Contoh Makalah Karbohidrat

Posted: 14th May 2012 by Erfstien Lailatul Fitria in Uncategorized

BAB I

PENDAHULUAN

1.1  Latar Belakang

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Sebagai salah satu jenis zat gizi, fungsi utama karbohidrat adalah penghasil energi di dalam tubuh. Tiap 1 gram karbohidrat yang dikonsumsi akan menghasilkan energi sebesar 4 kkal dan energi hasil proses oksidasi (pembakaran) karbohidrat ini kemudian akan digunakan oleh tubuh untuk menjalankan berbagai fungsi-fungsinya seperti bernafas, kontraksi jantung dan otot serta juga untuk menjalankan berbagai aktivitas sehari – sehari.

Contoh dari karbohidrat sederhana adalah monosakarida seperti glukosa, fruktosa dan galaktosa atau juga disakarida seperti sukrosa dan laktosa. Jenis – jenis karbohidrat sederhana ini dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti madu, buah-buahan dan susu. Sedangkan contoh dari karbohidrat kompleks adalah pati (starch), glikogen (simpanan energi di dalam tubuh), selulosa, serat (fiber) atau dalam konsumsi sehari-hari karbohidrat kompleks dapat ditemui terkandung di dalam produk pangan seperti, nasi, kentang, jagung, singkong, ubi, pasta, roti dsb.

1.2  Tujuan

  •  Mahasiswa bisa memahami metabolisme energy
  • Mahasiswa dapat memahami mengenai definisi energy, pembentukan, serta penguraian energy
  • Mahasiswa dapat mengetahui contoh – contoh reaksi yang menghasilkan energy pada tanaman

 

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Metabolisme Karbohidrat

Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel. Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolisme total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.

Produk metabolisme disebut metabolit. Cabang biologi yang mempelajari komposisi metabolit secara keseluruhan pada suatu tahap perkembangan atau pada suatu bagian tubuh dinamakan metabolomika. Jalur-jalur metabolisme penting mencakup:

1.Metabolisme karbohidrat

2.Metabolisme lemak

3.Metabolisme protein

4.Metabolisme asam nukleat

Pada bagian-bagian terdahulu Anda telah mempelajari berbagai macam karbohidrat,antara lain monosakarida, disakarida, oligosakarida serta polisakarida. Karbohidrat siapdikatabolisir menjadi energi jika berbentuk monosakarida. Energi yang dihasilkan berupa Adenosin trifosfat (ATP). Glukosa merupakan karbohidrat terpenting. Dalam bentuk glukosalah massa karbohidrat makanan diserap ke dalam aliran darah, atau ke dalam bentuk glukosalah karbohidrat dikonversi di dalam hati, serta dari glukosalah semua bentuk karbohidrat lain dalam tubuh dapat dibentuk. Glukosa merupakan bahan bakar metabolik utama bagi jaringan mamalia (kecuali hewan pemamah biak) dan bahan bakar universal bagi janin. Unsur ini diubah menjadi karbohidrat lain dengan fungsi sangat spesifik, misalnya glikogen untuk simpanan, ribose dalam bentuk asam nukleat, galaktosa dalam laktosa susu, dalam senyawa lipid kompleks tertentu dan dalam bentuk gabungan dengan protein, yaitu glikoprotein serta proteoglikan.

2.2 Energi

Energi adalah daya kerja atau tenaga, energi berasal dari bahasa Yunani yaitu energi yang merupakan kemampuan untuk melakukan usaha. Energi merupakan besaran yang kekal, artinya enegi tidak dapat diciptakan dan dimusnahkan, tetapi dapat diubah dari bentuk satu ke bentuk yang lain. Ditinjau dari asalnya energi mempunyai bermacam-macam bentuk seperti berikut :

  1. Energi potensial
  2. Energi kinetic
  3. Energi kimia,
  4. Energi kalor
  5. Energi listrik
  6. Energi bunyi
  7. Energi nuklir
  8. Energi radiasi

