FOTOSINTESIS

1. Fotosintesis adalah proses anabolisme , membentuk senyawa kompleks Glukosa dari senyawa sederhana CO2 .

2. Proses ini memerlukan energi dari matahari berupa Foton .

3. Foton dengan panjang gelombang 700 nm dan 680 nm berupa sinar merah adalah foton yang efektif untuk fotosintesis.

4. Pada proses fisiologi ini foton tersebut di tangkap oleh seperangkat sistem penerima foton yang disebut Fotosistem

5. Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor electron

6. 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

7. Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis

8. Klorofil a berada dalam bagian pusat reaksi^. Klorofil ini berperan dalam menyalurkan elektron yang berenergi tinggi ke akseptor utama electron. Elektron ini selanjutnya masuk ke sistem siklus elektron. Elektron yang dilepaskan klorofil a mempunyai energi tinggi sebab memperoleh energi dari cahaya yang berasal dari molekul perangkat pigmen yang dikenal dengan kompleks antena.

9. Fotosistem sendiri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.

10. Pada fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700.

11. Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena

12. Pada fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680.

13. P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700.

14. Reaksi fotofosforilasi siklik adalah reaksi yang hanya melibatkan satu fotosistem, yaitu fotosistem I yang antinya Fotosistem ini menghasilkan ATP

15. Reaksi fotofosforilasi nonsiklik adalah reaksi dua tahap yang melibatkan dua fotosistem klorofil yang berbeda, yaitu fotosistem I dan II.

16. Fotofosforilasi siklik dan fotofosforilasi nonsiklik memiliki perbedaan yang mendasar, yaitu sebagai berikut

17. Secara umum fotosintesis terbagi menjadi dua tahap reaksi:

1.Reaksi Terang, yang membutuhkan cahaya

2.Reaksi Gelap, yang tidak membutuhkan cahaya

Reaksi terang

Reaksi terang melibatkan dua fotosistem yang saling bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II. Fotosistem I (PS I) berisi pusat reaksi P700, yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi pusat reaksi P680 dan optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm

1. Mekanisme reaksi terang diawali dengan tahap dimana fotosistem II menyerap cahaya matahari sehingga elektron klorofil pada PS II tereksitasi dan menyebabkan muatan menjadi tidak stabil

2. Untuk menstabilkan kembali, PS II akan mengambil elektron dari molekul H₂O yang ada disekitarnya.

3. Molekul air akan dipecahkan oleh ion mangan (Mn) yang bertindak sebagai enzim.

4. Hal ini akan mengakibatkan pelepasan H+ di lumen tilakoid.

5. Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) m

embentuk PQH₂

6. Plastokuinon merupakan molekul kuinon yang terdapat pada membran lipid bilayer tilakoid.

7. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H⁺ yang disebut sitokrom b₆-f kompleks.

8. Reaksi keseluruhan yang terjadi di PS II adalah

2H₂O + 4 foton + 2PQ + 4H^- → 4H⁺ + O₂ + 2PQH₂

9. Sitokrom b₆-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke PS I dengan mengoksidasi PQH₂ dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC).

10. Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H⁺ dari stroma ke membran tilakoid

11. Reaksi yang terjadi pada sitokrom b₆-f kompleks adalah

2PQH₂ + 4PC(Cu²⁺) → 2PQ + 4PC(Cu⁺) + 4 H⁺ (lumen)

12. Elektron dari sitokrom b₆-f kompleks akan diterima oleh fotosistem I.

13. Fotosistem ini menyerap energi cahaya terpisah dari PS II, tapi mengandung kompleks inti terpisahkan, yang menerima elektron yang berasal dari H₂O melalui kompleks inti PS II lebih dahulu.

14. Sebagai sistem yang bergantung pada cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin.

15. Reaksi keseluruhan pada PS I adalah^\

Cahaya + 4PC(Cu⁺) + 4Fd(Fe³⁺) → 4PC(Cu²⁺) + 4Fd(Fe²⁺)

16. Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP⁺ dan membentuk NADPH.

17. Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP⁺ reduktase.

18. Reaksinya adalah

4Fd (Fe²⁺) + 2NADP⁺ + 2H⁺ → 4Fd (Fe³⁺) + 2NADPH

19. Ion H⁺ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase.

20. ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengan pengangkutan elektron dan H⁺ melintasi membran tilakoid

21. Masuknya H⁺ pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah A

DP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP.

22. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut

Sinar + ADP + Pi + NADP⁺ + 2H₂O → ATP + NADPH + 3H⁺ + O₂

Reaksi Gelap

1. Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis.
2. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma.
3. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO₂, yang berasal dari udara bebas.
4. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C₆H₁₂O₆), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme.
5. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.
6. Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat.
7. Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO₂dalam reaksi gelap.
8. Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.
9. . Pada fase fiksasi, 6 molekul ribulosa difosfat mengikat 6 molekul CO₂ dari udara dan membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil
10. 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil itu kemudian pecah menjadi 12 molekul beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA).
11. Selanjutnya, 3-asam fosfogliserat ini mendapat tambahan 12 gugus fosfat, dan membentuk 1,3-bifosfogliserat (PGA 1.3 biphosphat).
12. 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.
13. Selanjutnya terjadi sintesa , 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C(C₆H₁₂O₆).
14. 10 molekul fosfogliseraldehid yang tersisa kemudian masuk ke dalam fase regenerasi, yaitu pembentukan kembali ribulosa difosfat.(RDP/RuBP
15. 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),
16. RDP/RuBP kemudian kembali akan mengikat CO₂ lagi , begitu setrusnya.

