Anabolisne Karbohidrat

Asb2ndCity# Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau bisa disebut juga dengan penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya matahari untuk fotosintesis dan energi kimia untuk kemosintesis.

peristiwa fotosintesis dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai berikut:
6CO2 + 6H2O > C6H12O6 + 6O2.
Jan Ingenhousz (1799), membuktikan bahwa pada proses fotosintesis dilepaskan O2. hal ini dibuktikan dalam percobaannya menggunakan tanaman air hydrilla verticillata didalam gelas beker dibawah corong terbalik yang ujungnya diletakkan sebuah tabung reaksi.

Tahap  Tahap Fotosintesis
proses fotosintesis yang terjadi yang terjadi dikloroplas berlangsung melalui 2 tahap yaitu:

1. Reaksi Terang
reaksi terang akan terjadi jika ada cahaya, ,dan pada reaksi terang terjadi proses fotolisis.Fotolisis adalah peristiwa di mana energi sinar yang diterima digunakan untuk memecah molekul air menjadi H+ dan O2.
2H2O > 2H2 + O

Pada tumbuhan dan alga terdapat dua pusat reaksi yang bekerja secara teratur. Pusat reaksi ini ditemukan karena memiliki penyerapan panjang gelombang cahaya yang berbeda.  Fotosistem I memiliki penyerapan cahaya maksimum 700 nm, karena pada fotosistem I terdapat pigmen yang dapat menyerap panjang gelombang maksimum 700 nm (p700). Fotosistem II memiliki penyerapan cahaya maksimum 680 nm dengan pigmen yang dapat menyerap panjang gelombang maksimum 680 nm (p680). Meskipun fotosistem I ditemukan lebih dahulu, reaksi transfer elektron berawal dari fotosistem II. Elektron bergerak dari fotosistem II ke fotosistem I.

Ketika cahaya matahari (foton) mengenai fososistem II, akan menyebabkan elektronnya tereksitasi (keluar). Elektron ini akan digantikan oleh elektron hasil hidrolisis dari molekul air. Peristiwa pemecahan molekul air pada fotosintesis ini disebut  fotolisis.

a) Reaksi nonsiklik

Elektron yang tereksitasi dari fotosistem II bergerak melalui rangkaian akseptor elektron, seperti plastoquinon, sitokrom f, dan plastosianin. Pada proses tersebut dilepaskan energi yang ditangkap oleh ADP menjadi ATP.

Selanjutnya elektron mencapai fotosistem I.

Seperti fotosistem II, fotosistem I merupakan molekul kompleks yang dapat melepaskan elektron yang dipicu oleh cahaya matahari. Elektron yang terlepas dari fotosistem I segera digantikan oleh elektron dari fotosistem II.

Elektron berenergi tinggi yang dilepaskan fotosistem I akan bergerak melalui rangkaian akseptor elektron baru. Pada akhirnya, elektron tersebut digunakan untuk mereduksi NADP (Nicotinamide Adenine Dinucleotide Phosphate) menjadi NADPH.

Pada reaksi ini, elektron yang dilepas fotosistem I tidak kembali lagi ke fotosistem I. Pembentukan ATP dari reaksi nonsiklik ini disebut juga fotofosforilasi nonsiklik.

 

b) Reaksi siklik

Pada beberapa kasus, terjadi pola pergerakan elektron yang berbeda. Pola ini disebut reaksi siklik, karena elektron yang dilepaskan fotosistem I selalu kembali pada fotosistem I. Ketika elektron melalui beberapa akseptor elektron, energi yang dilepaskan digunakan untuk membentuk ADP menjadi ATP

Pembentukan ATP melalui reaksi siklik disebut juga  fotofosforilasi siklik. Reaksi ini dilakukan jika ATP yang dibuat kurang dan banyak terjadi pada bakteri fotoautototrof.

 

2) Reaksi Gelap

Reaksi gelap merupakan langkah selanjutnya setelah reaksi terang. Reaksi ini terjadi di stroma kloroplas. Reaksi terang telah menyediakan energi kimia pada stroma kloroplas dalam bentuk ATP dan NADPH. Energi ini akan digunakan untuk menghasilkan glukosa, yaitu hasil akhir reaksi fotosintesis.

Reaksi gelap memerlukan ATP, NADPH, CO2 , rangkaian enzim, serta kofaktor yang dapat ditemukan pada stroma kloroplas. Perhatikan gambar berikut.

a) Fase fiksasi

Berdasarkan  gambar tersebut, langkah pertama siklus Calvin-Benson adalah fiksasi CO2  dari udara oleh ribulosa bifosfat (RuBP) dengan bantuan enzim rubisko. Fiksasi ini membentuk senyawa beratom C6. Hasil yang tidak stabil tersebut dipecah menjadi 2 senyawa C3 (3-fosfogliserat). Oleh karena itu, setiap 3 molekul CO2  yang masuk akan menghasilkan enam molekul 3-fosfogliserat.

b) Fase reduksi

Pada fase reduksi, NADPH mereduksi 3-fosfogliserat menjadi 3-fosfogliseraldehid (G3P) dengan bantuan ATP. Untuk membuat 1 molekul G3P, siklus tersebut memerlukan atom karbon dari tiga molekul CO2 . Sebenarnya siklus ini mengambil satu karbon setiap satu siklusnya. Namun pada awal reaksi, digunakan 3 molekul CO2  sehingga satu siklus reaksi ini menghasilkan 1 molekul G3P utuh.

c) Pelepasan satu molekul G3P

Lima molekul G3P dari langkah kedua tetap berada dalam siklus. Satu molekul G3P yang dilepaskan dari siklus merupakan hasil bersih fotosintesis. Sel tumbuhan menggunakan dua molekul G3P untuk membentuk satu molekul glukosa.

d) Fase regenerasi RuBP

Rangkaian reaksi kimia menggunakan energi ATP untuk menyusun kembali atom pada lima molekul G3P (total 15 atom C). Hal tersebut untuk membentuk tiga molekul RuBP yang akan digunakan kembali dalam siklus Calvin-Benson. Berapa banyak molekul CO2  yang harus digunakan untuk membentuk satu molekul glukosa dalam siklus Calvin- Benson?

d. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi fotosintesis pada tumbuhan. Faktor tersebut dapat dikelompokkan menjadi faktor genetis dan faktor lingkungan

Faktor genetis menentukan sifat dasar fotosintesis suatu tumbuhan. Faktor genetis mengatur lebar daun, jumlah daun, serta konsentrasi klorofil suatu tumbuhan.

Faktor lingkungan mempengaruhi fotosintesis suatu tumbuhan sehingga daun tumbuhan dari spesies yang sama dapat memiliki laju fotosintesis yang berbeda. Faktor lingkungan dapat mempengaruhi fotosintesis tumbuhan, di antaranya sebagai berikut.