Tuesday, September 18, 2018
Katabolisme dan Anabolisme Karbohidrat - Keseluruhan reaksi kimia di dalam badan organisme yang melibatkan perubahan energi disebut metabolisme. Sebagai makhluk hidup, energi sanggup dihasilkan dari sebuah proses, atau suatu proses justru memerlukan energi. Pada umumnya, energi dilepaskan dikala badan organisme mencerna molekul kompleks menjadi molekul yang sederhana. Proses tersebut dinamakan katabolisme. Adapun proses pembentukan senyawa kompleks dari unsur-unsur penyusunnya dan reaksi tersebut memerlukan energi dinamakan anabolisme.
Katabolisme ialah reaksi penguraian atau pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi. Proses katabolisme yang terjadi pada makhluk hidup dibedakan menjadi respirasi aerob dan respirasi anaerob. Apakah yang membedakan respirasi aerob dengan respirasi anaerob?
Berdasarkan perubahan energinya, reaksi kimia sanggup dibedakan menjadi reaksi eksergonik dan reaksi endergonik. Pada reaksi eksergonik, terjadi pelepasan energi. Katabolisme ialah reaksi eksergonik. Jika energi yang dilepaskan berupa gerah, disebut reaksi eksoterm. Adapun pada reaksi endergonik, terjadi peresapan energi dari lingkungan. Anabolisme termasuk reaksi endergonik lantaran memerlukan energi. Jika energi yang dipakai dalam bentuk gerah, disebut reaksi endoterm.
a. Respirasi Aerob
Respirasi bertujuan menghasilkan energi dari sumber nutrisi yang dimiliki. Semua makhluk hidup melaksanakan respirasi dan tidak spesialuntuk berupa pengambilan udara secara langsung. Respirasi dalam kaitannya dengan pembentukan energi dilakukan di dalam sel. Oleh lantaran itu, prosesnya dinamakan respirasi sel. Orggual sel yang berfungsi dalam menjalankan kiprah pembentukan energi ini yaitu mitokondria.
Respirasi termasuk ke dalam kelompok katabolisme lantaran di dalamnya terjadi penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana, diikuti dengan pelepasan energi. Energi yang kita gunakan sanggup berasal dari hasil metabolisme tumbuhan. Oleh lantaran itu, tumbuhan ialah organisme autotrof, yang berarti sanggup memproduksi masakan sendiri. Adapun konsumen, ibarat binatang dan manusia, yang tidak sanggup menyediakan masakan sendiri disebut organisme heterotrof.
Proses respirasi bersahabat kaitannya dengan pembakaran materi bakar berupa masakan menjadi energi. Kondisi optimal akan tercapai dalam kondisi aerob (ada oksigen). Pembentukan energi siap pakai akan melalui beberapa tahap reaksi dalam sistem respirasi sel pada mitokondria. Menurut Campbell, reaksi-reaksi tersebut, yaitu:
1) glikolisis, yakni proses pemecahan glukosa menjadi asam piruvat;
2) dekarboksilasi oksidatif asam piruvat, yakni perombakan asam piruvat menjadi asetil Co-A;
3) daur asam sitrat, yakni siklus perombakan asetil Ko-A menjadi penerima elektron dan terjadi pelepasan sumber energi;
4) transfer elektron, yakni prosedur pembentukan energi terbesar dalam proses respirasi sel yang menghasilkan produk sampingan berupa air.
1) Glikolisis
Tahap ini ialah awal terjadinya respirasi sel. Molekul glukosa akan masuk ke dalam sel melalui proses difusi. Agar sanggup bereaksi, glukosa idiberi energi aktivasi berupa satu ATP. Hal ini menimbulkan glukosa dalam keadaan terfosforilasi menjadi glukosa-6-fosfat yang dimenolong oleh enzim heksokinase. Secara singkat, glukosa-6-fosfat dipecah menjadi 2 buah molekul gliseraldehid-3-fosfat (PGAL) dengan menolongan satu ATP dan enzim fosfoheksokinase. Proses selanjutnya ialah proses eksergonik. Hasilnya yaitu 4 molekul ATP dan hasil simpulan berupa 2 molekul asam piruvat (C3).
Secara lengkap, proses glikolisis yang terjadi sebagai diberikut.