RESPIRASI AEROB

Respirasi aerob adalah proses pembebasan energi yang terkandung dalam makanan menjadi energy ATP yang dibutuhkan oleh tubuh kita untuk melaksanakan kinerjanya.

Overall we can show the proccess like this

1) GLIKOLISIS

a) Terjadi pada sitosol

b) Berlangsung secara anaerob

c) Tahapan :

i) Tahap pertama adalah pemecahan molekul glukosa(6C) membentuk senyawa berupa Phosfogliseraldehid (PGAL), yaitu senyawa beratom C-6 yang mendapat tambahan fosfat yang memerlukan energy dari 2 molekul ATP

ii) Tahap selanjutnya adalah dimana molekul PGAL kemudian akan membelah membentuk 2 senyawa 3 rantai karbon dan 1 fosfat yang disebut 3GP atau 3-Phospoglycerade, kemudian masing-masing 3GP akan berubah menjadi asam piruvat dengan melepaskan energi sebanyak 1 molekul ATP dan pelepasan 1 atom hidrogen yang berpotensi energi tinggi, dimana selanjutnya hidrogen yang dilepaskan ini akan ditangkap oleh kofaktor berupa NAD+ dan membentuk senyawa 2NADH2.

iii) Hasil akhir dari tahap Glikolisis menghasilkan 2 molekul asam piruvat, 2 molekul ATP, dan 2 molekul NADH2. Selanjutnya senyawa asam piruvat memasuki membran mitokondria untuk tahap berikutnya

.

2) DEKARBOKSILASI OKSIDATIF

a) Sebelum masuk ke tahap selanjutnya dalam mitokondria, asam piruvat terlebih dahulu akan diubah menjadi senyawa Asetil Co-A dan berlangsung dalam membrane mitokondria. Tahapannya sebagai berikut:

i) Senyawa asam piruvat yang mengandung 3 atom karbon, dioksidasi dengan bantuan enzim piruvat dehidrogenase untuk melepas 1 atom karbonnya dan mengubahnya menjadi CO_2. Bersamaan dengan terbentuknya CO2, NAD+ akan direduksi dan membentuk NADH.

ii) Selanjutnya, terbentuklah senyawa dengan 2 atom karbon yang disebut acetyl group, yang kemudian akan ditambahkan dengan koenzim A membentuk Acetyl Koenzim-A

3) SIKLUS KREB

a) Berlangsung dalam matriks mitokondria

b) Tahapan siklus krebs:

i) Siklus Krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratom C6).

ii) Secara bertahap Asam sitrat melepaskan satu per satu atom C nya hingga akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat(beratom C4), peristiwa ini diikuti dengan reaksi reduksi (pelepasan elektron & ion hidrogen) oleh NAD+ dan FAD+ menghasilkan 2 molekul NADH2, 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP. Dari seluruh rangkaian peristiwa siklus Krebs dihasilkan : 4 molekul CO2, 6 molekul NADH2 , 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP.

4) TRANSPORT ELEKTRON

a) Sebanyak 10 molekul NADH2 dan 2 molekul FADH2 dihasilkan selama tahap glikolisis dan siklus Krebs. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transpor elektron.

b) Tahapan :

i) Mula-mula molekul NADH2 memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase kembali menjadi ion NAD+ diikuti pelepasan 3 ATP, kemudian diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoprotein kembali menjadi ion FAD+ dan menghasilkan 2 molekul ATP, keduanya juga melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron, peristiwa ini disebut reaksi oksidasi.

ii) Selanjutnya elektron ini akan ditangkap oleh Fe+++ sebagai akseptor elektron dan dikatalis oleh enzim sitokrom b, c, dan a. Peristiwa ini disebut reaksi reduksi. Reaksi reduksi dan oksidasi ini berjalan terus sampai elektron ini ditangkap oleh Oksigen (O2) sehingga berikatan dengan ion Hidrogen (H+) menghasilkan H2O (air). Hasil akhir dari sistem transpor elektron ini adalah 34 molekul ATP, 6 molekul H2O (air).

Secara keseluruhan reaksi respirasi sel aerob menghasilkan 38 molekul ATP, 6 molekul H2O, dan 6 molekul CO2.

