GARIS-GARIS BESAR ISI PROGRAM MEDIA (GBIPM)

Nama Sekolah : SMA N 103 JAKARTAMata Pelajaran : BIOLOGIJudul Pelajaran : MetabolismeKelas/Semester/Program : XII/ SATU/ IPAStandar Kompetensi : Memahami pentingnya proses metabolisme pada organisme.Kompetensi Dasar : Mendiskripsikan proses katabolisme dan anabolisme karbohidrat.Alokasi Waktu : 4 jam pelajaran ( 4 x 45 menit / 2 x pertemuan)

NoKompetensi DasarIndikatorMateri Pokok1Mendeskripsikan proses katabolisme dan anabolisme karbohidrat .Menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi kegiatan fotosintesis dan hasilnya.

Membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum.

Menjelaskan tahapan reaksi fotosintesis, reaksi terang dan reaksi gelap.

Menjelaskan proses reaksi terang dan reaksi gelap serta hasilnya. Anabolisme Fotosintesis. Terjadi pada kloroplas dalam 2 tahap reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

Anabolisme: Reaksi penyusunan zat dari senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks yang berlangsung didalam sel.ANABOLISMEBerdasarkan sumber energinya reaksi anabolisme dibedakan menjadi:FotosintesisKemosintesis1. Fotosintesis: Peristiwa penyusunan zat organik ( gula / glukosa ) dari zat anorganik ( air dan karbondioksida ) dengan bantuan energi cahaya.Persamaan reaksi:

6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2 Cahaya matahariKlorofil

TEMPAT BERLANGSUNGNYA FOTOSINTESISDidalam kloroplas terdapat butiran-butiran yang disebut granum / grana, antara granum yang satu dengan yang lain dihubungkan oleh lamela.Satu granum / grana tersusun oleh unit yang disebut tilakoid. Klorofil a dan b terdapat dalam membran tilakoid. grana terdapat didalam cairan yang disebut stroma.

TAHAP-TAHAP FOTOSINTESISReaksi fotosintesis ada dua tahap yaitu:Reaksi terang. Reaksi gelap.

1. Reaksi terang.Reaksi terang terjadi jika ada cahaya dan berlangsung dibagian grana.Pada reaksi terang terjadi fotolisis. Yaitu, peristiwa dimana energi sinar yang diterima digunakan untuk memecahkan molekul air menjadi H+ dan O2.

2H2O 2H2 + O2Cahaya matahariPersamaan reaksi terang:12H2O + ATP + 24NADP 6O2 + ATP + 24 NADPH

Reaksi terang adalah tahap fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Kloroplas menyerap cahaya dan cahaya menggerakkan transfer elektron dan hidrogen ke penerima yaitu NADP+ (nikotinamida adenine dinukleotida fosfat). Pada proses ini, air terurai.

Reaksi terang pada fotosintesis ini melepaskan O2. Pada reaksi terang, tenaga matahari mereduksi NADP+ menjadi NADPH dengan menambahkan sepasang electron bersama dengan nukleus hidrogen. Pada reaksi terang juga terjadi fosforilasi yang mengubah ADP menjadi ATP.

Jadi energy cahaya diubah menjadi energi kimia dengan pembentukan NADPH: sumber dari elektron berenergi, dan ATP; energi sel yang serba guna. Reaksi Terang

Tahap pertama dari system fotosintesis adalah reaksi terangReaksi ini memerlukan molekul air Reaksi ini sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari.Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.Sinar matahari yang berupa foton yang terbaik adalah sinar merah dan ungu Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna ungu (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau.Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.Reaksi Terang

2. Reaksi gelap.Reaksi gelap: reaksi yang berlangsung tanpa bantuan-bantuan cahaya.Dalam reaksi gelap, ATP dan NADPH yang terbentuk pada reaksi terang digunakan untuk membentuk glucosa dari karbondioksida.Reaksi gelap terjadi didalam stroma.

Persamaan reaksi gelap:6CO2 + ATP + 24NADPH ( CH2O )6 + 6 H2O + C6H12O6

Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis.

Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO2, yang berasal dari udara bebas.

Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme.

Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.

Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat.

Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO2 dalam reaksi gelap.

Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.

FotosintesisTahapan reaksi gelap

Pada fase fiksasi, 6 molekul ribulosa difosfat mengikat 6 molekul CO2 dari udara dan membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil

6 molekul beratom C6 yang tidak stabil itu kemudian pecah menjadi 12 molekul beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA).

