

dari mitokondria. Bagaimanapun, respirasi terjadi di dalam kloroplas pada

alga uniseluler dan tumbuhan tingkat tinggi. Regulasi pada respirasi gelap

membutuhkan pertumbuhan yang seimbang dengan asimilasi dan menjaga

penipisan metabolit dan siklus yang sia-sia. Respirasi gelap merupakan

pengkonsumsian karbohidrat dan komponen lain untuk memproduksi energi

dan substrat-substrat karbon (asam organik) untuk proses sintetik seluler.

Proses mengkonsumsi O2 dan memproduksi CO2, H2O, pati dan gula bertujuan

untuk mendegradasi piruvat melalui proses glikolisis sehingga menghasilkan

ATP. Piruvat mengubah asetil-CoA dengan enzim piruvat dehidrogenase, hal

ini terjadi di mitokondria. Asetil-CoA masuk ke dalam TCA cycle dalam

mitokondria, dimana asam organik (sitrat, fumarat) mengalami metabolism

sehingga menghasilkan O2 dan membentuk NADH. NADH teroksidasi oleh

rantai transport elektron mitokondria dengan O2 sebagai pangkal aseptor

elektron  transport elektron digabung untuk fosforilasi dari ADP menjadi ATP

(Lawlor, 2001).   

Cahaya yang rendah pada umumnya akan mengurangi laju fotosintesis,

karena luas daun meningkat dan frekuensi stomata berkurang. Daun tanaman

cenderung memiliki cahaya yang rendah, ketika mengalami baik pada

kondisicahaya rendah maupun normal. Hal ini mungkin menjadi alas an untuk

laju fotosintesis rendah pada musim hujan dan pada saat tanaman

mulai tumbuh (Hemantaranjan, 1999).

14

Dengan terbentuknya ATP dan NADPH maka tumbuhan hijau siap

mensistesis karbohidrat. Reaksi ini berlangsung di stroma kloroplas. Reaksi

ini dinamakan reaksi gelap dikarenakan reaksi ini walaupun terjadi pada siang

hari (suasana terang) tetapi tidak peka terhadap cahaya matahari. Didalam

reaksi ini terjadi pengikatan CO2.

1.         Hasil pengikatan CO2 pertama kali yang stabil pada fotosintesis

Penelitian ini sebenarnya untuk mengetahui molekul apa yang sebenarnya

mengikat CO2 dalam fotosintesis. Penelitian ini pertama kali dilakukan oleh

M.Calvin, menggunakan kultur ganggang Chlorella dan 14CO2. Calvin

beranggapan bila ke dalam kultur diberikan 14CO2 yang cukup dan

penyinaran dengan waktu yang lama maka akan dihasilkan senyawa-

senyawa yang cukup banyak, dan sebaliknya bila diberikan penyinaran

dengan waktu yang sangat pendek, maka akan dihasilkan satu macam

senyawa saja dan stabil. Ternyata penyinaran selama 5 detik hanya

terbentuk satu macam senyawa yang stabil yaitu PGA dan RuBP (Ribulosa

Biphosphate).

15

Hasil penelitian menunjukkan bahwa dalam keadaan gelap kadar RuBP

turunb dan kasar PGA naik. Hal ini berarti selama masih ada RuBP

pengikatan CO2 akan berjalan terus. Jadi RuBP adalah pengikat CO2 pada

fotosintesis. Dalam perkembangan selanjutnya dikenal tiga cara pengikatan

CO2, yakni jalur C-3 (jalur Calvin), jalur C-4, dan jalur CAM (Crassulacean

Acid Metabolism)

2.        Jalur C-3

Jalur C-3 dinamakan juga jalur Calvin, hampir 80% jenis tumbuhan

melakukan fotosintesis menggunakan jalur C-3 untuk mengikat CO2-nya,

sehingga jalur ini merupakan jalur yang dominan. Di dalam jalur ini

CO2 diikat oleh RuBP menjadi 2 molekul 3-PGA, suatu senyawa dengan 3

atom C.

Reaksi ini dikatalisir oleh enzim RuBP-karboksilase yang akan bekerja

dengan baik apabila kadar CO2 yang diikat relative tingi. Senyawa 3-PGA

bukan senyawa yang bertenaga tinggi, bahkan tingkat tenaga 2 molekul

PGA itu lebih rendah dari 1 molekul RuBP. Karena itu reaksi pengikatan ini

berjalan spontan, tanpa menggunakan ATP hasil reaksi terang.

3.        Jalur C-4

        Pada tahun 1965 Kortschack dan Burr dari Hawaii menemukan pada tebu

(Saccharum officinarum) bahwa senyawa stabil yang pertama dibentuk

dalam pengikatan CO2 adalah asam malat, bukan 3-PGA. Penemuan ini

didukung oleh Hatch dan Slack kemudian menyusun daur C-4 dalam

pengikatan CO2 pada tumbuhan membentuk asam malat atau asam aspartat

sebagai senyawa stabil yang pertama. Daur ini kemudian dikenal dengan

nama daur Hatch dan Slack. Pada tumbuhan yang menggunakan jalur C-4

ini, CO2 udara mula-mula diikat oleh asamfosfoenolpiruvat (PEP), dengan

bantuan enzim PEP-karboksilase menjadi asam oksaloasetat (OAA) yang

mempunyai 4 atom C.

