Makalah Kloroplas

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.Latar Belakang

Sel merupakan kumpulan materi paling sederhana yang dapat hidup. Bahkan terdapat beranekaraagam bentuk kehidupan yang hadir sebagai organisme tunggal. Perkembangan pengetahuan tentang sel muncul pada tahun 1665, saat seorang ilmuan ingris, Robert Hooke, menemukan sebuah alat yang bisa melihat benda-benda kecil. Ia mengamati irisan gabus botol dengan mikroskop yang amat sederhana, hasil dari pengamatannya adalah struktur yang terdiri dari ruang-ruang kecil yang dinamakan sel(Cellula, ruang kecil).

Sel merupakan unit dasar bagi struktur dan fungsi bagi organisme. Sel dibedakan dalam dua tipe, yaitu sel prokariotik dan eukariotik. Sel-sel prokariotik dimiliki oleh organisme dari domain Bacteria dan Archae. Sedangkan sel-sel prokariotik menyusun fungi, protista, hewan dan tumbuhan.

Sel eukariotik merupakan sel yang mempnyai membran selubung inti. Selain membran plasma di permukaan luar, sel eukariotik juga mempunyai membran internal yang ekstensif dan tertata secara rumit, yang membagi sel dalam kompatemen-kompatemen atau organel-organel sel. Dalam sel eukariotik dibedakan atas dua macam sel, yaiu sel hewan dan sel tumbuhan. Yang mempunyai kesamaan atau perbedaan.

Sel tumbuhan merupakan bagian terkecil dari setiap organ tumbuhan. Sel tumbuhan cukup berbeda dengan sel organisme eukariotik lainnya. Diantar pembeda tersebut adalah adanya vakuola yang besar, dinding sel yang tersusun atas selulosa dan protein, plasmodesmata, plastida dan sebagainya.

Jenis plastida terpenting adalah kloroplas, berfungsi untuk melaksanankan fotosintesis. Organel tersebut merubah mengubah energi surya menjadi energi kimia dengan cara menyerap dan menggunakan cahaya matahari untuk menggerakkan sintesis senyawa-senyawa organik seperti gula dari karbondioksida dan air.

Kloroplas merupakan organelyang penting dalam sel tumbuhan karena kloroplaslah yang melaksanakan fungsi fotosintesis. Seperti yang diketahui bersama bahwa fotosintesis merupakan hal yang penting bagi tumbuhan. Maka dalam makalah ini akan dibahas dan diulas mengenai kloroplas dan yang berhubungan dengannnya.

1.2.Rumusan Masalah

Makalah Kloroplas ini mempunyai rumusan masalah sebagai berikut:

1        Apa saja struktur penyusun dari kloroplas?

2        Apasaja proses yang terjadi dalam kloroplas?

3        Apa fungsi dari DNA kloroplas?

1.3.Tujuan

Makalah kloroplas ini mempunyai tujuan sebagai berikut:

1.      Untuk mengetahui struktur penyusun dari kloroplas.

2.      Untuk mengetahui proses-proses yang terjadi dalam kloroplas.

3.      Untuk mengetahui fungsi dari DNA Kloroplas.

BAB II

PEMBAHASAN

2. 1Kloroplas

Kloroplas adalah suatu anggota terspesisalisasi dari famili organel-organel tumbuan yang berkerabat dekat, yang disebut plastida atau plastid. Kloroplas mengandung pigmen hijau yang bernama klorofil, serta berbagai enzim dan molekul lain yang berfungsi dalam produksi gula dengan cara fotosintesis.

Kloroplas terdapat hampir di seluruh tumbuhan. Dalam satu sel bisa terdapat satu atau lebih kloroplas. Kloroplas ini umumnya berbentuk lensa berukuran sekitar 2 µm kali 5µm, ditemukan di daun dan organ hijau lain, pada tumbuhan dan alga. Tersusun atas lapisan tunggal dalam sitoplasma tatapi bentuk dan posisinya berubah-ubah sesuai dengan intersitas cahaya. Pada ganggang bentuknya dapat seperti manguk, spiral, bintang menyerupai jaring-jaring, sering kali menyerupai pilenoid.

