fotosintesis

OLEH: SUSI SAFITRI (X’1)
GURU PEMBIMBING: SUYONO



MOJOKERTO,31 JULI 2010
Kata Pengantar
Alhamdulilahirobil alamin itulah kata yang bisa saya ucapkan. Rasa syukur pantas untuk slalu dipanjatkan kehadirat allah SWT. Berkat Rahmat danRidhonya saya dapat menyeleaikan mekalah dengan judul “ REAKSI FOTOSINTESIS” ini dalam waktu yang relative singkat.
Makalah ini pun di susun dalam rangka untuk pemenuhan tugas selain untuk menambah referensi bahan bacaan bagi siswa dalam materi ini.. Sasaran makalah ini adalah siswa guna mengetahui lebih dalam tentang fotosintesis. Dalam kesempatan ini saya mengucapkan terimakasih kepada semua pihak yang telah membantu terwujudnya makalah sederhana ini.
Akhirnya seperti bunyi pepatah tiada gading yang tak retak, maka saya menyadari di dalam makalah ini masih banyak kekurangan untuk itu kritik dan saran sangat saya harapkan.



Mojokerto,31 Juli2010


PENULIS


Daftar Isi
















PENGERTIAN FOTOSINTESIS

Fotosintesis berasal dari bahasa Yunani yaitu Photo yang artinya cahaya dan Syntesis yang berarti membuat atau mencampurkan. Jadi fotosintesis dapat diartikan proses membuat makanan dengan bantuan energi cahaya.

Dalam fotosintesis di perlukan karbindioksida, air, cahaya matahari dan zat hijau daun (klorofil). Atau dapat di gambarkan dalam bagan berikut:
Cahaya matahari
Air+karbondioksida karbohidrat+ oksigen
klorofil
Fotosintesis dapat pula di artikan proses reaksi pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Bayangkan jika 1 hari saja fotosintesis tidak terjadi, past semua makhluk hidup akan musnah. Oleh karenanya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi.Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Seperti yang kita tau bahwasanya tumbuhan hijau adalah penyumbang oksigen terbesar. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis disebut sebagai fototrof.Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi (pencampuran atau peleburan )karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi.
Makhluk hidup yang pada umumnya melakukan fotosintesis adalah tumbuhan. Namun harus diingat jika hanya jenis tumbuhan yang mempunyai zat hijau daun yang bisa melakukannya. Tumbuhan sebagai produsen memiliki kelebihan disbanding makhluk hidup lainya. Perlu diingat bahwa produsen adalah golongan makhluk hidup yang bisa menghasilkan makanan sendiri.yang termaksuk dalam golongan ini adalah semua tumbuhan yang memiliki zat hijau daun (klorofil).
Fotosintesis hanya terjadi pada bagian tumbuhan yang mengandung klorofil. Pada tumbuhan tingkat tinggi( tumbuhan paku dan tumbuhan biji) klorofil terdapat di sel batang muda, buah yang belum matang, dan daun. Memang pada umumnya sebagian besar fotosintesis terjadi di daun. Yang intinya semua bagian tumbuhan yang bewarna hijau biasanya terdapat klorofil.
Tumbuhan membuat makanan jika energy cahaya cukup. Energy cahaya tersebut diserap atau ditangkap oleh zat hijau daun untuk diubah menjadi energy kimia dalam bentuk karbohidrat. jadi secara singkat fotosintesis berarti proses yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia
Dalam system ekosistem ada yang dinamakan dengan organism Autorof dan organism Heterotrof. Tumbuhan bersifat autotrof.Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + cahaya + klorofil→ C6H12O6 (glukosa) + 6O2

Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan.Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas.Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil.Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas.klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.] Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis.Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.
selain pada tumbuhan hijau fotosintesis juga terjadi pada alga , Alga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama.Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi. Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof.Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain.















