Metabolisme tumbuhan

Jurniah 14.23.0013

Esther hairani s. 14.23.0024

PEMBAHASAN

A. Metabolisme dalam bahasa Yunani metabolismos yang berarti perubahan adalah

semua reaksi kimia yang terjadi dalam organism termasuk yang terjadi di tingkat seluler.

Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu

menggunakan katalisator enzim. Reaksi-reaksi tersebut adalah dasar dari kehidupan, yang

membuat sel dapat tumbuh dan bereproduksi, mempertahankan strukturnya, dan

merespon lingkungannya. Secara keseluruhan, metabolisme bertanggung jawab terhadap

pengaturan materi dan sumber energi dari sel. Tugas metabolisme inilah yang menjadikan

metabolisme suatu reaksi yang sangat penting bagi kelangsungan hidup makhluk hidup.

Tumbuhan menghasilkan metabolit sekunder yang berfungsi untuk melindungi

tumbuhan tersebut dari serangan bakteri, jamur, serangga dan jenis pathogen lainnya serta

tumbuhan mampu menghasilkan vitamin untuk kepentingan tumbuhan itu sendiri serta

hormon-hormon yang merupakan sarana bagi tumbuhan untuk berkemunikasi antara

organnya atau jaringannya dalam mengendalikan dan mengkoordinasi pertumbuhan dan

perkembangannya

Dalam tumbuhan pun terdapat proses metabolisme tumbuhan yang terdiri dari

anabolisme (pembentkan senyawa yang lebih besar dari molekul-molekul yang lebih

kecil, molekul ini terdiri dari pati, selulose, protein, lemak dan asam lemak. Prioses ini

membutuhkan energi). Sedang katabolisme merupakan senyawa dengan molekul yang

besar membentuk senyawa-senyawa dengan molekul yang lebih kecil dan menghasilkan

energy.

Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur lintasan-lintasan metabolik yang

dikendalikannnya agar terjadi dan dapat mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara

memproduksi suatu katalisator dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan.

Katalisator inilah yang disebut dengan enzim yang mampu mempercepat laju reaksi yang

berkisar antara 108 sampai 1020.

Secara umum, metabolisme terdiri atas 2 proses yaitu anabolisme (reaksi penyusunan)

dan katabolisme (reaksi pemecahan).

1.      Anabolisme

Anabolisme adalah suatu peristiwa penyusunan senyawa kompleks dari senyawa

sederhana, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan.

Anabolisme memerlukan energi, misalnya energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia

untuk kemosintesis.

Contoh Fotosintesis:

Fotosintesis adalah proses pembuatan energi atau zat makanan/glukosa yang

berlangsung atas peran cahaya matahari (photo = cahaya, synthesis = proses

pembuatan/pengolahan) dengan menggunakan zat hara/mineral, karbon dioksida dan air.

Makhluk hidup yang mampu melakukan fotosintesis adalah tumbuhan, alga dan beberapa

jenis bakteri. Fotosintesis sangat penting bagi kehidupan di bumi karena hampir semua

makhluk hidup bergantung pada energi yang dihasilkan oleh proses fotosintesis

Fungsi Fotosintesis sebagai berikut:

1) Fungsi utama fotosintesis untuk memproduksi zat makanan berupa glukosa. Glukosa

menjadi bahan bakar dasar pembangun zat makanan lainnya, yaitu lemak dan protein

dalam tubuh tumbuhan. Zat-zat ini menjadi makanan bagi hewan maupun manusia. Oleh

karena itu, kemampuan tumbuhan mengubah energi cahaya (sinar matahari) menjadi

energi kimia (zat makanan) selalu menjadi mata rantai makanan.

2) Fotosintesis membantu membersihkan udara, yaitu mengurangi kadar CO2 (karbon

dioksida) di udara karena CO2 adalah bahan baku dalam proses fotosintesis. Sebagai

hasil akhirnya, selain zat makanan adalah O2 (Oksigen) yang sangat dibutuhkan untuk

kehidupan.

3) Kemampuan tumbuhan berfotosintesis selama masa hidupnya menyebabkan sisa-sisa

tumbuhan yang hidup masa lalu tertimbun di dalam tanah selama berjuta-juta tahun

menjadi batubara menjadi salah satu sumber energi saat ini.