Walaupun empat molekul ATP dibuat pada tahap glikolisis, namun hasil reaksi keseluruhan yaitu dua molekul ATP. Ada dua molekul ATP yang harus didiberikan pada fase awal glikolisis. Tahap glikolisis tidak memerlukan oksigen.
2) Dekarboksilasi Oksidatif
Setiap asam piruvat yang dihasilkan kemudian akan diubah menjadi Asetil-KoA (koenzim-A). Asam piruvat ini akan mengalami dekarboksilasi sehingga gugus karboksil akan hilang sebagai CO2 dan akan berdifusi keluar sel. Dua gugus karbon yang tersisa kemudian akan mengalami oksidasi sehingga gugus hidrogen dikeluarkan dan ditangkap oleh penerima elektron NAD+.
Gugus yang terbentuk, kemudian dimenambahkan koenzim-A sehingga menjadi asetil-KoA. Hasil simpulan dari proses dekarboksilasi oksidatif ini akan menghasilkan 2 asetil-KoA dan 2 molekul NADH. Pembentukan asetil-KoA memerlukan kehadiran vitamin B1. Berdasarkan hal tersebut, sanggup diketahui betapa pentingnya vitamin B dalam badan binatang maupun tumbuhan.
3) Daur Asam Sitrat
Proses selanjutnya yaitu daur asetil-KoA menjadi beberapa bentuk sehingga dihasilkan banyak penerima elektron. Selain disebut sebagai daur asam sitrat, proses ini disebut juga daur Krebs. Hans A. Krebs yaitu orang yang pertama kali mengamati dan menandakan fenomena ini pada tahun 1930. Setiap tahapan dalam daur asam sitrat dikatalis oleh enzim yang khusus.
Berikut yaitu beberapa tahapan yang terjadi dalam daur asam sitrat.
a) Asetil-KoA akan menyumbangkan gugus asetil pada oksaloasetat sehingga terbentuk asam sitrat. Koenzim A akan dikeluarkan dan digantikan dengan penambahan molekul air.
b) Perubahan deretan asam sitrat menjadi asam isositrat akan disertai pelepasan air.
c) Asam isositrat akan melepaskan satu gugus atom C dengan menolongan enzim asam isositrat dehidrogenase, membentuk asam α-ketoglutarat. NAD+ akan mendapatkan donor elektron dari hidrogen untuk membentuk NADH. Asam α-ketoglutarat selanjutnya diubah menjadi suksinil KoA.
d) Asam suksinat tiokinase memmenolong pelepasan gugus KoA dan ADP mendapatkan donor fosfat menjadi ATP. Akhirnya, suksinil-KoA berkembang menjadi asam suksinat.
e) Asam suksinat dengan menolongan suksinat dehidrogenase akan berkembang menjadi asam fumarat disertai pelepasan satu gugus elektron. Pada tahap ini, elektron akan ditangkap oleh penerima FAD menjadi FADH2.
f) Asam Fumarat akan diubah menjadi asam malat dengan menolongan enzim fumarase.
g) Asam malat akan membentuk asam oksaloasetat dengan menolongan enzim asam malat dehidrogenase. NAD+ akan mendapatkan santunan elektron dari tahap ini dan membentuk NADH.
h) melaluiataubersamaini terbentuknya asam oksaloasetat, siklus akan sanggup dimulai lagi dengan santunan dua gugus karbon dari asetil KoA.
4) Transfer Elektron
Selama tiga proses sebelumnya, dihasilkan beberapa reseptor elektron yang bermuatan akhir penambahan ion hidrogen. Reseptor-reseptor ini kemudian akan masuk ke transfer elektron untuk membentuk suatu molekul berenergi tinggi, yakni ATP.
Reaksi ini berlangsung di dalam membran mitokondria. Reaksi ini berfungsi membentuk energi selama oksidasi yang dimenolong oleh enzim pereduksi. Transfer elektron ialah proses kompleks yang melibatkan NADH (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), FAD (Flavin Adenine Dinucleotide), dan molekul-molekul lainnya. Dalam pembentukan ATP ini, ada penerima elektron yang akan memfasilitasi pertukaran elektron dari satu sistem ke sistem lainnya.
a) Enzim dehidrogenase mengambil hidrogen dari zat yang akan diubah oleh enzim (substrat). Hidrogen mengalami ionisasi sebagai diberikut.
