Anabolisme disebut juga sintesis, merupakan proses penyusunan bahan anorganik menjadi bahan organik. Dalam peristiwa ini diperlukan masukan energi (reaksi endergonik). Contoh dari anabolisme adalah proses fotosintesis yang berlangsung dalam kloroplas.
Kloroplas
Kloroplas merupakan organel yang hanya didapati pada tumbuhan hijau. Organel ini memiliki membran rangkap dua, yaitu membran luar dan membran dalam. Membran dalam memiliki bentuk perluasan yang disebut lamela. Pada lamela terdapat modifikasi membran yang menyerupai tumpukan koin yang disebut grana. Setiap grana disusun oleh thilakoid. Pada thilakoid tersebut terdapat pigmen fotosintetik. Semua ruang bagian dalam kloroplas berisi cairan yang disebut stroma.
Fotosintesis
Reaksi fotosintesis juga merupakan reaksi redoks. Proses ini berlangsung dalam dua tahap, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
1. Reaksi Terang/Light Reaction/Reaksi Hill
Reaksi terang merupakan tahap fotosintesis yang memerlukan cahaya. Proses yang berlangsung pada thilakoid ini memerlukan bahan: H2O, akseptor elektron berupa NADP (nikotinamida adenin dinukleotida fosfat) dan pigmen fotosintetik.
Pigmen fotosintetik yang terdapat dalam thilakoid ada tiga macam:
- klorofil a, disebut juga photosystem I/photosystem 700
- klorofil b, disebut juga photosystem II/photosystem 680
- karotenoid (disebut juga pigmen antena), terdiri dari karoten dan xantofil
Peristiwa yang berlangsung pada reaksi terang adalah sebagai berikut: bila P700 menerima cahaya, elektronnya akan tereksitasi sehingga elektron lepas dari P700 dan diterima oleh feredoxin (akseptor primer). Feredoxin memberikan elektron pada NADP sehingga tereduksi menjadi NADPH. Karena P700 kehilangan elektron ia memperoleh gantinya dari P680.
Bila P680 menerima cahaya, elektronnya tereksitasi sehingga lepas dan diterima oleh akseptor primer. Elektron berjalan dari akseptor primer ke sitokrom dan akhirnya ke P700. Saat elektron berpindah dari sitokrom ke P700 dilepaskan energi yang digunakan untuk membentuk ATP. P680 yang kehilangan elektron memperoleh ganti dari dari proses fotolisis air.
Keseluruhan perjalanan elektron tersebut disebut siklus non siklis, karena elektron berjalan dari H2O dan akhirnya diterima NADP. Bentuk lain dari lintasan elektron adalah siklus siklis. Siklus ini bermula dari P700 yang menerima cahaya, elektron yang lepas diterima feredoksin tetapi tidak diberikan ke NADP melainkan ke sitokrom, lalu kembali ke P700. Saat elektron berjalan dari sitokrom ke P700 dihasilkan energi yang digunakan untuk membentuk ATP.Dari keterangan di atas dapat diketahui ada tiga bahan yang dihasilkan saat reaksi terang, yaitu: NADPH, ATP, dan O2. Dua yang pertama digunakan sebagai bahan untuk terlaksananya reaksi gelap.
2. Reaksi Gelap/Dark Reaction/Siklus Calvin-Benson
Reaksi gelap merupakan tahap fotosintesis yang tidak memerlukan cahaya. Proses yang berlangsung pada stroma ini memerlukan bahan yang dibentuk pada reaksi terang yaitu NADPH dan ATP, serta CO2 dari udara. Reaksi dimulai dari pengikatan CO2 oleh ribulosa difosfat (RDP) dan pada akhir siklus dibentuk fosfogliseraldehid (PGAL) yang kemudian diubah menjadi glukosa (lihat bagan di atas)
Penjelasan Tentang Fotosintesis -
Fotosintesis adalah proses pembentukan karbohidrat dari karbon dioksida
(CO2) dan air (H2O) pada kloroplas dengan bantuan cahaya
matahari. Fotosintesis dapat dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan bakteri yang
memiliki kloroplas. Hasil dari fotosintesis adalah molekul glukosa yang disimpan
dalam bentuk pati, amilum, atau tepung. Secara garis besar, reaksi fotosintesis
dapat dituliskan sebagai berikut:
Pada beberapa aspek, proses fotosintesis dapat dikatakan sebagai kebalikan
proses respirasi seluler. Fotosintesis membentuk glukosa dan menggunakan energi
matahari, sedangkan respirasi memecah glukosa untuk menghasilkan energi.
