metabolisme energi

5/17/2018 metabolisme energi - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/metabolisme-energi-55b07cfc9ed32 1/20

MAKALAH BIOKIMIA

“METABOLISME ENERGI “

Disusun oleh :

OLEH :

KELOMPOK 2

Farid Rizky 115040201111003

Novel Akbar 115040201111004

Cindriany Pakaya 115040201111005

Alfrianto Rauf 115040201111006

Mahindra Dewi N. A. 115040201111007

Farah Nabila 115040207111036

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2011



PENGERTIAN ENERGI

Manusia membutuhkan energi untuk bergerak dan melakukan aktivitas. Sehingga tidak

heran bila iklan suplemen minuman dan makanan penambah energi sangat marak di berbagai

media massa baik koran maupun televisi karena energi merupakan kebutuhan utama manusia.

Dengan memiliki energi, manusia bisa melakukan berbagai aktivitas mulai dari aktivitas ringan

sampai aktivitas berat.

Energi adalah daya kerja atau tenaga, energi berasal dari bahasa Yunani yaitu energia 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

Sumber:

Berikut ini adalah pengertian dan definisi energi:

# ARIF ALFATAH & MUJI LESTARI

Energi adalah sesuatu yang dibutuhkan oleh benda agar benda dapat melakukan usaha. dalam

kenyataannya setiap dilakukan usaha selalu ada perubahan. Sehingga usaha juga didefiniskan

sebagai kemampuan untuk menyebabkan perubahan



# CAMPBELL, REECE, & MITCHELL

Energi adalah kemampuan untuk mengatur ulang suatu kumpulan materi atau dengan kata lain,

energi adalah kapasitas atau kemampuan untuk melaksanakan kerja

# AIP SARIPUDIN

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha

# MICHAEL J. MORAN

Enegi merupakan konsep dasar termodinamika dan merupakan salah satu aspek penting dalam

analisis teknik

# PARDIYONO

Energi adalah suatu bentuk kekuatan yang dihasilkan atau dimiliki oleh suatu benda

# ROBERT L. WOLKE

Energi adalah kemampuan membuta sesuatu terjadi

# MIKRAJUDDIN

Energi adalah kemampuan benda untuk melakukan kerja

# ALVIN HADIWONO

Energi adalah perihal tentang apapun yang bergerak, berhubungan dengan ruang dan waktu

# SUMANTORO

Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha seperti mendorong dan menggerakkan suatu

benda

Definisi Energi

Posted on Januari 25, 2011 by fisikanyaman2

http://fisikanyaman2.wordpress.com/2011/01/25/definisi-energi/

http://fisikanyaman2.wordpress.com/2011/01/25/definisi-energi/



Segala sesuatu yang kita lakukan dalam kehidupan sehari-hari membutuhkan energi.Energi

merupakan salah satu konsep yang paling penting dalam fisika. Konsep yang sangat erat kaitannya

dengan usaha adalah konsep energi. Secara sederhana, energi merupakan kemampuan melakukan

usaha.

Energi dibedakan menjadi beberapa bentuk sebagai berikut.

1. Energi Kinetik adalah energi yang dimiliki oleh benda yang sedang bergerak sehingga memiliki

kemampuan untuk melakukan usaha.

F.s = 1⁄2.m.v22 – 1⁄2.m.v12

di mana besaran 1⁄2.m.v2 disebut energi kinetik benda (K).

W = F.s = K2 – K1 = ∆ K

2. Energi Potensial Gravitasi adalah energi yang berhubungan dengan berat dan ketinggian suatu

benda relatif terhadap tanah.

F.s = m.g.y2 – m.g.y1

di mana besaran m.g.y disebut energi potensial gravitasi (U).

W = F.s = U2 – U1 = ∆ U

3. Hukum Kekekalan Energi Mekanik

“Pada sistem yang terisolasi (pada sistem ini hanya bekerja gaya berat dan tidak ada gaya luar yang

bekerja), maka berlaku energi mekanik total sistem bernilai tetap.”

1⁄2.m.v22 + m.g.y2 = 1⁄2.m.v12 + m.g.y1

4. Energi Potensial Elastik adalah energi yang berhubungan dengan benda yang terdeformasi, dan

setelah terdeformasi, benda tersebut akan kembali ke bentuk dan ukuran semula.

W = 1⁄2.k.x22 – 1⁄2.k.x12

di mana k adalah konstanta pegas dan besaran 1⁄2.k.x2 disebut energi potensial elastik (U).