Selanjutnya, 3-asam fosfogliserat ini mendapat tambahan 12 gugus fosfat, dan membentuk 1,3-bifosfogliserat (PGA 1.3 biphosphat).

Kemudian, 1,3-bifosfogliserat masuk ke dalam fase reduksi, dimana senyawa ini direduksi oleh H+ dari NADPH, yang kemudian berubah menjadi NADP+, dan terbentuklah 12 molekul fosfogliseraldehid (PGAL) yang beratom 3C.

Selanjutnya terjadi sintesa , 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C (C6H12O6).

10 molekul fosfogliseraldehid yang tersisa kemudian masuk ke dalam fase regenerasi, yaitu pembentukan kembali ribulosa difosfat.(RDP/RuBP)

Pada fase ini, 10 molekul fosfogliseraldehid berubah menjadi 6 molekul ribulosa fosfat. Jika mendapat tambahan gugus fosfat, maka ribulosa fosfat akan berubah menjadi ribulosa difosfat (RDP),

RDP/RuBP kemudian kembali akan mengikat CO2 lagi, begitu seterusnya.

Dalam fotosynthesis kebutuhan karbon dioksida (CO2) pada reaksi gelap , akan dipenuhi dari udara yang masuk melalui stomata tanaman

Perbedaan Reaksi Terang dan Reaksi Gelap

FOTOSINTESISUntuk fotosintesis diperlukan cahaya sebagai sumber energi.Cahaya matahari yang digunakan adalah yang memiliki panjang gelombang tertentu.Contoh: Klorofil a. mampu menyerap maksimum cahaya dengan panjang gelombang sekitar 600-700 nm. Klorofil b. mampu menyerap cahaya dengan panjang gelombang sekitar 400-500nm.

FOTOSISTEMFotosistem merupakan satuan fungsional penangkap cahaya, tempatnya di membran tilakoid.

Fotosistem ada dua:1.fotosistem I ( FS I ). 2.fotosistem II ( FS II ).

Fotosistem I : sebagian besar tersusun dari klorofil a, sehingga menyerap cahaya dengan panjang gelombang 600-700 nm.Fotosistem II : sebagian besar tersusun dari klorofil b, sehingga menyerap cahaya dengan panjang gelombang 400-500 nm.

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI FOTOSINTESISFaktor internalFaktor genetik.Faktor eksternalsuhu, cahaya, air, karbondioksida, dan mineral.Faktor eksternal.SuhuUntuk fotosintesis diperlukan enzim ( enzim bekerja pada suhu optimum )2. CahayaCahaya merupakan sumber energi.Faktor yang penting:a.lama pencahayaan b.intensitas cahaya c.panjang gelombang

3. AirPada reaksi terang air melakukan fotolisis untuk pembentukan ATP dan NADPH yang digunakan untuk sintesis gluosa dari karbondioksida.4. Karbondioksida Merupakan bahan baku untuk sintesis glukosaCO2 di udara difiksasi tanaman kemudian direduksi menjadi glukosa.5. MineralMineral seperti magnesium dan besi untuk menyusun klorofil, jika kekurangan mineral tersebut tanaman akan kekurangan klorofil, akibatnya tanaman akan mengalami gangguan dalam fotosintesis.

KEMOSINTESISKemosintesis: reaksi penyusunan bahan organik yang dilakukan dengan energi kimia.Beberapa organisme yang melakukan kemosintesis adalah bakteri nitrifikasi ( bakteri nitrogen ), bakteri belerang ( sulfur ), bakteri besi.Bakteri nitrifikasi: mengubah amonium menjadi nitrat. Pengubahan ini terdiri atas dua tahap yang dilakukan oleh bakteri yang berbeda.Tahap I: Oksidasi Amonium Nitrit, yang dilakukan oleh bakteri Nitrosomonas/ Nitrosococus.Tahap II: Oksidasi Nitrit Nitrat, yang dilakukan oleh bakteri Nitrobacter

Bakteri belerang mengoksidasi sulfur

2S + 3O2 + 2H2O 2H2SO4 + 100 kkal

Bakteri besi mengoksidasi besi

Fe2+ Fe3+ + 11,3 kkalThiobacillus thio-oxidansThiobacillus fero-oxidans2NH4 + 3O2 2NO2 + 4H+ + 2H2O + 132 kal

2NO2 + 3O2 2NO3 + 35 kalNitrosomonas/NitrosococusNitrobacter

*