anabolisme (2)

8/10/2019 Anabolisme (2)

1/71

nabolisme

KELOMPOK

Annisa Rahmatia S (03)

Ardiansah Khoirur R (04)

Handhika Wiratama P (12)

Vivi Nurmalita (30)


2/71

ANABOLISME

Pengertian

Anabolisme adalah lintasan metabolisme yangmenyusun beberapa senyawa organiksederhana menjadi senyawa kimia ataumolekul kompleks. Anabolisme yangmenggunakan energi cahaya dikenaldengan fotosintesis, sedangkan anabolismeyang menggunakan energi kimia dikenaldengan kemosintesis.


3/71

Fotosintesis Tumbuhan

Fotosintesis adalah suatu proses biokimiapembentukan zat makanan atau energi yaitu

glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, danbeberapa jenis bakteri dengan menggunakan zathara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkanbantuan energi cahaya matahari.

Organisme yang menghasilkan energi melaluifotosintesis (photos berarti cahaya) disebutsebagai fototrof.


4/71

Tempat terjadi


5/71

Reaksi fotosintesis

6CO2+ 6H2O C6H12O6+ 6O2

tumb. Klorofil

Cahaya

Bahan Baku Produk


6/71

Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas

Kloroplas : organel plastida yang mengandung klorofil.Sel yang mengandung kloroplas terdapat pada mesofildaun yaitu palisade dan spons parenkim.

Kloroplas tersusun dari :a) Stroma : struktur kosong di dalam kloroplas dan

tempat glukosa terbentuk dari CO2 dan H2O

b) Tilakoid : struktur cakram yang terbentuk dari

kelipatan membran dalam kloroplas. Membrantilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnyamenjadi energi kimia.

c) Granam : satu tumpuk tilakoid


7/71

Komponen essensial Fotosintesis

KomponenFotosintesis

Bahan bakuCO2

H2O

Cahaya Gelombang cahaya

Pigmen Klorofil

Suhu

5 35 C suhu normal

> 40 C akanrusak/terdenaturasi


8/71

Macam macam pigmen dalam

kloroplas Klorofil a

Pigmen hijau rumput (grass-green pigmen) yang mampumenyerap cahaya merah dan biru keunguan. Berperandalam reaksi gelap.

Klorofil bbanyak terdapat pada tumbuhan, ganggang hijau, danbeberapa bakteri fotoautotrof.

Karotenoid mampu menyerap cahaya biru kehijauan danbiru keunguan. Banyak ditemukan pada bunga, buah, dan

sayuran. Antosianin banyak ditemukan pada bunga.

Fikobilin banya ditemukan pada kelomopko ganggangmerah dan Cyanobacteria


9/71

Faktor-faktor yang berpengaruh

terhadap pembentukan klorofil

a) Gen

bila gen untuk klorfil tidak ada, maka tanaman tidakakan memiliki klorofil

b) Cahayabeberapa tanaman dalam pembentukan klorofilmemerlukan cahaya.

c) Unsur N, Mg, Fe merupakan unsur-unsur pembentuk

dan katalis dalam sintesis klorofil.d) Air

bila kekurangan air, akan terjadi desintegrasi klorofil.


10/71

Faktor yang mempengaruhi laju

Fotosintesis

Faktor dalam : Kandungan klorofil morfologi dan anatomi daun

frekuensi dan distribusi stomata serta akumulasi produk

fotosintesis

Faktor luar

1. Cahaya :

a. intensitas tinggi laju F.S menurun karena terjadi

fotooksidasi klorofil dan kerusakan enzym.

b. Intensitas cahaya rendah : menurun karena dapat terjadi

titik konpensasi cahaya artinya laju fotosintesis = laju respirasinya


11/71

2. Kadar CO

2

Kadar CO

2

tinggi dapat menurunkan laju fotosintesis karena

berpengaruh pada pH cairan sel.

Kadar CO2

rendah laju fotosintesis menurun karena dapat terjadi

titik konpensasi CO

2

laju foto sintesis sama besarnya dengan

laju respirasi berarti produk f.s habis terpakai untuk keperluan

tumbuhan sendiri.