Cahaya Matahari
Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi. Mata manusia dapat
melihat cahaya tampak dengan panjang gelombang 400 nm (ungu) hingga 730 nm
(merah). Cahaya matahari sebenarnya merupakan campuran panjang gelombang yang
berbeda dan cahaya tampak hanyalah sebagian kecil gelombang yang dipancarkan
matahari. Cahaya tampak terdiri atas warna pelangi dari ungu hingga merah.
Perhatikan gambar berikut.
 |
| Berbagai gelombang cahaya darimatahari. Hanya cahaya tampak yang dapat dilihat mata manusia |
Permukaan benda akan tampak hitam jika menyerap semua panjang gelombang
cahaya tampak. Adapun benda yang tampak putih memantulkan semua panjang
gelombang cahaya tampak. Benda yang berwarna menyerap sebagian warna dan
memantulkan warna yang terlihat mata. Jika benda berwarna merah, ia memantulkan
cahaya merah dan menyerap cahaya lainnya.
Pigmen Fotosintesis
Pada sel eukariot, proses fotosintesis terjadi dalam organel yang disebut
kloroplas. Organel ini memiliki dua lapis membran luar. Di dalam kloroplas
terdapat tumpukan membran yang disebut tilakoid. Tilakoid merupakan membran yang
mirip kantung dan pada beberapa bagian tersusun bertumpuk membentuk grana.
Selengkapnya Tentang Pigmen Fotosintesis...
Mekanisme Fotosintesis
Pada awal abad ke-20, para ilmuwan menyadari bahwa fotosintesis dapat
dibedakan menjadi dua proses reaksi yang memerlukan cahaya dan reaksi yang tidak
memerlukan cahaya. Reaksi yang memerlukan cahaya disebut juga reaksi terang.
Reaksi ini secara langsung berhubungan dengan pigmen dan tilakoid di kloroplas.
Adapun reaksi yang tidak memerlukan cahaya disebut juga reaksi gelap, terjadi di
stroma dan matriks klorofil. Selengkapnya Tentang Mekanisme Fotosintesis…
Faktor-Faktor yang Memengaruhi Fotosintesis
Terdapat beberapa faktor yang memengaruhi fotosintesis pada tumbuhan. Faktor
tersebut dapat dikelompokkan menjadi faktor genetis dan faktor lingkungan.
Faktor genetis menentukan sifat dasar fotosintesis suatu tumbuhan. Faktor
genetis mengatur lebar daun, jumlah daun, serta konsentrasi klorofil suatu
tumbuhan.
Faktor lingkungan memengaruhi fotosintesis suatu tumbuhan sehingga daun
tumbuhan dari spesies yang sama dapat memiliki laju fotosintesis yang berbeda.
Faktor lingkungan dapat memengaruhi fotosintesis tumbuhan, di antaranya sebagai
berikut.
- Faktor cahaya, sangat mempengarui fotosintesis. Jika tidak terdapat cahaya, fotosintesis tidak terjadi. Ketika cahaya mulai tampak dan intensitasnya semakin naik, fotosintesis pun mulai terjadi dan lajunya naik seiring intensitas cahaya. Laju intensitas maksimum umumnya terjadi mendekati tengah hari. Ketika cahaya matahari bersinar sangat terang.
- Faktor suhu, memengaruhi fotosintesis dengan adanya rentang suhu optimal bagi fotosintesis. Suhu optimal tersebut berkisar antara 28–30°C. Fotosintesis umumnya tidak dapat berlangsung pada suhu di bawah 5°C dan di atas 50°C.
- Konsentrasi CO2, pada tingkat di bawah 0,15 % dapat meningkatkan laju fotosintesis. Akan tetapi, jika konsentrasi CO2 0,15% atau lebih, stomata akan menutup dan fotosintesis terhenti. Bahkan pada beberapa tumbuhan, konsentrasi CO2 di atas normal (0,04%) tidak lagi meningkatkan laju fotosintesis.
- Ketersediaan air berperan dalam fotosintesis. Fotosintesis dapat terhenti jika tidak tersedia air yang menyebabkan stomata menutup dan menghentikan laju fotosintesis.
- Ketersediaan nutrisi, berhubungan dengan pembentukan klorofil serta kofaktor enzim-enzim fotosintesis. Jika nutrisi tersebut tidak tersedia dapat menghambat fotosintesis.
