1 / 75

FOTOSINTESIS

FOTOSINTESIS. Fotosintesis. Tempat fotosintesis berlangsung ?. Leaf cross section. Vein. Mesophyll. CO 2. O 2. Stomata. Fotosintesis terjadi di kloroplas Dalam kloroplas terdapat pigmen disebut klorofil. Klorofil berperan penting dalam mengubah energi cahaya menjadi energi kimia.

rroxanne
Download Presentation

FOTOSINTESIS

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. FOTOSINTESIS

  2. Fotosintesis

  3. Tempat fotosintesis berlangsung ? Leaf cross section Vein Mesophyll CO2 O2 Stomata • Fotosintesis terjadi di kloroplas • Dalam kloroplas terdapat pigmen disebut klorofil. Klorofil berperan penting dalam mengubah energi cahaya menjadi energi kimia • Di bagiandaunterdapatbagian yang disebutmesofil. Dalammesofilterdapatjaringan palisade yang kayaakankloroplas. Jaringanberklorofilmisaldaunpadatanamanmerupakantempatutamaterjadinyafotosintesis. • a

  4. Daun – strukturkloroplas

  5. Mesophyll Chloroplast 5 µm Outer membrane Thylakoid Intermembrane space Thylakoid space Granum Stroma Inner membrane 1 µm Struktur kloroplas • Tilakoid adalah sistem membran dalam kloroplas (tempat terjadinya reaksi terang). Memisahkan kloroplas menjadi ruang tilakoid dan stroma • Grana kumpulan tilakoid dalam kloroplas • Stroma: daerah cair antara tilakoid dan membran dalam tempat terjadi siklus Calvin

  6. Persamaan Fotosintesis

  7. Fotosintesis Fotosintesisterdiridariduaprosesyaitu -Reaksiterang -Reaksi reduksi karbon (Siklus Calvin) Reduksi CO2 menjadi karbohidrat melalui oksidasi carrier energi (ATP, NADPH) Reaksi terang memberi energi pada carrier Reaksi reduksi karbon (siklus Calvin) menghasilkan PGAL (phosphoglyceraldehyde)

  8. Fotosintesis Light Chloroplast • Prosesdimanaorganisme yang memilikikloroplasmengubahenergicahayamenjadienergikimia • Melibatkan 2 lintasanmetabolik • Reaksiterang: mengubahenergicahaya menjadienergi selular • Siklus Calvin: reduksi CO2menjadiCH2O NADP RuBP ADP + P 3-PGA Calvin cycle Light reactions Electrons G3P Cellular respiration Cellulosse Starch Other organic compounds

  9. Reaksi Terang • Energi cahaya akan diubah menjadi energi kimia dengan menghasilkan oksigen sebagai produk samping. • Terjadi di dalam membran tilakoid. • Energi cahaya yang diserap klorofil dalam membran tilakoid akan digunakan untuk membentuk ATP dari ADP dan fosfat. • Pada fase ini terjadi fotolisis air yang menghasilkan oksigen.

  10. Cahaya Photosynthetically active radiation (PAR).

  11. The role of light Light provides the energy to: • transfer electrons from water to nicotinamide adenine dinucleotide phosphate NADP+) forming NADPH; • Generate ATP

  12. Pigmen • -Substansi yang menyerap cahaya tampak • -Menyerap kebanyakan panjang gelombang tetapi paling • sedikit menyerap panjang gelombang hijau • Pigmen • Klorofil a • Klorofil b • Karotenoid • Karotene • Xantofil

  13. Klorofil a • Klorofil a adalah pigmen yang secara langsung berpartisipasi dalam reaksi terang • Pigmen lain menambahkan energi ke klorofil a • Penyerapan cahaya meningkatkan elektron ke orbital energi yang lebih tinggi

  14. Fotosistem • Fotosistem merupakan unit pengumpul cahaya dari membran tilakoid. • Setiap fotosistem berupa kompleks dari protein dan jenis protein dan jenis molekul lainnya, termasuk antena yang terdiri dari beberapa ratus molekul pigmen. • Pada pusat reaksi energi ini menggerakkan reaksi reduksi-oksidasi. • Elektron tereksitasi dari klorofil pusat reaksi dan ditangkap oleh molekul khusus yang disebut akseptor elektron primer.

  15. Fotosistem • Kumpulan pigmendan protein yang berasosiasidenganmembrantilakoid yang memanenenergidarielektron yang tereksitasi • Energi yang ditangkapditransferantaramolekulfotosistemsampaimencapaimolekulklorofilpadapusatreaksi

  16. Pada pusat reaksi terdapat 2 molekul • Klorofil a • Akseptor elektron primer • Pusat reaksi klorofil dioksidasi dengan hilangnya elektron melalui reduksi akseptor elektron primer • Membran tilakoid Terdapat fotosistem I dan II

  17. Excited state e– Heat Energy of election Photon (fluorescence) Ground state Chlorophyll molecule Photon Klorofil tereksitasi oleh cahaya Saat pigmen menyerap cahaya • Klorofil tereksitasi dan menjadi tidak stabil Primary acceptor

