biosel

1. BIOLOGI SEL KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
5C PENDIDIKAN BIOLOGI “ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”1

2. PENDAHULUAN
Tumbuhan mempunyai organel spesifik
yang dinamakan kloroplas. Tumbuhan juga
dapat membuat makanan sendiri dengan
mengubah energi surya menjadi energi kimia
(Glukosa) yang dinamakan fotosintesis.
Kloroplas ini mengandung pigmen hijau yang
disebut dengan klorofil. Klorofil ada bermacam-
macam seperti klorofil a dan b.
STRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS KLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”2

3. STRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS KLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”3

4. STRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS KLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”4

5. Pengertian
Kloroplas merupakan organel sel bermembran yang
hanya ditemukan pada sel tumbuhan. Kloroplas
merupakan plastida yang mengandung klorofil.
Kloroplas terdapat hamper pada seluruh tumbuhan,
tetapi tidak umum dalam semua sel. Bila ada, maka tiap
sel dapat memiliki satu sampai banyak plastid.
STRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS KLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”5

6. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”6

7. KLOROPLAS
Kloroplas terdapat pada hampir seluruh tumbuhan, tetapi tidak
umum dalam semua sel. Ukuran kloroplas kira-kira 2 x 5 µm.
Pada tumbuhan tingkat tinggi umumnya berbentuk cakram,
tersusun dalam lapisan tunggal dalam sitoplasma tetapi bentuk
dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intensitas cahaya.
Pada ganggang, bentuknya dapat seperti mangkuk, spiral,
bintang menyerupai jaring, seringkali disertai pirenoid.
STRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”7

8. G. Engelmann
Pada Tahun 1881
KLOROPLAS
Sejarah
STRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”8

9. KLOROPLAS
Lanjutan…
STRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
S.Granick dan K. Porter
1947
9

10. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”10

11. Lanjutan. . .
Pada tahun 1953, J.Finean membuat
sayatan tipis kloroplast dan mendapati secara
ultra struktural tampak 3 kompartemen yaitu
pembungkus luar, sistem membrane lamella
internal dan stroma.
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”11

12. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”12

13. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
Genom
Genom kloroplas terdiri dari 121 024 pasang
nukleotida serta yang mengandung gen-
gen rRNA (16S dan 23S rRNAs) untuk pembentukan
ribosom. Genom kloroplas mempunyai subunit yang
besar yaitu penyandi ribulosa biphosphate
carboxylase. Protein yang terlibat di dalam kloroplas
sebanyak 60 protein.
2/3 diekspresikan oleh gen yang terdapat di inti sel
1/3 diekspresikan dari genom kloroplas.
13

14. Letak Kroloplas
• Kloroplas dijumpai terutama pada bagian daun
yang disebut mesofil, yang sering disebut pula
daging daun.
• Kloroplas juga dijumpai di bagian-bagian lain,
bahkan juga pada batang dan ranting yang
berwarna hijau
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”14

15. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”15

16. Bentuk kloroplas
Menurut Sutrian (2004), bentuk kloroplas ada 4
yaitu:
 Bentuk Cakram/Lensa
 Bentuk Bintang
 Bentuk Pita
 Bentuk Jala
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”16

17. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”17

18. Stuktur
Kloroplas
1 • Membran Luar
2 • Ruang Antar Membran
3 • Membran Dalam
4 • Stroma
5 • Lumen Tilakoid
6 • Membran tilakoid
7 • Granum (Kumpulan Tilakoid)
8 • Lamella
9 • Pati
10 • Ribosom
11 • DNA Plastida
12 • Plastoglobula
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”18

19. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”19

20. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”20

21. 1. Membran Luar
KLOROPLAS
• Bagian luar kloroplas dilindungi oleh
membran luar halus. Permukaannya rata
dan berfungsi mengatur keluar masuknya
zat.
STRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”21

22. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”22
Membran luar

23. • Ruang yang memisahkan antara membran
luar dan membran dalam, tebalnya sekitar
10nm
• Membran ini permeabel terhadap senyawa-
senyawa dengan berat molekul rendah seperti
: nukleotida, fosfat inorganik, derivat yang
mengandung fosfat, asam karboksilat,dan
sukrosa. Jadi ruang antar membran dapat
dengan bebas menggunakan segala macam
molekul nutrien dari sitosol.
2. Ruang Antar Membran KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”23

24. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”24

25. • Berada didalam membran luar , membran
dalam mengontrol yg mana molekul dapat
masuk dan keluar dari kloroplas. Membran
luar, membran dalam, dan cairan di antara
mereka membentuk amplop kloroplas.
• Barier atau penghalang antara sitosol dan
stroma
3. Membran Dalam KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”25

26. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”26

27. Granum
Granum, grana adalah tumpukan tilakoid di
kloroplas, merupakan organel yg ditemukan di tumbuhan
serta ganggang eukariotik, fotosintesis berlangsung. Grana
terhubung dgn tilakoid stroma, Tilakoid stroma dan tilakoid
grana dapat dibedakan dengan komposisi protein yang
berbeda.grana sangat penting dalam pembentukan ATP.
kloroplas memiliki sekitar 10 sampai 100 grana.
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”27

28. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”28

29. DNA Kloroplas
Kloroplas mempunyai DNA pada stroma.
DNA kloroplas berbentuk sirkuler dan terdiri
dari 120.000 - 160.000 bp. Terdapat sekitar 120
gen dalam DNA kloroplas.
DNA kloroplas berisi informasi genetik
untuk pembentukan rRNA, tRNA dan untuk
pembentukan protein structural.
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”29

30. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”30

31. Plastoglobula
• Senyawa lipid pada kloroplas yang berbentuk
globular (bulat).
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
Plastoglobula
Pati
31

32. 4. Stroma
• Stroma merupakan rongga atau ruang dalam
kloroplas dan berisi air beserta garam-garam
yang terlarut dalam air.
• Serta tempat berlangsungnya reaksi gelap
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”32

33. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”33

34. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”34

35. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
Reaksi gelap (fiksasi CO2)
• Dapat terjadi tanpa adanya
cahaya matahari
• Berlangsung dibagian
stroma
• Sumber energi nya ATP
dan NADPH2 dari reaksi
terang
• Proses yang terjadi fiksasi
CO2, Reduksi dan
Regenerasi
( Siklus Calvin)
35

36. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”36

37. Tilakoid
Tilakoid
Ruang Tilakoid
(ruang di antara
membran tilakoid)
Membran Tilakoid
(tempat terjadinya
reaksi terang)
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”37

38. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”38

39. Tilakoid
• Tilakoid adalah daerah-daerah seperti kantong
pipih dan tertutup pada sistem selaput.
• Tempat terjadinya reaksi terang (fotosintesis)
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”39

40. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”40

41. What is
photosynthesis?
• Photosynthesis is a chemical process through
which plants, some bacteria and algae,
produce glucose and oxygen from carbon
dioxide and water, using only light as a
source of energy.
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”41

42. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
Photosynthesis-starts to ecological
food webs!
42

43. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
photosynthesis
Carbon dioxide + water glucose + oxygen
absorbed by chlorophyll
6CO2 + 6H2O + energy  C6H12O6 + 6O2
Seperti dapat dilihat dari persamaan untuk fotosintesis, kayu,
kulit kayu, dan akar berasal dari air dan karbon dioksida
sunlight
43

44. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”44

45. What does theplantneed glucose (food) for?
• Glukosa didapatkan dari fotosintesis yang digunakan selama
resprirasi untuk menghasilkan energi yang dibutuhkan oleh
tumbuhan selama proses hidupnya
• Sel tumbuhan juga mengubah beberapa dari glukosa mjd
tepung untuk disimpan dan dapat digunakan saat tenaman
mebutuhkannya.alas an ini mengapa tanaman yg sudah mati
digunakan sebagai biomassa(substrat) kerena mereka
menyimpan energi kimia didalamnya
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”45