Kandungan kloroplas dipisahkan dari sitosol oleh selaput yang terdiri dari dua membran yang dipisahkan oleh ruang antar mebran, yang sangat sempit. Dalam kloroplas terdapat sistem bermembran lain dalam bentuk kantung kantung pipih yang saling berhubungan, disebut tilakoid. Di bebeapa wilayah tilakoid ditumpuk seperti tumpukan koin, masing-masing tumpukan disebut grana(bentuk tunggal, granum). Cairan di luar tilakoid disebut stroma, yang mengandung DNA kloroplas dan ribosom, serta banyak enzim. Membran kloroplas membagi ruang kloroplas menjadi tiga kompatemen: ruang antar membran, stroma(tempat terjadinya reaksi gelap) dan tilakoid(tempat terjadinya reaksi terang).

Granum terdiri atas membran tilakoid(tempat terjadi reaksi terang) dan ruang tilakoid(ruang antar membran tilakoid). Pada tanaman C3 kloroplas terletak pada sel mesofil. Contoh tanaman C3 adalah padi(Oriza sativa), gandum(Triticum aestivum), kentang (Solanum tuberosum). Pada tanaman C4 kloroplas terletak pada sel mesofil dan bundle sheath. Contoh tanaman C4 adalah jagng (Zea mays) dan tebu (Saccharum officinarum).

Kloroplas dijumpai pada bagian mesofil, yang biasa disebut daging daun. Namun pada bagian lain kadang juga dijumpai kloroplas, bahakan pada batang dan ranting yang berwarna hijau. Hal ini disebabkan karena dalam kloroplas terdapat pigmen berwarna hijau disebut klorofil. Pigmen ini dapat menyerap energi cahaya. Klorofil terdapat pada membran tilakoid, dalam tilakoid juga berlangsung perubahan energi cahaya menjadi energi kimia. Sedangkan pembentukan gluosa sebagai produk akhir fotosintesis berlangsung di stroma. Klorofil mempunya beberapa macam, diantaranya ada klorofil a(pigmen berwarna hijau), klorofil b(pigmen warna kuning sampai jingga yang biasa di sebut karoten).

2. 2 Reaksi-reaksi dalam kloroplas

Seperti mitokondria, kloroplas dapat dipandang sebagai pabrik tenaga menggunakan sinar matahari sedangkan mitokondria adalah pabrik tenaga kimia yang menggunakan energi kimia molekul zat makanan. Kloroplas menyerap energi sinar dan menggunakannya untuk mereduksi karbondioksida membentuk karbohidrat seperti pada pati yang membebaskan molekul oksigen (O2).

Kloroplas mengandung pigmen hijau yang dinamakan klorofil. Klorofil pada tanaman berpembuluh dan briophyta terdapat di dalam kloroplas, yaitu di dalam membran tilakoid. Klorofil tidak efektif mengabsorbsi cahaya hijau sehingga lebih banyak direfleksikan (dipantulkan) dan ditransmisikan (diteruskan). Hal inilah yang menyebabkan mengapa klorofil tampak berwarna hijau. Bagian dari spectrum cahaya yang diserap oleh klorofil selama proses fotosintesis dapat ditentukan dengan menempatkan suatu larutan klorofil di dalam alkohol diantara suatu sumber cahaya dan suatu prisma kaca. Spektrum yang terbentuk berbeda dengan spektrum cahaya putih yang tidak melewati klorofil.

Spektrum cahaya yang melewati larutan klorofil, panjang gelombang yang diserap terlihat sebagai pita-pita gelap dan dinamakan pita-pita serapan. Posisi pita-pita gelap dalam spektrum klorofil menunjukkan panjang gelombng mana yang diserap. Terlihat bahwa banyak dari cahaya merah, biru dan violet yang diserap yang merupakan panjang gelombang yang banyak digunakan dalam fotosintesis. Sebagian merah dan sebagian besar kuning, jingga dan hijau tidak diserap sama sekali.