2.3  Pembentukan dan penguraian energy

Manusia dalam melakukan kegiatan/aktivitas setiap hari membutuhkan energi, baik untuk bergerak maupun untuk bekerja. Kemampuan tubuh manusia untuk melangsungkan kegiatannya dipengaruhi oleh struktur fisiknya. Tubuh manusia terdiri dari struktur tulang, otot, syaraf, dan proses metabolisme. Rangkah tubuh manusia disusun dari 206 tulang yang berfungsi untuk melindungi dan melaksanakan kegiatan fisiknya, dimana tulang-tulang tersebut dihubungkan dengan sendi-sendi otot yang dapat berkontraksi. Otot-otot ini berfungsi mengubah energi kimia menjadi energi mekanik, dimana kegiatannya dikontrol oleh sistem syaraf sehingga dapat bekerja secara optimal. Hasil dari proses metabolisme yang terjadi di otot, berupa kumpulan proses kimia yang mengubah bahan makanan menjadi dua bentuk, yaitu energi mekanik dan energi panas. Proses dari pengubahan makanan dan air menjadi bentuk energi.

Adapun penjelasan sebagai berikut: Bahan makanan yang diproses pada sistem pencernaan yang meliputi Lambung diruai/dihaluskan menjadi seperti bubur,kemudian masuk ke usus halus untuk diserap bahan-bahan makanan tersebut yang selanjutnya masuk ke sistem peredaran darah, menuju ke sistem otot. Begitu juga dengan udara yang dihirup melalui hidung akan masuk ke paru – paru/sistem pernafasan, dimana zat oksigen yang turut masuk ke paru-paru selanjutnya oleh paru-paru dikirim ke sistem peredaran darah. Selain itu paru-paru berfungsi juga untuk mengambil karbon dioksida dari sistem peredaran darah untuk dikeluarkan dari dalam tubuh. Selanjutnya oksigen yang telah berada di sistem peredaran darah dikirimkan ke sistem otot, yang akan bertemu dengan zat gizi untuk beroksidasi menghasilkan energi. Selain menghasilkan energi, proses ini menghasilkan juga asam laktat yang dapat menghambat proses metabolisme pembentukan energi selanjutnya. Selama kebutuhan oksigen terpenuhi proses metabolisme, oksigen sisa yang ada di dalam darah digunakan untuk menguraikan asam laktat menjadi glikogen untuk digunakan kembali menghasilkan energi kembali. Kemudian bila dilihat dari proses tempat terjadinya pembentukan energi pada tubuh manusia, maka perlu dijelaskan mekanisme pada tingkat sel. Hal ini dipandang perlu, agar konsep pembentukan energi tenaga dalam yang akan diterangkan pada edisi berikutnya dapat dipahami dengan baik. Bila ditinjau pada tingkat sel, tubuh manusia disusun dari 100 triliun sel dan mempunyai sifat dasar tertentu yang sama. Setiap sel digabung oleh struktur penyokong intrasel, dan secara khbusus beradaptasi untuk melakukan fungsi tertentu. Dari total sel yang ada tersebut, 25 triliun sel merupakan sel darah merah yang mempunyai fungsi sebagai alat tranportasi bahan makanan dan oksigen di dalam tubuh dan membawa karbon dioksida menuju paru-paru untuk dikeluarkan. Disamping itu, hampir semua sel juga mempunyai kemampuan untuk berkembang biak, walaupun sel-sel tertentu rusak karena suatu sebab, sel-sel yang tersisa dari jenisnya akan membelah diri secara kontinyusampai jumlah yang sesuai/membentuk seperti semula. Semua sel menggunakan oksigen sebagai salah satu zat utama untuk membentuk energi, dimana mekanisme umum perubahan zat gizi menjadi energi di semua sel pada dasarnya sama. Bahan makanan yang berupa karbohidrat, lemak, dan protein yang dioksidasi akan menghasilkan energi. Energi dari karbohidrat, lemak, dan protein semuanya digunakan untuk membentuk sejumlah besar Adenosine TriPosphate (ATP), dan selanjutnya ATP tersebut digunakan sebagai sumber energi bagi banyak fungsi sel. Bila ATP di urai secara kimia sehingga menjadi Adenosine DiPosphate (ADP) akan menghasilkan energi sebesar 8 kkal/mol, dan cukup untuk berlangsungnya hampir semau langkah reaksi kimia dalam tubuh. Beberapa reaksi kimia yang memerlukan energi ATP hanya menggunakan beberapa ratus kalori dari 8 kkal yang tersedia, sehingga sisa energi ini hilang dalam bentuk panas. Beberapa fungsi utama ATP sebagai sumber energi adalah untuk mensintesis komponen sel yang penting, kontraksi otot, dan transport aktif untuk melintasi membran sel. Bila dilihat secara persentase, energi yang menjadi panas sebesar 60% selama pembentukan ATP, kemudian lebih banyak lagi energi yang menjadi panas sewaktu dipindahkan dari ATP ke sistem fungsional sel. Sehingga hanya 25% dari seluruh energi dari makanan yang digunakan oleh sistem fungsional sel.