46. Lanjutan.. .
• Glukosa juga perlu membuat beberapa
molekul organic seperti protein, lemak dan
gula tumbuhan yang dibutuhkan semua
tumbuhan untuk tumbuh dan proses hidup
lainnya.
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”46

47. Fotosintesis terdiri dua proses
yaitu
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
a. Reaksiterang
• Reaksi yang memerlukan
cahaya.
b. Reaksigelap
• Reaksi gelap disebut
tahap sintesis dari
fotosintesis. Menangkap
energi matahari untuk
mengubah energi kimia
menjadi gula.
47

48. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
Reaksi terang atau reaksi fotolisis terbagi atas 2 proses, yaitu:
a. Aliranelektronsiklik
• Terjadi pada membran tilakoid.
• Menggunakan fotosistem I
• P700 reaksi pusat-klirofil a
• Menggunakan Transport Elektron Rantai (ETC)
• Menghasilkan ATP hanya
REAKSI TERANG
48

49. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
Cyclic Electron Flow
49

50. Aliran non siklik
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
• Terjadi pada membran tilakoid
• Menggunakan PS II dan PS I
• Pusat P680 rxn (PSII) - klorofil a
• Pusat P700 rxn (PS I) - klorofil a
• Menggunakan Transport Elektron Rantai (ETC)
• Menghasilkan ATP dan NADPH
50

51. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”51

52. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”
Chemiosmosis
• Sintesis ATP
• Terletak di membran tilakoid.
• Menggunakan ETC dan ATP sintase (enzim)
untuk membuat ATP.
• Fotofosforilasi: penambahan fosfat menjadi
ADP untuk membuat ATP
52

53. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”53

54. Panjang gelombang cahaya paling efektif untuk
fotosintesis
• Pigmen klorofil memanen energi (foton)
dengan menyerap panjang gelombang tertentu
(biru-420 nm dan merah-660 nm).
• Tanaman yg hijau karena panjang gelombang
hijau yg di refleksikan, tidak diserap
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”54

55. Spektrum absorpsi
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”55

56. Percobaan Engelmann
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”56

57. Fotorespirasi
Karena fotorespirasi: Tanaman memiliki
adaptasi khusus untuk membatasi dampak dari
fotorespirasi
1. Tanaman CAM
2. Tanaman C4
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”57

58. Tanaman C4
Sintasis C4 diawali fiksasi CO2 oleh enzim
karboksilase PEP ke PEP (fosfenol piruvat) di
khloroplast. Terjadi di jaringan mesofil. Produk
fiksasi CO2 pada tanaman C4 adalah asam
oksaloasetat (AOA) yaitu asam berkarbon empat
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”58

59. Mesophyll Cell
CO2
C-C-C
PEP
C-C-C-C
Malate
ATP
Bundle Sheath Cell
C-C-C
Pyruvic Acid
C-C-C-C
CO2
C3
Malate
Transported
glucose
Vascular
Tissue
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”59

60. Tanaman CAM
• Tumbuhan CAM : adalah tumbuhan yang
stomatanya membuka pada malam hari dan
menutup pada siang hari, memiliki laju
fotosintesis yang rendah bila dibandingkan
dengan tanaman C3 dan C4
KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”60

61. KLOROPLASSTRUKTURDANFUNGSIKLOROPLAS
Adinda Rizky D, Bobi Handoko, Deswita Anggraini, Lilik Nur Hidayah
“ISLAMIC UNIVERSITY OF RIAU”61
Night (Stomates Open) Day (Stomates Closed)
Vacuole
C-C-C-C
Malate
C-C-C-C
Malate Malate
C-C-C-C
CO2
CO2
C3
C-C-C
Pyruvic acid
ATP
C-C-C
PEP glucose