Anabolisme Karbohidrat Fotosintesis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Anabolisme Karbohidrat Fotosintesis adalah proses pembentukan (penyusunan) senyawa organik sederhana menjadi senyawa organik kompleks. Senyawa organik kompleks tersebut dapat berupa karbohidrat, lemak, dan protein. Senyawa kompleks tersebut merupakan zat makanan yang diperlukan makhluk hidup. Anabolisme dapat terjadi melalui fotosintesis dan kemosintesis.
Fotosintesis adalah mengolah bahan sederhana menjadi bahan yang kompleks dengan bantuan cahaya pada tumbuhan. Bahan sederhana yang digunakan oleh tumbuhan untuk proses fotosintesis adalah karbon dioksida dan air. Tumbuhan umumnya mendapatkan karbon dioksida dari udara dan mendapatkan air dari tanah. Karbon dioksida diubah menjadi gula. Hasil sampingan proses ini adalah gas oksigen.
 |
| Anabolisme Karbohidrat Fotosintesis |
Proses ini memerlukan energi yang alami didapat dari cahaya matahari. Energi cahaya matahari ini diserap oleh klorofil yang terdapat pada tumbuhan. Proses Fotosintesis menghasilkan oksigen dan karbohidrat. Fotosintesis pada tumbuhan dilakukan pada siang hari dengan bantuan sinar matahari dan karbon dioksida serta mengeluarkan oksigen dan karbohidrat. Oksigen akan disebarkan ke luar tumbuhan sehingga manusia dapat menghirupnya untuk bernafas sedangkan karbohidrat digunakan oleh tumbuhan itu sendiri untuk pertumbuhan.
1.2 Rumusan Masalah
- Apa Pengertian Karbohidrat?
- Bagaimana cara untuk membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen
BAB II
PROSES PEMBENTUKAN KARBOHIDRAT
2.1 Pengertian Karbohidrat
Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton dan meliputi kondensat polimer-polimer yang terbentuk. Nama karbohidrat dipakai dalam senyawa tersebut karena rumus empirisnya yang berupa CnH2nOnatau Cn(H2O)n yaitu karbon yang mengalami hidratasi. Namun nama tersebut kurang tepat karena hidrat yang terikat pada gugus karbon bukanlah sebagai hidrat yang sebenarnya, misal tidak dapat dipisahkan atau dikristalkan tersendiri yang terlepas dari gugusnya.
Karbohidrat atau hidrat arang adalah suatu zat gizi yang memiliki fungsi utama sebagai penghasil energi, dimana setiap gramnya menghasilkan 4 kalori. Walaupun lemak menghasilkan energi lebih besar, namun karbohidrat lebih banyak dikonsumsi sehari-hari sebagai bahan makanan pokok, terutama pada negara yang sedang berkembang. Di negara berkembang karbohidrat dikonsumsi sekitar 70-80% dari total kalori, bahkan pada daerah-daerah miskin bisa mencapai 90%. Sedangkan pada negara maju karbohidrat dikonsumsi hanya sekitar 40-60%. Hal ini disebabkan oleh sumber bahan makanan yang mengandung karbohidrat lebih murah harganya dibandingkan sumber bahan makanan kaya lemak maupun protein. Karbohidrat banyak ditemukan pada serealia (beras, gandum, jagung kentang, dan sebagainya), serta pada biji-bijian yang tersebar luas di alam.
2.2 Karbohidrat Pada Tanaman
Pemindahan energi dati sinar matahari ke dalam tanaman dilaksanakan dengan perantara klorofil. Senyawa tersebut terdapat dalam sebuah organel vital bagi tanaman yaitu khloroplas (Salisbury, 1985).
Proses fotosintesis akan menghasilkan karbohidrat, terutama glukosa. Diantara berbagai karbohidrat yang penting yang dapat dibentuk oleh tumbuhan dari glukosa adalah selulosa, sukrosa dan pati/amilum. Amilum didalam tumbuhan banyak tersimpan dalam akar, umbi ataupun biji-bijian. Butir-butir amilum itu sebenarnya semula terdapat di dalam kloroplas daun sebagai hasil fotosintesis. Menurut Loveless (1994) pada kebanyakan tumbuhan dikotil juga monokotil, pati mulai terkumpul pada daun segera setelah terjadi proses fotosintesis yang berjalan cepat, sehingga pada tanaman dikotil mempunyai daun pati sedangkan daum monokotil mempunyai daun gula.
