181408142 Jurnal Fotosintesis PDF Copy (2)

Publish in

Documents

298 views

Please download to get full document.

View again

of 8
All materials on our website are shared by users. If you have any questions about copyright issues, please report us to resolve them. We are always happy to assist you.
Share
Description
hg
Transcript
  EVOLUSI FOTOSINTESIS PADA TUMBUHAN Nio Song Ai 1) 1) Program Studi Biologi FMIPA, Uni!r ita Sam #atulangi$l% &am'u Un rat Manado, (11 e-mail: nio_ai@yahoo.com ABST#A&  Fotosintesis adalah proses sintesis karbohidrat dari bahan-bahan anorganik (CO 2  dan H 2 O) padatmbhan berpigmen dengan bantan energi cahaya matahari. Fotosintesis terdiri atas 2 !ase yait!ase # yang berlangsng pada grana dan menghasilkan $%& dan '$&H 2  serta !ase ## yang berlangsng pada stroma dan menghasilkan karbohidrat. olekl air tidak dipecah dalam!otosintesis primiti! dan setelah e*olsi molekl air dipecahkan melali 2 !otosistem sehingga O 2 dilepaskan ke atmos!ir. Fotosintesis berkembang men+adi lebih kompleks secara biokimia sampaiter+adinya pemisahan antara respirasi dan !otosintesis beserta reglasinya. ,*olsi tipe-tipe!otosintesis seperti C   dan C$ merpakan akibat menrnnya rasio CO 2 O 2  dan radiasi yangintensi! pada atmos!ir. &ata *un+i : C / C  C$ THE EVOLUTION OF PHOTOSNTHESIS IN PLANTABST#A-T &hotosynthesis is the synthesis process o! carbohydrate !rom inorganic materials (CO 2  dan H 2 O)in plants 0ith pigments sing light energy. %here are 2 phases o! photosynthesis i.e. phase # thatoccrs in grana and reslts in $%& dan '$&H 2  and phase ## that occrs in stroma and reslts incarbohydrate. %he 0ater molecle 0as not split apart in the primiti*e photosynthesis and a!ter e*oltion the 0ater molecle 0as o1idied *ia 2 photosystems so that O 2  0as released to theatmosphere. &hotosynthesis de*eloped biochemically to be more comple1 ntil photosynthesisand its reglation 0as separated !rom respiration. %he e*oltion o! photosynthesis types sch asC   and C$ 0as reslted !rom the decrease o! ratio CO 2 O 2  and the intensi*e radiation in theatmosphere.3ey0ords: C / C  C$ PENDAHULUAN asa depan mansia sedikit banyak ditentkan oleh prodksi bahan makanan  bahan bakar dan serat melali proses!otosintesis. &roses sintesis karbohidrat dari bahan-bahan anorganik (CO 2  dan H 2 O) padatmbhan berpigmen dengan bantan energicahaya matahari disebt !otosintesis dengan persamaan reaksi kimia berikt ini.cahaya matahari 4 CO 2  5 4 H 2 O C 4 H 62 O 4  5 4 O 2  pigmen !otosintesis 7erdasarkan reaksi !otosintesis di atas CO 2  dan H 2 O merpakan sbstrat dalam reaksi !otosintesis dan dengan bantan cahaya matahari dan pigmen !otosintesis (berpa kloro!il dan pigemen-pigmen lainnya) akanmenghasilkan karbohidrat dan melepaskanoksigen. Cahaya matahari melipti sema0arna dari spektrm tampak dari merahhingga ng tetapi tidak sema pan+anggelombang dari spektrm tampak diserap(diabsorpsi) oleh pigmen !otosintesis. $tomO pada karbohidrat berasal dari CO 2  danatom H pada karbohidrat berasal dari H 2 O(8asmitamihard+a dan 8iregar 6994).,nergi cahaya dibah men+adi energikimia oleh pigmen !otosintesis yang terdapat pada membran interna ata tilakoid. &igmen!otosintesis yang tama ialah kloro!il dankarotenoid. 