2H ==> 2H+ + 2e
Proton hidrogen mereduksi koenzim NAD melalui reaksi NAD + H+ ==>NADH + H+. NADH dari matriks mitokondria masuk ke ruang intermembran melewati membran dalam, kemudian memasuki sistem rantai pernapasan.
b) NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindahkan ion hidrogen kepada flavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yang bertindak sebagai pembawa ion hidrogen. Dari flavoprotein atau FAD, setiap proton atau hidrogen dikeluarkan ke matriks sitoplasma untuk membentuk molekul H2O.
c) Elektron akan berpindah dari ubiquinon ke protein yang mengandung besi dan welirang (FeSa dan FeSb)==>sitokrom b ==> koenzim quinon ==> sitokrom b2 sitokrom o ==> sitokrom c ==> sitokrom a ==> sitokrom a3, dan terakhir diterima oleh molekul oksigen sehingga terbentuk H2O.
Di dalam rantai pernapasan, 3 molekul air (H2O) dihasilkan melalui NADH dan 1 molekul H2O dihasilkan melalui FAD. Satu mol H2O yang melalui NADH setara dengan 3 ATP dan 1 molekul air yang melalui FAD setara dengan 2 ATP.
Walaupun ATP total yaitu 38 ATP, jumlah total yang dihasilkan pada proses respirasi yaitu 36 ATP. Hal tersebut disebabkan 2 ATP dipakai oleh elektron untuk masuk ke mitokondria.
b. Respirasi Anaerob
Sesudah berolahraga atau mengerjakan suatu pekerjaan berat, napas Anda menjadi terengah-engah lantaran suplai oksigen yang masuk badan menjadi berkurang. Tubuh mengatasi keadaan ini dengan memperpendek jalur pembentukan energi melalui proses respirasi anaerob. Teknik ini ditempuh biar badan tidak belum sempurnanya pasokan energi dikala melaksanakan suatu acara berat.
Respirasi anaerob dikenal juga dengan istilah fermentasi. Fermentasi yaitu perubahan glukosa secara anaerob yang meliputi glikolisis dan pembentukan NAD. Fermentasi menghasilkan energi yang relatif kecil dari glukosa. Glikolisis berlangsung dengan baik pada kondisi tanpa oksigen. Fermentasi dibedakan menjadi dua tipe reaksi, yakni fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
Fermentasi alkohol maupun fermentasi asam laktat diawali dengan proses glikolisis. Pada glikolisis, diperoleh 2 NADH + H+ + 2 ATP + asam piruvat. Pada reaksi aerob, hidrogen dari NADH akan bereaksi dengan O2 pada transfer elektron. Pada reaksi anaerob, ada penerima hidrogen permguan berupa asetildehida atau asam piruvat.
1) Fermentasi Alkohol
Pada fermentasi alkohol, asam piruvat diubah menjadi etanol atau etil alkohol melalui dua langkah reaksi. Langkah pertama yaitu pembebasan CO2 dari asam piruvat yang kemudian diubah menjadi asetaldehida. Langkah kedua yaitu reaksi reduksi asetaldehida oleh NADH menjadi etanol. NAD yang terbentuk akan dipakai untuk glikolisis.
Sel ragi dan kuman melaksanakan respirasi secara anaerob. Hasil fermentasi berupa CO2 dalam industri roti dimanfaatkan untuk menyebarkan campuran roti sehingga pada roti terdapat pori-pori.
2) Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi glukosa yang menghasilkan asam laktat. Fermentasi asam laktat dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat, kemudian berlanjut dengan perubahan asam piruvat menjadi asam laktat (Gambar 2.15). Pada fermentasi asam laktat, asam piruvat bereaksi secara eksklusif dengan NADH membentuk asam laktat. Fermentasi asam laktat sanggup berlangsung dikala pembentukan keju dan yoghurt.
