Embed Size (px)
DESCRIPTION
anabolisme
Citation preview
ANABOLISME
KELOMPOK 2 :•GILANG DWI NUGROHO•NATALIA•PUTRI PUSPITA SARI•SITI ROPIAH
KELAS : XII IPA-3
Anabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang substrat awalnya adalah molekul kecil, dan produk akhirnya adalah molekul besar. Dengan kata lain anabolisme adalah rangkaian reaksi yang bertujuan untuk penyusunan atau sintesis suatu molekul. Contoh anabolisme adalah fotosintesis, kemosintesis, sintesis lemak, sintesis protein
1. FOTOSINTESIS Fotosintesis merupakan sintesis yang memerlukan cahaya
(fotos= cahaya; sintesis= membuat bahan kimia, memasak). Fotosintesis adalah peristiwa penggunaan energi cahaya untuk membentuk senyawa dasar karbohidrat dan karbon dioksida dan air.Peristiwa ini disebut juga anabolisme karbohidrat. Peristiwa fotosintesis dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai:
cahaya
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
klorofil
Ingenhousz (1799) membuktikan bahwa pada proses fotosintesis dilepaskan O2. Organel yang berperan dalam fotosintesis adalah kloroplas. Organel tersebut berisi pigmen klorofil yang menyebabkan warna hijau pada tumbuhan. Kloroplas tersusun dari bagian-bagian seperti berikut:
a. Stroma
b. Tilakoid
c. Grana
Stroma Stroma merupakan struktur kosong di dalam
kloroplas. Stroma juga merupakan tempat glukosa terbentuk dari karbon dioksida dan air.
Tilakoid Tilakoid merupakan struktur cakram yang terbentuk
dari pelipatan membran dalam kloroplas. Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia.
Grana Grana merupakan satu tumpukan tilakoid
Klorofil merupakan pigmen utama yang terdapat pada tumbuhan. Klorofil dapat dibedakan menjadi klorofil a dan klorofil b. Klorofil a merupakan pigmen hijau rumput yang mampu menyerap cahaya merah dan biru keunguan. Klorofil a ini sangat berperan dalam reaksi gelap fotosintesis. Klorofil b banyak terdapat pada tumbuhan, ganggang hijau, dan beberapa bakteri fotoautotrof. Selain klorofil di dalam kloroplas juga terdapat pigmen karotenoid, antosianin, dan fikobilin.
Faktor Yang Mempengaruhi Fotosintesis
1.Cahaya Matahari
• Sumber energi yang sangat dibutuhkan dalam proses fotosintesis.
• Mengubah air (H₂O) dan karbon dioksida (CO₂) menjadi Glukosa.
• Energi cahaya yang diserap oleh tumbuhan tergantung pada intensitas sumber cahaya, panjang gelombang cahaya, dan lama penyinaran.
• Pada batas-batas tertentu, semakin tinggi intensitas cahaya matahari, maka semakin banyak energi cahaya yang diserap oleh klorofil, sehingga laju fotosintesis meningkat.
2. Air (H2O)
• Salah satu bahan baku untuk fotosintesis.
• Keberadaan air juga berpengaruh pada kinerja Stomata. Bila tanaman kekurangan air, stomata akan menutup sehingga CO₂ tidak dapat masuk. Bila H₂O dan CO₂ tidak ada, maka proses fotosintesis tidak dapat dilakukan.
3. Ketersediaan karbon dioksida (CO₂ )
• Substrat yang dibutuhkan untuk melakukan proses fotosintesis.
• Semakin tinggi konsentrasi CO₂ di udara maka semakin banyak bahan yang digunakan dalam fotosintesis.
• CO₂ ini akan digunakan pada siklus calvin (reaksi gelap) untuk menghasilkan heksosa.
4. Pigmen penyerap cahaya (Klorofil)
• Pigmen utama penyerap cahaya dalam proses fotosintesis.
• Struktur klorofil mirip dengan struktur hemoglobin yang memiliki cincin porfirin, akan tetapi inti pada klorofil adalah Mg2+ sedangkan pada hemoglobin adalah Fe.
• Ketika cahaya diserap oleh klorofil, maka energi dari cahaya akan merangsang elektron untuk bergerak dari level energi yang rendah ke level energi tinggi.
5. Suhu
• Suhu sangat berpengaruh terhadap kerja enzim-enzim pada tumbuhan yang sedang melakukan proses fotosintesis.
• Setiap suhu yang naik 10° C, maka kerja enzim akan meningkat hingga 2 kali lipat.
• Waktu yang baik untuk melakukan fotosintesis pada tumbuhan adalah siang hari karena pada saat itu suhu cukup tinggi sehingga kerja enzim dapat maksimal.
6. Oksigen
• kenaikan kadar oksigen dapat menghambat fotosintesis karena oksigen merupakan komponen untuk respirasi.