2. 3 Fotosintesis

Fotosintesis adalah proses pembentukan molekul-molekul makanan yang kompleks dan berenergi tinggi dari komponen-komponen sederhana oleh tumbuhan hijau dan organisme autotrofik lainnya dengan keberadaan energi cahaya. Dalam proses fotosintesis, foton cahaya di terima oleh molekul-molekul pigmen yang spesifik. Elektron-elektron di dalam molekul pigmen tersebut dieksitasi oleh foton-foton yang diserap, dan electron-elekron yang tereksitasi itu pun akan membebaskan energi ke dalam sel saat elektron-elektron itu kembali ke keadaan tak tereksitasi. Banyak sel menggunakan energi ini untuk mereduksi karbon dioksida menjadi karbohidrat.

Fotosintesis adalah reaksi andergonik utama dalam kehidupan, molekul berenergi rendah seperti karbondioksida dan air berinteraksi untuk membentuk karbohidrat yang berenergi tinggi dan pada akhirnya lipid dan protein. Reaksi fotosintetik pada dasarnya membalikkan dari respirasi selular yang merupakan proses eksergonik.

Fotosintesis dapat berlangsung dalam berbagai cara pada berbagai spesies, namun beberapa cirinya selalu sama. Misalnya prosesnya selalu dimulai dari energy cahaya diserap oleh protein berklorofil yang disebut pusat reaksi fotosintesis. Pada tumbuhan protein ni tersimpan dalam organel yang disebut kloroplas, sedangkan pada bakteri protein ini tersimpan dalam membrane plasma. Sebagian energy cahaya yang dikumpulkan oleh klorofil tersimpan dalam bentuk adenosine trifosfat(ATP). Sisa energinya digunakan untuk memisahkan elektron dari zat seperti air. Elekron ini digunakan dalam reaksi mengubah karbondioksida menjadi senyawa organik. Pada tumbuhan, alga dan cyanobacteria, ini digunakan dalam suatu rangkaian reaksi yang berbeda ditemukan pada beberapa bakteri, misalnya siklus krebs terbalik pada chlorobium. Banyak organisme fotosintesis memiliki adaptasi yang menyimpan karbondioksida. Ini membantu mengurangi proses penguapan yang disebut fotorespirasi yang dapat menghabisakan sebagian dari gula yang dihasilkan selam fotosintesis.

Tumbuhan bersifat autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa oeganik. Energi yang menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Berikut adalah persamaan reksi fotosintesis yang mengasilkan glukosa:

6CO₂+6H₂O+cahayaàC₆H₁₂O₆(glukosa)+6O₂

Glukosa dapat digunaka untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun pada tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengn persamaan di atas. Pada respirasi gula dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbondioksida, air dan energi kimia.

Dasarnya , rangkaian reaksi fotosintesis dapat di bagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang(karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap(tidak membutuhkan cahaya tetapi memerlukan karbondioksida). Lebih lengkapnya akan dijelaskan sebagai berikut:

2.3.1. Reaksi terang

Reaksi terang ini terjadi dalam tilakoid. Reaksi terang merupakan tahapan fotosintesis yang mengubah energi surya menjasi energi kimia. Air dipecah, menyediakan sumber elektron dan proton(ion hidrogen, H⁺) serta melepaskan O₂ sebagai produk sampingan. Cahaya yang diserap oleh klorofil menggerakkan transfer elektron dan ion hidrogen dari air menuju penerima yang disebut NADP⁺(Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat), tempat penyimpanan partikel-partikel itu untuk sementara. Reaksi terang menggunakan tenaga surya untuk mereduksi NADP⁺ menjadi NADPH dengan cara menambah sepasang elektron bersama-sama dengan H⁺. Reaksi terang juga menghasilkan ATP, menggunakan kemiosmosis untuk memberikan tenaga bagi penambahan gugus fosfat ke ADP, proses ini disebut fotofosforilasi. Dengan demikian, energi cahaya awalnya dirubah menjadi energi kimia dalam bentuk NADPH(yang merupakan sumber elektron sebagai tenaga pereduksi yang dapat diteruskan ke molekul penerima elektron dan mereduksi molekul tersebut)  dan ATP(sumber energi serba bisa dalam sel). Reaksi terang tidak menghasilkan gula, gula dihasilkan pada tahapan kedua fotosintesis, yaitu siklus kelvin.