Sejarah

Siapakah penemu proses fotosinteis? . Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah pasti ada faktor lain selain air hanya karena pemberian air.
Pada era itu memang orang menduga jika hanya airlah yang menyebabkan tumbuhan bisa tumbuh. Banyak orang yang tidak menghiraukannya sehingga tak ada yang meneliti lebih lanjut pada saat itu. Namun, pada tahun 1727, ahli botani Inggris, Stephen Hales melakukan sebuah penelitian ilmiah. Ia tertarik dengan pendapatJan van Helmont. Dari hasil pengamatanya ia berhipotesis bahwa tak hanya air yang berperan dalam pertumbuhan tumbuhan. Ia mengemukakan bahwa sebagian makanan tumbuhan berasal dari atmosfer dan cahaya yang terlibat dalam proses tertentu. Pada saat itu belum diketahui bahwa udara mengandung unsur gas yang berlainan. Mereka mengira bahwa udara di atmosfer itu sejenis.
Pada tahun 1771, Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta berkebangsaan Inggris, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Kejadian aneh itu mendorong ia melakukan pengamatan lagi. Akhirnya ia memantapkan diri untuk meneliti masalah ini lebih lanjut lagi. Kemudian ia mencoba hal yang sama. Namun kali ini ia tidak hanya memasukkan lilin yang menyala kedalam toples tapi juga seekor heawan. Ketika itu ia mengambil keputusan menjadikan tuikus sebagai mediannnya. Dalam tempat dan toples yang sama. Tikus di letakkan disamping lilin lau ditutup dengan toples yang terbalik. Selang beberapa saat tikus itu semakin melemas. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak" udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus.
Selanjutnya ia menganti lilin dengan tumbuhan. Ternyata hal yang cukup mengejutkanya terjadi. Jika tikius diletakkan disamping tumbuhan hijau walau dalam ruang tertutup ternyata tidak membuat hewan itu lemas. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhanIa juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.
Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia memperlihatkan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak". Ia juga menemukan bahwa tumbuhan juga 'mengotori udara' pada keadaan gelap sehingga ia lalu menyarankan agar tumbuhan dikeluarkan dari rumah pada malam hari untuk mencegah kemungkinan meracuni penghuninya. Jika tidak maka akan berakibat pada kesehatan manusia itu sendiri.
Selang beberapa lama kemudian, di tahun 1782, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, melakukan beberapa eksperimen. Ketika itu manusia sudah mengetahui jika udara yang ada di atmosfer ternyata berbeda. Factor ini yang mendorongnya melakukan ekserimen baru. Ia berprasangka saat itu jika tidak mungkin semua udara dibutuhkan oelh tumbuhan. Pasti ada yang di butuhkan dan ada yang dihasilkan. Akhirnya eksperimennya berhasil. Ia menyimpulan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis.
Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara.Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).

















Proses fotosintesis

Organisasi dan fungsi suatu sel hidup bergantung pada persediaan energi yang tak henti-hentinya. Sumber energi ini tersimpan dalam molekul-molekul organik seperti karbohidrat. Untuk tujuan praktis, satu-satunya sumber molekul bahan bakar yang menjadi tempat bergantung seluruh kehidupan adalah fotosintesis. Fotosintesis merupakan salah satu reaksi yang tergolong ke dalam reaksi anabolisme. Fotosintesis adalah proses pembentukan bahan makanan (glukosa) yang berbahan baku karbon dioksida dan air.
Fotosintesis hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan dan ganggang hijau yang bersifat autotrof. Artinya, keduanya mampu menangkap energi matahari untuk menyintesis molekul-molekul organik kaya energi dari prekursor anorganik H2O dan CO2. Sementara itu, hewan dan manusia tergolong heterotrof, yaitu memerlukan suplai senyawa-senyawa organik dari lingkungan (tumbuhan) karena hewan dan manusia tidak dapat menyintesis karbohidrat. Karena itu, hewan dan manusia sangat bergantung pada organisme autotrof.
Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses fotosintesis ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri. Jadi reaksi kimia adalah bagian dari cabang ilmu biologi yaitu Botani.
Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastida yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada mesofil daun tanaman, yaitu sel-sel jaringan tiang (palisade) dan sel-sel jaringan bunga karang (spons). Di dalam kloroplas terdapat klorofil pada protein integral membran tilakoid. Klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. Klorofil a merupakan pigmen hijau rumput (grass green pigment) yang mampu menyerap cahaya merah dan biru-keunguan. Klorofil a ini sangat berperan dalam reaksi gelap fotosintesis yang akan dijelaskan pada bagian berikutnya. Klorofil b merupakan pigmen hijau kebiruan yang mampu menyerap cahaya biru dan merah kejinggaan. Klorofil b banyak terdapat pada tumbuhan, ganggang hijau,.
Selain klorofil, di dalam kloroplas juga terdapat pigmen karotenoid, antosianin, dan fikobilin. Karotenoid mampu menyerap cahaya biru kehijauan dan biru keunguan, dan memantulkan cahaya merah, kuning, dan jingga. Antosianin dan fikobilin merupakan pigmen merah dan biru. Antosianin banyak ditemukan pada bunga, sedangkan fikobilin banyak ditemukan pada kelompok ganggang merah dan Cyanobacteria.


.Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini.Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.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). Energi mengalir ke dalam suatu ekosistem sebagai cahaya matahari dan meninggalkannya dalam bentuk panas .

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.Pada proses reaksi gelap tidak dibutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon menjadi molekul gula. Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm), biru (410 - 500 nm) dan violet (< 400 nm). Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis.
Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Kloroplas mengandung beberapa pigmen. Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah. Klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang. Proses absorpsi energi cahaya menyebabkan lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya akan disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis. Proses dimana organisme yang memiliki kloroplas mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia Melibatkan 2 lintasan metabolik Reaksi terang: mengubah energi matahari menjadi energi seluler Siklus Calvin: reduksi CO2 menjadi CH2O.


Reaksi fotosintesis secara ringkas berlangsung sebagai berikut:
1. Jika klorofil terkena sinar matahari, maka molekul air yang ada di kklorofil akan terurai menjadi Hidrogen dan Oksigen. Oksigen pada akhirnya akan keluar dari mulut daun (stomata). Energy dari sinar matahari juga ditangkap dan disimpan dalam bentuk energy kimia.
2. Dengan menggunakan energy yang telah disimpan tadi, karbondioksida yang berasal dari udara kan digabung dengan bahan-bahan yang ada sehingga terbentuklah molekul organik baru yang pada akhirnya terbentuklah kabohidrat( glukosa dan amilum) dan bahan-bahan organic lainnya.

Seorang fisiologis berkebangsaan Inggris, F. F. Blackman, mengadakan percobaan dengan melakukan penyinaran secara terus-menerus pada tumbuhan Elodea. Ternyata, ada saat dimana laju fotosintesis tidak meningkat sejalan dengan meningkatnya penyinaran. Akhirnya, Blackman menarik kesimpulan bahwa paling tidak ada dua proses berlainan yang terlibat:
1. Suatu reaksi yang memerlukan cahaya
2. Reaksi yang tidak memerlukan cahaya


-Reduksi CO2 menjadi karbohidrat melalui oksidasi carrier energi (ATP, NADPH)
-Reaksi terang memberi energi pada carrier
-Reaksi gelap (siklus Calvin) menghasilkan PGAL (phosphoglyceraldehyde)
Yang terakhir dinamai reaksi gelap, walau dapat berlangsung terus saat keadaan terang. Blackman berteori bahwa pada intensitas cahaya sedang, reaksi terang membatasi atau melajukan seluruh proses. Dengan kata lain, pada intensitas ini reaksi gelap mampu menangani semua substansi intermediat yang dihasilkan reaksi cahaya. Akan tetapi, dengan meningkatnya intensitas cahaya pada akhirnya akan tercapai suatu titik dimana reaksi gelap berlangsung pada kapasitas maksimum.
Teori ini diperkuat dengan mengulangi percobaan pada temperatur yang agak lebih tinggi. Seperti diketahui, kebanyakan reaksi kimia berjalan lebih cepat pada suhu lebih tinggi (sampai suhu tertentu). Pada suhu 35°C, laju fotosintesis tidak menurun sampai ada intensitas cahaya yang lebih tinggi. Hal ini menunjukkan bahwa reaksi gelap kini berjalan lebih cepat. Faktor bahwa pada intensitas cahaya yang rendah laju fotosintesis itu tidak lebih besar pada 35°C dibandingkan pada 20°C juga menunjang gagasan bahwa yang menjadi pembatas pada proses ini adalah reaksi terang. Reaksi terang ini tidak tergantung pada suhu, tetapi hanya tergantung pada intensitas penyinaran. Laju fotosintesis yang meningkat dengan naiknya suhu tidak terjadi jika suplai CO2 terbatas. Jadi, konsentrasi CO2 harus ditambahkan sebagai faktor ketiga yang mengatur laju fotosintesis itu berlangsung.









Fotosistem

Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron. Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga. Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis. Kumpulan pigmen dan protein yang berasosiasi dengan membran tilakoid yang memanen energi dari elektron yang tereksitasi Energi yang ditangkap ditransfer antara molekul fotosistem sampai mencapai molekul klorofil pada pusat reaksi .
Klorofil a berada dalam bagian pusat reaksi Klorofil ini berperan dalam menyalurkan elektron yang berenergi tinggi ke akseptor utama elektron. Elektron ini selanjutnya masuk ke sistem siklus elektron. Elektron yang dilepaskan klorofil a mempunyai energi tinggi sebab memperoleh energi dari cahaya yang berasal dari molekul perangkat pigmen yang dikenal dengan kompleks antena.
Fotosistem sendiri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II. Pada fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700. Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena. Pada fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680. P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700.[ Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air. Terdapat dua rute jalur elektron yang tersimpan pada akseptor elektron primer.
Aliran electron pada proses fotosistem adalah Kedua jalur 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 serta Donasi elektron mengkonversi air O2 dan 2H+ .Aliran elektron siklik sendiri Hanya menggunakan fotosistem I. Elektron dari fotosistem I di-recycle dan mensintesis ATP.
Nonsiklik
Menghasilkan NADPH, ATP, dan oksigen









