Fotosintesis adalah proses pembentukan karbohidrat dari CO2, H2O, dan cahaya matahari oleh tumbuhan. Terdiri dari dua tahapan: reaksi terang yang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia (ATP dan NADPH), dan siklus Calvin yang mengubah CO2 menjadi gula menggunakan ATP dan NADPH. Faktor-faktor seperti cahaya, CO2, suhu, dan air mempengaruhi laju fotosintesis

1. fotosintesis

2. Pengertian fotosintesis
Fotosintesis
suatu proses biokimia pembentukan zat
makanan berbentuk karbohidrat yang
dilakukan oleh tumbuhan, terutama
tumbuhan yang mengandung zat hijau
daun, yaitu klorofil.

3. Perangkat fotosintesis
 Pigmen
 Kloroplas
 Fotosistem I dan II

4. Pigmen
Proses fotosintesis tidak dapat berlangsung
pada setiap sel, tetapi hanya pada sel yang
mengandung pigmen fotosintetik. Sel yang
tidak mempunyai pigmen fotosintetik ini
tidak mampu melakukan proses
fotosintesis.

5. • Kloroplas
Kloroplas terdapat pada
semua
bagian tumbuhan yang
berwarna
hijau, termasuk batang dan b
uah yang belum matang. Di
dalam kloroplas
terdapatpigmen klorofil yang
berperan dalam proses
fotosintesis. Kloroplas
mempunyai bentuk seperti
cakram dengan ruang yang
disebut stroma.
Struktur kloroplas:
1. membran luar
2. ruang antar membran
3. membran dalam (1+2+3: bagian amplop)
4. stroma
5. lumen tilakoid (inside of thylakoid)
6. membran tilakoid
7. granum (kumpulan tilakoid)
8. tilakoid (lamella)
9. pati
10. ribosom
11. DNA plastida
12. plastoglobula

6. • 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.

7. • Pada pusat reaksi terdapat 2
molekul
– Klorofil a
– Akseptor elektron primer
• Pusat reaksi klorofil dioksidasi
dengan hilangnya elektron
melalui reduksi akseptor
elektron primer
• Terdapat fotosistem I dan II
• Membran tilakoid
– Terdapat 2 tipe fotosistem
yaitu fotosistem I dan II

8. Aliran elektron
• Terdapat dua rute jalur elektron yang tersimpan pada akseptor elektron
primer
• 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
– Donasi elektron mengkonversi air O2 dan 2H+
• Aliran elektron siklik
– Hanya menggunakan fotosistem I
– Elektron dari fotosistem I di-recycle
– Mensintesis ATP

9. Nonsiklik
Menghasilkan NADPH, ATP, dan oksigen

10. Aliran siklik
Hanya fotosistem I yang digunakan
Hanya ATP yang dihasilkan

11. Proses fotosintesis
Tumbuhan membutuhkan sinar
matahari, air, dan udara untuk
membuat makanannya sendiri.
Setiap hari, zat hijau daun pada
daun tanaman menyerap cahaya
matahari. Tumbuhan
memanfaatkan cahaya matahari
menjadi karbon dioksida dari
udara, dan air dari tanah menjadi
makanan yang mengandung gula.
Tumbuhan lalu mengeluarkan
oksigen sebagai hasil yang tidak
terpakai, walaupun sebagian
digunakan untuk bernapas.
Untuk lebih jelasnya lihat gambar
berikut.

12. Persamaan Fotosintesis
Fotosintesis
6CO2 +6H20 + light C6H1206 + 6O2

13. Pada fotosintesis
• Reduksi CO2 menjadi karbohidrat melalui oksidasi carrier
energi (ATP, NADPH)
• Reaksi terang memberi energi pada carrier
• Reaksi gelap (siklus Calvin) menghasilkan PGAL
(phosphoglyceraldehyde)
• Fotosintesis terdiri dari dua proses yaitu
• -Reaksi terang
• -Siklus Calvin

14. REAKSI FOTOSINTESIS
Terbagi atas 2 yaitu:
• Reaksi gelap (siklus kalvin)
• Reaksi terang

16. • reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak
memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).
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.