  18. Fotofosforilasi Nonsiklik • Reaksi fotofosforilasi nonsiklik adalah reaksi dua tahap yang melibatkan dua yaitu fotosistem I dan II. • Menghasilkan NADPH, ATP, dan oksigen

  19. Non-cyclic photophosphorilation • Light energy is absorbed by antenna pigments of PS II. • Energy then transferred to the reaction centre of pigment P680 in PS II. • The P680 becomes photoactivated and high energy (“exited”) electron is released to the primary electron acceptor • 3. The electron released is replaced by splitting water into its component. This process is called photolysis

  20. 4. The electron is then transferred through plastoquinone, cytochrome complex, plastocyanin & PS I. As electron passed along ETC, they lose energy. The energy released is used to produced ATP 5. High energy electron in P700 (PS I) is ejected, passes onto electron acceptor then to ferredoxin & NADP+ reductase 6. NADP+ reductase donates the electron to a molecule of NADP+ and stabilizes it by adding a proton to form NADPH. NADPH is then released into the stroma.

  21. Non cyclic photophosporylation Light energy is absorbed by antenna pigments of PS II. Energy then transferred to the reaction centre of pigment P680 in PS II.

  22. The P680 becomes photoactivated and high energy (“exited”) electron is released to the primary electron acceptor The electron released is replaced by splitting water into its component. This process is called photolysis

  23. Water photolysis Photolysis is a process of splitting water molecules using light energy with the release of electrons and photons and oxygen. The photon (H+) are used to reduced NADP+. Oxygen is given off or used in respiration. 2H2O 4H+ + O2+ 4e- The important of photolysis = To replace electron in photosystem II (non-cyclic photophosphorylation) H+ ions reduce NADP+ to NADPH, which is an electron carrier

  24. The electron is then transferred through plastoquinone, cytochrome complex, plastocyanin & PS I. As electron passed along ETC, they lose energy. The energy released is used to produced ATP

  25. High energy electron in P700 (PS I) is ejected, passes onto electron acceptor then to ferredoxin & NADP+ reductase

  26. NADP+ reductase donates the electron to a molecule of NADP+ and stabilizes it by adding a proton to form NADPH. NADPH is then released into the stroma.

  27. Aliran elektron siklik • Hanya fotosistem I yang digunakan • Pergerakan elektron dimulai dari fotosistem I dan berakhir di fotosistem I. • Hanya ATP yang dihasilkan Diah Rachmawati-2011

  28. Aliran elektron Terdapat dua rute jalur elektron yang tersimpan pada akseptor elektron primer Dimulai dengan penangkapan energi foton Menggunakan rantai transport elektron dengan sitokrom untuk kemiosmosis Aliran elektron nonsiklik Menggunakan fotosistem II dan I Elektron dari fotosistem II dihilangkan dan diganti oleh elektron yang didonasikan oleh air Mensintesis ATP dan NADPH Donasi elektron mengkonversi air →O2 dan 2H+ Aliran elektron siklik Hanya menggunakan fotosistem I Elektron dari fotosistem I di-recycle Mensintesis ATP

  29. H2O CO2 LIGHT NADP+ ADP CALVIN CYCLE LIGHT REACTOR ATP NADPH STROMA (Low H+ concentration) O2 [CH2O] (sugar) Cytochrome complex Photosystem II Photosystem I NADP+ reductase Light 2 H+ 3 NADP+ + 2H+ Fd NADPH + H+ Pq Pc 2 H2O 1⁄2 O2 THYLAKOID SPACE (High H+ concentration) 1 2 H+ +2 H+ To Calvin cycle ATP synthase Thylakoid membrane STROMA (Low H+ concentration) ADP ATP P H+ Reaksi terang dan kemiosmosis: Kemiosmosis adalah difusi ion yang melewati suatu membran. Proses ini berhubungan dengan pembentukan ATP karena pergerakan ion hidrogen yang melewati membran.

  30. chemiosmosis • Inside the thylakoid lumen, hydrogen ions (H+) accumulate from water splitting and from a coupling of the electron flow with aninward transfer of H+ from the stroma. The H+ being positivelycharged, this also makes the lumen more electropositive and the stroma more electronegative. • The combined concentration gradient and electric potentialgradient make a free energy gradient for the H+, favouring theiroutward movement from the lumen into the stroma. • The thylakoid membrane is highly impermeable to H+. But it contains ATP-synthase enzyme complexes, with a proton channel through which the H+ move tothe stroma, and this movement, downtheir free energy gradient, is coupled with ATP synthesis.

  31. Reaksi Gelap atau Siklus Calvin • Senyawa gula dibentuk dari CO2(karbondioksida). • Fase ini tidak terlibat langsung dalam pemanfaatan cahaya. • Terjadi dalam stroma dari kloroplas.