Dan walaupun demikian, sebagian besar energi ini juga menjadi panas karena:

  • Energi untuk sistesis protein dan unsur-unsur pertumbuhan lain. Bila protein disintesis menyebabkan banyak ATP digunakanuntuk membentuk ikatan peptida dan ia menyimpan energi dalam rantai ini, terdapat pertukaran protein secara terus-menerus, sebagian didegradasi dan sementara protein lainnya dibentuk. Energi yang disimpan dalam ikatan peptida dikeluarkan dalam bentuk panas ke dalam tubuh.
  • Energi untuk aktivitas otot. Sebagian besar energi ini dengan mudah melawan viskositas otot itu sendiri atau jaringan sekelilingnya sehingga anggota badan dapat bergerak. Pergerakan liat ini menyebabkan gesekan dalam jaringan akan menimbulkan panas.
  • Energi untuk jantung memompa darah. Darah merenggangkan sistem arteri sehingga menyebabkan resevoar energi potensial. Pada saat darah mengalir melalui pembuluh darah kapiler, gesekan dari lapisan darah yang mengalir satu sama lain terhadap dinding pembuluh mengubah energi ini menjadi panas. Oleh karena itu, dapat dikatakan semua energi yang digunakan oleh tubuh diubah menjadi panas, kecuali di otot yang digunakan untuk melakukan beberapa bentuk kerja di luar tubuh. Pada dasarnya setiap orang memiliki apa yang disebut dengan tenaga dalam, hanya saja mereka tidak mengetahui bagaiman cara membangkitkan atau mengembangkannya. Tenaga dalam itu sudah ada sejak manusia dilahirkan. Tetapi tenaga itu masih pasif dan sewaktu-waktu akan bangkit bila orang tersebut dalam keadaan panik, tidur berjalan, terhipnotis atau ketakutan yang luar biasa. Manusia memiliki unsur kimia tubuh (Body Chemistry) yang bernama ATP (Adenosin Tri Phosphate). ATP ini dapat berubah menjadi energi melalui proses metabolisme tubuh. Secara sederhana dapat ditulis sebagai berikut :

O2 + ATP + Glikogen Energi

ATP berfungsi sebagai energi cadangan. Misalnya, setelah kita berolahraga dan kecapaian kemudian bila diistirahatkan sejenak maka tubuh kita akan pulih kembali. Energi yang dihasilkan oleh ATP dalam keadaan sehari-hari berupa panas tubuh, membantu lancarnya penyaluran adrenalin, menghidupkan kimia tubuh untuk membentuk kekebalan tubuh (zat antibodi), menghidupkan aktifitas pencernaan dan menghidupkan semua aktifitas organ dalam tubuh manusia. Berdasarkan penelitian, manusia dalam kehidupan sehari-hari hanya menggunakan sekitar 2,5% dari seluruh fasilitas energi tubuhnya. Sedangkan yang 97,5% lainnya tersembunyi sebagai cadangan di ulu hati. Permasalahannya adalah bagaimana cara mengoptimalkan dan membangkitkan energi yang tersimpan itu agar dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Manusia jika mampu meningkatkan kekuatannya sebesar 0,1-0,3% (sehingga menjadi 2,6-2,8%) dapat membunuh seekor kuda dalam sekali pukul atau dapat mematahkan lima batang kikir baja yang ditumpuk, memecahkan batu kali pun bukan halangan bagi yang memiliki tenaga dalam. Tenaga dalam atau energi cadangan adalah suatu energi yang berpusat pada syaraf-syaraf di sekitar ulu hati dan setelah dibangkitkan akan berkumpul pada salah satu bagian tubuh yang disebut dengan solar plexus atau kundalini. Menurut berbagai sumber,kundalini merupakan bagian dari tubuh manusia yang berbentuk 31⁄2 lingkaran, terdapat diantara tulang ekor dan kemaluan di bawah pusar. Bentuknya seperti ular yang sedang bergulung atau melingkar. Jadi dalam hal ini perlu dijelaskan bahwa sumber tenaga dalam adalah ulu hati, bukan solar plexus seperti anggapan orang selama ini. Padahal solar plexus adalah tempat berkumpulnya energi cadangan tersebut setelah dibangkitkan.

