Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi

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


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.


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


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


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.


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


7/13

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


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.


9/13

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


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.


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.


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.


13/13

Documents

Rumus Kimia Fisiologis Fotosintesis Dan Respirasi