Oksigen yang
dihasilkan tumbuhan diperlukan manusia dan hewan untuk bernapas.
Pernapasan atau respirasi sebenarnya merupakan proses penguraian ikatan
kimia molekul kompleks menjadi molekul sederhana yang terjadi dalam sel
tubuh.
Tumbuhan
merupakan makhluk hidup yang autotrof, yaitu makhluk hidup yang mampu
menghasilkan makanannya sendiri. Makanannya itu dalam bentuk senyawa
kimia, yang diperoleh melalui proses fotosintesis dalam daun.
Fofosintetis
merupakan suatu peristiwa penggabungan zat anorganik (seperti unsur C,
H, dan O) menjadi zat organik berupa senyawa glukosa (karbohidrat),
dengan menggunakan energi matahari. Secara sederhana, reaksi
fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut:
Cahaya Matahari
6CO2 + 6H2O ===>>> C6H12O6 + 6O2
klorofil
Peristiwa
fotosintesis hanya terjadi dan berlangsung jika terdapat klorofil dan
sinar matahari. Klorofil merupakan pigmen hijau berbentuk
butiran-butiran, terletak di dalam kloroplas yang terdapat di daun.
Klorofil memiliki sifat mampu menangkap dan memantulkan sinar dalam
gelombang yang berbeda (fluoresen). Klorofil kadang-kadang dapat juga
dijumpai pada batang tumbuhan, karena daunnya telah mengalami modifikasi
bentuk dan fungsi dari daun ke batang, contohnya tanaman kaktus.
Manusia
hidup selalu membutuhkan energi, Makan dan bernapas (respirasi)
merupakan cara yang dilakukan manusia untuk memperoleh energi. Respirasi
merupakan suatu proses menghasilkan energi yang diperlukan untuk
memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana, utamanya
molekul gula sederhana menjadi karbondioksida dan uap air serta energi.
Secara sederhana, reaksi respirasi dapat dituliskan sebagai berikut.
C6H12O6+ 6O2 = > 6H2O + 6CO2 + energi
Perhatikan reaksi kimianya, jika kita lihat reaksinya berkebalikan dengan
reaksi fotosintesis.
Seperti yang
telah dipelajari dalam proses penyediaan energi, baik pada tumbuhan
maupun manusia, melalui rentetan reaksi kimia. Jika seluruh reaksi kimia
terjadi dalam sel makhluk hidup, maka reaksinya disebut reaksi biokima.
Seluruh proses atau reaksi biokimia yang terjadi dalam sel disebut
metabolisme.
Metabolisme
merupakan rangkaian reaksi kimia yang diawali oleh substrat awal dan
diakhiri dengan produk akhir, yang terjadi dalam sel. Perlu Anda ketahui
reaksi tersebut meliputi reaksi penyusunan energi (anabolisme) dan
reaksi penggunaan energi (katabolisme). Dalam reaksi biokimia terjadi
perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk yang lain, misalnya energi
kimia dalam bentuk senyawa Adenosin Trifosfat (ATP) diubah menjadi
energi gerak untuk melakukan suatu aktivitas seperti bekerja, berlari,
jalan, dan lain-lain.
Proses
metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup seperti pada
tumbuhan dan manusia, melibatkan sebagian besar enzim (katalisator) baik
berlangsung secara sintesis (anabolisme) dan respirasi (katabolisme).
Apa peran enzim di dalam reaksi kimia yang terjadi di dalam sel? Pada
saat berlangsungnya peristiwa reaksi biokimia di dalam sel, enzim
bekerja secara spesifik. Enzim mempercepat reaksi kimia yang
menghasilkan senyawa ATP dan senyawa-senyawa lain yang berenergi tinggi
seperti pada proses respirasi, fotosintesis, kemosintesis, sintesis
protein, dan lemak.
Senyawa
Adenosin Trifosfat (ATP) merupakan molekul kimia berenergi tinggi.
Berasal dari manakah energi itu? Molekul Adenosin Trifosfat (ATP)
berasal dari perubahan glukosa melalui serangkaian reaksi kimia yang
panjang dan kompleks. Energi yang terkandung dalam glukosa tersebut
berupa energi ikatan kimia yang berasal dari proses transformasi energi
sinar matahari. Transformasi energi tersebut dalam biologi dapat
digambarkan seperti berikut.
Bagan itu dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Selama
proses fotosintesis, energi matahari yaitu dalam bentuk radiasi atau
pancaran cahaya matahari matahari berubah menjadi energi kimia dalam
ikatan senyawa organik. Lambang f merupakan frekuensi cahaya dan lambang
h merupakan konstanta Planch, yang berkaitan dengan energi dan
frekuensi.
2. Pada waktu dalam respirasi sel, energi kimia dalam senyawa kimia berubah menjadi persenyawaan yang berupa ATP.
3. Dalam sel, energi kimia ikatan fosfat yang kaya akan energi (ATP) dapat difungsikan untuk kerja mekanis, listrik, dan kimia.
4. Pada akhirnya energi mengalir ke sekeliling sel dan hilang sebagai energi panas dalam bentuk “entropi”.
Bagan transformasi energi dalam biologi dapat dibedakan menjadi tiga proses berikut.
1. Tansformasi Energi Oleh Klorofil
Energi
radiasi sinar matahari yang ditangkap oleh klorofil kemudian diubah
menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Energi kimia tersebut
digunakan untuk mensintesis CO2 dan H2O menjadi glukosa dan senyawa
kompleks lainnya sebagai energi pengikat dan penghubung inti-inti atom
yang tersimpan dalam bentuk senyawa karbohidrat (sebagai bahan makanan).
Jadi, energi radiasi matahari yang berbentuk energi kinetik diubah
menjadi energi potensial dan energi kimiawi yang disimpan dalam molekul
karbohidrat dan bahan makanan lainnya sebagai energi ikatan yang
menghubungkan atom-atom bakunya.
2. Transformasi Energi Oleh Mitokondria
Di dalam
mitokondria energi kimia digunakan untuk mengubah karbohidrat dan
senyawa lainnya sebagai energi ikatan fosfat melalui respirasi sel untuk
oksidasi DNA, RNA, protein, dan lemak. Mitokondria banyak terdapat pada
sel-sel otot makhluk hidup dan sel-sel saraf.
3. Transformasi Energi Oleh Sel
Jika sel
melakukan kegiatan, maka energi kimiawi dari ikatan fosfat akan terlepas
dan berubah menjadi energi bentuk lain seperti energi mekanik untuk
kerja kontraksi otot, energi listrik untuk meneruskan impuls saraf,
energi sintesis untuk membangun senyawa pertumbuhan, serta sisanya akan
mengalir ke sekeliling sel dan hilang sebagai energi panas.
Sebagaimana
telah diuraikan sebelumnya, pada saat berlangsungnya proses metabolisme
dalam sel makhluk hidup, ada beberapa komponen penting yang berperan di
dalamnya yaitu adanya aktivitas enzim, dihasilkan energi tinggi berupa
Adenosin Trifosfat (ATP) dan reaksi oksidasi reduksi (pelepasan dan
pembebasan) elektron.
Demikian materi "Penjelasan Proses Metabolisme", semoga bermanfaat.
0 comments:
Post a Comment