Tumbuhan, hewan, dan manusia selalu mengalami proses metabolisme dan fisiologis. Metabolisme diartikan sebagai serangkaian reaksi kimiawi di dalam tubuh makhluk hidup yang berperan untuk menghasilkan energi maupun makanan. Hasil dari metabolisme adalah energi kimiawi yang digunakan makhluk hidup untuk melakukan aktivitas sehari-hari seperti bergerak, tumbuh dan berkembang, reproduksi, dan lain sebagainya. Energi-energi ini dikemas dalam bentuk ATP (Adenosin Triphospat) yang diperoleh dari sumber makanan berkarbohidrat tinggi.
Dikenal dua macam jenis metabolisme, yaitu ada proses "katabolisme" dan "anabolisme". Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kimia kompleks menjadi senyawa kimia yang lebih sederhana, sehingga sangat efektif digunakan untuk sel-sel tubuh makhluk hidup. Sementara itu, reaksi kimia anabolisme disebut juga sebagai reaksi pembentukan, artinya mengubah senyawa kimia sederhana menjadi senyawa kimia lebih kompleks dengan bantuan energi (ATP), misalnya proses fotosintesis pada tanaman yang bertujuan tidak lain adalah untuk mendapatkan makanan (berupa glukosa).
1. Proses Metabolisme Pada Tumbuhan
Pada makhluk hidup eukariotik, seperti tumbuhan, proses metabolisme yang terjadi ada dua macam, yaitu proses katabolism dan anabolism. Proses katabolisme yang terjadi pada tumbuhan yaitu proses glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron (fosforilasi oksidatif).
Glikolisis yaitu proses pemecahan molekul glukosa menjadi 2 asam piruvat, dan proses glikolisis ini berlangsung di sitosol/sitoplasma/protoplasma. Glikolisis terjadi di sitoplasma karena di sitoplasma itulah banyak terdapat nutrisi seperti asam-asam amino, asam lemak, gliserol, garam-garam mineral, air, vitamin, dan beberapa bahan intrasel lainnya. 2 Asam piruvat yang dihasilkan dari glikolisis akan digunakan sebagai bahan dasar ke reaksi kimia berikutnya yaitu dekarboksilasi oksidatif (DO). Peristiwa DO terjadi apabila asam piruvat berikatan dengan Co-A (koenzim A) membentuk Asetil Koenzim-A. Dalam proses glikolisis dihasilkan 2 karbondioksida, 2 NADH, dan 2 Asetil Co-A, jika yang digunakan dalam reaksi tersebut adalah 2 asam piruvat. DO terjadi di matriks mitokondria.
Meningkat pada reaksi berikutnya yaitu siklus krebs (daur asam sitrat), yang pada proses ini membutuhkan bahan dasar yaitu 2 asetil Co-A (berasal dari proses DO). Asetil Co-A akan berkondensasi dengan oksaloasetat membentuk sitrat --> isositrat --> alfa ketoglutarat --> suksinil Co-A --> suksinat --> asam fumarat --> malat --> oksaloasetat, dan seterusnya bersiklus ulang sesuai dengan kebutuhan metabolisme sel pada saat itu. Pada proses siklus krebs terjadi/bertempat di dalam matriks mitokondria, dan hasilnya adalah: 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP, dan 4 CO2.
Fosforilasi oksidatif (rantai transpor elektron) merupakan serangkaian reaksi kimia metabolisme yang terjadi di krista (membran dalam mitokondria). Transpor elektron adalah proses puncak/akhir dari reaksi kimia katabolisme. Molekul yang sangat penting dalam transpor elektron yaitu NADH, dan FADH2 yang berasal dari glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus krebs.
Selain proses katabolisme, di sel tumbuhan juga terjadi proses anabolisme, yaitu proses fotosintesis. Seperti diketahui bahwa, proses fotosintesis pada tumbuhan terjadi di organ daun, tepatnya di bagian mesofil daun (jaringan palisade yang di dalamnya terdapat banyak pigmen fotosintetik/klorofil). Fotosintesis bertujuan untuk menghasilkan makanan (glukosa) yang akan diedarkan ke seluruh organ tumbuhan (akar, batang, daun, bunga, bunga, endosperm biji, dan juga pada buah). Selain fotosintesis, dikenal juga istilah reaksi gelap (siklus calvin), dimana pada siklus ini menggunakan ATP dan NADPH2 dari proses reaksi terang fotosintesis sebagai penentu keberhasilan siklusnya. Siklus calvin mempunyai 3 fase, yaitu fase fiksasi karbon yang berasal dari lingkungan (enviroment) dan karbondioksida dari lingkungan akan diikat oleh RuBP, fase reduksi dan sintesa untuk menghasilkan gula, dan fase regenerasi RuBP.
2. Proses Fisiologis Pada Tumbuhan
Proses fisiologi yang terjadi pada tubuh tumbuhan dapat meliputi banyak hal, seperti tumbuhan melakukan aktivitas tumbuh dan berkembang yang ditopang oleh pemberian asupan unsur hara yang cukup, proses regenerasi sel-sel tumbuhan melalui kinerja enzim dan pembelahan sel, proses reproduksi pada tumbuhan yang terjadi secara miosis dengan melibatkan organ bunga, aktivitas gerak pada tumbuhan dengan bantuan penyinaran dan bantuan energi dari proses metabolisme sel, faktor hormonal yang mempengaruhi ciri fisik pada tanaman, dan banyak hal lain yang bisa dijadikan landasan dasar bahwa tumbuhan melakukan aktivitas fisiologis yang sangat rumit, dan beberapa diantaranya telah diteliti oleh para pakar fisiologi tanaman.
