Pages

Wednesday, July 8, 2015

Metabolisme Sel

A. PENGERTIAN METABOLISME
Metabolisme adalah reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. Metabolisme sel dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana untuk menghasilkan energi.
2. Anabolisme adalah proses sintesis senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks.
Umumnya, proses metabolik melibatkan aktivitas katalis biologik yang disebut enzim dengan melibatkan ATP.
B. ENZIM
1. Komponen Enzim
a. Apoenzim, yaitu bagian enzim yang berupa protein, bersifat tidak tahan panas (termolabil), dan berfungsi menentukan kekhususan dari enzim.
b. Gugus prostetik, yaitu bagian yang bukan protein dan bersifat aktif, terdiri dari kofaktor (molekul anorganik, misalnya Fe, Zn, Cu) dan koenzim (senyawa organik kompleks, misalnya NAD+, FAD, Koenzim A, dan vitamin B).
2. Sifat-sifat Enzim
- Merupakan protein
- Biokatalisator (mempercepat reaksi, tanpa ikut bereaksi).
- Bekerja secara spesifik (hanya mempengaruhi substrat tertentu saja).
- Diperlukan dalam jumlah sedikit.
- Bekerja secara bolak-balik.
- Termolabil (dipengaruhi oleh suhu)
3. Mekanisme Kerja Enzim
Enzim mengkatalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi. Enzim meningkatkan reaksi dengan cara menurunkan energi ativasi. Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu:
a. Teori gembok dan kunci ( Lock and key theory)
Teori gembok dan kunci menyatakan bahwa enzim diumpamakan sebagai gembok dan substrat diumpamakan sebagai kunci yang dapat berikatan dengan sisi aktif enzim.
Hasil gambar untuk Teori gembok dan kunci ( Lock and key theory)
b. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)
Pada teori ini sisi aktif enzim bersifat fleksibel, sehingga ikatan antara enzim dan substrat dapat berybah menyesuaikan substrat.
Hasil gambar untuk Teori gembok dan kunci ( Lock and key theory)
4. Faktor-faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim
a. Suhu, enzim hanya mampu bekerja optimum pada kisaran suhu tertentu (30-40)°C. Suhu yang tinggi dapat menyebabkan denaturasi, sedangkan suhu yang rendah dapat menghambat reaksi.
b. pH, pH optimum yang diperlukan tergantung pada jenis enzimnya.
c. Konsentrasi enzim dan substrat, penambahan kosentrasi enzim mengakibatkan kecepatan reaksi meningkat, sehingga dicapai kecepatan konstan.
d. Inhibator (zat penghambat), dibagi menjadi dua, yaitu:
- Inhibator kompetitif adalah molekul penghambat yang bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim
Hasil gambar untuk reaksi respirasi- Inhibator nonkompetitif adalah molekil penghambat enzim yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada luar sisi aktif enzim, sehingga bentuk enzim berubah dan sisi aktif enzim tidak dapat berfungsi. Hal ini menyebabkan substrat tidak masuk ke sisi aktif enzim.
C. KATABOLISME KARBOHIDRAT
Katabolisme merupakan reaksi pemecahan senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana disertai dengan pembebasan energi dalam bentuk ATP. contoh katabolisme, yaitu proses respirasi. Ada dua macam respirasi, yaitu: 
1. Respirasi Aerob
 Secara sederhana, reaksi repirasi adalah sebagai berikut:

