Metabolisme (bag 2)

FOTOSINTESIS (SUATU ANABOLISME)

Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam mengggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organic serta diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena proses pengubahan itu memerlukan energy cahaya, maka asimilasi zat karbon disebut fotosintesis. Atau secara lengkap pengertian fotosintesis atau asimilasi karbon ialah proses pengubahan zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organic karbohidrat dengan bantuan cahaya.

Peristiwa fotosintesis dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai berikut:
Cahaya
6 CO2 + 6 H2O -------------> C6H12O6 + 6 O2
Klorofil
Kloroplas sebagai bahan dasar fotosintesis memiliki energi dari sinar matahari disimpan lalu diubah menjadi molekul dan glukosa. Di dalam mitokondria energi yang telah diubah menjadi glukosa dibongkar kembali untuk digunakan bagi keperluan proses-proses dalam sel.

Kloroplas dibungkus oleh dua lapisan (membran), lapisan dalam berupa suatu membran yang kompleks, pada membran ini terdapat beberapa lapisan kantung yang rata, disebut grana. Zat warna klorofil dan molekul-molekul yang membantu penangkapan sinar matahari berada di dalam grana. Di dalam seluruh grana terdapat larutan protein yang disebut stroma.


TAHAPAN FOTOSINTESIS

Proses fotosintesis yang terjadi di kloroplas melalui dua tahap reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.

1. Reaksi terang
Terjadi bila terdapat sinar, misalkan sinar matahari. Selama tahap ini klorofil didalam membrane gana menyerap sinar merah dan nila yang bergelombang panjang pada spektrum sinar. Energi yang ditangkap oleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air. Pemecahan ini disebut fotolisis. Fotolisis mengakibatkan molekul air pecah menjadi hydrogen dan oksigen. Reaksi fotolisis dapat ditulis dengan persamaan:
2H2O ------> 2H2 + O2
H2 yang terlepas ditampung oleh koenzim NADP. Dalam hal ini, NADP bertindak sebagai akseptor H2, bentuknya berubah menjadi NADPH2 dan O2tetap dalam keadaan bebas.
NADP (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat) merupakan koenzim yang penting peranannya dalam kegiatan oksidasi reduksi dan banyak terdapat dalam sel hidup. Selama proses tersebut dihasilkan ATP.

2. Reaksi gelap
Blackman (1905) adalah seorang ahli membuktikan bahwa reduksi dari CO2 ke CHO berlangsung tanpa sinar. Sehingga reaksi gelap disebut pula sebagai reaksi blackman atau reduksi CO.

Bila reaksi terang (Hill) dan reaksi gelap (blackman) digabung maka reaksinya sebagai berikut:
Hill:
2NADP
2H2O -------> H2 + O2
Balckman:
CO2 + 2NADPH2 + O2 -------> 2NADP + H2 + CO + O + H2 + O2

Penggabungan :
2 H2O + CO2 -------> CH2O + H2 + O2
Bila baris terakhir ini dikalikan 6 , maka kita akan memperoleh:
12 H2O + 6 CO2 (CH2O)6 + 6 H2 + 6 O2

Reaksi gelap merupakan penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tersebut. Dalam peristiwa ini, penyusutan CO2 tidak membutuhkan sinar, sehingga reaksi tersebut dinamakan reaksi gelap.


KEMOSINTESIS

Peristiwa asimilasi dengan zat kimia sebagai sumber energinya disebut sebagai kemosintesis,organism pelakunya disebut sebagai organisme kemosintetik atau kemoautotrof. Organisme kemoautotrof ini juga menggunakan CO2 sebagai sumber karbonnya, akan tetapi energy untuk melakukan proses asimilasi berasal dari energi kimia, bukan dari cahaya. Energi diperoleh dari hasil oksidasi senyawa anorganik yang diperoleh dari lingkungannya, misal : sulfide, nitrogen , sulfur, besi, ammonia, nitrit.

Organisme pelaku kemosintesis :
a. Bakteri belerang, misal Beggiatoa, Thiotrix.
b. Bakteri nitrifikasi, misal Nitrosomonas, Nitrosococcus, Nitrobacter. Bakteri nitrifikasi banyak ditemukan di bintil akar tumbuhan kacang-kacangan.
c. Bakteri besi, misal Ferrobacillus.

Jadi kemosintesis menggunakan bahan anorganik sebagai sumber energinya dan CO2 sebagai sumber karbon dan air.
Untuk lebih jelas lihat bagan persamaan di bawah ini :
Senyawa anorganik + O2 -------> E + hasil samping
H2O --------> H2 + O2
CO2 + H2 --------> glukosa