Fotosintesis - FK UWKS 2012 C

METABOLISME SEL
(ANABOLISME - FOTOSINTESIS )
Sri Lestari Utami, S.Si., MKes.
METABOLISME
 Rangkaian ratusan reaksi kimia secara simultan yang dikatalisis oleh enzim dan mencakup :
1. Mendapatkan & mengubah energi disekelilingnya → energi
kerja
2. Energi diperoleh → pembangunan bagian-bagian sel untuk
pertumbuhan, pemeliharaan & pembelahan ►
“BIOSINTESIS”
 Meliputi :
 Katabolisme → contoh : respirasi » pemecahan
 Anabolisme → contoh : fotosintesis, sintesis karbohidrat,
lemak & protein » penyusunan
 ATP → agen coupling energi utama (nukleotida) : RIBOSE
(adenosine), ADENIN (basa nukleotida) & 3 GUGUS FOSFAT
Melalui transfer gugus fosfat ► fosforilasi
Melibatkan reaksi perubahan energi : transfer e-/reaksi redoks
▲ Oksidasi : pemindahan elektron dari substansi-substansi
▲ Reduksi : penambahan elektron pada substansi-substansi
ATP + H2O → ADP + PI
ADP + PI → ATP + H2O
FOTOSINTESIS
 Transformasi sun energy → ATP sebagai energi yang berikatan
kimia melalui pembentukan C, O2 & H menjadi karbohidrat
 Pada organisme berkhloroplast : (tumbuhan, beberapa Bakteri
& banyak Protista)
☼ outer membran ► bilayer fosfolipid
☼ inner membran ► tilakoid, channel/lamela
☼ stroma
 Penyederhanaan proses-proses dalam fotosintesis :
12H2O + 6CO2
6O2 + C6H12O6 + 6H2O atau
Reaktan-reaktan
2 H2O
6CO2
Hasil
6O2
C6H12O6
6H2O
Glukosa sebagai produk akhir tapi dalam khloroplast dalam
jumlah sedikit, karena terikat pada kelompok fosfat (tidak stabil)
sehingga akan membentuk sukrosa, zat tepung dan selulosa
yang lebih stabil sebagai hasil akhir utama dari fotosintesis
INTI FOTOSINTESIS : reaksi terang & gelap
 Dipindahkannya (diambilnya) atom H dari molekul air » reaksi
terang
 Reduksi CO2 oleh atom H ini untuk membentuk molekul
organik sebagai jalur fikasasi karbon (siklus Calvin) » reaksi
gelap
 Prinsip reaksinya :
↓↓↓↓
H2O
4e- + 4H+ + O2
☺ e- berperan mereduksi NAPD+ menjadi NADPH yang
digunakan pada siklus Calvin dan menyebabkan muatan
elektrokimia sebagai energi untuk pompa proton dari stroma
khloroplast ke ruangan dalam tilakoid
☺ H+ selain berperan sama dalam reduksi NADP+, juga aliran
keluarnya kembali dari ruangan dalam tilakoid melalui difusi
dipermudah akan merupakan suplai energi bagi konversi
ADP menjadi ATP (disebut fotofosforilasi), dimana ATP
diperlukan dalam siklus Calvin
Reaksi Terang
 Merupakan reaksi yang tergantung pada adanya cahaya atau
light-dependent reactions
 Terdapat 3 peristiwa utama sebagai sentralnya :
Pigmen menangkap energi sinar matahari yang juga memecah
molekul air (H2O) menjadi oksigen, hidrogen dan elektronelektron,
Energi yang masuk akan diubah menjadi energi ikatan kimia
ATP,
Koenzim NADP+ mengangkut elektron-elektron dan hidrogen
yang berjalan bersisian dengannya.
 Pigmen-pigmen pada membran tilakoid → banyak kelompok →
fotosistem, yaitu pada sistem transport elektron yang terdiri dari
enzim, koenzim dan protein-protein lain.
 Energi ditangkap oleh pusat reaksi fotosistem (molekul klorofil
a) & elektron pada molekul akseptor → ATP & NADPH
 Paket energi dari sinar tampak matahari sebagai foton
PIGMEN-PIGMEN FOTOSISTEM YANG MENDAPAT FOTON ENERGI.
 Terdapat sebagai 2 fotosistem :
Fotosistem I : merupakan fotosistem pada alga biru-hijau
dengan pusat reaksinya klorofil A P700 dan pigmen
bagiannya : karoteneoid
Fotosistem II : dengan pusat reaksinya klorofil A P680 dan
pigmen bagiannya : karotenoid & plastoquinon
 2 jenis aliran elektron :
1. Jalur siklik (fotosistem I) : fotosistem  sistem transport dan
terjadi jika reaksi gelap kekurangan ATP
2. Jalur non siklik : pembentukan ATP dan NADPH pada
fotofistem I dan II
JALUR NON SIKLIK FOTOSINTESIS PADA PEMBENTUKAN ATP & NADPH
JALUR SIKLIK PEMBENTUKAN ATP
Reaksi Gelap
 Merupakan reaksi yang tidak membutuhkan cahaya (light
independent reactions)
 Disebut siklus Calvin-Benson dan merupakan jalur siklik
 Melibatkan RuBp, PGA, PGAL → glukosa
 Berlangsung selama ada suplai ATP dan NADPH dengan
mengikat CO2 (sehingga disebut fikasasi karbon)
REAKSI GELAP PADA FOTOSINTESIS