Tahapan-tahapan respirasi aerob:
a. Glikolis adalah peristiwa pengubahan molekul glukosa (6 atom C) menjadi 2 molekul yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat (3 atom C). Produk penting glikolis adaha:
1) 2 molekul asam piruvat.
2) 2 molekul NADH sebagai sumber elektron berenergi tinggi.
3) 2 molekul ATP dari 1 molekul glukosa.
b. Dekarboksilasi oksidatif (reaksi transisi atau reaksi antara)
Pada tahap ini terjadi pengubahan asam piruvat menjadi asetil Co-A yang berlangsung di matriks mitokondria, menghasilkan 2 asetil Co-A dan CO2, serta NADH.
c. Siklus Krebs (Asam sitrat)
Siklus krebs terjadi di matriks mitokondria. Dakan siklus krebs, dihasilkan 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP, dan 4 CO2.
d. Transpor elektron
Transpor elektron terjadi di membran dalam (krista) mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H+ bereaksi dengan oksigen yang berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H2O. ATP yang dihasilkan pada tahap ini adalah 34 ATP.
 Hasil gambar untuk Respirasi Aerob
2. Respirasi Anaerob
Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai penerima akhir pada saat pembentukan ATP. Respirasi anaerob juga menggunakan glukosa sebagai substrat. Fermentasi dibedakan menjadi dua, yaitu:
a. Fermentasi alkohol, dilakukan oleh jamur ragi (Saccharomyces sp.)
b. Fermentasi asam laktat, terjadi pada otot manusia saat melakukan kerja keras dan persediaan oksigen kurang mencukupi.
Hasil gambar untuk Fermentasi asam laktat
D. ANABOLISME KARBOHIDRAT
Reaksi anabolisme merupakan peristiwa sintesis atau penyusunan, sehngga memerlukan energi, dan dibentuk reaksi endergonik. Contoh: fotosintesis, kemosintesis.
1. Fotosintesis
Fotosintesis adalah peristiwa pembentukan zat organik (karbohidrat) dari CO2 dan H2O dengan bantuan energi cahaya matahari. Secara sederhana, reaksi fotosintesis sebagai berikut:
Hasil gambar untuk reaksi Fotosintesis
Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Kloroplas merupakan organel plastida yang mengandung pigmen hijau daun (klorofil). Kloroplas tersusun atas bagian-bagiannya, antara lain: Stroma (cairan plastida untuk pembentukan karbohidrat), tilakoid ( struktur cakram bertumpuk-tumpuk, yang terbentuk dari pelipatan membran dalam kloroplas, dan berfungsi menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia) serta grana ( selubung tangkai penghubunh tilakoid).
Hasil gambar untuk struktur kloroplas
a. Tahap-tahap Fotosintesis
Proses reaksi fotosintesis dalam tumbuhan tinggi dibagi menjadi dua tahap, yaitu:
1) Reaksi terang (Hill)
Reaksi terang 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. Pada reaksi terang, elektron dilepaskan melalui dua macam aliran, yaitu:
- Jalur Siklik, elektron dilepaskan oleh forosistem I (P700 nm), kemudian melalui sistem transpor elektron akan kembali ke fotosistem lagi. Jalur ini hanya menghasilkan ATP.
- Jalur Nonsiklik, pada jalur ini terjadi fotolisis air.

 Fotosistem II akan mengambil elektron hasil fotolisis. Dari fotolisis II, elektron diteruskan ke fotosistem I (P680) melalui sistem transpor elektron. Dalam proses tersebut akan terbentuk ATP. Pada saat yang bersamaan, fotosistem I akan melekpaskan elektron. Elektron tersebut diteruskan ke sistem transpor elektron hingga akhirnya diikat NAPD" untuk membentuk NAPDPH2.
Hasil akhir dari reaksi terang antara lain: ATP, NAPDH 2, dan O2.