3loro!il a dan b menn+kkanabsorpsi yang sangat kat ntk pan+anggelombang bir dan ng +ingga dan merah(lembayng) dan menn+kkan absorpsi yangsangat krang ntk pan+ang gelombang  hi+a dan kning hi+a (;;-4;; nm)(8asmitamihard+a dan 8iregar 6994). 3loro!ilmerpakan komponen kloroplas yang tamadan kandngan kloro!il relati! berkorelasi positi! dengan la+ !otosintesis (<i et al  . 2;;4). 3loro!il disintesis di dan dan berperan ntk menangkap cahaya matahariyang +mlahnya berbeda ntk tiap spesies.8intesis kloro!il dipengarhi oleh berbagai!aktor seperti cahaya gla ata karbohidrat air temperatr !aktor genetik nsr-nsr hara seperti ' g Fe n C =n 8 dan O(Hendriyani dan 8etiari 2;;9). 3arotenoidmenn+kkan absorpsi kat ntk pan+anggelombang bir dan ng> memantlkan danmentransmisikan pan+ang gelombang hi+a kning lembayng merah (kombinasi0arna-0arna tersebt tampak kning)(8asmitamihard+a dan 8iregar 6994).3ompleks protein-kloro!ilmerpakan komponen !otosintesis yang penting (*an der escht et al. 6999). ?adiasicahaya yang diterima oleh tanaman dalam!otosintesis diabsorbsi oleh kloro!il dan pigmen tambahan yang merpakan kompleks protein-kloro!il. 8elan+tnya energi radiasiakan ditrans!er ke psat reaksi !otosistem #dan ## yang merpakan tempat ter+adinya perbahan energi cahaya men+adi energikimia (<i et al. 2;;4). a mekanisme yangterlibat dalam pembentkan kompleks protein-kloro!il adalah distribsi kloro!il yang bar disintesis dan redistribsi kloro!il yangsdah ada. 3loro!il b adalah hasil biosintesisdari kloro!il a dan berperan penting dalamreorganisasi !otosistem selama adaptasiterhadap kalitas dan intensitas cahaya. Olehsebab it hilangnya kloro!il a dan b berpengarh negati! terhadap e!isiensi!otosintesis (*an der escht et al. 6999).Fotosintesis mengalami e*olsisehingga dikenal adanya tmbhan C / C  dan C$ yang dapat diamati sebagai *ariasidalam !otosintesis !ase ## ata reaksi !iksasiCO 2 . %lisan ini akan mengraikan penggolongan tmbhan C / C   dan C$  proses e*olsi !otosintesis yang berkaitandengan perbahan kondisi atmos!ir bmi berserta !aktor-!aktor lingkngan yangmengntngkan bagi keberadaan tmbhandengan tipe-tipe !otosintesis tersebt.  Nio Song: Evolusi Fotosintesis pada Tumuhan 29 TUMBUHAN - . , - /  DAN -AM Fotosintesis pada tmbhan tingkattinggi terdiri atas 2 !ase (8asmitamihard+a dan8iregar 6994> irahadiksmah 69A) yait:a.Fase #: reaksi !otokimia reaksi !otolisis reaksi Hill reaksi !oto!os!orilasi reaksiterang?eaksi ini berlangsng di grana danmembthkan cahaya. ,nergi matahariditangkap oleh pigmen penyerap cahayadan dibah men+adi bentk energi kimia yait $%& dan senya0a peredksi yait '$&H. $tom hidrogen dari moleklH 2 O dipakai ntk meredksi '$& 5 men+adi '$&H dan O 2  dilepaskansebagai hasil sampingan reaksi!otosintesis. ?eaksi +ga dirangkaikandengan reaksi pembentkan $%& dari$& dan &i. Fase ini dapat ditlissebagai persamaan reaksi:energi matahari H 2 O 5 '$& 5  5 $& 5 &i O 2  5 H 5  5 '$&H 5 $%& &embentkan $%& dari $& dan &imerpakan mekanisme penyimpananenergi matahari yang