rumus kimia fisiologis fotosintesis dan respirasi

Upload: gerald-siahaan

Post on 06-Jul-2018

239 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    1/13

    1. RUMUS KIMIA FISIOLOGIS FOTOSINTESIS DAN RESPIRASI

    Pengertian Fotosintesis

    Pengertian fotosintesis adalah reaksi kimiawi dimana tumbuhan, beberapa

     jenis bakteri dan alga, menghasilkan glukosa dan oksigen dengan menggunakan

    karbon dioksida dan air, dengan menggunakan cahaya sebagai sumber energi

    utama.

    Proses fotosintesis mengubah energi yang amat banyak dari sinar matahari

    menjadi energi listrik dan kimia. Masukan yang dibutuhkan dalam proses

    fotosintesis seperti karbondioksida (CO2, air (!2O dan mineral serta sinar 

    matahari (cahaya dan menghasilkan karbohidrat sebagai sumber makanan yang

    dibutuhkan oleh makhluk hidup (tumbuhan dan organisme fotosintesis berperan

    sebagai produsen serta oksigen yang kita hirup. "eaksi dalam proses fotosintesis

     berdasarkan butuh tidaknya oksigen terbagi dua yaitu fotosintesis oksigenik dan

    fotonsintesis noneksogenik. Proses fotosintesis oksigenik terjadi pada kebanyakan

    tumbuhan sedangkan beberapa organisme tingkat rendah seperti bakteri

    contohnya cyanobacteria melakukan proses fotosintesis noneksogenik dengan

    menggunakan bakterioklorofil.

    #otosintesis adalah proses biologis yang paling penting di bumi dan

    kehidupan ini. $ayaknya sebuah baterai, fotosintesis merupakan baterai terbesar di

    dunia, menyimpan energi matahari dan kimiawi dalam jumlah besar. %ahkan

    dalam kondisi yang paling ideal, dapat mencapai efisiensi energi sebesar &' ,

    dan beberapa jenis tumbuhan ada juga yang hanya memperoleh )*2 . +ebu

    merupakan contoh tumbuhan yang melakukan fotosintesis dengan tingkat efisiensi

    sebesar .

    Sejarah Penelitian Fotosintesis Ring!as"

    -ejarah penelitian tentang proses fotosintesis tercatat dimulai oleh an /an

    !elmont pada tahun )011*an. -eorang dokter dan ahli kimia #inlandia ini

    melakukan ekperimen tentang pertambahan bobot pada tumbuhan dari waktu ke

    waktu. ia menyimpulkan bahwa tumbuhan bertambah bobotnya karena air dan

    yang larut didalamnya akan tetapi penelitian lebih lanjut oleh -tephen !ales

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    2/13

    tentang hal yang sama pada tahun pada tahun )321 bahwa terdapat faktor lain

    yaitu udara.

    oseph Priestley yang merupakan ahli kimia dan sekaligus pendeta

     bereksperimen menggunakan lilin, tikus dan toples serta tumbuhan. ia

    menyalakan lilin dalam sebuah toples beserta tikus didalamnya. +ikus tersebut

    mati begitupun dengan lilinnya. -elanjutnya, berekperimen lagi dengan

    menambahkan tumbuhan dalam toples. $ilin mati, akan tetapi tikus tidak mati. ia

    menyimpulkan bahwa tumbuhan dapat menggantikan udara yang dibakar oleh

    lilin tersebut sehingga tikus tetap dapat hidup.

    -elanjutnya eksperimen oleh #an Ingenho$s% pada tahun )33. 4amenemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat

    5memulihkan6 udara yang 5rusak6. -elanjutnya, ean , seorang ilmuwan prancis,

     pada tahun )370 menunjukkan bahwa udara yang 5dipulihkan6 dan 5merusak6 itu

    adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. +erakhir,

    oleh Theo&ore &e Sa$ss$re menghubungkan penelitian Ste'hen (ales dan

     penelitian penelitian sebelumnya dan berhasil merumuskan persamaan umum

    tentang bagaimana cara tumbuhan dapat menghasilkan makanan atau glukosa

    dengan kata lain persamaan fotosintesis seperti dibawah ini8

    )(*O + ),O* + -ahaa / ,)(1*O) gl$!osa" + )O*

    $ebih dari )1)3 kilokalori (9.2 : )1)3 k energi matahari yang tersimpan

    karena fotosintesis di %umi, yang berhubungan dengan asimilasi )1)1 ton karbon

    diubah menjadi karbohidrat dan bentuk organik lainnya.