Pada sel otot insan yang bersifat fakultatif anaerob, terbentuk ATP dari fermentasi asam laktat bila kondisi kandungan oksigen sangat sedikit. Pada pembentukan ATP yang berlangsung secara aerob, oksigennya berasal dari darah. Sel mengadakan perubahan dari respirasi aerob menjadi fermentasi. Hasil fermentasi berupa asam laktat akan terakumulasi dalam otot sehingga otot menjadi kejang. Asam laktat dari darah akan diangkut ke dalam hati yang kemudian diubah kembali menjadi asam piruvat secara aerob. Fermentasi pada sel otot terjadi bila kandungan O2 rendah dan kondisi sanggup pulih kembali setelah berhenti melaksanakan olahraga.
Anabolisme ialah proses penyusunan zat dari senyawa sederhana menjadi senyawa yang kompleks. Proses tersebut berlangsung di dalam badan makhluk hidup. Anabolisme ialah kebalikan dari katabolisme. Proses anabolisme memerlukan energi, baik energi gerah, cahaya, atau energi kimia. Anabolisme yang memakai energi cahaya disebut fotosintesis, sedangkan anabolisme yang memakai energi kimia disebut kemosintesis. Berikut ini akan dijelaskan terkena fotosintesis dan kemosintesis.
a. Fotosintesis
Jika Anda pernah memasuki suatu kawasan hutan atau jalanan yang mempunyai pepohonan rindang, tentu Anda akan merasa segar pada siang hari yang gerah. Akan tetapi, bila Anda melewati cuilan yang sudah gundul atau tidak terdapat pepohonan, Anda akan lebih simpel merasa gerah. Semua itu mungkin terjadi begitu saja tanpa Anda sadari.
Proses apakah yang bahwasanya sedang terjadi? Mengapa hal tersebut sanggup tejadi? Tumbuhan di sekitar kita mungkin spesialuntuklah suatu makhluk tanpa daya bagi sebagian orang. Akan tetapi, bila Anda sudah mengetahui kejadian menakjubkan di dalamnya, Anda mungkin akan berubah pikiran terkena betapa pentingnya pepohonan dan hutan bagi kehidupan insan di bumi.
Dari cahaya matahari yang menyinari bumi, dimulailah suatu proses transfer energi di alam. Melalui daun-daunnya, tumbuhan hijau menangkap cahaya tersebut sebagai materi bakar pembuatan makanan. Air dan gas CO2 yang ditangkap, diolah menjadi sumber energi bagi kita dan konsumen lainnya di plguat bumi ini. Produk itu sanggup berupa buah yang kita makan, daun-daunan, ataupun cuilan lain dari tumbuhan, ibarat umbi dan bunga. Satu hal yang tidak kalah pentingnya yaitu tumbuhan menghasilkan oksigen dalam proses fotosintesis.
1) Perangkat Fotosintesis
Perangkat fotosintesis terdiri atas kloroplas, cahaya matahari dan klorofil.
a) Kloroplas
Seluruh cuilan dari tumbuhan, termasuk batang dan buah, mempunyai kloroplas. Akan tetapi, daun ialah tempat utama berlangsungnya fotosintesis pada tumbuhan. Warna pada daun disebabkan adanya klorofil, pigmen berwarna hijau yang terletak di dalam kloroplas. Klorofil sanggup menyerap energi cahaya yang mempunyai kegunaan dalam sintesis molekul masakan pada tumbuhan. Kloroplas banyak ditemukan pada mesofil. Setiap sel mesofil sanggup mengandung 10 hingga 100 butir kloroplas.
Kloroplas sebagai tempat klorofil berada, ialah orggual utama dalam proses fotosintesis. Jika dilihat memakai mikroskop SEM (Scanning Electrone Microscope), sanggup diketahui bentuk kloroplas yang berlembar-lembar dan dibungkus oleh membran. Bagian di sebelah dalam membran dinamakan stroma, yang meliputi enzim-enzim yang dibutuhkan untuk proses fotosintesis.
Di cuilan ini, terdapat lembaran-lembaran datar yang saling berhubungan, disebut tilakoid. Beberapa tilakoid bergabung membentuk suatu tumpukan yang disebut grana.