diserap dankemdian dibah men+adi energi kimia sehingga !ase ini disebt !oto!os!orilasi.Fase # ini melibatkan 2 tipe kelompok  pigmen !otosintesis yait6)&igmen tama (pigmen primer psatreaksi): bentk-bentk kloro!il a sepertikloro!il a 4A; (& 4A; ) dan kloro!il a B;;(& B;; ) 2)&igmentambahanpigmenantena( accessorypigment  ):  berperan menerskan energi cahaya ke pigmentama seperti kloro!il a lainnya kloro!il b ( -4; nm) karotenoid ( /;-9;nm) b.Fase ##: reaksi termokimia reaksi!iksasiredksi CO 2 reaksi gelap?eaksi ini berlangsng di stroma dansering kali disebt reaksi gelap karenareaksi ini dapat berlangsng tanpaadanya cahaya 0alapn tidak hars berlangsng dalam keadaan gelap. Halini disebabkan karena enim-enimstroma kloroplas tidak membthkancahaya ntk akti*itasnya tetapimembthkan $%& dan '$&H 2.  Fase## !otosintesis ini berlangsng padastroma dan menghasilkan karbohidrat. alam reaksi ini senya0a kimia  /;  Jurnal Ilmiah Sains Vol. 12 No. 1 !pril 2 12  berenergi tinggi yang dihasilkan pada!ase # yait '$&H dan $%& dipakaintk reaksi redksi CO 2  yangmenghasilkan glkosa dengan persamaanreaksi: CO 2  5 '$& 5 H 5  5 $%& glkosa 5 '$& 5  5 $& 5 &i$da  macam reaksi !iksasi CO 2 (8asmitamihard+a dan 8iregar 6994) yait:6)ar C /  (dar Cal*in)ar reaksi ini disebt dar C /  karenasenya0a yang pertama kali dihasilkanadalah senya0a dengan / atom karbonyait asam !os!ogliserat dari CO 2 >riblosa-6 -bi!os!at dan H 2 O. %mbhanyang melaksanakan dar tersebt disebttmbhan C / . alam dar ini satmolekl !os!ogliseraldehida (&D$<)dibentk dari !iksasi / molekl CO 2 .?eaksi keselrhan adalah sebagai berikt: / CO 2  5 9 $%& 5 4 '$&H 2  E &D$< 59 $& 5 A i& 5 4 '$& 8elan+tnya &D$< akan dibah men+adiglkosa. ar ini ter+adi pada gandm  padi dan bamb.2)ar C   (dar Hatch dan 8lack)ar reaksi ini disebt dar C   karenasebagian besar senya0a yang pertamakali dihasilkan adalah senya0a dengan atom karbon yait asam malat dan asamaspartat dan tmbhan yangmelaksanakan dar tersebt disebttmbhan C  . ang termask tmbhanC   adalah beberapa spesies Dramineae didaerah tropis termask +agng teb sorghm. $natomi dan tmbhan C  nik yang dikenal dengan anatomi 3ran yait terdapat sel-sel seldang parenkim yang mengelilingi ikatan pemblh dan memisahkannya dengan sel-sel meso!il. &ada tmbhan C   terdapat pembagian ker+a antara sel-sel meso!il dan sel-sel seldang parenkim yait pembentkan asam malat dan aspartat dari CO 2  ter+adi di sel-sel meso!il sedangkan dar Cal*in berlangsng di sel-sel seldang  parenkim./)ar C$ (Crasslacean $cidetabolism)ar C$ merpakan !iksasi CO 2  padaspesies sklen anggota !amiliCrasslaceae (misalnya kakts nenas)yang hidp di daerah kering mempnyaidan tebal dengan rasio permkaanterhadap *olme rendah la+ transpirasirendah sel-sel dan mempnyai *akolarelati! besar dan lapisan sitoplasma yangtipis. Fiksasi yang menghasilkan asammalat ter+adi pada malam hari pada saatstomata terbka dan dar Cal*in yangmenghasilkan glkosa ter+adi pada sianghari pada saat stomata terttp. Gadi!iksasi CO 2  pada tmbhan C$ miripdengan tmbhan C  perbedaannya padatmbhan C   ter+adi pemisahan tempatsedangkan pada tmbhan C$ ter+adi pemisahan 