2) Reaksi gelap ( siklus Calvin/Blackman)
Disebut juga siklus Calvin-Benson. Reaksi ini disebut reaksi gelap, karena tidak tergantung secara langsung dengan cahaya matahari. Reaksi gelap terjadi di stroma Reaksi gelap terjadi melalui beberapa tahapan, yaitu:
- Tahap fiksasi (pengikatan) CO2 oleh ribulosa bifosfat (RuBP) menjadi fosfat gliserat (APG)
- Tahap reduksi APG menjadi fosfogliseraldehid (PGAL) dengan memakai ion H+ dari NADPH2
- Tahap regenerasi RuBP dan penambabatan CO2 kembali berlangsung.
Hasil dari reaksi gelap adalah  C6H12O6 (karbohidrat)
Hasil gambar untuk struktur calvin
b. Percobaan Fotosintesis
1) Ingenhousz
- Perangkat percobaan yang digunakan adalah Hydrilla verticillata dalam bejana yang ditutup dengan corong terbalik yang di atasnya diberi tabung reaksi yang telah diisi penuh aur dan disinari cahaya matahari.
- Kesimpulan percobaan: akan terbentuk gelembung-gelembung air yang merupakan O2
2) Sachs
- Perangkat percobaan yang digunakan adalah daun yang dituup kertas alumunium foil dan daun dalam keadaan terbuka.
- Setelah terkena sinar matahari dilakukan perebusan daun di air yang mendidih (mematikan sel-sel daun).
- Perlakuan selanjutnya dimasukkan ke alkohol (melarutkan klorofil).
- Ditetesi dengan lugol (menguji adanya amilum).
- Jika positif mengandung amilum, warna daun berubah menjadi biru tua. Jika negatif, warna daun pucat.
- Kesimpulan percobaan: hasil fotosintesis berupa amilum
3) Englemann
- Perangkat percobaan yang digunakan adalah spriogyra yang diletakkan di atas gelas benda yang telah diberi air dan diamati di bawah mikroskop.
-Kesimpulan percobaan: fotosintesis membutuhkan cahaya dan klorofil serta menghasilkan O2
c. Jalur C3, C4. dan CAM
1) Daur C3, terjadi pada tanaman polong-polongan, gandum, padi. Daur ini diawali dengan fiksasi CO2, yaitu menggabungkan CO2 dengan sebuah molekul akseptor karbon. Tetapi, dalam daur ini CO2 difiksasi ke gula berkarbon lima, yaitu ribulosa bifosfat (RuBP) oleh enzim karboksilase RuBP (rubisko). Molekul berkarbon 6 yang berbentuk tidak stabil dan segera terpisah menjadi 2 molekul fosfogliserat (PGA).
2) Daur C4 disebut juga jalur metabolisme Hatch-Slack, yaitu jalur metabolisme penambatan CO2 yang pada tahap reaksi pertamanya melibatkan pembentukan asam dikarboksinat beratom karbon empat, yaitu oksaloasetat, malat, dan asam aspartat. Daur C4 ini terjadi pada tumbuhan golongan C, seperti jagung, rumput-rumputan, dan tumbuhan padang pasir.
3) Daur CAM, daur ini terjadi pada tanaman nanas, kaktus, bunga lili, agave, dan beberapa jenis anggrek. Secara biokimia, daur CAM identik dengan daur C4, kecuali adanya pemisahan reaksi sintesis antara mesofil dengan berkas sel seludang bahkan, semua reaksi dipisahkan oleh waktu, suatu faktor yang sangat penting bagi kelangusungan hidup tanaman CAM pada lingkungan yang kering.
2. Kemosintesis
Kemosintesis adalah reaksi penyusunan bahan organik yang dilakukan dengan energi yang diperoleh dari pemecahan senyawa kimia. Bakteri yang mampu melakukan kemosintesis adalah bakteri kemoautotrof. Beberapa macam bakteri kemoatotrof, yaitu:
a. Bakteri Nitrit, mengoksidasi amonia (NH3) menjadi nitrit )HNO2). Misalnya Notrosomonas dan Nitrosococcus.
b. Bakteri Nitrat, mengoksidasi nitrit (HNO2) menjadi (HNO3). Misalnya Nitrobacter.
c. Bakteri Sulfur, mengoksidasi hidrogen sulfida (H2S) menjadi air (H2O) dan sulfur (S).

