Tugas Makalah

BIOLOGI UMUM

ANABOLISME

(Reaksi Terang)

Kelompok 9

Nama : 1. Carolus Noprianto (A 221 14 030)

2. Nurul Hasanah (A 221 14 026)

3. Vivi Alviatun (A 221 14 086)

4. Yuliana (A 221 14 106)

Kelas : C

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI

JURUSAN PENDIDIKAN MIPA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS TADULAKO

2014

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

 Pada dasarnya, fotosintesis merupakan proses penyusunan karbohidrat atau zat

gula dengan menggunakan energi matahari. Matahari sebagai sumber energi utama

bagi kehidupan di Bumi. Namun tidak semua organisma mampu secara langsung

menggunakannya. Hanya golongan tumbuhan dan beberapa jenis bakteri saja yang

mampu menyerap energi matahari dan memanfaatkannya untuk fotosinrtesis. Melalui

fotosintesis, tumbuhan menyusun zat makanan yaitu karbohidrat (pati / gula). Karena

kemampuan menyusun makanannya sendiri inilah, tumbuhan disebut organisme

autotrof. Fotosintesis ternyata berlangsung dalam dua reaksi yaitu reaksi terang dan

reaksi gelap. Reaksi gelap adalah reaksi yang berlangsung tanpa bantuan cahaya

matahari, sedangkan reaksi terang adalah tahap dimana fotosintesis membutuhkan

cahaya matahari. Reaksi terang dan reaksi gelap sangat erat kaitannya dalam

fotosintesis, karena hasil dari reaksi terang akan digunakan pada reaksi gelap nanti.

Dan untuk mengetahui lebih jelas tentang reaksi terang maka dibuatlah makalah ini.

1.2 Tujuan Penulisan

Tujuan dibuatnya makalah ini adalah :

1. Untuk mengetahui tentang reaksi terang dalam fotosintesis

2. Untuk mengetahui mekanisme pada reaksi terang fotosintesis

BAB II

ISI

a. Pengertian Reaksi Terang

Fotosintesis adalah proses pembentukan zat makanan (glukosa) pada tumbuhan

yang menggunakan zat hara, air dan karbondioksida dengan bantuan sinar matahari.

Proses fotosintesis ini tidak berlangsung pada semua sel tetapi hanya pada sel yang

mengandung pigmen fotosintetik. Kloroplas adalah salah satu pigmen fotosintetik

yang berperan penting dalam proses fotosintesis dengan menyerap energi matahari.

Persamaan reaksi kimia fotosintesis adalah sebagai berikut : H2O (air) + CO2

(karbondioksida) + cahaya → CH2O (glukosa) + O2 (oksigen) 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). Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum),

sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma. Dalam reaksi terang, terjadi konversi

energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2). Sedangkan

dalam reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang membentuk gula dari bahan dasar

CO2 dan energi (ATP dan NADPH). Energi yang digunakan dalam reaksi gelap ini

diperoleh dari reaksi terang. Reaksi terang melibatkan dua fotosistem yang saling

bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II. Fotosistem I (PS I) berisi pusat reaksi P700,

yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang

700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi pusat reaksi P680 dan optimal

menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm.

2.2 Mekanisme Reaksi Terang

 Mekanisme reaksi terang diawali dengan tahap dimana fotosistem II menyerap

cahaya matahari sehingga elektron klorofil pada PS II tereksitasi dan menyebabkan

muatan menjadi tidak stabil. Untuk menstabilkan kembali, PS II akan mengambil

elektron dari molekul H2O yang ada disekitarnya. Molekul air akan dipecahkan oleh

ion mangan (Mn) yang bertindak sebagai enzim. Hal ini akan mengakibatkan

pelepasan H+ di lumen tilakoid. Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya

PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk PQH2. Plastokuinon merupakan

molekul kuinon yang terdapat pada membran lipid bilayer tilakoid. Plastokuinon ini

akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H+ yang disebut sitokrom b6-f

kompleks. Reaksi keseluruhan yang terjadi di PS II adalah: 2H2O + 4 foton + 2PQ +

4H- → 4H+ + O2 + 2PQH2 Sitokrom b6-f kompleks berfungsi untuk membawa

elektron dari PS II ke PS I dengan mengoksidasi PQH2 dan mereduksi protein kecil

yang sangat mudah bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin

(PC). Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H+ dari stroma ke membran

tilakoid. Reaksi yang terjadi pada sitokrom b6-f kompleks adalah: 2PQH2 +

4PC(Cu2+) → 2PQ + 4PC(Cu+) + 4 H+ (lumen) Elektron dari sitokrom b6-f

kompleks akan diterima oleh fotosistem I. Fotosistem ini menyerap energi cahaya

terpisah dari PS II, tapi mengandung kompleks inti terpisahkan, yang menerima

elektron yang berasal dari H2O melalui kompleks inti PS II lebih dahulu. Sebagai

sistem yang bergantung pada cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin

tereduksi dan memindahkan elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin.