5. Daya didefinisikan sebagai laju usaha yang dilakukan atau laju energi yang ditransformasikan.



P= ∆W / ∆t

Satuan daya adalah Watt (W), di mana:

1 watt = 1 joule/s

sering juga disebut horsepower (hp)/daya kuda (dk),

1 dk = 746 watt

PEMBENTUKAN DAN PEMBONGKARAN ENERGI

Katabolisme dan Anabolisme

Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang

mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah.

Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa

sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses

respirad, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.

Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.

(glukosa)

Contoh Fermentasi :C6H1206 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.(glukosa) (etanol)

Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks,

nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan

energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.

DAUR NITROGEN

Nitrogen adalah unsur yang paling berlimpah di atmosfer (78% gas di atmosfer adalah nitrogen).

Meskipun demikian, penggunaan nitrogen pada bidang biologis sangatlah

terbatas. Nitrogen merupakan unsur yang tidak reaktif (sulit bereaksi dengan unsur lain) sehingga



dalam penggunaan nitrogen pada makhluk hidup diperlukan berbagai proses, yaitu : fiksasi

nitrogen, mineralisasi, nitrifikasi, denitrifikasi.

Siklus nitrogen sendiri adalah suatu proses konversi senyawa yang mengandungunsur

nitrogen menjadi berbagai macam bentuk kimiawi yang lain. Transformasi ini dapat terjadi secara

biologis maupun non-biologis. Siklus nitrogen secara khusus sangat dibutuhkan dalam ekologi

karena ketersediaan nitrogen dapat mempengaruhi tingkat proses ekosistem kunci, termasuk

produksi primer dan dekomposisi. Aktivitas manusia seperti pembakaran bahan bakar fosil,

penggunaan pupuk nitrogen buatan, dan pelepasannitrogen dalam air limbah telah secara dramatis

mengubah siklus nitrogen global. Pembukaannya sudah cukup, sekarang kita menginjak ke detail

proses daur / siklus nitrogen.

FUNGSI DALAM EKOLOGI

Nitrogen sangatlah penting untuk berbagai proses kehidupan di Bumi. Nitrogen adalah komponen

utama dalam semua asam amino, yang nantinya dimasukkan ke dalam protein, tahu kan

kalau protein adalah zat yang sangat kita butuhkan dalam pertumbuhan.Nitrogen juga hadir di

basis pembentuk asam nukleat, seperti DNA dan RNA yang nantinya membawa hereditas. Pada

tumbuhan, banyak dari nitrogen digunakan dalam molekul klorofil, yang pentinguntuk fotosintesis dan pertumbuhan lebih lanjut. Meskipun atmosfer bumi merupakan sumber

berlimpah nitrogen, sebagian besar relatif tidak dapat digunakan oleh tanaman. Pengolahan kimia

atau fiksasi alami (melalui proses konversi seperti yang dilakukan bakteri rhizobium), diperlukan

untuk mengkonversi gas nitrogenmenjadi bentuk yang dapat digunakan oleh organisme hidup, oleh

karena itu nitrogen menjadi komponen penting dari produksi pangan. Kelimpahan atau kelangkaan

dari bentuk "tetap" nitrogen, (juga dikenal sebagai nitrogen reaktif), menentukan berapa banyak

makanan yang dapat tumbuh pada sebidang tanah.

CONTOH REAKSI YANG MENGHASILKAN ENERGI PADA TUMBUHAN

Penemuan tentang fotosintesis



Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan

umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an. Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter

dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan

percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu

ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya

karena pemberian air. Tapi pada tahun 1720, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa

pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia berpendapat faktor itu adalah udara. Joseph

Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin

menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia

kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan

mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak"

udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara

yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan

bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.

Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia

menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan"

udara yang "rusak". Akhirnya di tahun 1796, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan

bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh

tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkanhubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara. Ia

menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon

dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli

berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti

glukosa).