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    3/13

    Reaksi dalam Fotosintesis: Reaksi Terang dan Gelap

    Proses #otosintesis terbagi atas dua yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

    "eaksi terang yang terjadi pada lempengan tilakoid pada kloroplas berfungsi

    sebagai proses pembuatan energi ;+P dan

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    4/13

    ua fotosistem yaitu fotosistem 4 dan 44 berperan menyerap energi

    matahari atau foton melalui pigmen klorofil. "eaksi terang dimulai pada saat

    fotosistem 44 bereaksi. =etika pigmen klorofil dalam pusat reaksi fotosistem 44

    menyerap foton, elektron pada molekul ini memiliki energi tinggi sehingga

    menyebabkan ketidakstabilan dan kemudian menyebabkan terjadinya reaksi

    redoks berantai dimana elektron berpindah dari molekul satu yang lebih tinggi

    tingkat energinya ke molekul yang lebih rendah tingkat energinya. Proses ini

    disebut sebagai rangkaian transport elektron. ?lektron tersebut 5mengalir6 dari

    fotosistem 44 ke sitokrom b0f hingga ke fotosistem 4. Pada fotosistem 4, elektron

    tersebut mendapatkan energi lagi dari foton (energi cahaya. Penerima elektron

    terakhir adalah e yang akan digunakan oleh ;+P sintetase untuk membuat ;+P. -edangkan

     pada fotofosforilasi siklik, protein sitokrom b0f menggunakan energi dari eletron

     pada fotosistem 4 dan 44 untuk menciptakan ;+P lebih banyak dan menghentikan

     produksi

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    5/13

    Proses Fotosintesis Rea!si Terang Foto2os2orilasi Nonsi!li! 

    %erdasarkan gambar diatas, anda sudah paham bukan, bagaimana proses

    reaksi terang dalam fotosintesis oksigenik secara fosforilasi nonsiklik. $angkah

     pertama adalah adanya cahaya yang 5menabrak6 fotosistem 44 yang mengandung

    klorofil a yang mampu menyerap cahaya dengan panjang gelombang 01

    nanometer (oleh karenanya disebut p01. =emudian air 5pecah6 dan melepaskan

    ion hidrogen dan Oksigen serta 2 elektron. ?lektron tersebut kemudian tereksitasi,

    atau mengalami peningkatan energi sehingga terjadilah rangkaian redoks.

    ?lektron tersebut diangkut oleh oleh rangkaian transport elektron mulai dari Ph

    (Pheophytin ke plastoAuinone (Ba kemudian elektron dalam reaksi terang

    diangkut oleh PlastoAuinone (Bb lalu selanjutnya ke kompleks sitokrom bf dan

    akhirnya elektron sampai ke fotosistem 4 yang mengandung P311.

    Perlu anda ketahui bahwa Ph, Qa, Qb, dan sitokrom bf  merupakan

     pembawa elektron. alam proses transport elektron tersebut tersedia energi untuk 

    menghasilkan ;+P dalam perpindaha fotosistem 44 ke fotosistem 4.

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    6/13

    -elanjutnya dalam proses fotosintesis reaksi terang fosforilasi non siklik, dua

    elektron yang sampai pada komplek fotosistem 44 P311 mengalami peningkatan

    energi sehingga terjadi rangkaian transport elektron kembali, dimulai dari ;1 yang

    merupakan bentuk klorofil yang berperan sebagai penghantar elektron kepada ;)

    yang merupakan phylloAuinone. =emudian elektron dihantarkan ke kompleks

     protein iron*sulfur lalu ke feredoksin (ferredo:in. !ingga akhirnya menuju karier 

    elektron terakhir yaitu

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    7/13

    alam proses ini, dihasilkan hanya ;+P, bukan oksigen ataupun

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    8/13

    #otosintesis8 +ahap 4 "eaksi @elap

    +ahap pertama dalam siklus C%% reaksi gelap memiliki kemiripan dengan

    tahap isomerasi pada jalur Pentosa #osfat (PPP. ?nFim yang digunakan pada

    reaksi ini berwarna merah (lihat gambar diatas. ?nFim rubisco (singkatan dari

    ribulose bisphosphate carbo:ylase mengkatalasis reaksi karboksilasi dari

    ribulose*),'*bisphosphate dalam dua reaksi. Pertama, ribulose*)*'*bisphosphate

    haruslah difosforilasi oleh enFim Phosphoribulose kinase. !asil yang diperoleh

    dari proses karboksilasi ini adalah dua molekul &*phosphoglycerate (&*

    fosfogliserat.

