Energi (Assimilasi) dalam Tanaman

Nutrient organik dibuat sendiri dari nutrient anorganik. Prosesnya disebut assimilasi. Untuk berassimilasi diperlukan energi dari luar. Bila energi untuk berassimilasi berasal dari energi matahari, maka assimilasi disebut “Fotosintesa” dan bila energi berasal dari energi kimia disebut “kemosintesa”. Beberapa proses assimilasi yang terkenal adalah assimilasi C dan assimilasi N. Pada peristiwa ini terjadi pembentukan molekul-molekul kecil, proses demikian disebut sintesa.

1.      Assimilasi C = Fotosintesa = Sintesa Karbohidrat

Fotosintesa adalah proses anabolisme dimana karbohidrat disintesa dari CO2 dan H2O oleh klorofil dengan energi matahari. Pada dasarnya fotosintesa adalah proses transfer energi matahari menjadi energi kimia dalam bentuk karbohidrat.

Sinar yang paling efektif untuk berfotosintesa adalah sinar merah yang bergelombang panjang (lebih dari 680) dan sinar violet biru yang bergelombang pendek (440 – 480). Sinar yang jatuh pada permukaan daun hanya sekitar 1 – 2% yang digunakan untuk berfotosintesa, yang lainnya dipantulkan, ditransmisikan atau diserap dalam bentuk panas.

Bahan baku untuk fotosintesa:

  1. CO2 yang diperoleh dari udara yang masuk melalui stoma. Pada tumbuhan air diperoleh dari air.
  2. H2O yang diperoleh dari tanah yang masuk melalui bulu-bulu akar.

Klorofil adalah senyawa organik yang mengandung unsur-unsur C-H-O-N dan satu atom Mg ditengah-tengah. Fungsi klorofil:

  1. Donor elektron
  2. Mentransfer energy matahari
  3. Memantulkan sinar hijau yang tidak bermanfaat untuk berfotosintesa

Reaksi fotosintesa secara singkat:

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6CO2 + 6H2O

Secara terperinci reaksi fotosintesa terdiri dua fase:

  1. Reaksi fotokimia = reaksi cahaya = reaksi Hill = fotolisis
  2. Reaksi thermokimia = reaksi gelap = fiksasi CO2

Reaksi hill: terdiri dari transfer eklektron siklis dan transfer electron non siklis.

Transfer elektron siklis: klorofil yang mengabsorpsi cahaya matahari akan melemparkan elektronnya keluar. Elektron yang tereksitasi akan mentransfer energi matahari. Elektron tersebut akan membebaskan energi sedikit demi sedikit dengan cara elektron itu pindah dari akseptor yang satu ke akseptor yang lain. Energi yang terlepas akan ditangkap ADP menjadi ATP yang kaya energi. Elektron yang sudah tidak berenergi lagi akan memasuki lagi klorofil yang terionisasi tadi hingga klorofil netral kembali.

Transfer elektron non siklis: klorofil yang mengabsorpsi cahaya akan melemparkan elektronnya dan menjadi netral kembali dengan mendapat elektron yang berasal dari air.

2H2O 2H + 2OH

2OH 2OH + 2 e

e mentransfer energi matahari lalu memindahkannya pada ATP. e yang sudah tidak berenergi lagi akan memasuki klorofil yang kehilangan elektronnya dan menetralkannya.

2OH H2 + ½O2

2H+ + NADP NADPH+

2e dari korofil akan menetralkan NADPH+ → NADPH2. NADPH2 digunakan untuk mereduksi CO2 pada poses fiksasi CO2.

Fiksasi CO2: untuk diperlukan energi. Energi itu diperoleh dari ATP dan NADPH2 yang terbentuk waktu reaksi cahaya. Setelah energi terlepas ATP menjadi ADP kembali dan NADPH2 menjadi NADP.

Reaksi Fiksasi CO2: untuk fiksasi CO2 diperlukan energi. Energi itu diperoleh dari ATP dan NADPH2 yang terbentuk waktu reaksi cahaya. Setelah energi terlepas ATP menjadi ADP kembali dan NADPH2 menjadi NADP lagi.

CO2 + RDP PGA (Phospor Glyser Acid)

PGA + NADPH + ATP PGAL + NADP + ADP

PGAL C6H12O6

C6H12O6  C6H12O5 + H2O (polymerisasi)

Jadi reaksi fotosintesa secara singkat:

6CO2 + 12H2O C6H12O6 + 6H2O +6H2O

C6H12O6 H2O + C6H12O5

Fungsi karbohidrat hasil fotosintesis:

  1. penghasil energi.
  2. bahan baku pembentuk zat organik lainnya.

2.      Assimilasi N = Sintesa protein

Assimilasi N merupakan proses sintesa protein dari asam-asam amino yang berasal dari nitrat. Asam amino mempunyai paling sedikit 4 macam atom yaitu C-H-O-N dan ada pula yang mengandung S dan P. Ada 20 macam asam amino penyusun protein. Umumnya tumbuhan hijau dan bakteri dapat membuat asam amino dari asam nitrat. Pada tumbuhan pemakan serangga tidak dapat membuat asam amino sendiri, jadi harus mendapatkannya dalam bentuk yang sudah jadi. Bila asam amino sudah dibuat maka sintesa protein hanyalah merupakan penggabungan asam amino.

Fungsi protein: sebagai penyusun sel (nucleolipoprotein) juga sebagai bahan enzim dan hormon.

Hubungan lingkungan dengan makhluk hidup: semua zat organik yang diambil makhluk hidup akan dikembalikan lagi pada lingkungannya. Ada yang dikembalikan dalam bentuk ekskreta yang dihasilkan makhluk hidup ketika proses eksresi dan sisa-sisa makhluk hidup akan diuraikan oleh makhluk penguraidan kembali menjadi zat anorganik. Karena itulah terjadi suatu siklus yang memperlihatkan hubungan antara lingkungan fisik dengan duania kehidupan.

감사합니다 – Terima Kasih!

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s