Proses Fotosintesis

      Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung

dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk

menghasilkan gula danoksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk

menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Berikut ini adalah persamaan reaksi

fotosintesis yang menghasilkan glukosa:

6H2O + 6CO2 → C6H12O6 (glukosa) + 6O2

Glukosa dapat digunakan 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 tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi

pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula

(glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon

dioksida, air, dan energi kimia.

Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen

inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang

disebut kloroplas.klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis.

Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas,

namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang

disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya.

Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju

mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya

dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya

penyerapan sinar Matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.

Fotosintesis pada alga dan bakteri

Tumbuhan membutuhkan sinar matahari, air, dan udara untuk membuat makanannya

sendiri. Setiap hari, zat hijau daun pada daun tanaman menyerap cahaya matahari.

Tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari menjadi karbon dioksida dari udara, dan air

dari tanah menjadi makanan yang mengandung gula. Tumbuhan lalu mengeluarkan

oksigen sebagai hasil yang tidak terpakai, walaupun sebagian digunakan untuk bernapas.

Untuk lebih jelasnya lihat gambar berikut.

Proses atau Reaksi fotosintesis ada dua

1. Reaksi terang

Berlangsung di dalam membran tilakoid di grana. Grana adalah struktur bentukan

membran tilakoid yang terbentuk dalam stroma, yaitu salah satu ruangan dalam kloroplas.

Di dalam grana terdapat klorofil, yaitu pigmen yang berperan dalam fotosintesis. Reaksi

terang di sebut juga fotolisis karena proses penyerapan energi cahaya dan penguraian

molekul air menjadi oksigen dan hidrogen.

Terdapat dua proses aliran elektron pada reaksi terang baik yang terjadi pada fotosistem I

maupun II.

1) Aliran elektron siklik merupakan proses perpindahan elektron yang terjadi pada

fotosistem I dan menghasilkan ATP. Pada proses ini energi cahaya matahari (photon) akan

menyebabkan elektron berpindah dari klorofil yang satu ke yang lain. Klorofil yang

terdapat pada fotosistem ini adalah klorofil

A. Elektron lalu akan berpindah menuju akseptor elektron dan berpindah kembali ke

dalam fotosistem sehingga fotosistem tidak kehilangan elektron. Elektron yang terus

menerus kembali inilah yang menyebabkan aliran elektron ini disebut aliran elektron

siklik.

2) Aliran elektron non-siklik merupakan proses perpindahan elektron yang terjadi pada

fotosistem II dan I serta menghasilkan NADPH serta oksigen. Proses yang terjadi pada

fotosistem II ini lebih kompleks dibandingkan dengan yang terjadi pada fotosistem I.

Klorofil yang terlibat di sini adalah klorofil

Perbedaan jalur sikik dan non- sikik

2. Reaksi gelap

Berlangsung di dalam stroma. Reaksi yang membentuk gula dari bahan dasar

CO2 yang diperoleh dari udara dan energi yang diperoleh dari reaksi terang.

Tidak membutuhkan cahaya matahari, tetapi tidak dapat berlangsung jika belum terjadi

siklus terang karena energi yang dipakai berasal dari reaksi terang.

Ada dua macam siklus, yaitu siklus Calin-Benson dan siklus hatch-Slack. Pada siklus

Calin-Benson, tumbuhan menghasilkan senyawa dengan jumlah atom karbon tiga, yaitu

senyawa 3-fosfogliserat. Siklus ini dibantu oleh enzim rubisco. Pada siklus hatch-Slack,

tumbuhan menghasilkan senyawa dengan jumlah atom karbon empat. Enzim yang

berperan adalah phosphoenolpyruvate carboxylase.

produk akhir siklus gelap diperoleh glukosa yang dipakai tumbuhan untuk aktivitasnya

atau disimpan sebagai cadangan energi.

2. KATABOLISME

Katabolisme adalah reaksi pemecahan/pembongkaran senyawa kimia kompleks yang

mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih

rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di

dalam senyawa sumber.

a.      Respirasi Aerob

Berlangsung dalam 3 tahapan yaitu : glikolisis, siklus kreb dan fosforilasi transport

electron. Memerlukan Oksigen dan menghasilkan 36 ATP.

C6H12O6 + 6O6 → 6H2O+ 6CO2+36 ATP

b.      Respirasi Anaerob

Tidak memerlukan oksigen dan disebut juga dengan Fermentasi. Ada 2 jenis Fermentasi

yaitu fermentasi alcohol dan fermentasi laktat.

C6H12O6 → 6CO2+ etanol +2 ATP