Kadar O2

tinggi : laju f.sintesis menurun karena terjadi

fotorespirasi yaitu proses oksidasi hasil F.S dalam bentuk asam

glikolat menjadi CO

2

dan H

2

O dengan tidak menghasilkan

energi metabolisme.


12/71

Fotosintesis


13/71

Jan Ingenhousz

1799)

Objek : TumbuhanHydrilla verticillata

Bahan baku : CO2danH2O

Percobaan inimembuktikan bahwa FS

menghasilkan Oksigen(O2) dan membutuhkancahaya

Semakin banyak cahaya

yang masuk akansemakin banyakgelembung udara yangdihasilkan


14/71


15/71

Percobaan Ingenhousz


16/71

T.W. Engelmann

1822)

Objek :ganggang Spirogyra dengankoroplas seperti spiral.

Percobaan ini membuktikanFS menghasilkan Oksigen,membutuhkan cahayamatahari dan berlangsung diKloroplas

Dibawah mikroskop terlihatbakteri-bakteri thermo

berkumpul pada bagiankloroplas dari spyrogirayangterkena cahaya matahari,akibatnya ada banyak oksigendi daerah tersebut

Kesimpulan : fotosintesisdilakukan oleh kloroplas danterjadi jika terkena cahaya.


17/71


18/71

Percobaan Engelmann


19/71


20/71

Daun sebagian di bungkus kertas karbon. Lalu direbus

untuk mematikan sel-selnya. Selanjutnya, daun di

masukkan ke dalam alkohol agar klorofilnya larut

sehingga daun menjadi pucat. Daun ditetesi dengan

lugol. Yang tidak tertutup kertas karbon warnanya

menjadi biru kehitaman karena mengandung amilum.


21/71


22/71

Percobaan Sachs


23/71

Pembeda Ingenhousz Engelmann Sachs

Bahan BakuTumbuhan Hydrillaverticillata, CO2dan H2O

ganggangSpirogyra dengankloroplas sepertispiral.

Objek : Dauntumbuhan

Kesimpulan FS menghasilkanOksigen (O2) danmembutuhkancahaya

FS menghasilkanOksigen,membutuhkancahaya mataharidan berlangsung di

Kloroplas

FS menghasilkanzat tepung(Amilum),membutuhkancahaya matahari,

pada tumbuhanberklorofil

Hasil O2 O2 Amilum (zat tepung)


24/71

Reaksi Terang

Terjadi di membran tilakoid/Grana-kloroplas

Merupakan reaksi penangkapan cahaya oleh

fotosistem dalam kloroplas untuk membentuk

ATP, NADPH yang digunakan dalam reaksi gelap

Reaksi terang juga menghasilkan O2dari hasil

pemecahan air (Fotolisis air)

Fotosistem

Fotosistem I(P700)

Bersifatsiklik

Fotosistem II

(P680)

Bersifat

nonsiklik


25/71

a) Reaksi terang (Reaksi Hill terjadi di grana)

Tahapan reaksi terang :

1. Pigmen fotosintesis menyerap energi cahaya dan melepaskan elektron

yang akan masuk ke sistem trasport elektron.2. energi sinar matahari yang diterima digunakan untuk memecah molekul

air menjadi H+ dan O2. peristiwa ini disebut fotolisis.

Persamaan reaksi fotolisis :

O2 dilepaskan. Kemudian H+ yang dihasilkan dari penguraian air

ditangkap oleh NADP+ menjadi NADPH. NADP+ diperoleh dari hasiltransport elektron. Selain itu,juga menghasilkan ATP.

2mataharicahaya

2 O2

12HOH


26/71

Persamaan reaksi terang

Penyerapan energi cahaya

Energi cahaya akan diserap mendorong elektron daripigmen fotosintesis sambil melepaskan energi eksitasi.Energi eksitasi akan di bawa oleh pigmen energi cahayake molekul pigmen yang lain secara acak sampai ke

klorofil a. klorofil a merupakan pusat reaksi fotosistem.Dimana dia hanya menerima energi eksitasi tetapi tidakmembawanya ke pigmen lain.

ATP2H24NADPH6O24NADPATPO12H 2mataharicahaya2


27/71

Reaksi Terang


28/71


29/71

Fotosistem I memiliki pusat reaksi yang ditandaidengan P700 karena pigmen ini paling baik dalammenyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang700 nm (bagian spektrum yang sangat merah).