Aliran siklik
-Hanya fotosistem I yang digunakan
-Hanya ATP yang dihasilkan











SILKUS CALVIN-BENSON DAN SIKLUS HATCH-SLACK


Siklus Calvin-Benson

Siklus Calvin menggunakan ATP dan NADPH untuk mengkonversi CO2 menjadi gula.
• Siklus calvin
– Terjadi di stroma
• Siklus Calvin memiliki 3 tahap
– Fiksasi karbon
– Reduksi
– Regenerasi akseptor CO2
– Dimulai dari CO2 dan menghasilkan Glyceraldehyde 3-phosphate
– Tiga bagian siklus Calvin menghasilkan 1 produk molekul
– Tiga tahap
– Fiksasi karbon
– Reduksi CO2
– Regenerasi RuBP .
1 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 (Rubisco).
• Bentuk gula 6C pecah menjadi 3-phosphoglycerate
2 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.
3 Tahap terakhir dari siklus ini adalah regenerasi RuBP
• Glyceraldehyde 3-phosphate dikonversi menjadi RuBP melalui sebuah seri reaksi yang melibatkan fosforilasi molekul oleh ATP
Mekanisme siklus Calvin-Benson dimulai dengan fiksasi CO2 oleh ribulosa difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat. RuBP merupakan enzim alosetrik yang distimulasi oleh tiga jenis perubahan yang dihasilkan dari pencahayaan kloroplas. Pertama, reaksi dari enzim ini distimulasi oleh peningkatan pH.[ Jika kloroplas diberi cahaya, ion H+ ditranspor dari stroma ke dalam tilakoid menghasilkan peningkatan pH stroma yang menstimulasi enzim karboksilase, terletak di permukaan luar membran tilakoid. Kedua, reaksi ini distimulasi oleh Mg2+, yang memasuki stroma daun sebagai ion H+, jika kloroplas diberi cahaya Ketiga, reaksi ini distimulasi oleh NADPH, yang dihasilkan oleh fotosistem I selama pemberian cahaya.
Fiksasi CO2 ini merupakan reaksi gelap yang distimulasi oleh pencahayaan kloroplas. Fikasasi CO2 melewati proses karboksilasi, reduksi, dan regenerasi. Karboksilasi melibatkan penambahan CO2 dan H2O ke RuBP membentuk dua molekul 3-fosfogliserat(3-PGA).[ Kemudian pada fase reduksi, gugus karboksil dalam 3-PGA direduksi menjadi 1 gugus aldehida dalam 3-fosforgliseradehida (3-Pgaldehida). Reduksi ini tidak terjadi secara langsung, tapi gugus karboksil dari 3-PGA pertama-tama diubah menjadi ester jenis anhidrida asam pada asam 1,3-bifosfogliserat (1,3-bisPGA) dengan penambahan gugus fosfat terakhir dari ATP.] ATP ini timbul dari fotofosforilasi dan ADP yang dilepas ketika 1,3-bisPGA terbentuk, yang diubah kembali dengan cepat menjadi ATP oleh reaksi fotofosforilasi tambahan. Bahan pereduksi yang sebenarnya adalah NADPH, yang menyumbang 2 elektron. Secara bersamaan, Pi dilepas dan digunakan kembali untuk mengubah ADP menjadi ATP.]
Pada fase regenerasi, yang diregenerasi adalah RuBP yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 tambahan yang berdifusi secara konstan ke dalam dan melalui stomata. Pada akhir reaksi Calvin, ATP ketiga yang diperlukan bagi tiap molekul CO2 yang ditambat, digunakan untuk mengubah ribulosa-5-fosfat menjadi RuBP, kemudian daur dimulai lagi.
Tiga putaran daur akan menambatkan 3 molekul CO2 dan produk akhirnya adalah 1,3-Pgaldehida.[ Sebagian digunakan kloroplas untuk membentuk pati, sebagian lainnya dibawa keluar Sistem ini membuat jumlah total fosfat menjadi konstan di kloroplas, tetapi menyebabkan munculnya triosafosfat di sitosol. Triosa fosfat digunakan sitosol untuk membentuk sukrosa.
Siklus Hatch-Slack