Menurut Hopkins (1995) amilum terdiri dari campuran amilosa dan amilopektin. Amilosa bereaksi dengan Iod (I) menghasilkan perubahan warna komplek merah ungu. Warna ini ditimbulkan oleh ikatan lemah diantara molekul pati/amilum dan Iod.
Adanya amilum pada daun sebagai hasil fotosintesis dapat diuji keberadaannya. Adanya pati/amilum dalam daun lebih mudah dideteksi daripada adanya gula, sehingga tumbuhan berdaun pati seperti bayam dapat digunakan sebagai bahan dalam praktikum ini. Hal pertama yang dilakukan adalah menutup bagian daun bayam sebelum bayam sebelum terkena sinar matahari dan memetiknya sesudah beberapa saat terkena sinar matahari sehingga dimungkinkan tumbuhan bayam tersebut telah berfotosintesa. Daun yang telah dipetik tersebut dimasukan kedalam larutan alkohol 95% yang panas. Larutan alkohol berfungsi untuk melarutkan klorofil daun. Hal ini jelas terlihat, setelah dicelupkan dalam alkohol 95% panas, warna hijau daun bayam pudar dan menjadi kekuning-kuningan, kemudian daun ini dicuci dengan air panas dengan cepat tujuannya adalah untuk menjaga bentuk sel agar tidal rusak, setelah itu diberi larutan J-KJ yang akan memberikan ungu pada daun.
Faktor-faktor yang mempengaruhi fotosintesa adalh cahaya, temperatur dan air. Pada umumnya tumbuhan didaerah tropik tidak bisa melakukan fotosintesis pada suhu kurang dari 50 C, maka meskipun sinarada cukup, tapi CO2 berkurang akan berakibat fotosintesis terhambat. Amilum merupakan produk fotosintesis yang termasuk heksosan yang sifatnya tidal larut dalam air dan tidak manis. Pengangkutan amilum dari sel ke sel tidak mungkin dalam bentuk amilum tetapi dalam bentuk gula. Amilum disimpan dalam plastida, yang nantinya akan dipecah menjadi maltosa oleh enzim amilase. Enzim amilase tersebut terdiri dari a amilase dan b amilase. a amilase menggugurkan amilosa dan dan amilopektin atas satuan yang terdiri atas 6 sampai 9 molekul glukosa. Satuan itu disebut dextrin b amilase. Kegiatannya memutuskan ikatan antara atom C nomer 1-4, tidak mampu untuk memutuskan hubungan antara atom C 1-6 (Dwidjoseputro, 1992).
2.3 Klasifikasi Karbohidrat
Klasifikasi karbohidrat yang paling sering dikemukakan adalah penggolongan berdasarkan molekul-molekulnya.
1. Monosakarida
Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sedrhana susunan molekulnya. Dalam tubuh monosakarida langsung diserap oleh dinding usus halus, kemudian masuk ke dalam aliran darah. Monosakarida adalah hasil akhir pemecahan sempurna dari karbohidrat yang lebih komplek susunannya dalam proses pencernaan. Monosakarida yang penting yaitu glukosa, fruktosa dan galaktosa. Glukosa disebut juga dekstrosa, banyak terdapat dalam buah-buahan dan sayuran. Semua karbohidrat dalam tubuh akhirnya akan dirubah menjadi glukosa. Fruktosa atau levulosa terdapat bersama glukosa dalam buah dan sayuran terutama dalam madu. Galaktosa hanya ditemukan berasal dari penguraian disakarida. Buah-buahan mengandung monosakarida seperti glukosa dan fruktosa. Apabila dua molekul monosakarida berikatan akan terbentuk disakarida dan mengeluarkan air. Dalam bentuk lebih panjang lagi (2-10) monosakarida akan membentuk oligosakarida dan dalam rantai yang lebih panjang lagi (>10) monosakarida akan membentuk polisakarida.