2.3.2. Siklus kelvin

Siklus kelvin dimulai dari penggabungan CO₂ dari udara ke dalam molekul organik yang sudah ada dalam kloroplas. Penggabungan karbon pada awal siklus ini disebut fiksasi karbon. Siklus ini kemudian mereduksi karbon yang terdiksasi menjadi kardohidrat melalui penambahan elektron. Tenaga pereduksi disediakan oleh NADPH, yang menerima muatan elekronnya dalam reaksi terang. Untuk mengubah CO₂ menjadi karbohidrat , siklus kelvin juga membutuhkan energi kimia dalam bentuk ATP, yang juga dihasilkan oleh reaksi terang. Langkah-langkah metabolik pada siklus kelvin sering disebut juga reaksi gelap, atau reaksi yang tak bergantung pada cahaya, sebab dalam prosesnya tidak satupun yang membutuhkan cahaya secara langsung. Siklus kelvin pada sebagian besar tumbuhan terjadi pada siang hari, karena pada waktu itulah dapat dihasilkan NADPH dan ATP oleh reaksi terang.

2.4. DNA kloroplas

Kloroplas mempunyai DNA pada stroma yang unik. Dengan genom ini disintesis sejumlah protein kloroplas yang spesifik dan ribosom yang diperlukan untuk ini pun juga tersedia pada stroma. Seperti pada mitokondria, kloroplas juga dapat memperbanyak dengan replikasi. Kloroplas mempunyai DNA yang sirkuler, umumnya terdapat beberpa salinan(multiple copies) dalam satu kloroplas. DNA kloroplas berisi informasi genetik untuk pembentukan rRNA, tRNA dan untuk pembentukan protein struktural.

Kloroplas mempunyai derajat otonomi tertentu karena mempunyai genom tersendiri, tetapi replikasi dan deferensiasinya sebagian dipngaruhi oleh DNA inti, hanya sebgian ditentukan oleh DNA kloroplas. Replikasi dan deferensiasi kloroplas dipengaruhi oleh faktor-faktor lingkungan seperti cahaya, suhu, regulator pertumbuhan dan mineral. Pada keadaan ada cahaya matahari, kloroplas dibentuk dari membran proplastida, dimana membran dalam bentuk vesikula, kemudian membentuk protamellar body yang bersambung satu sama lain, lalu membentuk grana dalam fase maturasi. Pada keadaan gelap granum tidak dibentuk, yang kemudian hanya membentuk krista lentisel. Dengan demikian tidak ada klorofil dan daun akan pucat warnanya.

BAB III

PENUTUP

1.1.Kesimpulan

Kesimpulan dari makalah tentang kloroplas ini adalah:

1.      Kloroplas tersusun atas membran luar, ruang antar membran, membran dalam, stroma, tilakoid, grana, DNA dan ribosom.

2.      Kloroplas merupakan tempat fotosintesis, yang terdiri dari dua proses, yaitu reaksi terang terjadi di tilakois, dan siklus kelvin terjadi di stroma.

3.      DNA kloroplas berisi informasi genetik, berfungsi dalam sebagian replikasi dan diferensiasi kloroplas.

1.2.Saran

Pembuatan makalah akan lebih baik jika di lakukan jauh-jauh hari, kemudian dalam makalah ini kurang banyak dibahas tentang DNA kloroplas, sehingga dalam pembuatan makalah kedepannya dapat lebih dilengkapi.

Dafatar Pustaka

Campbell, Neil A. 2008. Biologi Jilid 1 Edisi Kedelpan. Jakarta: Erlangga.

Hidayat, Estity. 1995. Anatomi Tumbuhan Berbiji. Bandung: ITB.

Abererombie, M. Dkk. 1993. Kamus Lengkap Biologi Edisi 8. Jakarta: Erlangga.

Kimball, John W. 2000.  Biologi. Jakarta: Erlangga.

Lakitan, Benyamin. 2004. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT. Raja Grafindo Persada.