Reaksi keseluruhan pada PS I adalah: Cahaya + 4PC(Cu+) + 4Fd(Fe3+) →

4PC(Cu2+) + 4Fd(Fe2+) Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap

akhir pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP+ dan membentuk NADPH.

Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP+ reduktase.

Reaksinya adalah: 4Fd (Fe2+) + 2NADP+ + 2H+ → 4Fd (Fe3+) + 2NADPH Ion H+

yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase.

ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengan pengangkutan

elektron dan H+ melintasi membran tilakoid. Masuknya H+ pada ATP sintase akan

membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi

ATP. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut:

Sinar + ADP + Pi + NADP+ + 2H2O → ATP + NADPH + 3H+ + O ( Anonim, 2009,

id.wikipedia.org ) Secara ringkas, reaksi terang pada fotosintesis ini terbagi menjadi

dua, yaitu fosforilasi siklik dan fosforilasi nonsiklik. Fosforilasi adalah reaksi

penambahan gugus fosfat kepada senyawa organik untuk membentuk senyawa fosfat

organik. Pada reaksi terang, karena dibantu oleh cahaya, fosforilasi ini disebut juga

fotofosforilasi.

2.2.1 Fotofosforilasi Siklik

Reaksi fotofosforilasi siklik adalah reaksi yang hanya melibatkan satu fotosistem,

yaitu fotosistem I. Dalam fotofosforilasi siklik, pergerakan elektron dimulai dari

fotosistem I dan berakhir di fotosistem I. Pertama, energi cahaya, yang dihasilkan

oleh matahari, membuat elektron-elektron di P700 tereksitasi (menjadi aktif karena

rangsangan dari luar), dan keluar menuju akseptor elektron primer kemudian menuju

rantai transpor elektron. Karena P700 mentransfer elektronnya ke akseptor elektron,

P700 mengalami defisiensi elektron dan tidak dapat melaksanakan fungsinya. Selama

perpindahan elektron dari akseptor satu ke akseptor lain, selalu terjadi transformasi

hidrogen bersama-sama elektron. Rantai transpor ini menghasilkan gaya penggerak

proton, yang memompa ion H+melewati membran, yang kemudian menghasilkan

gradien konsentrasi yang dapat digunakan untuk menggerakkan sintase ATP selama

kemiosmosis, yang kemudian menghasilkan ATP. Dari rantai transpor, elektron

kembali ke fotosistem I. Dengan kembalinya elektron ke fotosistem I, maka

fotosistem I dapat kembali melaksanakan fungsinya. Fotofosforilasi siklik terjadi

pada beberapa bakteri, dan juga terjadi pada semua organisme fotoautotrof.

Berikut adalah tahapan-tahapan dalam Fotofosforilasi Siklik secara sistematis:

1. Pertama, energi cahaya, yang dihasilkan oleh matahari,membuat elektron-

elektron di P700 menjadi aktif karenarangsangan dari luar

2. Elektron yang terbentuk itu kemudian keluar menuju akseptorelektron primer

kemudian menuju rantai transpor elektron.

3. Karena P700 mentransfer elektronnya ke akseptor elektron,P700 mengalami

defisiensi elektron dan tidak dapat melaksanakan fungsinya.

4. Selama perpindahan elektron dari akseptor satu ke akseptorlain, selalu terjadi

transformasi hidrogen bersama-sama elektron pada fotosistem P 700 itu

5. Rantai transpor ini menghasilkan gaya penggerak proton, yang memompa ion

H+ melewati membran, yang kemudian menghasilkan gradien konsentrasi

yang dapat digunakan untukmenggerakkan sintase ATP selama kemiosmosis,

yang kemudian menghasilkan ATP

6. Dari rantai transpor, elektron kembali ke fotosistem I. Dengan kembalinya

elektron ke fotosistem I, maka fotosistem I dapatkembali melaksanakan

fungsinya lagi

7. Fotofosforilasi siklik terjadi pada beberapa bakteri, dan juga terjadi pada

semua organisme fotoautotrof

2.2.2 Fotofosforilasi Nonsiklik

Reaksi fotofosforilasi nonsiklik adalah reaksi dua tahap yang melibatkan dua

fotosistem klorofil yang berbeda, yaitu fotosistem I dan II. Dalam fotofosforilasi

nonsiklik, pergerakan elektron dimulai di fotosistem II, tetapi elektron tidak kembali

lagi ke fotosistem II. Mula-mula, molekul air diurai menjadi 2H+ + 1/2O2 + 2e-. Dua