0akt.3emampan tmbhan melaksa-nakan dar C$ ditentkan secara genetis tetapi kemampan ini +ga dikontrol olehlingkngan. mmnya C$ berlangsnglebih cepat pada siang hari yang panas dengantingkat cahaya yang tinggi dan malam hariyang dingin dan tanah yang kering seperti digrn. Fiksasi CO 2  pada beberapa tmbhanC$ dapat beralih ke dar C /  setelah h+anata sh malam hari yang lebih tinggidaripada biasanya karena stomata terbkalebih lama pada pagi hari (Campbell et al. 2;;4).&enggolongan tmbhan men+aditmbhan C /  dan C   adalah didasarkan padasenya0a yang dibah dari CO 2  pada !ase ##dari !otosintesis (reaksi !iksasi ata redksiCO 2 ). &ada tmbhan C / CO 2  dibah men+adisenya0a C /  yait asam /-!os!ogliserat yangselan+tnya akan dibah men+adi glkosa.CO 2  5 H 2 O?iblosa-6 -bi!os!at ---------------------I,nim rbisco/-!os!ogliserat 5 /-!os!ogliserat8edangkan pada tmbhan C  CO 2 dibahmen+adisenya0aC  yaitasamoksaloasetat yang selan+tnya dibah men+adiasam malat dan asam aspartat.CO 2  5 H 2 OFos!oenol pir*at --------------------I!os!oenolpir*atkarboksilaseasam oksaloasetat   '$&H 2  '$ 5 oksaloasetat ---------- --------I malat  '$&H 2  '$ 5 5CO 2 malat dehidrogenase ------------------I pir*atmalat dehidrogenase pir*at dikinase oksaloasetat ------------------ I aspartat(dioksidasi menghasilkan CO 2  ntk dar C / ) )ar C 2  (dar glikolat ata!otorespirasi) 8elain bereaksi denganCO 2 enim riblosa bi!os!atkarboksilase yang mengkatalisis pembentkan !os!ogliserat dalam dar C / +ga dapat bereaksi dengan O 2 sehingga pada kondisi demikian enimini disebt riblosa bis!os!atoksigenase. $kti*itas riblosa bi!os!atoksigenase adalah mengbah satmolekl riblosa bi!os!at men+adi satmolekl asam !os!oglikolat dan satmolekl asam !os!ogliserat bkanmen+adi da molekl asam!os!ogliserat +ika CO 2  yang di!iksasi.engan demikian dignakan namaenim rbisco (riblosa bi!os!atkarboksilase oksigenase) ntk menyatakan keterlibatan enimtersebt dalam !iksasi CO 2  dan O 2 .$da  hal penting yang perldiperhatikan dalam +alr glikolat yait:a)Galr glikolat ter+adi pada / tempat yait kloroplas peroksisom danmitokondria. b)?eaksi oksidasi ini membentk glikolat dan prodk sampingan H 2 O 2 dan oksidan kat yang beracn inidiraikan oleh katalase dalam peroksisom.c)$sam amino glisin dan serindihasilkan.d)8at molekl CO 2  dihasilkan dansat molekl O 2  diserap ntk tiapda molekl glikolat yangdioksidasi. Oleh sebab it dar glikolat disebt +ga 0otor! 'ira i karena ter+adi    pengambilan O 2  dan pembentkan CO 2  oleh +aringanyang ber!otosintesis pada saat adacahaya (8asmitamihard+a dan8iregar 6994). EVOLUSI FOTOSINTESIS 7kti-bkti geologis ntk e*olsi!otosintesis sangat sedikit karena!otosintesis merpakan proses biokimiayang melibatkan protein dan molekl-molekl organik lain yang cepatmengalami dekomposisi.
Related Search

Previous Document

JMS2002

We Need Your Support
Thank you for visiting our website and your interest in our free products and services. We are nonprofit website to share and download documents. To the running of this website, we need your help to support us.

Thanks to everyone for your continued support.

No, Thanks