KLOROPLAS

Desiana Ika Listiani

0402514017

Struktur dan fungsi kloroplas

*Kloroplas*Merupakan tempat berlangsungnya fotosintesisTerbungkus oleh dua lapis membran (luar dan dalam) Tersusun atas membran internal yang disebut thylakoid; dan stromaMembran thylakoid terdiri dari lamela grana (bertumpuk) dan lamela stroma (tidak bertumpuk)Klorofil terletak di membran thylakoid, sehingga reaksi terang fotosintesis berlangsung di membran thylakoid

Tempat fotosintesis pada

tumbuhanDaun merupakan organ utama fotosintesis pada tumbuhan Kloroplas terutama ditemukan di dalam daun bagian mesofil

Reaksi terang dan

siklus calvin bekerja sama

mengubah energi cahaya

menjadi energi

kimiawi berupa

makanan

Pigmen fotosintetik: reseptor cahaya

Spektrum elektromagnetik

Cahaya tampak dan bentuk energi elektromagnetik beradiasi melalui angkasa yang memiliki panjang gelombang berbeda-beda

Interaksi cahaya dengan materi dalam kloroplas

GranumPigmen kloroplas menyerap cahaya biru dan merah.Pigmen ini memantulkan dan meneruskan cahaya hijau

a. Perbandingan spektra absorpsi klorofil a dan b

b. Spektrum aksi yang menggambarkan keefektifan panjang gelombang yang berbeda dalam fotosintesis

c. percobaan Engelmann, menggunakan bakteri aerobik untuk menentukan segmen dari alga yang paling banyak melepaskan O2.

Aliran elektron nonsiklik selama reaksi terang menghasilkan ATP dan

NADPH

Analogi mekanis untuk reaksi terang

Reaksi terang menggunakan

cahaya matahari untuk

menghasilkan ATP dan NADPH.

Aliran elektron siklik

Pada kondisi tertentu, elektron terfotoeksitasi dan mengambil jalur siklik yang hanya menggunakan fotosistem I tetapi tidak menggunakan Fotosistem II.

Perbedaan Fotofosforilasi siklik dan fotofosforilasi

nonsiklik

Logistik kemiosmosis dalam mitokondria dan

kloroplasMembran dalam mitokondria memompa proton H+ Ke dalam ruang antar membran.ATP dibuat pada sisi matriks membran. Dalam kloroplas, membran tilakoid memompa proton dari stroma ke dalam ruang tilakoid (lumen)Begitu ion hidrogen keluar, kembali melintasi membran melalui ATP sintase, fosforilasi ADP terjadi pada sisi stroma membran

Air diuraikan oleh fotosistem II, pada sisi membran yang berhadapan dengan ruang tilakoid begitu Pq mentransfer elektron ke kompleks sitokrom, proton di translokasi melintasi membran. Satu ion hidrogen ditangkap oleh NADPNADPH. (menggerakkan ATP sintase)Reaksi yang digerakkan cahaya ini menyimpan energi kimiawi dalam NADPH dan ATP yang membolak balikkan energi ke siklus calvin

Siklus Calvin

Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untuk mengubah CO2

menjadi gula.Fase 1: Fiksasi karbon

( Siklus Calvin memasukkan molekul CO2 dengan menautkannya dalam enzim Rubisko membentuk dua molekul 3 fosfogliserat untuk setiap CO2)

Fase 2: Reduksi

(Setiap molekul 3 fosfogliserat menerima gugus fosfat baru. Suatu enzim mentransfer gugus fosfat dari ATP membentuk 1,3 bifosfogliserat menjadi G3P)

Fase 3: Regenerasi akseptor CO2(RuBP).

5 molekul G3P disusun ulang menjadi 3 molekul RuBP dengan menghabiskan 3 molekul ATP. RuBP siap menerima CO2 kembali dan siklusnya berlanjut.

Kapan terjadi siklus siklik dan siklus non

siklik?*Siklik terjadi pada waktu suhu dalam kondisi normal

*non siklik terjadi pada kondisi suhu tinggi

*pada keadaan panas terik, terjadi pelepasan air yang berlebihan, sehingga tanaman mengalami kekurangan air.

*Pasokan air terhambat

*Untuk mengurangi efek kekeringan stomata tertutup

*Pertukaran CO2 terhamabat

*Karena tidak ada CO2 maka siklus calvin tidak terjadi, tidak ada penggunaan NADPH tetapi NADPH terbentuk terus menerus. Untuk mengurangi pembentukan NADPH maka dihambat melalui umpan balik.