SolarPlexus/Chakra

Satu-satunya jalan ialah dengan cara mengubah pernafasan biasa menjadi pernafasan spesial, yaitu dengan mengoptimalkan oksigen yang masuk jangan sampai terbuang percuma sedangkan untuk bagian lain harus seimbang. Untuk membangkitkan energi cadangan secara cepat, oksigen harus diputarkan secara cepat pula keseluruh tubuh dan membuang gas beracun CO2 secara cepat. Karena itu, saat membuang nafas badan harus dikejangkan. Dengan pengejangan tubuh, oksigen akan berputar membentuk pusaran energi yang menyerap seluruhenergi di tubuh yang tersebar dan tersembunyi. Sedangkan pembuangan gas beracun dilakukan dengan caramembuang nafas melalui mulut. Bila kedua hal tersebut dilakukan maka oksigen yang berputar di dalam tubuh kita adalah oksigen bersih tanpa C̘. Ini salah satu rahasia juga, mengapa orang-orang yang mempelajari tenaga dalam secara benar selalu sehat dan jarang sakit. Fungsi dari tenaga dalam antara lain :

  1. Tenaga fisik menjadi jauh lebih kuat.
  2. Untuk mempertajam panca indera.
  3. Untuk membangkitkan indera keenam.
  4. Untuk menghancurkan benda-benda keras.
  5. Untuk meringankan tubuh.
  6. Untuk memperkuat memori otak.
  7. Untuk meningkatkan kesehatan dan daya tahan tubuh terhadap serangan fisik dan serangan penyakit.
  8. Untuk memperkuat benda lemas.
  9. Untuk Telekinetik/menggerakkan benda dari jarak jauh

Laju penyimpanan energi dalam bentuk senyawa kimia oleh produsen (tumbuhan hijau) per satuan luas per satuan waktu (kalori/cm2/tahun) disebut sebagai Produktivitas Primer Kotor (PPK). Sekitar 20% dari energi PPK digunakan oleh tumbuhan hijau untuk proses pernapasan (respirasi) dan sisanya sekitar 80% disimpan oleh tumbuhan hijau (penyusun tubuh tumbuhan) disebut sebagai Produksi Primer Bersih (PPB). Selanjutnya, PPB dimanfaatkan oleh konsumen (heterotrof) seperti hewan dan manusia, konsumen itu mesintesis energi dan disimpan di dalam jaringan. Laju penyimpanan energi pada konsumen disebut sebagai Produktivitas Sekunder. Arus energi pada rantai makanan, ada sebagian energi yang terbuang pada setiap tingkat taraf trofi. Energi yang hilang tersebut dapat membatasi panjang atau pendek suatu rantai makanan di dalam ekosistem. Jika energi yang hilang semakin sedikit, maka rantai makanan semakin panjang atau sebaliknya.

Energi yang hilang pada proses respirasi tumbuhan hijau tidak dapat dipindahkan pada organisme lain. Adapun energi yang terbuang melalui sisa pencernaan (egesta) berupa feses dan energi yang terbuang melalui sisa metabolisme (ekskreta) berupa urin tidak hilang, tetapi energi tersebut dipindahkan pada organisme lain, yaitu dekomposer dan detritivor. Dari uraian itu dapat disimpulkan bahwa produktivitas ekosistem merupakan indikator untuk mengukur total aliran energi melalui semua tingkat taraf trofi sehingga jumlah kehidupan yang didukung oleh aliran energi dalam suatu ekosistem dapat dihitung sebagai berikut:

    1. Produktivitas Primer Bersih (PPB) = laju pertumbuhan membuat energi kimia (PPK) – laju pertumbuhan menggunakan energi kimia
    2. Makanan dikonsumsi = tumbuhan + respirasi + egesta + ekskreta

2.3 Contoh–contoh reaksi yang menghasilkan energi pada tanaman

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

 

Fotosintesis berlangsung dalam dua tahap, yaitu reaksi terang (memerlukan cahaya matahari) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya matahari)

Reaksi terang

Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.

Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat. Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.

Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen. Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH. Tahap pertama dari sistem fotosintesis adalah reaksi terang, yang sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari. Reaksi terang merupakan penggerak bagi reaksi pengikatan CO2 dari udara. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid yang terdiri dari sistem cahaya (fotosistem I dan II), sistem pembawa elektron, dan komplek protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase). Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP+ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH.

Reaksi terang terjadi di tilakoid, yaitu struktur cakram yang terbentuk dari pelipatan membran dalam kloroplas. Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika ada bertumpuk-tumpuk tilakoid, maka disebut grana. Secara ringkas, reaksi terang pada fotosintesis ini terbagi menjadi dua, yaitu fosforilasi siklik dan fosforilasi nonsiklik. Fosforilasi adalah reaksi penambahan gugus fosfat kepada senyawa organik untuk membentuk senyawa fosfat organik. Pada reaksi terang, karena dibantu oleh cahaya, fosforilasi ini disebut juga fotofosforilasi.

  • Fotofosforilasi Siklik

Reaksi fotofosforilasi siklik adalah reaksi yang hanya melibatkan satu fotosistem, yaitu fotosistem I. Dalam fotofosforilasi siklik, pergerakan elektron dimulai dari fotosistem I dan berakhir di fotosistem I. Pertama, energi cahaya, yang dihasilkan oleh matahari, membuat elektron-elektron di P700 tereksitasi (menjadi aktif karena rangsangan dari luar), dan keluar menuju akseptor elektron primer kemudian menuju rantai transpor elektron. Karena P700 mentransfer elektronnya ke akseptor elektron, P700 mengalami defisiensi elektron dan tidak dapat melaksanakan fungsinya. Selama perpindahan elektron dari akseptor satu ke akseptor lain, selalu terjadi transformasi hidrogen bersama-sama elektron. Rantai transpor ini menghasilkan gaya penggerak proton, yang memompa ion H+melewati membran, yang kemudian menghasilkan gradien konsentrasi yang dapat digunakan untuk menggerakkan sintase ATP selama kemiosmosis, yang kemudian menghasilkan ATP. Dari rantai transpor, elektron kembali ke fotosistem I. Dengan kembalinya elektron ke fotosistem I, maka fotosistem I dapat kembali melaksanakan fungsinya. Fotofosforilasi siklik terjadi pada beberapa bakteri, dan juga terjadi pada semua organisme fotoautotrof.

  • Fotofosforilasi Nonsiklik

Reaksi fotofosforilasi nonsiklik adalah reaksi dua tahap yang melibatkan dua fotosistem klorofil yang berbeda, yaitu fotosistem I dan II. Dalam fotofosforilasi nonsiklik, pergerakan elektron dimulai di fotosistem II, tetapi elektron tidak kembali lagi ke fotosistem II. Mula-mula, molekul air diurai menjadi 2H+ + 1/2O2 + 2e-. Dua elektron dari molekul air tersimpan di fotosistem II, sementara ion H+ akan digunakan pada reaksi yang lain dan O2 akan dilepaskan ke udara bebas. Karena tersinari oleh cahaya matahari, dua elektron yang ada di P680 menjadi tereksitasi dan keluar menuju akseptor elektron primer. Setelah terjadi transfer elektron, P680 menjadi defisiensi elektron, tetapi dapat cepat dipulihkan berkat elektron dari hasil penguraian air tadi. Setelah itu mereka bergerak lagi ke rantai transpor elektron, yang membawa mereka melewati pheophytin, plastoquinon, komplek sitokrom b6f, plastosianin, dan akhirnya sampai di fotosistem I, tepatnya di P700. Perjalanan elektron diatas disebut juga dengan “skema Z”. Sepanjang perjalanan di rantai transpor, dua elektron tersebut mengeluarkan energi untuk reaksi sintesis kemiosmotik ATP, yang kemudian menghasilkan ATP.

Sesampainya di fotosistem I, dua elektron tersebut mendapat pasokan tenaga yang cukup besar dari cahaya matahari. Kemudian elektron itu bergerak ke molekul akseptor, feredoksin, dan akhirnya sampai di ujung rantai transpor, dimana dua elektron tersebut telah ditunggu oleh NADP+ dan H+, yang berasal dari penguraian air. Dengan bantuan suatu enzim bernama Feredoksin-NADP reduktase, disingkat FNR, NADP+, H+, dan elektron tersebut menjalani suatu reaksi:

>> NADP+ + H+ + 2e- —> NADPH

NADPH, sebagai hasil reaksi diatas, akan digunakan dalam reaksi Calvin-Benson, atau reaksi gelap.