  32. Carbon Fixation • All plants carry on photosynthesis by adding carbon dioxide (CO2) to a phosphorylated 5-carbon sugar called ribulose bisphosphate. • This reaction is catalyzed by the enzyme ribulose bisphosphate carboxylase oxygenase (RUBISCO). • The resulting 6-carbon compound breaks down into two molecules of 3-phosphoglyceric acid (PGA). • These 3-carbon molecules serve as the starting material for the synthesis of glucose and other food molecules. • The process is called the Calvin cycle and the pathway is called the C3 pathway.

  33. Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untukmengkonversi CO2menjadigula • Sikluscalvinterjadidistroma • Siklus Calvin memiliki 3 tahap • Fiksasi karbon • Reduksi • Regenerasi akseptor CO2(RuBP)

  34. Sebuah molekul CO2 dikonversi dari bentuk inorganiknya menjadi molekul organik (fixation) melalui pengikatan ke gula 5C (ribulose bisphosphate atau RuBP). • Dikatalisasi oleh enzim RuBP carboxylase oxygenase (Rubisco). • Bentuk gula 6C pecah menjadi 3-phosphoglycerate • Tiap molekul 3-phosphoglycerate menerima tambahan grup fosfat membentuk 1,3-Bisphosphoglycerate (fosforilasi ATP) NADPH dioksidasi dan elektron yang ditransfer ke 1,3-Bisphosphoglycerate memecah molekul dengan tereduksi menjadi Glyceraldehyde 3-phosphate • Tahap terakhir dari siklus ini adalah regenerasi RuBP Glyceraldehyde 3-phosphate dikonversi menjadi RuBP melalui sebuah seri reaksi yang melibatkan fosforilasi molekul oleh ATP

  35. H2O Input CO2 Light 3 (Entering one at a time) NADP+ CO2 ADP CALVINCYCLE LIGHTREACTION ATP NADPH Rubisco O2 [CH2O] (sugar) 3 P P Short-livedintermediate P 6 3 P P Ribulose bisphosphate(RuBP) 3-Phosphoglycerate 6 ATP 6 ADP CALVIN CYCLE 3 ADP 6 P P 3 ATP 1,3-Bisphoglycerate 6 NADPH 6 NADPH+ 6 P P 5 (G3P) 6 P Glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) P 1 Glucose andother organiccompounds G3P(a sugar)Output Phase 1: Carbon fixation Siklus Calvin Phase 3:Regeneration ofthe CO2 acceptor(RuBP) Phase 2:Reduction

  36. Siklus Calvin • Dimulai dari CO2 dan menghasilkan 3-phosphoglycerate • Tiga bagian siklus Calvin menghasilkan 1 produk molekul • Tiga tahap • Fiksasi karbon • Reduksi CO2 • Regenerasi RuBP

  37. The Calvin cycle proceeds in three stages: • Carboxylation of the CO2 acceptor ribulose-1,5-bisphosphate,forming two molecules of 3-phosphoglycerate,the first stable intermediate of the Calvin cycle • Reduction of 3-phosphoglycerate, forming gyceraldehyde-3-phosphate, a carbohydrate • Regeneration of the CO2 acceptor ribulose-1,5-bisphosphatefrom glyceraldehyde-3-phosphate

  38. C4 Plants • Help fight transpiration by keeping their stomata partially closed during the day and partially closed at night. • Fix carbon dioxide into a temporary storage molecule that has four carbons • It is called a C4 pathway because the first stable compound that carbon dioxide is fixed into is a four carbon compound. • The four carbon compound is transported to specialized cells where Calvin Cycle is taking place • The four carbon compound releases carbon dioxide to run Calvin Cycle.

  39. Tumbuhan C4 • Senyawa yang terbentuk pertama kali setelah berikatan dengan CO2 adalah senyawa berkarbon empat (oksaloasetat). • Tempat terjadinya fotosintesis terjadi di dua tempat yaitu sel mesofil (siklus C3) dan sel seludang pembuluh (siklus C4). • Tumbuhannya seperti sorgum, amaranthus, jagung. • Tumbuhan C4 → kemampuan melaksanakan fotosintesis lebih tinggi dan lebih tahan terhadap kekeringan.

  40. Tumbuhan C4 • Tumbuhan C4 meminimalkan keperluan fotorespirasi • dengan cara menggabungkan CO2 ke dalam senyawa empat karbon di sel mesofil • Senyawa empat karbon tersebut • Dieksport ke sel seludang berkas pengangkut (cell bundle sheath), dimana CO2 dilepaskan yang digunakan dalam siklus Calvin

  41. C4 Plants Corn, sugar cane and crab grass

  42. C4 Photosynthesis: The first fixation is a 4-carbon compound

  43. The basic C4 cycle consists of four stages: • Fixation of CO2 by the carboxylation of phosphoenolpyruvate in the mesophyll cells to form a C4 acid (malate and/or aspartate) • Transport of the C4 acids to the bundle sheath cells • Decarboxylation of the C4 acids withinthe bundle sheath cells and generationof CO2, which is then reduced to carbohydrate via the Calvin cycle • Transport of the C3 acid (pyruvate or alanine) that isformed by the decarboxylation step back to the mesophyllcell and regeneration of the CO2 acceptor phosphoenolpyruvate

  44. The C4 photosynthetic pathway

More Related