Seperti halnya respirasi sel, reaksi dari fotosintesis ini ialah reaksi reduksi dan oksidasi. Reaksi umum yang terjadi pada proses fotosintesis sebagai diberikut.
b) Cahaya matahari
Sumber energi alami yang dipakai pada fotosintesis yaitu cahaya matahari. Cahaya matahari mempunyai banyak sekali spektrum warna. Setiap spektrum warna mempunyai panjang gelombang tertentu. Setiap spektrum warna mempunyai efek yang tidak sama terhadap proses fotosintesis. Sinar yang efektif dalam proses fotosintesis yaitu merah, ungu, biru, dan oranye. Sinar hijau tidak efektif dalam fotosintesis. Daun yang terlihat hijau oleh mata lantaran spektrum warna tersebut dipantulkan oleh pigmen fotosintesis. Sinar infra merah berperan dalam fotosintesis dan berfungsi juga meningkatkan suhu lingkungan.
c) Klorofil
Proses fotosintesis terjadi pada pigmen fotosintesis. Tanpa pigmen tersebut, tumbuhan tidak bisa melaksanakan fotosintesis. Secara keseluruhan, fotosintesis terjadi pada kloroplas yang mengandung pigmen klorofil. Pada badan tumbuhan, fotosintesis sanggup terjadi pada batang, ranting, dan daun yang mengandung kloroplas.
Klorofil ialah pigmen fotosintesis yang paling utama. Klorofil sanggup menyerap cahaya merah, oranye, biru, dan ungu dalam jumlah banyak. Adapun cahaya kuning dan hijau diserap dalam jumlah sedikit. Oleh lantaran itu, cahaya kuning dan hijau dipantulkan sehingga klorofil tampak berwarna hijau. Terdapat beberapa jenis klorofil, yakni klorofil a, b, c, dan d. Dari tiruana jenis klorofil tersebut, klorofil a ialah pigmen yang paling utama dan hampir terdapat ditiruana tumbuhan yang melaksanakan fotosintesis.
Pada tumbuhan, terdapat dua sentra reaksi fotosintesis yang tidak sama, yakni fotosistem I dan fotosistem II. Keduanya dibedakan menurut kemampuannya dalam menyerap cahaya dengan panjang gelombang yang tidak sama. Perbedaan kemampuan tersebut disebabkan oleh perbedaan kombinasi antara klorofil a dan klorofil b. Perbedaan kombinasi antara klorofil a dan klorofil b kuat terhadap panjang gelombang yang diterima oleh klorofil. Fotosistem I sanggup mendapatkan cahaya dengan panjang gelombang antara 680–700 nm, sedangkan fotosistem II sanggup mendapatkan cahaya dengan panjang gelombang antara 340–680 nm.
2) Mekanisme Fotosintesis
Fotosintesis meliputi dua tahap reaksi, yakni tahap reaksi terang yang diikuti dengan tahap reaksi petang. Reaksi terang membutuhkan cahaya matahari, sedangkan reaksi petang tidak membutuhkan cahaya. Secara keseluruhan, fotosintesis berlangsung dalam kloroplas.
a) Reaksi Terang
Reaksi terang ialah salah satu langkah dalam fotosintesis untuk mengubah energi matahari menjadi energi kimia. Reaksi terang ini berlangsung di dalam grana. Perlu diingat bahwa cahaya juga mempunyai energi yang disebut foton. Jenis pigmen klorofil tidak sama-beda lantaran pigmen tersebut spesialuntuk sanggup menyerap panjang gelombang dengan besar energi foton yang tidak sama.
Klorofil berfungsi menangkap foton dari cahaya matahari dan mengubahnya menjadi energi pencetus elektron. Pada proses ini, terjadi pemecahan molekul air oleh cahaya sehingga dilepaskan elektron, hidrogen dan oksigen. Proses ini dinamakan fotolisis.
(1) Reaksi Siklik
Pada fotosistem I (P700), terjadi perputaran elektron yang dihasilkan dan ditangkap oleh penerima sebagai hasil dari reaksi reduksi dan oksidasi. Elektron yang dieksitasikan oleh P700 akan dipindahkan ke setiap penerima hingga kesudahannya kembali ke sistem P700. Beberapa penerima elektron yang terlibat dalam fotosistem yaitu feredoksin (fd), plastoquinon (pq), sitokrom (cyt), dan plastosianin (pc). Proses ini menghasilkan ATP sebagai hasil penambahan elektron pada ADP atau dikenal dengan nama fotofosforilasi. Perputaran elektron pada fotosistem I ini disebut sebagai fotofosforilasi siklik. Fotosistem I ini umumnya ditemukan pada kuman dan mikroorganisme autotrof lainnya. Sistem fotosintesis dengan memakai fotofosforilasi siklik diduga sebagai awal berkembangnya proses fotosintesis yang lebih kompleks.