Berdasarkan cara memproduksi glukosa, tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan C3 dan C4Tumbuhan C3 merupakan tumbuhan yang berasal dari daerah subtropis. Tumbuhan ini menghasilkan glukosa dengan pengolahan CO2 melalui siklus Calvin, yang melibatkan enzim Rubisco sebagai penambat CO2Tumbuhan C3 memerlukan 3 ATP untuk menghasilkan molekul glukosa. Namun, ATP ini dapat terpakai sia-sia tanpa dihasilkannya glukosa. Hal ini dapat terjadi jika ada fotorespirasi, di mana enzim Rubisco tidak menambat CO2 tetapi menambat O2.
Tumbuhan C4 adalah tumbuhan yang umumnya ditemukan di daerah tropis. Tumbuhan ini melibatkan dua enzim di dalam pengolahan CO2 menjadi glukosa. Enzim phosphophenol pyruvat carboxilase (PEPco) adalah enzim yang akan mengikat CO2 dari udara dan kemudian akan menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat akan diubah menjadi malatMalat akan terkarboksilasi menjadi piruvat dan CO2. Piruvat akan kembali menjadi PEPco, sedangkan CO2 akan masuk ke dalam siklus Calvin yang berlangsung di sel bundle sheath dan melibatkan enzim RuBP. Proses ini dinamakan siklus Hatch Slack, yang terjadi di sel mesofil. Dalam keseluruhan proses ini, digunakan 5 ATP.
• Tanaman C4 meminimalkan keperluan fotorespirasi
– dengan cara menggabungkan CO2 ke dalam senyawa empat karbon di sel mesofil
• Senyawa empat karbon tersebut
– Dieksport ke sel berkas pembuluh, dimana CO2 dilepaskan yang digunakan dalam siklus Calvin
• Anatomi daun C4 dan jalur C4






Sedangkan untuk Tanaman CAM:
• Membuka stomatanya pada malam hari, menggabungkan CO2 ke dalam asam organik Selama siang hari, stomata tertutup
– CO2 dilepaskan dari asam organik untuk digunakan dalam siklus Calvin
• Jalur CAM mirip dengan jalur C4









REAKSI GELAP






















REAKSI TERANG
























Fotofosforilasi Siklik





























Fotofosforilasi Nonsiklik






















KLOROPLAS





















FAKTOR YANG MEMPENGARUHI LAJU FOTOSINTESIS


















MANFAAT FOTOSINTESIS























Reaksi terang


Reaksi terang dari fotosintesis pada membran tilakoid
Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air dan cahaya matahari. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.[21]
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.[22]
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.[22] 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.[22] Hal ini akan mengakibatkan pelepasan H+ di lumen tilakoid. Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk PQH2.[22] 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.[21] Reaksi keseluruhan yang terjadi di PS II adalah[22]:
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).[22] Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H+ dari stroma ke membran tilakoid.[22] Reaksi yang terjadi pada sitokrom b6-f kompleks adalah[22]:
2PQH2 + 4PC(Cu2+) → 2PQ + 4PC(Cu+) + 4 H+ (lumen)

Elektron dari sitokrom b6-f kompleks akan diterima oleh fotosistem I.[22] 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.[22] Sebagai sistem yang bergantung pada cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin.[22] Reaksi keseluruhan pada PS I adalah[22]:
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.[22] Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP+ reduktase.[22] Reaksinya adalah[22]:
4Fd (Fe2+) + 2NADP+ + 2H+ → 4Fd (Fe3+) + 2NADPH

Ion H+ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase.[1] ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengan pengangkutan elektron dan H+ melintasi membran tilakoid.[1] Masuknya H+ pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP.[1] Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut[1]:
Sinar + ADP + Pi + NADP+ + 2H2O → ATP + NADPH + 3H+ + O2










PENUTUP

Inilah makalah yang bisa saya buat. Dengan datangnya makalah ini saya sangat berharap bisa membantu dalam hal pemenuhan referensi siswa. Dari makalah ini dapat disimpulkan:
1. Fotosintesis adalah suatu reaksi yang dialami tumbuhan atau gangang yang memilikki klorofil.
2. Fotosintesis sangat berperan penting bagi kelangsungan hidup makhluk hidup di bumi.

Tak ada kata yang bisa saya haturkan selain puji dan terimaasih pada semua yang terlibat dalam pembuatan makalah ini. Kritik dan saran sangat saya harapkan guna kesempurnaan makalah ini di kemudian hari. Terimakasih pada semuanya.













Daftar pusaka