8/10/2019 Anabolisme (2)
1/71
nabolisme
KELOMPOK
Annisa Rahmatia S (03)
Ardiansah Khoirur R (04)
Handhika Wiratama P (12)
Vivi Nurmalita (30)
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
4/71
Tempat terjadi
8/10/2019 Anabolisme (2)
5/71
Reaksi fotosintesis
6CO2+ 6H2O C6H12O6+ 6O2
tumb. Klorofil
Cahaya
Bahan Baku Produk
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
7/71
Komponen essensial Fotosintesis
KomponenFotosintesis
Bahan bakuCO2
H2O
Cahaya Gelombang cahaya
Pigmen Klorofil
Suhu
5 35 C suhu normal
> 40 C akanrusak/terdenaturasi
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
12/71
Fotosintesis
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
14/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
15/71
Percobaan Ingenhousz
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
17/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
18/71
Percobaan Engelmann
8/10/2019 Anabolisme (2)
19/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
21/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
22/71
Percobaan Sachs
8/10/2019 Anabolisme (2)
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)
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
27/71
Reaksi Terang
8/10/2019 Anabolisme (2)
28/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (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
8/10/2019 Anabolisme (2)
32/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
33/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
34/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
35/71
Perbedaan Siklik dan Non Siklik
ATP
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
38/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
39/71
Reaksi Gelap
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
41/71
Perbedaan Reaksi Terang dan Reaksi Gelap
8/10/2019 Anabolisme (2)
42/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
43/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
49/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
50/71
Ferro Ferri
8/10/2019 Anabolisme (2)
51/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
52/71
Nitrosomonas
8/10/2019 Anabolisme (2)
53/71
Amonia Nitrit
Nitrit Nitrat
PERBANDINGAN ANTARA FOTOSINTESIS DAN KEMOSINTESIS
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
60/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
61/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
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)
8/10/2019 Anabolisme (2)
63/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
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
8/10/2019 Anabolisme (2)
66/71
C3, C4 dan CAM
8/10/2019 Anabolisme (2)
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.
8/10/2019 Anabolisme (2)
68/71
8/10/2019 Anabolisme (2)
69/71
C2,C3,C3dan CAM
ANABOLISME
FOTOSINTESISPercobaan
ReaksiTerang
ReaksiGelap
Kemosintesis
Contoh
siklikNon
siklik
Perbedaan
Reaksi Terang
dan Gelap
Tanaman
Perbedaan Fotosintesis dan
Kemosintesis
8/10/2019 Anabolisme (2)
70/71
ANABOLISME
menyusun beberapa senyawa organik
sederhana menjadi senyawa kimia atau molekulkompleks.
8/10/2019 Anabolisme (2)
71/71
Kemosintesis
Bahan baku anorganik adalah air dan karbon
dioksida.
Sumber energi dari reaksi kimia (bukan dari
cahaya).