• Oksigen akan bersaing dengan karbondioksida untuk mendapat hidrogen.
7. Usia Daun
• Bila usia daun semakin tua, pastinya aktivitas fotosintesis akan makin semakin lambat.
• Daun yang berusia tua dapat ditandai dengan warna daun yang mulai menguning, sehingga pada kondisi tersebut jumlah klorofil semakin sedikit. Kondisi seperti ini tentu lah akan menurunkan fungsi kloroplas, sehingga proses fotosintesis pun menjadi melambat.
B. REAKSI TERANG
Pada tahap pertama, energi matahari ditangkap olehpigmen penyerap cahaya dan diubah menjadi bentuk energikimia, ATP, dan senyawa pereduksi NADPH. Proses ini disebuttahap reaksi terang. Atom hidrogen dari molekul H2O dipakaiuntuk mereduksi NADP+ menjadi NADPH, dan O2 dilepaskansebagai hasil samping reaksi fotosintesis. Reaksi ini jugadirangkaikan dengan reaksi endergonik, membentuk ATP dariADP + Pi. Dengan demikian, reaksi terang dapat dituliskandengan persamaan:
H2O + NADP+ + ADP + Pi O2 + H+ + NADPH + ATP
Pembentukan ATP dari ADP + Pi, merupakan suatu mekanisme penyimpanan energi matahari yang diserap kemudian diubah menjadi bentuk energi kimia. Proses ini disebut fosforilasi fotosintesis atau fotofosforilasi.
Pada reaksi terang yang terjadi di grana, energi cahaya memacu pelepasan elektron dari fotosistem di dalam membran tilakoid. Fotosistem adalah tempat berkumpulnya beratus-ratus molekul pigmen fotosintesis. Aliran elektron melalui sistem transpor menghasilkan ATP dan NADPH.
ATP dan NADPH dapat terbentuk melalui jalur non siklik (rute fosforilasi yang utama), yaitu elektron mengalir dari molekul air, kemudian melalui fotosistem II dan fotosistem I. Elektron dan ion hidrogen akan membentuk NADPH dan ATP. Oksigen yang dibebaskan berguna untuk respirasi aerob.
Pusat reaksi pada fotosistem I mengandung klorofil a, disebut sebagai P700, karena dapat menyerap foton terbaik pada panjang gelombang 700 nm. Pusat reaksi pada fotosistem II mengandung klorofil a yang disebut sebagai P680, karena dapat menyerap foton terbaik pada panjang gelombang 680 nm.
Aliran Elektron Nonsiklik
Aliran Elektron Siklik
Pada kondisi tertentu, elektron terfotoeksitasi menambil jalur aliran elektron siklik yang merupakan hubungan singkat. Aliran elektron siklik menggunakan fotosistem I, tapi tidak menggunakan fotosistem II.
B. Reaksi Gelap
Reaksi gelap disebut juga siklus Calvin-Benson. Rekasi ini disebut reksi gelap karena tidak bergantung secara langsung dengan cahaya. Reaksi gelap berlangsung dalam gelap dan hanya dapat berlangsung jika ada ATP dan NADPH. ATP dan NADPH dihasilkan dari rekasi terang. Reaksi gelap memerlukan ATP, hidrogen, dan elektron dari NADPH, karbon dan oksigen dari karbon dioksida, enzim yang mengkatalis setiap reaksi, dan RuBP. RuBP merupakan suatu senyawa yang memiliki 5 atom karbon.
Karbon dioksida diikat oleh RuBP (Ribulosa bifosfat yang terdiri dari 5 atom karbon) menjadi senyawa 6 karbon labil. Senyawa 6 karbon kemudian memecah menjadi 2 fosfogliserat (PGA)
Masing-masing PGA menerima gugus fosfat dari ATP dan menerima hidrogen serta elektron dari NADPH. Reaksi ini menghasilkan PGAL (fosfogliseraldehida)
Untuk tiap 6 molekul karbon dioksida yang diikat akan dihasilkan 12 PGAL
Dari 12 PGAL, 10 molekul kembali ke tahap awal menjadi RuBP, dan seterusnya RuBP akan mengikat karbon dioksida yang baru
Dua PGAL lainnya akan berkondensasi menjadi glukosa 6 fosfat. Molekul ini merupakan prekursor (bahan baku) untuk produk akhir menjadi molekul berikut.
1. sukrosa merupakan karbohidrat untuk pengangkutan menuju ke tempat penimbunan
2. Tepung pati merupakan karbohidrat yang tersimpan sebagai cadangan makanan pada tempat penimbunan
2. KemosintesisKemosintesis adalah peristiwa asimilasi dengan energi kimia sebagai
sumber energinya . Energi kimia yang digunakan pada reaksi ini adalah energi yang diperoleh dari hasil oksidasi senyawa anorganik dari lingkunganya, misalnya sulfida, nitrogen, sulfur, besi, amonia dan nitrit.