Fotosintesis atau fotosintesa merupakan proses pembuatan makanan yang terjadi pada

tumbuhan hijau dengan bantuan sinar matahari dan enzim-enzim. Fotosintesis adalah suatu proses

biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi

terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya.

fotosintesis adalah fungsi utama dari daun. Proses fotosintesis sangat penting bagi

kehidupan di bumi karena hampir semua makhluk hidup tergantung pada proses ini. Proses

http://pengertian-definisi.blogspot.com/2010/10/istilah-tumbuhan-vegetasi-dan-flora.html





http://www.irwantoshut.net/carbon_trade_indonesia_forests.html





http://www.silvikultur.com/pengertian_unsur_hara.html


http://www.silvikultur.com/pengaruh_cahaya_terhadap_tanaman.html

http://www.silvikultur.com/hormon_tumbuhan.html

http://www.irwantoshut.net/picture_tree.html

http://pengertian-definisi.blogspot.com/2011/11/definisi-bioenergi-atau-energi-biomassa.html



http://www.irwantoshut.net/daun.html

http://www.irwantoshut.net/picture_indonesia_fauna.html













http://www.silvikultur.com/pengaruh_cahaya_terhadap_tanaman.html

http://www.silvikultur.com/hormon_tumbuhan.html

http://www.irwantoshut.net/picture_tree.html




http://www.irwantoshut.net/daun.html




Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi.

Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis ( photos berarti cahaya) disebut sebagai

fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon

bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang

ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan

oleh sejumlah bakteri belerang.

Fotosintesis adalah cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2

diikat (difiksasi) menjadi gula untuk molekul penyimpan energi. Cara lain yang dilakukanorganisme dalam mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis yang biasa dilakukan oleh

bakteri belerang.

PROSES FOTOSINTESIS

Proses fotosintesis tidak berlangsung untuk semua sel tetapi khusus ada sel yang

mengandung pigmen fotosintetik karena proses fotosintesis dipengaruhi oleh kemampuan daun

menyerap spektrum cahaya. Perbedaan ini disebabkan perbedaan pigmen pada jaringan daun.Kloroplas merupakan salah satu pigmen fotosintetik yang berperan penting dalam proses

fotosintesis untuk menyerap energi matahari.

Kloroplas atau zat hijau daun terdapat pada semua tumbuhan berwarna hijau. Kloroplas

mengandung klorofil. Pigmen fotosintesis ini terdapat pada membran tilakoid. Pengubahan energi



http://silvikultur.irwantoshut.net/pengaruh_cahaya_terhadap_tanaman.html








http://silvikultur.irwantoshut.net/pengaruh_cahaya_terhadap_tanaman.html








cahaya menjadi energi kimia berlangsung dalam tilakoid dengan produk akhir berupa glukosa yang

dibentuk di dalam stroma.Klorofil sendiri hanya merupakan sebagian dari perangkat dalam

fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Fotosistem adalah unit dari tumbuhan untuk

menangkap energi matahari (klorofil)

Proses fotosintesis dimulai dengan energi cahaya diserap oleh protein berklorofil yang

biasa disebut pusat reaksi fotosintesis. Pada tumbuhan, protein ini tersimpan di dalam organel yang

disebut kloroplas, sedangkan pada bakteri, protein ini tersimpan pada membran plasma. Sebagian

energi cahaya yang dikumpulkan klorofil disimpan dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP). Sisa

energi digunakan untuk memisahkan elektron dari zat seperti air. Elektron ini digunakan dalam

reaksi yang mengubah karbondioksia menjadi senyawa organik. Pada tumbuhan, alga, dan

cyanobacteria, ini dilakukan dalam suatu rangkaian reaksi yang disebut siklus Calvin, namunrangkaian reaksi yang berbeda ditemukan pada beberapa bakteri, misalnya siklus Krebs terbalik

pada Chlorobium. Banyak organisme fotosintesis memiliki adaptasi mengonsentrasikan atau

menyimpan karbondioksida untuk membantu mengurangi proses boros yang disebut fotorespirasi

yang menghabiskan sebagian dari gula yang dihasilkan selama fotosintesis.

Proses fotosintesis terus diselidiki karena ada sejumlah tahap yang belum dapat dijelaskan

secara ilmiah meskipun sudah banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis

sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika,

kimia, maupun biologi sendiri. Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dibagi dua bagian

utama yaitu reaksi terang (memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi

memerlukan karbon dioksida).

1.Reaksi Terang

Reaksi terang merupakan proses menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2 yang

memerlukan molekul air. Proses ini dimulai 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 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 bekerja secara simultan dalam fotosintesis dan saling

memperkuat.

Cahaya yang mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II akan membuatnya

melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi 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 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.



2. Reaksi Gelap

ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu proses biokimia. Pada

tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk

membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap

karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan

gelap (tanpa cahaya).

Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis.Reaksi ini

tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma.

Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO2, yang

berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat

diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew

Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.Salah satu substansi penting

dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat.

Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa

difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO2 dalam reaksi gelap. Secara umum, reaksi gelap dapat

dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.

• Pada fase fiksasi, 6 molekul ribulosa difosfat mengikat 6 molekul CO2 dari udara dan

membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil



• 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil itu kemudian pecah menjadi 12 molekul beratom

C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA).

• Selanjutnya, 3-asam fosfogliserat ini mendapat tambahan 12 gugus fosfat, dan membentuk

1,3-bifosfogliserat (PGA 1.3 biphosphat).

• Kemudian, 1,3-bifosfogliserat masuk ke dalam fase reduksi, dimana senyawa ini direduksi

oleh H+ dari NADPH, yang kemudian berubah menjadi NADP+, dan terbentuklah 12

molekul fosfogliseraldehid (PGAL) yang beratom 3C.

• Selanjutnya terjadi sintesa , 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan

diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C (C6H12O6).

• 10 molekul fosfogliseraldehid yang tersisa kemudian masuk ke dalam fase regenerasi, yaitu

pembentukan kembali ribulosa difosfat.(RDP/RuBP)

• Pada fase ini, 10 molekul fosfogliseraldehid berubah menjadi 6 molekul ribulosa fosfat.

Jika mendapat tambahan gugus fosfat, maka ribulosa fosfat akan berubah menjadi ribulosa

difosfat (RDP),

• RDP/RuBP kemudian kembali akan mengikat CO2 lagi , begitu setrusnya.

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.

FAKTOR PEMBATAS FOTOSINTESIS

• Faktor penentu laju fotosintesis



• Reaksi gelap ini menghasilkan APG (asam fosfogliserat), ALPG (fosfogliseraldehid),

RDP (ribulosa difosfat), dan glukosa (C6H12O6).

Dalam fotosynthesis kebutuhan karbon dioksida (CO2) pada reaksi gelap , akan dipenuhi dari

udara yang masuk melalui stomata tanaman

• Pada kebanyakan tanaman, fotosintesis berfluktuasi sepanjang hari sebagai stomata

membuka dan menutup.

• Biasanya, stomata terbuka di pagi hari, menutup pada tengah hari, membuka kembali di

sore hari, dan ditutup untuk baik di malam hari.

• Karbon dioksida yang berlimpah di udara, sehingga tidak menjadi faktor pembatas dalam

pertumbuhan tanaman.

• Pada sistem penanaman tanaman dengan Greenhouse tertutup rapat mungkin tidak cukup

memungkinkan udara luar untuk masuk dan dengan demikian mungkin kurangnya karbon

dioksida yang cukup untuk pertumbuhan tanaman.

• Karbon dioksida generator digunakan untuk menghasilkan CO2 di rumah kaca untuk

tanaman komersial seperti mawar, anyelir, dan tomat.

• Dalam rumah kaca rumah yang lebih kecil, es kering adalah sumber yang efektif dari CO2.

FAKTOR PEMBATAS FOTOSINTESIS

Faktor penentu laju fotosintesis

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis: Intensitas cahaya

Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.

1. Konsentrasi karbon dioksida

Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat

digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.

2. Suhu

Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu





3. Kadar air

Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan

karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.

4. 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.

5. Tahap pertumbuhan

Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yangsedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan

tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

Dengan terbentuknya Glukosa sebagai hasil akhir Fotosintesis nya , akan dirubah menjadi

Amylum dan kemudian dimanfaatkan menjadi berbagai bentuk karbohidrat . Supaya tidak

setengah setengah memahaminya Karbohidrat ini di kelompokkan menjadi berbagai bentuk yaitu

berdasarkan gugus gulanya. dan tentu secara pasti apapun bentuknya karbohidrat itu mutlak berasal

dari Hasil fotosintesis Tumbuhan Berdasar panjang rantai karbon, karbohidrat dibagi 3, yaitu:

1. Monosakarida Merupakan karbohidrat yang tidak bisa dihidrolisis menjadi bentuk yang

lebih sederhana dibagi menjadi triosa, tetrosa, pentosa, heksosa, heptosa. Heksosa dalam

tubuh antara lain glukosa, galaktosa, fruktosa dan manosa.