    #otosintesis8 +ahap =edua "eaksi @elap

    +ahap kedua dalam siklus Cal>in %enson reaksi gelap memiliki kemiripan

    dalam salah satu bagian reaksi glukoneogenesis.

    ). &*Phosphoglicerate (&*fosfogliserat difosforilasi menggunakan

     bantuan enFim phosphoglycerate kinase untuk membentuk ),&*

    %isphosphoglycerate.

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    9/13

    2. -elanjutnya, ),&*%isphosphoglycerate direduksi menggunakan

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    10/13

    3. +erakhir dalam reaksi gelap ini, G'P dan "'P diisomerasi mengunakan

    enFim Phosphopentose epimerase dan phosphopentose isomerase untuk 

    menghasilkan ribulose*'*phosphate (ribulosa*'*fosfat yang kemudian

    dapat mengulang kembali si!l$s ,al4in56enson56assha7.

    *. SIKLUS (IDUP #AMUR 

    amur dapat dikelompokkan atas jamur tingkat rendah dan jamur tingkat

    tinggi berdasarkan struktur hifa dan pembentukan sporanya. amur tingkat rendah

    umumnya tidak memiliki septa pada hifa (hifa aseptat kecuali saat hifa akan

    membentuk alat reproduksi, serta spora aseksual dibentuk dalam suatu kantong

    spora (sporangium.

    =lasifikasi jamur daratan (terrestrial fungi dilakukan dengan

    mempertimbangkan pola reproduksi seksualnya. ;da tiga filum pada jamur 

    daratan, yaitu sebagai berikut 8

    a Hygomycota yang membentuk Figospora.

     b ;scomycota yang membentuk askopora.

    c %asidiomycota yang membentuk basidiospora.

     

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    11/13

    Proses reproduksi seksual dimulai dengan bertemunya hifa ( dan hifa (* .

    =edua hifa tersebut akan membentuk struktur gametangia yang di dalamnya

    mengandung banyak inti. @ametangia akan terpisah dari hifa melalui

     pembentukan septa. -el gametangia akan melebur melalui plasmogami yang

    menyebabkan bersatunya plasma kedua gametangia.

    Peristiwa di atas diikuti dengan peleburan dari inti*inti haploid yang

     bersesuaian (kariogami sehingga terbentuk Figot berinti diploid. Higot akan

    membentuk Figospora di dalam suatu kantong yang disebut Figosporangium.

    =antong tersebut dapat berisi Figospora lebih dari satu. Meiosis terjadi saat

    Figospora membentuk kecambah.

     b ;scomycota

    "eproduksi seksual dicirikan melalui pembentukan kantong askus yang berisi

    askospora dan terdapat di dalam tubuh buah (askokarp. -el >egetatif atau hifa

     jamur ini bersifat heterokairot (inti berbeda muatan atau homokairot (inti

     bermuatan sejenis. -el atau hifa yang bersesuaian, askogonia (betina dan

    anteridia (jantan akan bertemu dan melebur (plasmogami kemudian diikuti

    kariogami sehingga membentuk kantong askus berisi Figot. Higot mengalami

    meiosis dan diikuti dengan mitosis sehingga terbentuk askospora atau

    kelipatannya.

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    12/13

    Contohnya pada khamir -accharomyces cere>isiae yang membentuk ascus

    naked atau ;spergillus nidulans yang membentuk askus dalam kleistotesium.

    c %asidiomycota

    %asidiomycota sering direpresentasikan dengan jamur makroskopis yang biasa

    disebut mushroom. Contohnya, jamur merang (/ol>ariella >ol>aceae, jamur 

    kuping (;uricularia auricula, atau jamur tiram (Pleurotus ostreatus.

    "eproduksi seksual dimulai dengan bertemunya dua hifa homokariot yang

     bersesuaian dan melebur (terjadi peristiwa plasmogami membentuk satu

    kompartemen sel berinti dua (dikariotik yang berbeda muatannya (heterokairot.

    -el dikariotik tersebut akan berkembang membentuk miselium sekunder yang

    memiliki inti heterokairot yang bersesuaian.

    Miselium sekunder dengan inti dikariot berkembang membentuk tubuh buah

    (basidiokarp. -el berinti dikariot membelah secara mitosis sehingga membentuk 

    struktur reproduksi (basidium. Pada saatnya inti dikariotik akan melebur 

    (kariogami membentuk Figot berinti diploid. -elanjutnya, inti diploid akan

    mengalami proses meiosis menjadi haploid yang dikemas dalam basidiospora.

  • 8/17/2019 Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

    13/13