ECHINODERMATA

Echinodermata(hewan berkulit duri)

· Tubuh simetri radial

· Rangka tubuh tersusun oleh keeping-keping kapur yang disebut osikel

· Memiliki anggota gerak 5 buah atau kelipatannya

· Echino bergerak dengan menggunakan system ambulakral

· Lubang tempat masuknya air disebut madreporit

· Air kemudian masuk ke saluran cincin yang melingkari kerongkongan

· Dari lingkaran cincin ini, kemudian bercabang lima menuju masing-masing kaki yang disebut saluran radial

· Dari setiap saluran radial, muncul kaki-kaki tabung

· Kaki-kaki tabung membesar di ujungnya disebut ampula

· Bernafas menggunakan insang kulit berupa penonjolan dinding rongga tubuh

· Tonjolan ini dilindungi oleh silia dan pediselaria

· Pediselaria adalah duri berbentuk gunting

· Larva bersilianya disebut bipinnaria

· System saraf melingkar di mulut kerongkongan disebut system saraf radial, kemudian bercabang ke masing-masing lengan

· Memiliki daya regenerasi yang tinggi

· Klasifikasi:

1. Asteroidea

Ex: Bintang laut

2. Ophiuroidea

Berbentuk bulat cakram di tengah dan berlengan lima, larvanya disbeut pluteus, ex: Bintang ular laut

3. Crinoidea

Lima lengannya bercabang-cabang lagi sehingga tampak seperti tumbuhan, ex: Lilia laut

4. Echinoidea

Bulat berduri panjang, tidak berlengan, memiliki alat untuk mengambil makanan di sekitar mulutnya(oral) disbeut lentera ristoteles. ex: bulu babi dan landak laut

5. Holothuroidea

Tubuh tidak berduri, tetapi bersimetri radial dan memiliki system ambulakral, bentuk tubuhnya seperti mentimun tidak berlengan, ex: Mentimun laut dan teripang

MOLLUSCA

Mollusca

1. Polyplacophora

· Tubuh bulat, pipih, tidak ada kepala, punggung dilindungi oleh cangkang yang tersusun dari 8 keping zat kapur yang tumpang tindih seperti genteng, kaki pipih, memiliki lidah berparut(radula). Contoh: Chyton sp.

2. Gastropoda

· Bergerak dengan menggunakan perut yang disebut kaki, pada laki bagian depan terdapat kelenjar mukosa yang mengeluarkan lendir untuk mempermudah gerakan

· Pada bagian kepala terdapat sepasang tentakel panjang yang memiliki bintik mata sebagai pembeda gelap dan terang, dan sepasang tentakel pendek sebagai indra peraba dan pembau

· Biasanya memiliki cangkang, tetapi ada juga yang tidak disebut siput telanjang

· Memiliki lidah berparut(radula)

· Bernafas menggunakan lapisan mantel yang berfungsi sebagai paru-paru

· Alat ekskresi nefridium

· System saraf tiga pasang ganglia yang dihubungkan oleh saraf

· Bersifat hemafrodit, alat kelaminnya disebut ovotestis

· Contoh: Achatina fulica(bekicot), Lymnaea(siput sawah)

3. Scacophoda

· Cangkang berbentuk tanduk atau kerucut dengan kedua ujung terbuka

· Hidup terpendam di dalam pasir/lumpur dasar laut

· Contoh: Dentalium vulgare

4. Bivalvia/Pelecypoda/Lamellibranchiata

· Disebut Bivalvia karena memiliki dua cangkang seperti katup

· Disebut pelecypoda karena bergerak dengan kaki pipih

· Disebut lamellibranchiate karena insangnya berbentuk lembaran-lembaran

· Memiliki cangkang yang tersusun dari 3 lapisan, yakni:

1. Periostrakum

Lapisan terluar yang tersusun dari zat tanduk/kitin tipis, berfungs melindungi cangkang dari asam karbonat dalam air dan untuk member warna cangkang

2. Prismatic

Lapisan tengah yang tersusun dari Kristal-kristal kalsium karbonat

3. Nakreas

Lapisan terdalam yang tersusun dari kalsit tipis yang dibentuk oleh mantel, disebut juga lapisan mutiara

· Dibawah cangkang terdapat lapisan mantel yang senantiasa membentuk membentuk cangkang baru

· Bernafas menggunakan insang

· Pada rongga mantel terdapat sifon sebagai corong masuk keluarnya air

· Dapat bersifat jantan, betina, atau hemafrodit

· Pembentukan mutiara dapat terjadi secara alami dan buatan. Dengan cara jika ada benda asing yang masuk di rongga antara lapisan nakreas dan mantel, maka tiram akan berusaha mengeluarkan benda tersebut dengan cara membungkusnya dengan lendir. Lama- kelamaan lendir tersebut akan mengeras menjadi mutiara.

· Contoh: Pinctada margaritifera dan Pinctada mertensi sebagai tiram mutiara,Mytilus miridis(kerang hijau)

5. Cephalopoda

· Memiliki kaki yang terdapat di kepala

· Memiliki tentakel yang berfungsi untuk menangkap mangsa

· Beberapa memiliki kelenjar tinta untuk menyemprotkan tinta sebagai pelindung

· Bersifat diesis

· Klasifikasi:

1. Tetrabranchiata

Bercangkang dan tidak memiliki kantong tinta, ex: Nautilus pompilus

2. Dibranchiata

· Decapoda

Memiliki 10 kaki, ex: Loligo indica(cumi-cumi), Sepia(sotong)

· Oktapoda

Memiliki 8 kaki, ex: Octopus vulgaris(Gurita)