2. Hexosa jenis monosakarida yang memiliki 6 atom C.
Contoh Hexosa ialah Galaktosa, Glukosa, Mannosa, fruktosa diantara keempatnya ini yang amat dikenal dalam kehidupan sehari-hari ialah galaktosa, fruktosa dan glukosa.
- Glukosa, terkadang orang menyebutnya gula anggur ataupun dekstrosa. Banyak dijumpai di alam, terutama pada buah-buahan, sayur-sayuran, madu, sirup jagung dan tetes tebu. Di dalam tubuh glukosa didapat dari hasil akhir pencemaan amilum, sukrosa, maltosa dan laktosa.
- Fruktosa, disebut juga gula buah ataupun levulosa. Merupakan jenis sakarida yang paling manis, banyak dijjumpai pada mahkota bunga, madu dan hasil hidrolisa dari gula tebu.
- Galaktosa, tidak dijumpai dalam bentuk bebas di alam, galaktosa yang ada di dalam tubuh merupakan hasil hidrolisa dari laktosa.
3. Polisakarida
Polisakarida merupakan senyawa yang terdiri dari gabungan molekul- molekul monosakarida yang banyak jumlahnya, senyawa ini bisa dihidrolisis menjadi banyak molekul monosakarida. Polisakarida merupakan jenis karbohidrat yang terdiri dari lebih 6 monosakarida dengan rantai lurus/cabang. Berikut adalah macam-macam polisakarida :
a. Amilum (pati atau tepung).
Amilum tidak larut di dalam air dingin, tetapi larut di dalam air panas membentuk cairan yang sangat pekat seperti pasta; peristiwa ini disebut “gelatinisasi”. Beberapa sifat pati adalah mempunyai rasa yang tidak manis, tidak larut dalam air dingin tetapi di dalam air panas dapat membentuk sol atau jel yang bersifat kental
b. Dekstrin.
Dekstrin Merupakan zat antara dalam pemecahan amilum. Molekulnya lebih sederhana, lebih mudah larut di dalam air, denganjodium akan berubah menjadi wama merah.
c. Glikogen.
Glikogen merupakan cadangan karbohidrat dalam tubuh yang disimpan dalam hati dan otot. Jumlah cadangan glikogen ini sangat terbatas. Bila diperlukan oleh tubuh, diubah kembali menjadi glukosa. Glikogen merupakan “pati hewani”, terbentuk dari ikatan 1000 molekul, larut di dalam air (pati nabati tidak larut dalam air) dan bila bereaksi dengan iodium akan menghasilkan warna merah. Sumber utama glikogen banyak terdapat pada kecambah, serealia, susu, syrup jagung (26%).
d. Selulosa.
Selulosa merupakan serat-serat panjang yang bersama-sama hemiselulosa, pektin, dan protein membentuk struktur jaringan yang memperkuat dinding sel tanaman. Selulosa dengan amilosa bedanya pada ikatan glukosidanya. CMC (carboxymethil cellulose) merupakan salah satu contoh turunan selulosa yang digunakan pada pembuatan 15 es krim untuk memperbaiki tekstur dan kristal laktosa sehingga lebih halus.
2.4 Karbohidrat Sebagai Hasil Pokok Fotosintesis
Didalam pemilihan bahan baku hasil tanaman yang tepat harus memperhatikan dari segi kandungan karbohidrat. Bahan baku hasil tanaman yang baik yaitu yang mempunyai kandungan karbohidrat yang tinggi sebagai sumber kalori bagi tubuh.
Untuk mengetahui apakah bahan baku tersebut mengandung karbohidrat yang tinggi atau tidak dapat dipelajari dari sifat fisiologi dalam hal proses pembentukan karbohidrat.
Sifat fisiologi khusus di miliki tumbuhan yaitu kemampuan untuk menggunakan zat karbon dari udara untuk di ubah menjadi bahan organik serta di asimilasikan di dalam tubuh tanaman. Peristiwa ini disebut fotosintesis dan hanya berlangsung jika cukup cahaya. Fotosintesis atau asimilasi zat karbon adalah suatu proses di mana zat-zat anorganik H2O dan CO2 oleh klorofil di ubah menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan cahaya (energi sinar-energi kimia( karbohidrat ). Pada peristiwa respirasi energi kimia ini di ubah menjadi tenaga kerja rangkaian proses kehidupan , di samping asimilasi zat karbon ada asimilasi zat lemas (nitrogen) peristiwa ini berlangsung tanpa cahaya di sebut kemosintesis yang merupakan langkah pertama dalam rangkaian proses pembentukan protein.
