FOTOSINTESIS

Untuk anak-anakku SMAN 81

Indikator:

· Menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi kegiatan fotosintesis dan hasilnya.

· Membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum

· Menjelaskan tahapan reaksi fotosintesis; reaksi terang dan reaksi gelap

· Menjelaskan proses reaksi terang dan reaksi gelap dan hasilnya.

Peristiwa fotosintesis, melibatkan cahaya matahari, pigmen fotosintesis dan membutuhkan bahan baku CO2 dan H2O

Cahaya matahari.

Cahaya adalah bentuk radiasi elektromagnetik dari matahari
cahaya yang tampak (visible light) adalah sebagian kecil dari total radiasi elektromagnetik yang mencapai bumi.
Cahaya putih adalah gabungan dari seluruh panjang gelombang cahaya.
Region merah dan biru dari spektrum cahaya yang tampak (visible light) adalah yang digunakan tumbuhan untuk fotosintesis

Pigmen Fotosintesis

1. Pigmen fotosintesis umumnya adalah klorofil dan karotenoid
2. klorofil a adalah pigmen yang jumlahnya banyak di tumbuhan. Klorofil a menyerap cahaya biru-ungu (430 nm) dan merah (662 nm)
3. Molekul klorofil mengandung hydrophobic phytol chain yang tertanam pada fosfolipid membran tilakoid dan cincin porphyrin ,yang mengandung magnesium sebagai pusat, berada diluar membran

Klorofil a	Klorofil b
Berwarna hijau kebiruan	Hijau kekuningan
Rumus empiris C55H72O5N4Mg	Rumus empiris C55H70O6N4Mg
Mempunyai gugus samping metil (-CH3)	Mempunyai aldehyde gugus samping (-CHO)
pada organisme fotosintetik, kecuali bakteri	Pada tumbuhan hijau dan alga hijau

Pigmen fotosintesis terdapat di daun(1), di Sel mesofil daun(2), jika kita ambil sebuah sel palisade (3), didalam kloroplas (4), dalam kloroplas terddapat granum (5,6)di membrane tilakoid (7) di fotosistem

Sumber: Brum and Mc. Kane, 1983

Pigmen fotosintesis dibagi menjadi pigmen primer dan pigmen aksesori

- Pigmen primer : terdapat di pusat reaksi, ialah klorofil a yang terdiri dari P.680 dan P. 700, Yaitu klorofil a yang dapat mengabsorpsi cahaya dengan panjang gelombang 680 nm dan 700 nm, merupakan pusat reaksi.

- Pigmen aksesori : pigmen yang dapat mengabsorpsi cahaya selain P680 dan P700

Contoh karotene, xantofil, klorofil b

Sumber: L. Hartanto, Biologi dasar, 2004.

Setiap molekul pigmen dapat mengabsorpsi foton dari cahaya, menjadi tereksitasi dan menghasilkan energi, kemudian energi berpindah, terakhir diterima oleh pusat reaksi/pigmen primer/ klorofil a, yang mengakibatkan pigmen primer melepaskan energinya

II. PROSES FOTOSINTESIS

Sumber: Foo Yuen Kooi, STPM Biology, Pelangi,2003

Fotoaktivasi fotosistem II

Elektron dari fotosistem II (P.680) ditransfer ke reseptor Plastoquinone dan kemudian mentransfernya ke sistem transport elektron yang disebut b6-f kompleks, b6-f kompleks bertindak sebagai pompa proton, memompa proton ke ruang tilakoid, proton digunakan membentuk ATP menjadi ADP yang disebut fotofosforilasi, elektron tidak kembali ke pusat reaksi fotosistem 2 tetapi melewati plastocyanin ke pusat reaksi fotosistem 1, sehingga peristiwa ini disebut reaksi non siklik fotofosforilasi

Elektron yang kembali ke fotosistem II berasal dari air (fotolisis air)

2. Fotoaktivasi fotosistem I (P700)

cahaya diabsorpsi oleh pigmen-pigmen di fotosistem I, seperti di fotosistem II, menjadi tereksitasi dan energinya berpindah ke pusat reaksi, akibatnya pusat reaksi mengeluarkan elektronnya, elektron diterima reseptor ferredoxin, dari sini electron dapat digunakan untuk siklik maupun non siklik

Jika terjadi reaksi siklik elektron dari ferredoxin ke sistem transfer electron, b6-f compleks, energi membentuk ATP, elektron menuju Fotosistem II ini merupakan tahap siklik

Sedangkan jika terjadi reaksi non siklik, dari ferredoxin, feredoxin terdapat di permukaan membrane tilakoid (terdapat enzim NADP reduktase) dan ketika melaluinya 2 e- bergabumg dengan NADP+ dan H+ diluar membrane tilakoid membentuk NADPH

Sumber: Foo Yuen Kooi, STPM Biology, Pelangi,2003

SIKLUS CALVIN/ Reaksi Gelap

NADPH dan ATP dari reaksi terang digunakan untuk reaksi gelap

Sumber: Foo Yuen Kooi, STPM Biology, Pelangi

1 Reaksi pengikatan/ fiksasi CO₂ oleh molekul ribulose biphosphate (RuBP) , 5Cmembentuk senyawa sementara yang terdiri dari 6 C

2. kemudian dipecah menjadi 2 molekul phosphoglycerate acid (PGA), PGA adalah asam organic berkarbon 3.

3. PGA kemudian mengalami fosforilasi, menambah satu ikatan fosfat, menjadi asam difosfogliserat (DPG), sumber fosfat adalah ATP

4. Langkah berikutnya proses reduksi karena senyawa tersebut berikatan dengan H₂ yang berasal dari NADPH₂. Hasil reaksi tersebut adalah persenyawaan diphosphoglyceraldehyde (PGAL) yang mengandung atom C 3.

5. 2 molekul PGAL akan membentuk satu molekul glukosa (6C)

6. PGAL mengalami fosforilasi menjadi RUBP kembali.