*Apakah reaksi gelap selalu terjadi pada malam hari dan reaksi trang selalu terjadi pada siang hari??

*Tidak seperti pada tumbuhan C3 dan C4, tumbuhan kaktus dan nanas membuka stomatanya pada malam hari dan menutupnya pada siang hari.

* Pada saat stomata terbuka, tumbuhan mengikatkan CO2 pada berbagai asam organik. Cara fiksasi karbon ini pertama kali dtemukan pada tumbuhan famili Crassulaceae (tumbuhan penyimpan air) dan disebut metabolisme asam krasulase (Crassulacean Acid Metabolism) sehingga tumbuhannya disebut tumbuhan

CAM. Asam organik (senyawa intermediate) yang dibuat pada malam hari disimpan dalam vakuola sel mesofi sampai pagi hari. Pada siang hari (stomata tertutup), reaksi terang dapat memasok ATP dan NADPH untuk siklus Calvin. Pada saat itu, asam organik melepaskan CO2 dan memasuki molekul gula (RuBP) dalam kloroplas. Dengan demikian, baik tumbuhan C3, C4, maupun CAM akan menggunakan siklus Calvin setelah fiksasi CO2, untuk membentuk molekul gula dari karbondioksida.

C3 C4 CAM (crassulacean acid metabolism)

lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi

adaptif di daerah panas dan kering adaptif di daerah panas dan kering

enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi

CO2 diikat oleh PEP yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2

Pada malam hari asam malat tinggi, pada siang hari malat rendah

karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung.

tidak mengikat karbon dioksida secara langsung tidak mengikat karbon dioksida secara langsung

Disebut tumbuhan C3 karena senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)

Sel seludang pembuluh berkembang dengan baik dan banyak mengandung kloroplas 

Umumnya tumbuhan yang beradaptasi pada keadaan kering seperti kaktus, anggrek dan nenas

Sebagian besar tumbuhan tinggi masuk ke dalam kelompok tumbuhan C3

Fotosintesis terjadi di dalam sel mesofil dan sel seludang pembuluh 

Reduksi karbon melalui lintasan C4 dan C3 dalam sel mesofil tetapi waktunya berbeda

Apabila stomata menutup akibat stress terjadi peningkatan fotorespirasi pengikatan O2 oleh enzim Rubisco

Pengikatan CO2 di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus C3) di dalam sel seludang pembuluh

Pada malam hari terjadi lintasan C4 pada siang hari terjadi suklus C3

Produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam 3-fosfogliserat atau PGA

Produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam oksaloasetat, malat, dan aspartat ( hasilnya berupa asam-asam yang berkarbon C4)

Memiliki daun yang cukup tebal sehingga laju transpirasinya rendah

Terdiri atas sekumpulan reaksi kimia yang berlangsung di dalam stroma kloroplas yang tidak membutuhkan energi dari cahaya mataharai secara langsung.

Reaksinya berlangsung di mesofil daun, yang terlebih dahulu bereaksi dengan H2O membentuk HCO3 dengan bantuan enzim karbonik anhidrase

Stomatanya membuka pada malam hari

Sumber energi yang diperlukan berasal dari fase terang fotosintesis

Memiliki sel seludang di samping mesofil Pati diuraikan melalui proses glikolisis dan membentuk PEP

Memerlukan energi sebanyak 3 ATP Tiap molekul CO2 yang difiksasi memerlukan 2 ATP CO2 yang masuk setelah bereaksi dengan air seperti pada tanaman C4 difiksasi oleh PEP dan diubah menjadi malat

PGAL yang dihasilkan dapat digunakan dalam peristiwa yaitu sebagai bahan membangun komponen struktural sel, untuk pemeliharaan sel dan disimpan dalam bentuk pati

Tanaman c4 juga mengalami siklus calvin seperti peda tanaman C3 dengan bantuan enzim Rubisko

Pada siang hari malat berdifusi secara pasif keluar dari vakuola dan mengalami dekarboksilasi

Melakukan proses yang sama dengan tanaman C3 pada siang hari yaitu daur CalvinMelakukan proses yang sama dengan tanaman C4 pada malam hari yaitu daur Hatch – Slack.