17. Reaksi terang dan kemiosmosis:
Organisasi membran tilakoid
LIGHT
REACTOR
NADP+
ADP
ATP
NADPH
CALVIN
CYCLE
[CH2O] (sugar)STROMA
(Low H+ concentration)
Photosystem II
LIGHT
H2O CO2
Cytochrome
complex
O2
H2O
O2
1
1⁄2
2
Photosystem I
Light
THYLAKOID SPACE
(High H+ concentration)
STROMA
(Low H+ concentration)
Thylakoid
membrane
ATP
synthase
Pq
Pc
Fd
NADP+
reductase
NADPH + H+
NADP+ + 2H+
To
Calvin
cycle
ADP
P
ATP
3
H+
2 H+
+2 H+
2 H+

18. Penjelasannya:
• reaksi terang (karena memerlukan cahaya)
Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum),
Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya
menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2).

19. Reaksi gelap (siklus calvin)
• 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

20. Siklus Calvin
(G3P)
Input
(Entering one
at a time)CO2
3
Rubisco
Short-lived
intermediate
3 P P
3 P P
Ribulose bisphosphate
(RuBP)
P
3-Phosphoglycerate
P6 P
6
1,3-Bisphoglycerate
6 NADPH
6 NADPH+
6 P
P6
Glyceraldehyde-3-phosphate
(G3P)
6 ATP
3 ATP
3 ADP CALVIN
CYCLE
P5
P1
G3P
(a sugar)
Output
Light
H2O CO2
LIGHT
REACTION
ATP
NADPH
NADP+
ADP
[CH2O] (sugar)
CALVIN
CYCLE
O2
6 ADP
Glucose and
other organic
compounds

21. • Dimulai dari CO2 dan
menghasilkan
Glyceraldehyde 3-
phosphate
• Tiga bagian siklus Calvin
menghasilkan 1 produk
molekul
• Tiga tahap
– Fiksasi karbon
– Reduksi CO2
– Regenerasi RuBP

22. 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

23. 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

24. Tanaman C4
• 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

25. Anatomi daun C4 dan jalur C4
CO2
Mesophyll cell
Bundle-
sheath
cell
Vein
(vascular tissue)
Photosynthetic
cells of C4 plant
leaf
Stoma
Mesophyll
cell
C4 leaf anatomy
PEP carboxylase
Oxaloacetate (4 C) PEP (3 C)
Malate (4 C)
ADP
ATP
Bundle-
Sheath
cell CO2
Pyruate (3 C)
CALVIN
CYCLE
Sugar
Vascular
tissue
CO2

26. 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

27. Jalur CAM mirip dengan jalur C4
Spatial separation of
steps. In C4
plants, carbon fixation
and the Calvin cycle
occur in different
types of cells.
(a) Temporal separation of
steps. In CAM
plants, carbon fixation
and the Calvin cycle occur
in the same cells
at different times.
(b)
PineappleSugarcane
Bundle-
sheath cell
Mesophyll Cell
Organic acid
CALVIN
CYCLE
Sugar
CO2 CO2
Organic acid
CALVIN
CYCLE
Sugar
C4 CAM
CO2 incorporated
into four-carbon
organic acids
(carbon fixation)
Night
Day
1
2 Organic acids
release CO2 to
Calvin cycle

28. Faktor-faktor yang mempengaruhi
fotosintesis
• Intensitas cahaya. Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
• Konsentrasi karbon dioksida. Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin
banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan
fotosintesis.
• Suhu. Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja
pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan
meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
• Kadar air. Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata
menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju
fotosintesis.
• Kadar fotosintat (hasil fotosintesis). Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat
berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan
sampai jenuh laju fotosintesis akan berkurang.
• Tahap pertumbuhan. Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih
tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa.
Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak
energi dan makanan untuk tumbuh.

29. Profil
• Nama : Greyti Qivintia
Koropit
• Jurusan: P.Biologi
• Nim: 10 310 892
• Semester: IV
• Mk : Fisiologi Tumbuhan
• Manado State University
(UNIMA)