(2) Reaksi Nonsiklik
Reaksi nonsiklik ini memerlukan pelengkap berupa fotosistem II (P680). Sumber elektron utama diperoleh dari fotolisis air yang akan dipakai oleh klorofil pada fotosistem II (P680). Reaksi ini menghasilkan dua elektron dari hasil fotolisis air. Elektron ini akan diterima oleh beberapa penerima elektron, yakni plastoquinon (pq), sitokrom (cyt), dan plastosianin (pc). Akhirnya, pompa elektron menggerakan satu elektron H+ yang akan dipakai pada pembentukan ATP dari ADP atau fotofosforilasi. Pembentukan ATP ini dimenolong dengan adanya perbedaan elektron pada membran tilakoid.
Beberapa penerima elektron juga terlibat dalam fotosistem II, ibarat ferodoksin (fd) untuk menghasilkan NADPH dari NADP. melaluiataubersamaini demikian, pada proses ini akan dihasilkan energi berupa satu ATP dan satu NADPH.
b) Reaksi Gelap (Fiksasi CO2)
Reaksi petang ialah tahap bahwasanya dalam pembuatan materi masakan pada fotosintesis. Energi yang sudah dihasilkan selama reaksi terang akan dipakai sebagai materi baku utama pembentukan karbohidrat proses fiksasi CO2 di stroma.
Tumbuhan mengambil karbon dioksida melalui stomata. Anda tentu masih ingat fungsi utama stomata dalam pertukaran gas pada tumbuhan. Karbon dioksida diikat oleh suatu molekul kimia di dalam stroma yang berjulukan ribulosa bifosfat (RuBP). Karbon dioksida akan diberikatan dengan RuBP yang mengandung 6 gugus karbon dan menjadi materi utama dalam pembentukan glukosa yang dimenolong oleh enzim rubisko. Reaksi ini pertama kali diamati oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson sehingga reaksi ini disebut juga dengan siklus Calvin-Benson.
RuBP yang diberikatan dengan karbon dioksida akan menjadi molekul yang tidak stabil sehingga akan membentuk fosfogliserat (PGA) yang mempunyai 3 gugus C. Energi yang berasal dari ATP dan NADPH akan dipakai oleh PGA menjadi fosfogliseraldehid (PGAL) yang mengandung 3 gugus C. Dua molekul PGAL ini akan menjadi materi utama pembentukan glukosa yang ialah produk utama fotosisntesis, sedangkan sisanya akan kembali menjadi RuBP dengan menolongan ATP. Jadi, reaksi petang terjadi dalam tiga tahap, yakni fiksasi CO2, reduksi, dan regenerasi.
3) Faktor-Faktor yang Memengaruhi Fotosintesis
melaluiataubersamaini mengetahui beberapa faktor yang terlibat dalam proses fotosintesis ini, sanggup diketahui beberapa hal yang menjadi faktor pembatas fotosintesis, ibarat faktor hereditas dan lingkungan.
a) Faktor Hereditas
Faktor hereditas ialah faktor yang paling memilih terhadap acara fotosintesis. Tumbuhan mempunyai kebutuhan yang tidak sama terhadap kondisi lingkungan untuk menjalankan kehidupan normal. Tumbuhan yang tidak sama jenis dan hidup pada kondisi lingkungan sama, mempunyai perbedaan faktor genetis atau hereditas. Ada beberapa jenis tumbuhan tidak bisa membentuk kloroplas albino. Hal tersebut disebabkan adanya faktor genetis yang tidak mempunyai potensi untuk membentuk kloroplas.
b) Faktor Lingkungan
Aktivitas fotosintesis sangat dipengaruhi oleh faktor lingkungan, ibarat temperatur, intensitas cahaya matahari, kandungan air dan mineral, serta kandungan CO2 dan O2.