Kemosintesis terjadi pada organisme kemoautotrof. Organisme ini menggunakan CO2 sebagai sumber karbonnya.
Organisme atau makhluk hidup yang melakukan proses kemosintesis ini, diantaranya adalah:
ᴥ Bakteri Belerang
Contoh: Thiobacillus, Thiotric, dan Beggiota.ᴥ Bakteri Besi
Contoh: Ferrobacillus.ᴥ Bakteri Nitrit
Contoh: Nitrosomonas dan Nitrosococcus.ᴥ Bakteri Nitrat
Contoh: Nitrobacter
Contoh reaksi:
Jadi, kemosintesis menggunakan: Bahan anorganik sebagai sumber energi, CO 2 sebagai sumber karbon, H2O (Air)
Perbandingan Fotosintesis dan Kemosintesis
Faktor Pembanding Fotosintesis Kemosintesis
Bahan dasar CO2 dan H2O CO2 dan H2O
Sumber energi Sinar matahari Zat-zat kimia
Pelaku Tumbuhan berklorofil Tumbuhan tak berklorofil (Bakteri)
Hasil Karbohidrat/ glukosa Glukosa
3. Sintesis Lemak
sintesis lemak menghasilkan asam lemak dan
gliserol. Asam lemak akan mengalami beta-oksidasi
menjadi asetil Co-A. Selanjutnya, asetil Co-A akan
memasuki daur Krebs. Sementara itu, gliserol akan
diubah menjadi senyawa fosfogliseraldehid (G3P)
agar dapat memasuki reaksi glikolisis. Dibandingkan
dengan karbohidrat dan protein, lemak lebih banyak
menghasilkan energi ketika dioksidasi.
contoh:
satu molekul asam lemak dengan atom 6C (asam
heksanoat) yang dioksidasi secara sempurna
dapat menghasilkan 44 ATP. Sementara itu,
glukosa yang juga mempunyai 6 atom C
hanya menghasilkan 36 ATP. Mengapa
Demikian???
Asam lemak akan memasuki siklus Krebs setelah
diubah menjadi asetil Co-A melalui reaksi beta-oksidasi.
Asam lemak dengan jumlah atom C = 2n, akan menghasilkan
sejumlah n asetil Co-A.
Dengan demikian, asam heksanoat (6C) menghasilkan 3
molekul asetil Co-A.
Mula-mula, asam heksanoat yang telah teraktivasi (memerlukan
2 ATP) menjadi asil Co-A akan memasuki mitokondria.
Asil Co-A dalam mitokondria mengalami beta-oksidasi.
Pada reaksi ini asil Co-A yang berasal dari asam heksanoat (C =
6) mengalami dua kali siklus dan menghasilkan 3 asetil Co-A (C
= 2).
Siklus pertama menghasilkan 1 molekul asetil Co-A, 1 FADH, 1 NADH, dan butiril Co-A (4 atom C). Pada siklus 2 butiril Co-A dioksidasi menjadi 2 molekul asetil Co-A dengan menghasilkan 1 FADH2 dan 1 NADH. Selanjutnya, 3 molekul asetil Co-A akan memasuki daur Krebs dan mengalami oksidasi sempurna menjadi CO2 dan H2O. Pada oksidasi 3 molekul asetil Co-A ini menghasilkan 3 × 12 ATP = 36 ATP. Jadi, oksidasi asam lemak menghasilkan 44 ATP. Hal ini juga menunjukkan bahwa makin panjang rantai karbon yang menyusun asam lemak, energi yang dihasilkan makin besar.
Jumlah ATP yang dihasilkan pada beta-oksidasi dapat dihitung sebagai berikut.
2 FADH2 → 2 × 2 ATP = 4 ATP
2 NADH → 2 × 3 ATP = 6 ATP–––––––––––––––––––––––––––Jumlah = 10 ATP
Oleh karena aktivasi asam heksanoat menjadi asil Co- A memerlukan 2 ATP, maka : hasil bersih ATP = (10 – 2) ATP = 8 ATP.
4. Sintesis Protein
Sintesis protein yang berlangsung di dalam sel, melibatkan DNA, RNA dan Ribosom. Penggabungan molekul-molekul asam amino dalam jumlah besar akan membentuk molekul polipeptida. Pada dasarnya protein adalah suatu polipeptida.
Setiap sel dari organisme mampu untuk mensintesis protein-protein tertentu yang sesuai dengan keperluannya. Sintesis protein dalam sel dapat terjadi karena pada inti sel terdapat suatu zat (substansi) yang berperan penting sebagai "pengatur sintesis protein". Substansi-substansi tersebut adalah DNA dan RNA.
THANKYOU