Fotosistem II memiliki pusat reaksi yang ditandaidengan P680 karena spektrum absorpsinya memilikipuncak pada 680 nm (juga bagian spektrum merah).

Kedua pigmen ini, P700 dan P680, sebenarnya

merupakan molekul klorofil a yang identik, tetapisedikit berbeda pada sifat penyerapan cahayanya.


30/71

Fotosistem II

Elektron dari FS II diterima oleh akseptor-akseptor

elektron (plastokuinon, sitokrom, dan plastosianin)

menuju FS I. elektron tersebut digunakan untuk

mengisi lubang pada fotosistem I. waktu mengalir

melalui akseptor-akseptornya, elektron tersebutmelepaskan energinya. Energi itu digunakan untuk

mensintesis ATP dari ADP dan Pi ( fotofosforilasi)

ADP + Pi + Energi cahaya ATP

FS II yang telah kehilangan elektron tersebut akan

segera diganti dari pemecahan air (fotolisis)

2H2O 4H++ 4e-+ O

2


31/71

Fotosistem I

Elektron yang dikeluarkan dari FS Iditerima oleh akseptor feredoksin sebagaiakseptor utama. Elektron tersebut ditransfer

ke NADP, pada saat yang sama jugamenerima ion H+ sehingga terbentuknikotinamida adenin dinukleotida fosfattereduksi (NADPH2)

NADP + 2H++ 2e- NADPH2


32/71


33/71


34/71


35/71

Perbedaan Siklik dan Non Siklik

ATP


36/71

Reaksi Gelap

Disebut juga Siklus Calvin-Benson

Terjadi di Stroma kloroplas

Merupakan rangkaian reaksi penggunaanATP dan NADPH dari reaksi teranguntuk sintesis Glukosa

Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya


37/71

Fiksasi

Fiksasi CO2 oleh ruDP dengan katalisator karboksilase membentuk APG. Reaksi :ribulosa difosfat + CO2 fosfogliserat

Reduksi

APG direduksi menjadi 2 molekul PGAL dengan menggunakan ATP dan NADPH yangberasal dari reaksi terang . Reaksi : fosfogliserat + ATP 1,3-difosfogliserat + Pi

1,3-difosfogliserat + NADPH2 gliseraldehidfosfat + ADP

Regenerasi

Setelah berlangsung 6 putaran siklus pembentukan PGAL, maka akan dihasilkan 12PGAL. Reaksi :

gliseradehidfosfat ribulosa fosfat

Ribulosa fosfat + ATP ribulosa difosfat + ADP

Reaksi gelap merupakan reduksi CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tersebut.Dalam peristiwa ini , reduksi CO2 tidak memerlukan cahaya , sehingga reaksi yangterjadi disebut reaksi gelap (daur Calvin-Benson)

12 PGAL

10 PGAL Pembentukan kembali ruDP

2 PGAL 1 molekul Glukosa


38/71


39/71

Reaksi Gelap


40/71

Dalam reaksi gelap ATP dan NADPH yangterbentuk pada reaksi terang digunakan untukpembentukan sukrosa dari karbondioksida.

Persamaan reaksi :

6CO2+ ATP + NADPH(CH2O)6+ 6H2O

jika reaksi diatas digabungkan dengan reaksiterang :

Maka terbentuk persamaan fotosintesis :

6CO2+ 12H2O + EC6H1206+ 6O2

ATP6O2H24NADPH24NADPATPO12H22


41/71

Perbedaan Reaksi Terang dan Reaksi Gelap


42/71


43/71


44/71

KEMOSINTESIS

Kemosintesis terjadi pada beberapa jenis bakteri yangmenggunakan energi dari reaksi kimia anorganik

sederhana untuk sintesa karbohidrat, dan

menggunakan energi kimia dari luar tubuh.

Sumber karbon untuk kemosintesis berasal dari CO2.

Bahan baku anorganik adalah air dan karbon dioksida.

Sumber energi dari reaksi kimia (bukan dari cahaya).