         Asam ini kemudian diubah menjadi asam malat atau asam aspartat bila

bereaksi dengan NH3. Reaksi ini berlangsung dalam kloroplas sel-sel

16

mesofil daun. Asam malat atau asam aspartat yang dibentuk kemudian akan

diangkut ke dalam sel-sel seludang berkas pengangkut, yaitu sel-sel

parenkim yang mengandung kloroplas dan mengelilingi berkas

pengangkutan daun. Di dalam sitoplasmanya asam malat akan mengalami

dekarboksilasi menjadi CO2 dan asam piruvat. CO2 kemudian dibawa masuk

ke dalam kloroplas dan diikat dalam RuBP menjadi 3-PGA, kemudian

direduksi melalui daur Calvin. Asam piruvat yang terbentuk akan diangkut

kembali ke sel-sel mesofil untuk diubah menjadi PEP dengan menggunakan

tenaga dari ATP.

Golongan tumbuhan yang menggunakan jalur C-4 disebut tumbuhan C-4,

dan mempunyai struktur anatomi yang khas, yaitu adanya sel-sel seludang

berkas pengangkut. Struktur anatomi demikian ini disebut Kranz anatomy.

Pemisahan tempat pengikatan CO2 dan tempat reduksinya ini sangat

menguntungkan bagi tumbuhan C-4 karena enzim PEP-karboksilase

mempunyai daya untuk menarik CO2 lebih tinggi daripada RuBP-

karboksilase, sehingga PEP-karboksilase masih dapat mengikat

CO2, walaupun kadar CO2 di dalam daun lebih rendah daripada di udara.

Dengan sifat PEP-karboksilase yang demikian berarti tumbuhan C-4 masih

dapat mengikat CO2 dengan stoma setengah menutup untuk mengurangi

adanya transpirasi, sehingga lebih efisien dalam penggunaan air. Di samping

itu pemecahan asam malat di dalam sel seludang berkas pengangkut

menyebabkan kadar CO2 dalam kloroplas relative tinggi sehingga daur

Calvin dapat lebih giat.

17

4.        Jalur CAM

CAM adalah Crassulacean Acid Metabolism, yaitu sistem metabolism asam

pada tumbuhan Crassulaceae. Tumbuhan ini kebanyakan tumbuh di daerah

kering atau epifit sehingga umumnya berdaging untuk menyimpan air dan

stomanya menutup pada siang hari untuk mengurangi transpirasi. Karena

stomanya membuka pada malam hari, maka pengikatan CO2 juga dilakukan

pada malam hari. Sistim pengikatan CO2-nya hampir sama dengan tanaman

C-4, namun dalam jalur CAM ini tidak ada pemisahan antara tempat

pengikatan CO2dengan tempat reduksinya. Semuanya berlangsung di dalam

sel-sel mesofl dan pemisahan hanya terjadi dalam hal waktu pengikatan

CO2 di udara. Pada malam hari CO2 diikat oleh PEP menjadi OAA (asam

oksalo asetat), kemudian diubah menjadi asam malat.

Asam malat ini akan disimpan dalam vakuola sel, karena penimbunan asam

di dalam plasma sel dapat menghambat metabolisme sel. Baru pada

keesokan harinyaasam malat akan dibawa masuk kedalam kloroplas, dan

diikat serta direduksi melalui daur Calvin.

18

The C4 plant seperates the reactions by location   Whereas the CAM plant seperates the rections by time

19

BAB III

SIMPULAN

A. Simpulan

Berdasarkan pembahasan di atas, maka dapat diambil beberapa

kesimpulan sebagai berikut :

1. Plastida adalah organel yang meghasilkan warna pada sel

tumbuhan.

2. Terdapat 3 macam plastida, yaitu kromoplas, leukoplas, kloroplas,

3. Semua tipe plastida adalah turunan dari badan yang sangat kecil,

yang disebut proplastida, yang terdapat di dalam sel meristem.

4. Plastida terdapat pada semua tumbuhan dan beberapa jenis alga

dan bakteri.

5. Leukoplas adalah plastida yang tidak mengandung pigmen dan

digunakan untuk menyimpan hasil metabolisme

6. Kloromoplas memberi warna pada berbagai bagian alat tumbuhan,

kromoplas adalah plastida yang menghasilkan warna non fotosintesis atau

warna selain hijau.

7. Kloroplas adalah plastida yang berperan dalam fotosintesis.

8. Kloroplas tersusun atas membrane dalam, membrane luar, ruang

antar membrane, stroma, dan grana.

9. Kloroplas mengandung materi genetic berupa DNA sirkuler.

10. Kloroplas dapat memperbanyak diri dengan melakukan

pembelahan.

11. Asal- usul kloroplas diduga berasal dari sel prokariotik

fotosintetik yang bersimbiosis dengan sel eukariotik.

12. Di dalam kloroplas terjadi proses fotosintesis, dimana terbagi

menjadi 2 tahap, reaksi terang yang terjadi di grana dan reaksi gelap yang

terjadi di stroma.

13. Fotosintesis pada tumbuhan C4 terjadi pada 2 tempat berbeda

pada kloroplas, yaitu sel mesofil dan sel seludang berkas pembuluh,

20

sementara pada tumbuhan CAM fotosintesis terjadi dalam 2 waktu, yaitu

siang dan malam hari.

21