FOTOSINTESIS RESPIRASI DAN TRANSPIRASI PADA TANAMAN Pigmen yang

FOTOSINTESIS, RESPIRASI, DAN TRANSPIRASI PADA TANAMAN

• Pigmen yang terdapat pada kloroplas, yaitu klorofil a (memberikan warna hijau), klorofil b (memberikan warna hijau tua), dan karoten (berwarna kuning sampai jingga)

Lokasi Fotosintesis Stroma lamellae Tilakoid Membran luar Membran dalam Stroma (fase cair dalam kloroplas) basic image source: preuniversity. grkraj. org Granum (tumpukan tilakoid)

• Dalam reaksi terang terjadi proses fotolisis air dan transfer elektron • Air yg diserap akan dipecah molekul nya oleh energi cahaya (foton) yg disebut fotolisis air • Reaksi Fotolisis air = H 2 O → 2 H+ + O 2 + 2 e • Elektron digunakan dalam transfer elektron akan menghasilkan ATP dan O 2 dikeluarkan dari stomata. • Ion H+ digunakan untuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH. • Jadi Produk reaksi terang adalah ATP dan NADPH, yg akan digunakan dalam reaksi gelap (siklus calvin)

SIKLUS CALVIN § Siklus Calvin (reaksi gelap): lokasi di stroma kloroplas, § Proses yg terjadi: Sintesis CO 2 menjadi gula dengan bantuan enzim Rubisco (Ru. BP) § ATP dari reaksi terang menyediakan energi untuk sintesis gula; NADPH dari reaksi terang menyediakan elektron untuk reduksi CO 2 menjadi glukosa Cahaya Kloroplas NADP + P Reaksi Cahaya Siklus Calvin Gula www. clt. astate. edu/

Siklus Calvin (reaksi gelap) • Tahapan siklus calvin Karboksilasi—Reduksi—Regenerasi • Produk yg dihasilkan = gula (glukosa) • Hasil fotosintesis di daun berupa glukosa ini akan disimpan di daun, batang, umbi, buah sebagai cadangan makanan diangkut keseluruh jaringan tanaman melalui pembuluh angkut Floem

Jenis Tanaman Berdasarkan Lintasan/Fiksasi CO 2 § Reaksi metabolik fiksasi CO 2 melalui fotosintesis terdiri atas beberapa tipe: - Siklus C 3: Photosynthetic Carbon Reduction Cyle (PCR) disebut siklus Calvin karena ditemukan oleh Melvin Calvin - C 4: Photosynthetic Carbon Assimilation (PCA) - CAM: Crassulacean Acid Metabolism

METABOLISME C 4 § Pada umumnya terjadi pada daerah bersuhu tinggi dan lembab § Meliputi 15% tanaman (rumput-rumputan, jagung, tebu) § Membagi fotosintesis pada dua lokasi: - reaksi cahaya sel mesofil - fiksasi karbon seludang pembuluh (bundle sheath cell)

Metabolisme C 4

METABOLISME CAM § Pada umumnya terjadi pada daerah bersuhu tinggi dan kering § Meliputi 5% tanaman (sukulen dan anggota Crassulaceae) § Stomata menutup pada siang hari dan membuka pada malam hari - reaksi cahaya terjadi pada siang hari - fiksasi karbon (karboksilasi) terjadi pada malam hari (pada saat ada CO 2) • Contoh: pada tanaman kaktus, nanas

RESPIRASI PADA TANAMAN

Pengertian • Respirasi adalah suatu proses pengambilan O 2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO 2, H 2 O dan energi • Reaksi respirasi C 6 H 12 O 6 + O 2 → 6 CO 2 + H 2 O + energi • Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untuk kegiatan sintesis (anabolisme) dan pertumbuhan tanaman

• Bagian tumbuhan yang aktif melakukan respirasi yaitu bagian yang sedang tumbuh seperti: • Kuncup bunga • Tunas • Biji yang berkecambah • Ujung batang • Ujung akar