Energi diperoleh dari hasil oksidasi senyawa anorganikyang diserap dari lingkungan; Seperti : hidrogen,

hidrogen sulfida, sulfur (belerang), besi, amonia dan

nitrit.


45/71

Kemosintesis menggunakan bahan anorganik

sebagai sumber energi, CO2sebagai sumber

karbon, dan juga air.

Senyawa anorganik + O2 E + hasil samping

H2

O H2

+ O2

CO2+ H+ glukosa


46/71

Hasil akhir yang terbentuk adalah gula.

Selanjutnya diubah menjadi amilum yang akan

digunakan sebagai cadangan makanan. Jadi,

energi cahaya matahari diubah menjadi energiyang tersimpan dalam ikatan kimia.

b i l k k


47/71

Beberapa organisme yang melakukan

kemosintesis :

1. Bakteri sulfur tidak berpigmen misalnyaThiobacillus yang mengoksidasi sulfidamenjadi sulfat :

Menyerap (H2S) maupun S2dari lingkungan

Kedua senyawa tsb bergabung dengan oksigendan menghasilkan energi yang digunakan untuk

membuat Karbohidrat Hasil samping berupa S2, bila bahan asalnya

H2S dan ion sulfat (SO42-) bila asalnya S2


48/71

Reaksinya :

2H2S + O22H2O + 2S + E

Energi yang diperoleh lebih kecil jumlahnya

daripada energi yang dihasilkan dari cahaya.

Energi tersebut digunakan untuk fiksasi CO2

menjadi karbohidrat. Dengan demikian, reaksi

lengkapnya adalah :

CO2+ H2SCH2O + S2+ H2O


49/71


50/71

Ferro Ferri


51/71


52/71

Nitrosomonas


53/71

Amonia Nitrit

Nitrit Nitrat

PERBANDINGAN ANTARA FOTOSINTESIS DAN KEMOSINTESIS


54/71

Organisme Type proses Bahan yangdipakai Sumberenergi Hasil

Tumbuhan

hijau Fotosintesis CO2 ,

H2

O

Cahaya yang

diabsorbsi

klorofilGula, H2O,

O2

Bakteri

Belerang

hijau Fotosintesis CO2, H

2S

Cahaya yang

diabsorbsi

klorofil

bakteri Gula, H2O , S

Bakteri

belerang

ungu Fotosintesis

CO2 ,H2S,

H2O

Cahaya yang

diserap

Bakteriopurp

urin Gula, H2SO

4

PERBANDINGAN ANTARA FOTOSINTESIS DAN KEMOSINTESIS

s asAmmonia


55/71

Bakteri

Nitrifikasi

Kemosinte

sis CO2 , H2O

Ammonia

Menjadi

nitritGula

, H2O, O2

Bakteri

Nitrifikasi

Kemosinte

sis CO2 , H2O

Oksidasi

nitrit

menjadi

nitrat

Gula

, H2O, O2Bakteri

belerang

tak

berwarna

Kemosinte

sis CO2 ,

H2

O

OksidasiH2S

Menjadisulfat

Gula, H

2

O, O2

Bakteri

besi

Kemosinte

sis CO2 , H2O

Oksidasi

ferro

menjadi

ferriGula,

H2O, O2

P b di F t i t i d


56/71

Perbandingan Fotosintesis dan

Kemosintesis

Faktor

PembandingFotosintesis Kemosintesis

Bahan dasar CO2dan H2O CO2dan H2O

Sumber energi Sinar matahari Zat-zat kimia

Pelaku Tumbuhan

berklorofil

Organisme tak

berklorofil,

misalnya bakteri

Hasil Karbohidrat/gluk

osa

Glukosa


57/71

Jalur C3, C4 dan CAM

Tumbuhan C3, C4 dan CAM dibedakan

pada reaksi pengikatan CO2 di udara.Ketiga tipe tumbuhan ini semua

mengalami reaksi reduksi yang

berlangsung mengikuti siklus Calvin-Benson pada tumbuhan C3.


58/71

Tanaman C3

Pada tumbuhan C3, hasilreaksi pengikatan CO2 atauhasil awal fotosintesis adalahberupa senyawa organikdengan dengan 3 atom C (Karbon ), yaitu APG sehinggadisebut jalur C3 atau sikluscalvin-benson. Sebagaipengikat CO2 adalah ruDP.

