Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan Makalah Biokimia Tanaman ini tepat pada waktunya.
Melalui kesempatan ini penulis mengucapkan terima kasih banyak yang tidak terhingga yaitu kepada dosen pengajar mata kuliah Biokimia Tanaman yang telah banyak membantu penulis selama ini sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah yang masih jauh dari sempurna ini.
Penulis sangat mengharapkan saran maupun kritik yang bersifat membangun sehingga penulis dapat memperbaiki makalah yang masih sangat sederhana ini sehingga menuju kesempurnaan dan juga penulis akan berusaha untuk dapat menyelesaikan pembuatan makalah yang lebih baik pada waktu yang akan datang.
Penulis mengharapkan semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi kita semua dan juga penulis berharap agar makalah ini dapat diterima sebagaimana mestinya. Amin.
Banjarbaru, 25 November 2015
BAB I PENDAHULUAN
Latar Belakang
Fotosintesis merupakan suatu proses dimana terjadi sintesa karbohidrat tertentu dari karbondioksida dan air yang dilakukan oleh sel-sel yang berklorofil dengan adanya cahaya matahari dan di hasilkan atau dibebaskan gas oksigen. Proses fotosintesis juga dinamakan asimulasi karbon, salah satu kemampuan tumbuhan hijau ada memanfaatkan zat karbon udara untuk diubah menjadi bahan organik bila tersedia cahaya yang cukup. Secara umum persamaan reaksi kimia pada pristiwa pada fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut:
6CO2+6H2O cahaya matahari C6H12O6+6O2 klorofil
Persamaan reaksi diatas tidaklah menunjukkan mekanisme dari proses fotosintesiss, melainkan menunjukkan hasil akhir yabg dihasilkan dalam proses fotosintesis (Prawirahartono, 1998).
Fotosintesis merupakan proses pembakaran dalam tubuh tanaman yang akan menghasilkan oksigen yang berfungsi untuk proses pernapasan pada manusia oleh karena itu manusia tidak dapat terlepas dari tumbuhan karena apabila tidak ada tumbuhan maka tidak akan ada udara untuk pernapasan manusia. Oleh karena itu manusia tidak bisa terlepas dari lingkungan untuk kebuuhan hidupnya (Odum, 1967).
Persamaan fotosintesis : 6CO2+6H2O cahaya matahari C6H12O6+6O2 klorofil
proses yang amat berbeda menjadi jelas setelah dilakukannya percobaan. Tumbuhan air yang hijau, Elodea merupakan organisme uji percobaan. Bila sepotong tumbuhan itu ditempatkan terbalik didalam larutan encer NaHCO3, (yang merupakan sumber CO2) diterangi dengan lampu senter mak gelembung oksigen akan segera dkeluarkan dari bagian potong tangkainya. Karena laju fotosintesis tidak meningkatnya penyinaran, maka Blackman mengambil kesimpulan bahwa paling tidak ada dua proses berlainan yang terlibat: satu, suatu reaksi yang memerlukan cahaya dan yang satu lagi reksi yang tidak memerlukan cahaya. Yang terakhir dinamai “reaksi gelap” walau dapat berlangsung terus dalam terang. Blackman berteori bahwa pada intensitascahaya sedang “reaksi terang” membatasi atau melajukan seluruh proses (Kimball, 1994).
Suatu sifat fisiologi yang hanya dimiliki oleh suatu tumbuhan adalah kemampuan untuk menggunakan zat karbon dari udara untuk dibentuk menjadi bahan organik serta diasimilasikan di dalam tubuh dari suatu tanaman. Pada peristiwa ini hanya dapat terjadi apabila jika ada cukup cahaya dan oleh karena itu, maka asimilasi zat karbon itu dapat disebut dengan fotosintesis. Secara lengkapnya itu dapat dikatakan bahwa fotosintesis atau asimilasi zat karbon merupakan suatu proses dimana zat-zat organik H2O dan CO2 oleh klorofil diubah menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan dari sinar matahari (Salisbury, 1980).