Protein tidak mungkin di susun tanpa adanya hasil fotosintesis sehingga fotosintesis itu merupakan kegiatan pokok reaksi kimia yaitu 6CO2+6H2O cahaya-klorofil menghasilkan C6H12O6+6O2 (karbohidrat). Kebalikan dari fotosintesis adalah respirasi/pernapasan yaitu suatu proses pembongkaran. 6CO2+6HO2 klorofil+ cahayaC6H12O6+6HO2
Macam-macam faktor yang berpengaruh terhadap proses fotosintesa adalah ;
a. Cahaya adalah merupakan sumber energi sangat besar pengaruhnya dalam proses fotosintesa. Pengaruhnya tergantung pada:
- Intensitas Cahaya sama dengan banyaknya energi cahaya yang di terima persatuan luas persatuan waktu makin tinggi intensitas cahaya akan makin bertambah besar kecepatan fotosintesanya sampai suatu faktor(dalam hal ini kadar CO2) menjadi faktor terbatas.
- Lamanya Penyinaran
- Kualitas Cahaya
Pada umbuhan tinggi pada umumnya kecepatan fotosintesa yang maksimum terdapat pada daerah sinar biru dan daerah sinar merah sedang pada kebanyakan algae kecepatan fotosintesa yang maksimum terdapat pada daerah sinar hijau.
b. Temperatur
Sampai pada suatu titik tertentu kecepatan fotosintesa akan meningkat dengan makin naiknya suhu. Temperature terlalu tinggi enzim menjadi inaktif san terjadi penurunan fotosintesa.
c. Kadar CO2
d. Kadar Air
e. Pengaruh senyawa senyawa kimia tertentu seperti dalam klorofil N, K dan Fe.
f. Pengaruh kadar oksigen, makin tinggi oksigen akan menurunkan fotosintesa
Kabohidrat sebagai hasil pokok fotosintesis 75 % tubuh tanaman terdapat karbohidrat. Persenyawaan karbohidrat mempunyai 2,3,4,5,6,7,8,9,10 zat karbon dalam tanaman hanya 5 dan 6 zat karbon 6 zat karbon: heksosa (C6 H12 O6) contohnya glukosa = dekstrosa (gula anggur), fruktosa, galaktosa dan manosa. 2,3,4 atau lebih monosakarida disebut di-tri-tetra-polysakarida (gula majemuk)
Polisakarida yang terdiri dari pentosa seperti pentosan (araban-silan). Terdiri dari heksosa seperti heksosan missal :glikogen-selulosa-amilum(tepung), inulin-hemiselulosa (tidak larut dalam air tidak manis)
Gula yang terdiri dari 2 monosakarida di sebut di sakarida misalnya selobiosa, laktosa,maltosa,sukrosa,melibiosa terdiri dari 3 monosakarida di sebut trisakarida misalnya rafinosa,gentianosa.
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
- Karbohidrat adalah polihidroksi aldehid atau polihidroksi keton dan meliputi kondensat polimer-polimer yang terbentuk.
- Karbohidrat dalam tanaman adalah proses fotosintesis akan menghasilkan karbohidrat, terutama glukosa. Diantara berbagai karbohidrat yang penting yang dapat dibentuk oleh tumbuhan dari glukosa adalah selulosa, sukrosa dan pati/amilum. Amilum didalam tumbuhan banyak tersimpan dalam akar, umbi ataupun biji-bijian.
- Karbohidrat dibagi 3 yaitu monosakarida, oligosakarida, dan polisakarida
3.2 Saran
Semoga makalah Fotosintesis Karbohidrat bermanfa’at bagi pembaca sekalian serta menjadi jalan untuk kita mempelajari fotosintesis lebih lanjut.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell dan Reece. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga.
Darmawan dan Baharsjah. 1983. Pengantar Fisiologi Tumbuhan . Jakarta : PT Gramedia.
Devlin, Robert M. 1975. Plant Physiology Third Edition. New York : D. Van Nostrand.