Sebagai bahan referensi untuk anda, silakan klik dan baca juga: Definisi dan Cara Kerja Hormon Pada Tumbuhan.
Dikenal dua macam jenis metabolisme, yaitu ada proses "katabolisme" dan "anabolisme". Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kimia kompleks menjadi senyawa kimia yang lebih sederhana, sehingga sangat efektif digunakan untuk sel-sel tubuh makhluk hidup. Sementara itu, reaksi kimia anabolisme disebut juga sebagai reaksi pembentukan, artinya mengubah senyawa kimia sederhana menjadi senyawa kimia lebih kompleks dengan bantuan energi (ATP), misalnya proses fotosintesis pada tanaman yang bertujuan tidak lain adalah untuk mendapatkan makanan (berupa glukosa).
 |
| Tanaman Cabe Tumbuh dan Berkembang (Proses Fisiologis), Hak Cipta Photo oleh: Wahid Priyono (Guruilmuan). |
1. Proses Metabolisme Pada Tumbuhan
Pada makhluk hidup eukariotik, seperti tumbuhan, proses metabolisme yang terjadi ada dua macam, yaitu proses katabolism dan anabolism. Proses katabolisme yang terjadi pada tumbuhan yaitu proses glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron (fosforilasi oksidatif).
Glikolisis yaitu proses pemecahan molekul glukosa menjadi 2 asam piruvat, dan proses glikolisis ini berlangsung di sitosol/sitoplasma/protoplasma. Glikolisis terjadi di sitoplasma karena di sitoplasma itulah banyak terdapat nutrisi seperti asam-asam amino, asam lemak, gliserol, garam-garam mineral, air, vitamin, dan beberapa bahan intrasel lainnya. 2 Asam piruvat yang dihasilkan dari glikolisis akan digunakan sebagai bahan dasar ke reaksi kimia berikutnya yaitu dekarboksilasi oksidatif (DO). Peristiwa DO terjadi apabila asam piruvat berikatan dengan Co-A (koenzim A) membentuk Asetil Koenzim-A. Dalam proses glikolisis dihasilkan 2 karbondioksida, 2 NADH, dan 2 Asetil Co-A, jika yang digunakan dalam reaksi tersebut adalah 2 asam piruvat. DO terjadi di matriks mitokondria.
Meningkat pada reaksi berikutnya yaitu siklus krebs (daur asam sitrat), yang pada proses ini membutuhkan bahan dasar yaitu 2 asetil Co-A (berasal dari proses DO). Asetil Co-A akan berkondensasi dengan oksaloasetat membentuk sitrat --> isositrat --> alfa ketoglutarat --> suksinil Co-A --> suksinat --> asam fumarat --> malat --> oksaloasetat, dan seterusnya bersiklus ulang sesuai dengan kebutuhan metabolisme sel pada saat itu. Pada proses siklus krebs terjadi/bertempat di dalam matriks mitokondria, dan hasilnya adalah: 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP, dan 4 CO2.
Fosforilasi oksidatif (rantai transpor elektron) merupakan serangkaian reaksi kimia metabolisme yang terjadi di krista (membran dalam mitokondria). Transpor elektron adalah proses puncak/akhir dari reaksi kimia katabolisme. Molekul yang sangat penting dalam transpor elektron yaitu NADH, dan FADH2 yang berasal dari glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus krebs.
Selain proses katabolisme, di sel tumbuhan juga terjadi proses anabolisme, yaitu proses fotosintesis. Seperti diketahui bahwa, proses fotosintesis pada tumbuhan terjadi di organ daun, tepatnya di bagian mesofil daun (jaringan palisade yang di dalamnya terdapat banyak pigmen fotosintetik/klorofil). Fotosintesis bertujuan untuk menghasilkan makanan (glukosa) yang akan diedarkan ke seluruh organ tumbuhan (akar, batang, daun, bunga, bunga, endosperm biji, dan juga pada buah). Selain fotosintesis, dikenal juga istilah reaksi gelap (siklus calvin), dimana pada siklus ini menggunakan ATP dan NADPH2 dari proses reaksi terang fotosintesis sebagai penentu keberhasilan siklusnya. Siklus calvin mempunyai 3 fase, yaitu fase fiksasi karbon yang berasal dari lingkungan (enviroment) dan karbondioksida dari lingkungan akan diikat oleh RuBP, fase reduksi dan sintesa untuk menghasilkan gula, dan fase regenerasi RuBP.
2. Proses Fisiologis Pada Tumbuhan
Proses fisiologi yang terjadi pada tubuh tumbuhan dapat meliputi banyak hal, seperti tumbuhan melakukan aktivitas tumbuh dan berkembang yang ditopang oleh pemberian asupan unsur hara yang cukup, proses regenerasi sel-sel tumbuhan melalui kinerja enzim dan pembelahan sel, proses reproduksi pada tumbuhan yang terjadi secara miosis dengan melibatkan organ bunga, aktivitas gerak pada tumbuhan dengan bantuan penyinaran dan bantuan energi dari proses metabolisme sel, faktor hormonal yang mempengaruhi ciri fisik pada tanaman, dan banyak hal lain yang bisa dijadikan landasan dasar bahwa tumbuhan melakukan aktivitas fisiologis yang sangat rumit, dan beberapa diantaranya telah diteliti oleh para pakar fisiologi tanaman.
Sebagai bahan referensi untuk anda, silakan klik dan baca juga: Definisi dan Cara Kerja Hormon Pada Tumbuhan.
Proses Metabolisme dan Fisiologis Pada Tumbuhan
4/
5
Oleh
Wahid Priyono