Sunday, July 5, 2015

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan

Hasil gambar untuk pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
A. Definisi Pertumbuban dan Perkembangan
1. Pertumbuhan adalah proses pertambahan volume sel, pertambahan ukuran sel yang bersifat irreversible (tidak dapat balik), karena adanya pembelahan mitosis atau pembesaran sel. Pertumbuhan dapat diukur secara kuantitatif dengan busur pertumbuhan atau auksanometer.
2. Perkembangan adalah terspesialisasinya sel-sel menjadi struktur dan fungsi tertentu. Perkembangan dapat diukur secara kualitatif, dinyatakan dengan perubahan bentuk dan tingkat kedewasaan.
B. Tahapan pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
1. Perkecambahan
Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil) dari dalam biji yang merupakan hasil pertumbuhan dan perkembangan embrio.
a. Proses perkecambahan pada biji
1) Proses fisika
Terjadi ketika biji menyerap air (imbibisi), akibat dari potensial air rendah pada biji yang kering.
2) Proses kimia
Dengan masuknya air, biji mengambang dan kulit akan pecah. Air yang masuk mengaktifkan embrio untuk melepaskan hormon giberelin. Hormon ini akan mendorong aleuron untuk mensintesis dan mengeluarkan enzim. Enzim bekerja dengan menghidrolisis cadangan makanan yang terdapat dalam endosperma. Misalnya, enzim amilase menghidrolisis pati dalam endosperma menjadi glukosa. Glukosa ini diperlukan untuk pertumbuhan embrio menjadi bibit tanaman.
b. Tipe perkecambahan ada dua macam, antara lain:
1) Tipe perkecambahan epigeal
Tipe ini terjadi jika plumula (calon daun) dan kotiledon muncul di atas permukaann tanah. Contoh: kacang hijau dan kacang tanah.
2) Tipe perkecambahan hipogeal
Tipe ini terjadi jika plumula (calon daun) muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tetap berada di dalam tanah. Contoh: kacang kapri dan jagung.
C. Macam-Macam Pertumbuhan Pada tumbuhan
1. Pertumbuhan Primer
Pertumbuhan primer merupakan pertumbuhan yang terjadi karena adanya aktivitas meristem primer yang terdapat pada ujung akar dan ujung batang. Titik tumbuh primer dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu:
a. Daerah pembelahan sel, terdapat di bagian ujung akar dan ujung batang. Sel-sel di daerah ini aktif membelah (bersifat meristematik)
b. Daerah perpanjangan sel, terletak di belakang daerah pembelahan. Sel-sel di daerah ini memiliki kemampuan untuk membesar dan memanjang.
c. Daerah diferensiasi sel, merupakan daerah yang sel-selnya berdiferensiasi menjadi sel-sel yang mempunyai fungsi dan struktur khusus.
2. Pertumbuhan sekunder
Pertumbuhan sekunder merupakan pertumbuhan yang terjadi karena adanya aktivitas dari sel-sel meristem sekunder, yaitu kambium dan kambium gabus (felogen). Pertumbuhan ini dijumpai pada tumbuhan dikotil.
D. Faktor-faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dipengaruhi oleh dua faktor, yaitu:
1. Faktor eksternal (luar)
Faktor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan antara lain:
a) cahaya, berperan dalam proses fotosintesis, namun cahaya yang berlebihan menghambat kerja hormon auksin (hormon pertumbuhan).
b) Air, berfungsi untuk fotosintesis, mengaktifkan reaksi enzimatik, menjaga kelembapan, dan membantu perkecambahan biji.
c.Suhu, tumbuhan membutuhkan suhu tertentu untuk tumbuh dan berkembang dengan baik yang diseut suhu optimum. Suhu erat kaitannya dengan enzim. Jika suhu terlalu tinggi atau terlalu rendah, maka enzim akan rusak
d) kelembapan, kelembapan udara yang tinggi akan dapat mendukung proses perkecambahan dan pertumbuhan. kondisi yang lembab mennyebabkan banyak air yang diserap oleh tumbuhan dan sedikit yang diuapkan. Kondisi tersebut mendukung aktivitas pemanjangan sel-sel.
e) Nutrisi, adalah sumber energi dan sumbur materi untuk mensintesis berbagai komponen sel. Nutrien yang dibutuhkan tumbuhan bukan hanya CO2 dan H2O, tetapi juga unsur-unsur lainnya. CO2 diabsorpsi oleh daun, sedangkan H2O dan mineral diserap oleh akar. Unsur mineral yang diperlukan tumbuhan dibedakan menjadi duam macam yaitu:
- Makroelemen, yaitu unsur mineral yang diperlukan dalam jumlah yang besar. Contoh: C, H, O, N, S, P, K, Ca, Mg.
- Mikroelemn, yaitu unsur mineral yang dibutuhkan dalam jumlah yang kecil. Contohnya: Fe, Cl, Cu, Zn, molibdenum, boron, dan nikel.
2. Faktor internal (dalam)
Faktor internal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan adalah gen dan hormon.
a) Gen
Di dalam gen terkandung faktor-faktor sifat keturunan yang dapat diturunkan dari induk ke keturuannya. Gen berfungsi untuk mengontrol reaksi kimia di dalam sel, misalnya sintesis protein.
b) Hormon
Hormon merupakan regulator pertumbuhan yang sangat essensial yang dibuat pada satu bagian tumbuhan, sedangkan respons pertumbuhan terhadap hormon di terjadi di bagian tumbuhan lainnya, misalnya di akar, batang, atau daun. Hormon tumbuhan (fitohormon) antara lain:
1) Auksin
- Merangsang pemanjangan sel.
- Memacu dominasi tunas apikal (tunas di ujung batang).
- Merangsang pembentukan bunga dan buah.
2) Giberelin
- Memacu pertumbuhan batang (bolting/tumbuhan raksasa).
- Merangsang perkecambahan biji dan tunas.
- Merangsang perkembangan buah tanpa biji (partenokarpi).
3) Sitokinin
- Memacu pembelahan sel dan pembentukan organ.
- Menunda penuaan.
- Memacu perkembangan kuncup samping.
4) Asam Asbisat (ABA)
- Menghambat pertumbuhan tunas.
- Dormansi biji
- Memacu pengguguran daun, bunga, dan buah.
5) Etilen
- Mempercepat pematangan buah.
- Merangsang pembungaan.
- Merangsang penuaan dan pengguguran daun.
6) Asam traumalin
  Memacu pembentukan jaringan baru pada bagian yang luka
7) Kalin
- Rhizokalin, merangsang pertumbuhan akar.
- Filokalin, Merangsang pertumbuhan daun.
- Kaulokalin, merangsang pertumbuhan batang.
- Anthokalin, merangsang pertumbuhan bunga.

Jika belum mengerti baca juga ini.

Lihat Juga

Jelaskan mekanisme konjugasi pada Spirogyra

Konjugasi adalah salah satu bentuk reproduksi seksual yang ditemukan pada Spirogyra, yang merupakan salah satu jenis ganggang hijau filamen ...

You can replace this text by going to "Layout" and then "Page Elements" section. Edit " About "