Tumbuhan umumnyamemiliki fotosintesis jalur C3.

Contoh tumbuhangandum,beras.


59/71

Tanaman C4

Terdapat 2 jaringanfotosintesis yaitu:

Sel mesofilfiksasi CO2 oleh enzim PEPkarboksilase menjadi asammalat (C4)asam malat terurai menjadiasam piruvat dan CO2

Sel seludang berkas pembuluhCO2 yang dikirim melaluiplasmodesmata dari mesofil kesel seludang berkas pembuluh,ke siklus calvinAdaptasi ini mempertahankankonsentrasi CO2 yang ada di

seludang untuk jalurfotosintesis

Contoh tanaman C4 adalahtebu, jagung dan familigramineae.


60/71


61/71


62/71

Tanaman CAM

Crassulacean Acid Metabolism)

Adaptasi terhadap intensitascahaya tinggi , stomatamenutup siang hari danmembuka malam hari.

Pengambilan CO2 padamalam hari untuk disintesismenjadi asam krassulasen.

Pada siang hari setelah reaksi

terang menghasilkan ATP danNADH , CO2 dilepas dariasam krassulasen untukdimasukkan ke siklus Calvin

Terjadi pada tumbuhanyang hidup dalam kondisikering (Kaktus, Nanas)


63/71


64/71

Membutuhkan lebih banyak ATP; Sintesis glukosa berlangsung lebih cepat per satuan

luas daun;

Berlangsung lebih efisien dalam keadaan intensitas

cahaya yang tinggi; Afinitas enzim fosfoenolpiruvat karboksilase terhadap

CO2 lebih besar dibanding dengan ruDP

Penambatan CO2 lebih efektif;

Proses fotosintesis berlangsung cukup baik dalamkeadaan jumlah CO2 yang sangat sedikit di udara.

Tumbuh lebih cepat.

C3 C4 CAM (crassulacean acid


65/71

metabolism)

lebih adaptif pada kondisi

kandungan CO2 atmosfer

tinggi

adaptif di daerah panas dan

kering

adaptif di daerah panas dan

kering

enzim yang menyatukan CO2dengan RuBP, juga dapat

mengikat O2 pada saat yang

bersamaan untuk proses

fotorespirasi

CO2 diikat oleh PEP yangtidak dapat mengikat O2

sehingga tidak terjadi

kompetisi antara CO2 dan O2

Pada malam hari asam malattinggi, pada siang hari malat

rendah Lintasan

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 waktunyaberbeda

Apabila stomata menutup

akibat stress terjadi

peningkatan

fotorespirasipengikatan

O2 oleh enzim Rubisco

Pengikatan CO2di 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


66/71

C3, C4 dan CAM


67/71

Jalur C2(Jalur Glikolat)

Peristiwa pembebasan CO2 pada tumbuhan hijau,yang terjadi di saat intensitas cahaya matahari relatiftinggi. Jalur C2 tidak seperti jalur C3 , C4 , dan CAM.Jalur C2disebut fotorespirasi. Kadar O2 yang tinggi didalam kloroplas akan menghambat laju fotosintesiskarena terjadi fotorespirasi. Pada umumnyafotorespirasi akan merusak hasil panen pada tumbuhanpangan.

Pada jalur C2 PGA (APG) yang direduksi dalam daur

Calvin berasal dari asam glikolat (2C) setelah melaluirangkaian reaksi pembentukan senyawa antara berupaglioksilat, glisin, serin, dan gliserat.


68/71


69/71

C2,C3,C3dan CAM

ANABOLISME

FOTOSINTESISPercobaan

ReaksiTerang

ReaksiGelap

Kemosintesis

Contoh

siklikNon

siklik

Perbedaan

Reaksi Terang

dan Gelap

Tanaman

Perbedaan Fotosintesis dan

Kemosintesis


70/71

ANABOLISME

menyusun beberapa senyawa organik

sederhana menjadi senyawa kimia atau molekulkompleks.


71/71

Kemosintesis

Bahan baku anorganik adalah air dan karbon

dioksida.

Sumber energi dari reaksi kimia (bukan dari

cahaya).

anabolisme (2)

Documents