 

Fotofosforilasi siklik dan fotofosforilasi nonsiklik memiliki perbedaan yang mendasar, yaitu sebagai berikut

FOTOFOSFORILASI SIKLIK FOTOFOSFORILASI NONSIKLIK
Hanya melibatkan fotosistem I Melibatkan fotosistem I dan II
Menghasilkan ATP Menghasilkan ATP dan NADPH
Tidak terjadi fotolisis air Terjadi fotolisis air untuk menutupi kekurangan elektron pada fotosistem II

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.

Reaksi Kimia Fotosintesis

Tumbuhan hijau daun bersifat autotrof yang artinya dapat memasak atau mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik. Tumbuhan menyerap karbondioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa adalah :

H2O (air) + CO2 (karbondioksida) + cahaya → CH2O (glukosa) + O2 (oksigen)

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

 

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:

  1. Intensitas cahaya. Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
  2. Konsentrasi karbon dioksida. Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
  3. Suhu. Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
  4. Kadar air. Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
  5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis). Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
  6. Tahap pertumbuhan. Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

 

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Karbohidrat merupakan senyawa yang terbentuk dari molekul karbon, hidrogen dan oksigen. Karbohidrat juga merupakan penyuplai energy yang dibutuhkan dalam berbagai kegiatan mahkluk hidup. Terdapat beberapa pembentukan dan penguraian energy yang terjadi pada tanaman misalnya proses fotosintesis yang membuat energi atau zat makanan/glukosa yang berlangsung atas peran cahaya matahari guna memenuhi kebutuhan makananya sendiri. Jadi pada intinya, karbohidrat sangat diperlukan dalam aktivitas kehidupan sehari-hari baik untuk manusia, hewan, dan tumbuhan.

3.2 Saran

Kami dari penyusun sangat mengetahui bahwasanya makalah kami ini masih memiliki kekurangan yang sangat banyak sehingga kami membutuhkan kritikan maupun saran serta masukan yang harapannya untuk kedepan dapat menjadi pelajaran dan guna untuk memperbaiki makalah kami yang belum sempurna ini serta untuk introspeksi diri kita semua.

 

DAFTAR PUSTAKA

Anwari. 2007. Karbohidrathttp://www.pssplab.com/journal/03.pdf. Diakses tanggal 02 April 2012

Bender, D. A. , Glucose : Function and Metabolism.In Encyclopedia of Food Sciences & Nutrition. 2nd Edition Caballero, B. Trugo, L.C., & Finglas, P.M.,Eds,. Academic Press. 2003.

Dennis, S. C. and Noakes, T. D., Exercise : Muscle. In Encyclopedia of Food Sciences & Nutrition, 2nd Edition. Caballero, B. Trugo, L.C., & Finglas, P.M.,Eds,. Academic Press. 2003.

Mac donald, I., Carbohydrates : Metabolism of Sugar. In Encyclopedia of Food Sciences & Nutrition, 2nd Edition.  Caballero, B. Trugo, L.C., & Finglas, P.M.,Eds,. Academic Press. 2003.

Potter & Perry.2005. Buku Ajar Fundamental Keperawatan. Edisi 4. Jakarta : EGC

Rocha Leao, M. H. M., Glycogen.In Encyclopedia of Food Sciences & Nutrition, 2nd Edition. Caballero, B. Trugo, L.C., & Finglas, P.M.,Eds,. Academic Press. 2003.

Rubinstein-Litwak, S., Energy Metabolism.In Encyclopedia of Food Sciences & Nutrition, 2nd Edition, Caballero, B. Trugo, L.C., & Finglas, P.M.,Eds,. Academic Press. 2003.

Tester, R. F. and Karkalas, J., Carbohydrates: Classification and Properties. In Encyclopedia of Food Sciences & Nutrition, 2nd Edition, Caballero, B. Trugo, L.C., & Finglas, P.M.,Eds,. Academic Press. 2003.

W .F. Ganong. 2005. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Edisi 22. Jakarta : EGC

CAPTCHA Image
*