2. Oligosakarida Menghasilkan 2 - 6 monosakarida melalui hidrolisis. Oligosakarida yang

penting dalam tubuh adalah disakarida yang menghasilkan 2 monosakarida jika

dihidrolisis, contoh disakarida antara lain: sukrosa (gula pasir), laktosa (gula susu), dan

maltosa (gula gandum). Hidrolisis sukrosa menghasilkan glukosa dan fruktosa. Hidrolisis

laktosa menghasilkan galaktosa dan glukosa. Hidrolisis maltosa menghasilkan dua molekul

glukosa.

3. PolisakaridaMenghasilkan lebih dari 6 monosakarida melalui hidrolisis. Contoh: pati,

glikogen, selulosa, dekstrin.



faktor yang menentukan kecepatan fotosintesis

Beberapa faktor yang menentukan kecepatan fotosintesis:

1. Cahaya

Komponen-komponen cahaya yang mempengaruhi kecepatan laju fotosintesis adalah

intensitas, kualitas dan lama penyinaran. Intensitas adalah banyaknya cahaya matahari

yang diterima sedangkan kualitas adalah panjang gelombang cahaya yang efektif untuk

terjadinya fotosintesis.

2. Konsentrasi karbondioksida

Semakin banyak karbondioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat

digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.3. Suhu

Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu



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.

PROSES-PROSES DALAM DAUR NITROGEN





















Nitrogen hadir di lingkungan dalam berbagai bentuk kimia termasuk nitrogen organik, amonium

(NH4 +), nitrit (NO2-), nitrat (NO3-), dan gas nitrogen (N2). Nitrogen organik dapat berupa

organisme hidup, atau humus, dan dalam produk antara dekomposisi bahan organik atau humus

dibangun. Proses siklus nitrogen mengubah nitrogen dari satu bentuk kimia lain. Banyak proses

yang dilakukan oleh mikroba baik untuk menghasilkan energi atau menumpuk nitrogen dalam

bentuk yang dibutuhkan untuk pertumbuhan. Diagram di atas menunjukkan bagaimana proses-

proses cocok bersama untuk membentuk siklus nitrogen (lihat gambar).

1. Fiksasi Nitrogen

Fiksasi nitrogen adalah proses alam, biologis atau abiotik yang mengubah nitrogen di udara

menjadi ammonia (

NH3). Mikroorganisme yang mem-fiksasi nitrogen disebut diazotrof .

Mikroorganisme ini memiliki enzim nitrogenaze yang dapat

menggabungkan hidrogen dan nitrogen. Reaksi untuk fiksasi nitrogen biologis ini dapat ditulis

sebagai berikut :

N2 + 8 H+ + 8 e− → 2 NH3 + H2



Mikro organisme yang melakukan fiksasi nitrogen antara lain : Cyanobacteria, Azotobacteraceae,

Rhizobia, Clostridium, dan Frankia. Selain itu ganggang hijau biru juga dapat memfiksasi

nitrogen. Beberapa tanaman yang lebih tinggi, dan beberapa hewan (rayap), telah membentuk

asosiasi (simbiosis) dengan diazotrof . Selain dilakukan oleh mikroorganisme, fiksasi nitrogen juga

terjadi pada proses non-biologis, contohnya sambaran petir. Lebih jauh, ada empat cara yang dapat

mengkonversi unsur nitrogen di atmosfer menjadi bentuk yang lebih reaktif :

a. Fiksasi biologis: beberapa bakteri simbiotik (paling sering dikaitkan dengan tanaman polongan)

dan beberapa bakteri yang hidup bebas dapat memperbaiki nitrogen sebagai nitrogen organik.

Sebuah contoh dari bakteri pengikat nitrogen adalah bakteri Rhizobium mutualistik, yang hidup

dalam nodul akar kacang-kacangan. Spesies ini diazotrophs. Sebuah contoh dari hidup bebas

bakteri Azotobacter.

b. Industri fiksasi nitrogen : Di bawah tekanan besar, pada suhu 600 C, dan dengan penggunaan

katalis besi, nitrogen atmosfer dan hidrogen (biasanya berasal dari gas alam atau minyak bumi)

dapat dikombinasikan untuk membentuk amonia (NH3). Dalam proses Haber-Bosch, N2 adalah

diubah bersamaan dengan gas hidrogen (H2) menjadi amonia (NH3), yang digunakan untuk

membuat pupuk dan bahan peledak.

c. Pembakaran bahan bakar fosil : mesin mobil dan pembangkit listrik termal, yang melepaskan

berbagai nitrogen oksida (NOx).d. Proses lain: Selain itu, pembentukan NO dari N2 dan O2 karena foton dan terutama petir, dapat

memfiksasi nitrogen.