elektron dari molekul air tersimpan di fotosistem II, sementara ion H+ akan

digunakan pada reaksi yang lain dan O2 akan dilepaskan ke udara bebas. Karena

tersinari oleh cahaya matahari, dua elektron yang ada di P680 menjadi tereksitasi dan

keluar menuju akseptor elektron primer. Setelah terjadi transfer elektron, P680

menjadi defisiensi elektron, tetapi dapat cepat dipulihkan berkat elektron dari hasil

penguraian air tadi. Setelah itu mereka bergerak lagi ke rantai transpor elektron, yang

membawa mereka melewati pheophytin, plastoquinon, komplek sitokrom b6f,

plastosianin, dan akhirnya sampai di fotosistem I, tepatnya di P700. Perjalanan

elektron diatas disebut juga dengan “skema Z”. Sepanjang perjalanan di rantai

transpor, dua elektron tersebut mengeluarkan energi untuk reaksi sintesis

kemiosmotik ATP, yang kemudian menghasilkan ATP. Sesampainya di fotosistem I,

dua elektron tersebut mendapat pasokan tenaga yang cukup besar dari cahaya

matahari. Kemudian elektron itu bergerak ke molekul akseptor, feredoksin, dan

akhirnya sampai di ujung rantai transpor, dimana dua elektron tersebut telah ditunggu

oleh NADP+ dan H+, yang berasal dari penguraian air. Dengan bantuan suatu enzim

bernama Feredoksin-NADP reduktase, disingkat FNR, NADP+, H+, dan elektron

tersebut menjalani suatu reaksi: NADP++H++2e-—>NADPH NADPH, sebagai hasil

reaksi diatas, akan digunakan dalam reaksi Calvin-Benson, atau reaksi gelap.

Berikut adalah tahapan-tahapan dalam Fotofosforilasi NonSiklik secara sistematis :

1. Mula-mula, molekul air diurai menjadi 2H++ 1/2O2+ 2e-.

2. Dua elektron dari molekul air tersimpan di fotosistem II

3. Sedang ion H+ akan digunakan pada reaksi yang lain

4. dan O2 akan dilepaskan ke udara bebas.

5. Karena tersinari oleh cahaya matahari, dua elektron yang ada diP680

menjadi tereksitasi dan keluar menuju akseptor elektronprimer.

6. Setelah terjadi transfer elektron, P680 menjadi defisiensi elektron, tetapi

dapat cepat dipulihkan berkat elektron dari hasil penguraian air tadi.

7. Setelah itu mereka bergerak lagi ke rantai transpor elektron,yang membawa

mereka melewati pheophytin, plastoquinon,komplek sitokrom b6f,

plastosianin, dan akhirnya sampai difotosistem I, tepatnya di P700.

8. Perjalanan elektron diatas disebut juga dengan "skema Z".

9. Sepanjang perjalanan di rantai transpor, dua elektron tersebutmengeluarkan

energi untuk reaksi sintesis kemiosmotik ATP,yang kemudian

menghasilkanATP.

10. Sesampainya di fotosistem I, dua elektron tersebut mendapatpasokan tenaga

yang cukup besar dari cahaya matahari.

11. Kemudian elektron itu bergerak ke molekul akseptor, feredoksin,dan

akhirnya sampai di ujung rantai transpor, dimana duaelektron tersebut telah

ditunggu oleh NADP+ dan H+, yangberasal dari penguraian air.

12. Dengan bantuan suatu enzim bernama Feredoksin-NADP reduktase,

disingkat FNR, NADP+, H+, dan elektron tersebutmenjalani suatu reaksi: 

• NADP++H++2e-—>NADPH 

• NADPH, sebagai hasil reaksi diatas, akan digunakan dalamreaksi

Calvin-Benson, atau reaksi gelap.

BAB III

KESIMPULAN

Dari makalah yang telah dibuat, didapatkan kesimpulan sebagai berikut :

1. Fotosintesis mempunyai dua tahap reaksi yaitu reaksi terang dan reaksi gelap

2. 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 menyerap cahaya dengan panjang gelombang

700 nanometer.

3. Reaksi terang pada fotosintesis ini terbagi menjadi dua, yaitu fosforilasi siklik

dan fosforilasi nonsiklik.

4. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut: Sinar + ADP + Pi + NADP+ + 2H2O → ATP + NADPH + 3H+ + O 5. NADPH dan ATP adalah hasil dari reaksi terang yang akan digunakan saat reaksi gelap

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2010. Fotosintesis. id.wikipedia.org; 20/09/2014.

Luqman. 2010. Reaksi Terang Fotosintesis. luqmanmaniabgt.blogspot.com;

20/09/2014