Jenis-jenis Respirasi • Respirasi dapat digolongkan menjadi dua: 1. Respirasi aerob: proses respirasi yang membutuhkan O 2 dari udara, menghasilkan 36 ATP tiap 1 mol glukosa 2. Respirasi anaerob: proses repirasi yang berlangsung tanpa membutuhkan O 2, disebut juga fermentasi. Menghasilkan 2 ATP tiap 1 mol glukosa • Hasil respirasi anaerob= asam sitrat, asam malat, asam oksalat, asam lartarat

Faktor-faktor yang mempengaruhi Laju Respirasi Tanaman 1. 2. 3. 4. Ketersediaan Substrat Ketersediaan Oksigen Suhu Tipe dan Umur Tanaman

Proses Respirasi Tanaman • Proses respirasi pada tanaman terjadi di organel sel yaitu mitokondria • Proses respirasi terdiri dari beberapa tahapan, yaitu Glikolisis, Dekarboksilasi. Oksidatif, Siklus Krebs, dan transfer elektron

1. Glikolisis • Tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat (beratom C 3) di sitosol • As. Piruvat yang dihasilkan selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif • Hasil dari glikolisis : 2 molekul asam piravat, 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi dan 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa • Enzim-enzim yang berperan dalam GLikolisis yaitu Heksokinase, Aldolase, triosa fosfat isomerase, triosa fosfat dehidrogenase, Enolase, dan piruvat kinase.

2. Dekarboksilasi Oksidatif • Proses pengubahan as. piruvat (beratom C 3) menjadi Asetil Ko. A (beratom C 2) dengan melepaskan CO 2, berlangsung di matrix mitokondria • Asetil Ko. A yang dihasilkan akan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lainnya yaitu NADH yang akan digunakan dalam transpor elektron.

3. Siklus Krebs (daur trikarboksilat) • Tahapan pengolahan asetil Ko. A dengan senyawa asam sitrat yg akan menghasilkan 1 molekul ATP sebagai energi, 1 molekul FADH dan 3 molekul NADH yang akan digunakan dalam transfer elektron, serta 2 molekul CO 2 • Terjadi di dalam matriks dan membran dalam mitokondria

4. Transfer Elektron • Proses ini terjadi di dalam membran dalam mitokondria • Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin, dan flavoprotein. • Reaksi transfer elektron ini akan menghasilkan H 2 O • Produk sampingan respirasi seperti CO 2 dan H 2 O akan dikeluarkan melalui stomata pada daun

TRANSPIRASI PADA TANAMAN

Definisi • Proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel • 80% air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata, paling besar peranannya dalamtranspirasi

Lubang stomata yang mengatur laju transpirasi

Besarnya air yang tertranspirasi • Sebagian besar air yang diserap tanaman ditranspirasikan • Misal: tanaman jagung, dari 100% air yang diserap: 0, 09% untuk menyusun tubuh, 0, 01% untuk pereaksi, 99, 9% untuk ditranspirasikan

Peranan transpirasi • Pengangkutan air ke daun dan difusi air antar sel • Penyerapan dan pengangkutan air, hara • Pengangkutan asimilat • Membuang kelebihan air • Pengaturan bukaan stomata • Mempertahankan suhu daun

Mekanisme transpirasi

Macam transpirasi • Stomater : 80 -90% total transpirasi • Kutikuler: 20% total transpirasi • Lentikuler : 0, 1% total transpirasi

Faktor yang mempengaruhi laju transpirasi Faktor lingkungan 1. kelembaban udara 2. suhu 3. kecepatan angin 4. cahaya 5. tekanan udara 6. ketersediaan air tanah 7. debu Faktor tanaman 1. stomata: jumlah per satuan luas, letak stomata (permukaan bawah atau atas daun, timbul/tenggelam), waktu bukaan stomata 2. daun: berbulu/tidak, warna daun(kandungan klorofil daun), posisinya menghadap matahari secara langsung atau tidak

Antitranspiran • Senyawa kimia yang diberikan ke pada tanaman dengan tujuan untuk menurunkan laju transpirasi • Mekanisme kerja: melalui penutupan lubang stomata oleh partikel tertentu maupun dengan mendorong berlangsungnya mekanisme fisiologis yang menyebabkan stomata menutup • Harganya sangat mahal dan belum ada yang efektif untuk menurunkan laju transpirasi