2. Asimilasi

Tanaman mendapatkan nitrogen dari tanah melalui absorbsi akar baik dalam bentuk ion

nitrat atau ion amonium. Sedangkan hewan memperoleh nitrogen dari tanaman yang mereka

makan. Tanaman dapat menyerap ion nitrat atau amonium dari tanah melalui rambut akarnya.

Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian ion amonium untuk

dimasukkan ke dalam asam amino, asam nukleat, dan klorofil. Pada tanaman yang memiliki

hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat berasimilasi dalam bentuk ion

amonium langsung dari nodul. Hewan, jamur, dan organisme heterotrof lain

mendapatkan nitrogen sebagai asam amino, nukleotida dan molekul organik kecil.



3. Amonifikasi

Jika tumbuhan atau hewan mati, nitrogen organik diubah menjadi amonium (NH4+) oleh bakteri

dan jamur.

4. Nitrifikasi

Konversi amonium menjadi nitrat dilakukan terutama oleh bakteri yang hidup di dalam tanah

dan bakteri nitrifikasi lainnya. Tahap utama nitrifikasi, bakteri nitrifikasi seperti

spesies Nitrosomonas mengoksidasi amonium (NH4 +) dan mengubah amonia menjadi nitrit

(NO2-). Spesies bakteri lain, seperti Nitrobacter, bertanggung jawab untuk oksidasi nitrit menjadi

dari nitrat (NO3-). Proses konversi nitrit menjadi nitrat sangat penting karena nitrit merupakan

racun bagi kehidupan tanaman.

Proses nitrifikasi dapat ditulis dengan reaksi berikut ini :

1. NH3 + CO2 + 1.5 O2 + Nitrosomonas → NO2- + H2O + H+

2. NO2- + CO2 + 0.5 O2 + Nitrobacter → NO3

-

3. NH3 + O2 → NO2− + 3H+ + 2e

−

4. NO2− + H2O → NO3

− + 2H+ + 2e

5. Denitrifikasi

Denitrifikasi adalah proses reduksi nitrat untuk kembali menjadi gas nitrogen (N2), untuk

menyelesaikan siklus nitrogen. Proses ini dilakukan oleh spesies bakteri

seperti Pseudomonas dan Clostridium dalam kondisi anaerobik. Mereka

menggunakan nitratsebagai akseptor elektron di tempat oksigen selama respirasi. Fakultatif

anaerob bakteri ini juga dapat hidup dalam kondisi aerobik.

Denitrifikasi umumnya berlangsung melalui beberapa kombinasi dari bentuk peralihan sebagai

berikut:

NO3− → NO2

− → NO + N2O → N2 (g)

Proses denitrifikasi lengkap dapat dinyatakan sebagai reaksi redoks:

2 NO3− + 10 e

− + 12 H+ → N2 + 6 H2O

6. Oksidasi Amonia Anaerobik



Dalam proses biologis, nitrit dan amonium dikonversi langsung ke elemen (N2) gas nitrogen.

Proses ini membentuk sebagian besar dari konversi nitrogen unsur di lautan. Reduksi dalam

kondisi anoxic juga dapat terjadi melalui proses yang disebut oksidasi amonia anaerobik

NH4+ + NO2

− → N2 + 2 H2O

DAFTAR PUSTAKA

Anonimous. 2012a. Pengertian Energi. http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2110370-

pengertian-energi/#ixzz1qDijMBuS. Diakses pada tanggal 25 Maret 2012

. 2012b. Daur Nitrogen. http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2011/08/daur-siklus-

nitrogen.html. Diakses pada tanggal 27 Maret 2012

. 2012c. Fotosintesis. http://www.irwantoshut.net/fotosintesis.html. Diakses pada

tanggal 25 Maret 2012

.2021d. Fotosintesis. http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis. Diakses pada tanggal 25

Maret2012

http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2110370-pengertian-energi/#ixzz1qDijMBuS


http://kamuspengetahuan.blogspot.com/2011/08/daur-siklus-nitrogen.html


http://www.irwantoshut.net/fotosintesis.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis





http://www.irwantoshut.net/fotosintesis.html

http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis

Documents

metabolisme energi