(1) Temperatur
Aktivitas fofosintesis ialah reaksi yang memakai enzim, sedangkan kerja enzim dipengaruhi oleh temperatur. Aktivitas fotosintesis tidak berlangsung pada suhu di bawah 5°C dan di atas 50°C. Mengapa demikian? Temperatur optimum fotosintesis sekitar 28–30°C. Tumbuhan yang hidup di kawasan tropis mempunyai enzim yang bekerja secara optimum lantaran tumbuh di lingkungan yang mempunyai kimasukan suhu optimum.
(2) Intensitas Cahaya Matahari dan Lama Pencahayaan
Semakin tinggi intensitas cahaya matahari, semakin tinggi pula acara fotosintesis. Hal ini terjadi bila ditunjang oleh tersedianya CO2, H2O, dan temperatur yang sesuai. Kenaikan acara fotosintesis tidak akan terus berlanjut, tetapi akan berhenti hingga batas keadaan tertentu lantaran tumbuhan mempunyai batas toleransi. Lama pencahayaan sangat kuat terhadap fotosintesis. Pada animo hujan, usang pencahayaan menjadi pendek sehingga acara fotosintesis akan berkurang.
(3) Kandungan Air dalam Tanah
Air ialah materi dasar pembentukan karbohidrat (C6H12O6). Air ialah media tanam, penyimpan mineral dalam tanah, dan mengatur temperatur tumbuhan. Berkurangnya air dalam tanah akan menghambat pertumbuhan tumbuhan. Kurangnya air juga akan mengakibatkan kerusakan pada klorofil sehingga daun menjadi berwarna kuning.
(4) Kandungan Mineral dalam Tanah
Mineral berupa Mg, Fe, N, dan Mn ialah unsur yang berperan dalam proses pembentukan klorofil. Tumbuhan yang hidup pada lahan yang belum sempurnanya Mg, Fe, N, Mn, dan H2O akan mengalami klorosis atau penghambatan pembentukan klorofil yang mengakibatkan daun berwarna pucat. Rendahnya kandungan klorofil dalam daun akan menghambat terjadinya fotosintesis.
(5) Kandungan CO2 di Udara
Kandungan CO2 di udara, sekitar 0,03%. Peningkatan serius CO2 hingga 0,10% meningkatkan laju fotosintesis beberapa tumbuhan hingga dua kali lebih cepat. Akan tetapi, laba ini terbatas lantaran stomata akan menutup dan fotosintesis terhenti bila serius CO2 melebihi 0,15%.
(6) Kandungan O2
Rendahnya kandungan O2 di udara dan dalam tanah akan menghambat respirasi dalam badan tumbuhan. Rendahnya respirasi akan mengakibatkan rendahnya penyediaan energi. Hal ini menimbulkan acara metabolisme akan terlambat khususnya fotosintesis.
b. Kemosintesis
Selain melalui fotosintesis, reaksi pembentukan (anabolisme) molekul berenergi pada beberapa makhluk hidup sanggup juga terjadi melalui kemosintesis. Hal ini terutama dilakukan oleh kuman kemoautotrof. Berbeda dengan fotosintesis yang mendapatkan energi dari sinar matahari, kemosintesis mendapatkan energi dari reaksi molekul anorganik. Beberapa organisme kemosintesis mereaksikan CO2 dengan H2 berenergi tinggi untuk menghasilkan metana dan air melalui reaksi sebagai diberikut.
CO2 + 4H2 ==>>>CH4 + 2H2O
Hasil reakasi ini berupa energi ikatan H2 yang dilepaskan dan sanggup dipakai sebagai sumber energi bagi sel. Reaksi yang menghasilkan energi lainnya, memakai welirang untuk melepaskan energi ikatan H2. Hal ini dilakukan oleh kuman welirang yang terdapat di kawah-kawah pegunungan. Reaksi ini menghasilkan gas hidrogen sulfida (H2S). Berikut ini rangkuman reaksi yang terjadi.
H2 + S==>> H2S + energi
Pertumbuhan makhluk hidup kemoautotrof terjadi secara lambat, lantaran reaksi ini spesialuntuk menghasilkan sedikit energi. Tempat hidup kuman kemoautotrof lebih banyak dilingkungan yang susah ditempati makhluk lain, ibarat di kawah-kawah pegunungan dan rekahan dasar laut.
Demikianlah materi Katabolisme dan Anabolisme Karbohidrat, semoga bermanfaa.