4
CAM lebih adaptif di daerah panas dan kering dibandingkan dengan tumbuhan C3. Namun tanaman C3 lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi. Sebagian besar tanaman pertanian, seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapas merupakan tanaman dari kelompok C3. Tanaman C3 dan C4 dibedakan oleh cara mereka mengikat CO2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses assimilasi. Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP (RuBP merupakan substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal (Kimball, 1994).
Tanaman C3 dalam fotosintesis C3 berbeda dengan C4, pada C3 karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung. Struktur kloroplas pada tanaman C3 homogen. Tanaman C3 mempunyai suatu peran penting dalam metabolisme, tanaman C3 mempunyai kemampuan fotorespirasi yang rendah karena mereka tidak memerlukan energi untuk fiksasi sebelumnya. Tanaman C3 dapat kehilangan 20 % carbon dalam siklus calvin karena radiasi, tanaman ini termasuk salah satu group phylogenik. Konsep dasar reaksi gelap fotosintesis siklus Calvin (C3) adalah sebagai berikut CO2 diikat oleh RuBP untuk selanjutnya dirubah menjadi senyawa organik C6 yang tidak stabil yang pada akhirnya dirubah menjadi glukosa dengan menggunakan 18 ATP dan 12 NADPH. Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma. Untuk menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3 (Salisbury, 1980).
Senyawa organik yang baru adalah rantai karbon yang dibentuk oleh tumbuhan hijau untuk diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang pada selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi suatu glukosa. Glukosa yang digunakan bila tidak segera diangkut maka akan mengalami proses kondensasi hingga menjadi amilum yang dapat disimpan dalam plastida (Kimball, 1992).
Tumbuhan C4 - tumbuhan yang didapati mempunyai 4-karbon asid organik seperti oxalacetate, malate, dan aspartate.
Tumbuhan C3 - tumbuahn yang didapati mempunyai sebatian 3-karbon yang stabil hasil daripada fotosintessis RuBP merupakan penerima karbon diperingkat permulaan.
BAB II PEMBAHASAN
Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3, 3-fosfogliserat. Kebanyakan tumbuhan yang menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3. Padi, gandum, dan kedelai merupakan contoh-contoh tumbuhan C3 yang penting dalam pertanian (Kimbal, 1994).
Kondisi lingkungan yang mendorong fotorespirasi ialah hari yang panas, kering, dan terik-kondisi yang menyebabkan stomata tertutup. Kondisi ini menyebabkan CO2 tidak bisa masuk dan O2 tidak bisa keluar sehingga terjadi fotorespirasi. Dalam spesies tumbuhan tertentu, ada cara lain fiksasi karbon yang meminimumkan fotorespirasi. Dua adaptasi fotosintetik yang paling penting ini ialah fotosintesis C4 dan CAM (Kimbal, 1994).
kloroplas pada bagian stroma. Untuk menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3 (Sukarno, 1995).
Fotosintesis
Proses fotosintesis pada tanaman C3 melibatkan 2 tahap:
Tahap I: reaksi terang (reaksi tergantung cahaya), mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Reaksi ini terdiri dari fotosintesis dan fotofosforilasi.
Tahap II: siklus Calvin (gelap), merakit molekul gula, terdiri dari reaksi termokimia dan reaksi fiksasi CO2 (Sukarno, 1995).
Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali 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 akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energy (Kimbal, 1994).
8
nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat (Kimbal, 1994).
Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari 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 oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen (Kimbal, 1994).
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 (Odum, 1967).
karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya) (Hardianto, 2004).
BAB III PENUTUP
Kesimpulan
1. Yang membedakan tanaman C3 dan C4 adalah cara mereka mengikat CO2 dari atmosfir dan produk awal yang dihasilkan dari proses asimilasi.
2. Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP dalam proses awal asimilasi, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi. Jika konsentrasi CO2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O2 akan lebih menguntungkan CO2, sehingga fotorespirasi terhambat dan assimilasi akan bertambah besar.
Hardianto, B. 2004. Pengantar Fisilogi Tumbuhan. Raja Gafindo Persada. Jakarta Kimbal, W. John. 1994. Biologi Jilid 1. Erlangga: Jakarta
Odum, V. 1967. Tumbuhan C3 C4 dan CAM. Gramedia. Jakarta Prawirahartono. 1998. Fotosintesis Tanaman Jilid 1. Erlangga. Jakarta
