1060
sedang migrasi dari konsepbiologi.wordpress.com
slide 2 title
sedang migrasi dari konsepbiologi.wordpress.com.
slide 3
sedang migrasi dari konsepbiologi.wordpress.com
slide 4 =
sedang migrasi dari konsepbiologi.wordpress.com
slide 5
sedang migrasi dari konsepbiologi.wordpress.com
Sunday, November 13, 2011
karaginan
Berdasarkan pigmen yang dikandung alga dapat dikelompokkan menjadi empat
kelompok, yaitu Rhodopyceae (alga merah), Phaeopyceae (alga coklat),
Chlorophyceae (alga hijau) dan Cyanophyceae (alga hijau biru). Menurut Rahmania
(2001), rumput laut bermanfaat untuk makanan, obat dan bahan baku industri.
Gracillaria (alga merah) memiliki kandungan agar yang biasanya digunakan dalam
pembuatan makanan, farmasi dan industri. Sargassum (alga coklat) menghasilkan
alginat. Alginat banyak digunakan untuk kosmetik, industri tekstil, menurunkan
kolesterol, pengobatan anti kanker dan sebagainya. Sedangkan Eucheuma spinosum
(alga merah) memiliki kandungan karaginan yang banyak digunakan dalam berbagai
industri (Winarno,1990).
Eucheuma spinosum merupakan rumput laut dari kelompok Rhodopyceae
(alga merah) yamg mampu menghasilkan karaginan. Eucheuma dikelompokkan
menjadi beberapa spesies yaitu Eucheuma edule, Eucheuma spinosum, Eucheuma
cottoni, Eucheuma cupressoideum dan masih banyak lagi yang lain. Kelompok
Eucheuma yang dibudidayakan di Indonesia masih sebatas pada Eucheuma cottoni
dan Eucheuma spinosum. Eucheuma cottoni dapat menghasilkan kappa karaginan dan
telah banyak diteliti baik proses pengolahan maupun elastisitasnya. Sedangkan
Eucheuma spinosum mampu menghasilkan iota karaginan. Dewasa ini rumput laut
1
jenis Eucheuma spinosum banyak dibudi daya di daerah Sumenep–Madura. Akan
tetapi rumput laut jenis ini masih belum banyak diteliti bagaimana cara eksktraksi
untuk menghasilkan iota karaginan maupun komposisi kimia yang dikandung iota
karaginan. Proses yang dilakukan selama ini hanya pengolahan langsung menjadi
permen maupun dodol bahkan masih banyak yang dijual dalam bentuk kering tanpa
pengolahan .
Karaginan merupakan getah rumput laut yang diekstraksi dengan air atau
larutan alkali dari spesies tertentu dari kelas Rhodophyceae (alga merah). Karaginan
berfungsi untuk pengental, pengemulsi, pensuspensi, dan faktor penstabil. Karaginan
juga dipakai dalam industri pangan untuk memperbaiki penampilan produk kopi, bir,
sosis, salad, es krim, susu kental, coklat, jeli. Industri farmasi memakai karaginan
untuk pembuatan obat, sirup, tablet, pasta gigi, sampo dan sebagainya. Industri
kosmetika menggunakannya sebagai gelling agent (pembentuk gel) atau binding agent
(pengikat). Sedangkan industri non pangan seperti tekstil, kertas, cat air, transportasi
minyak mentah, penyegar udara, pelapisan keramik, kertas printer atau mesin pencetak
serta karpet dan sebagainya (Winarno, 1990).
Usaha peningkatan pemanfaatan rumput laut merah Eucheuma spinosum
menjadi suatu tepung karaginan akan dilakukan agar dapat digunakan untuk berbagai
proses industri yang selama ini hanya dijual kering tanpa pengolahan, yaitu sebatas
pembuatan permen dan dodol. Yang perlu diperhatikan dalam pembuatan karaginan
adalah proses ekstraksi yang meliputi cara ekstraksi, pH, lama dan suhu. Proses
pengolahan karaginan dimulai dengan sistem ekstraksi dengan suatu basa yang
kemudian dilanjutkan dengan penyaringan, pengendapan dan penggilingan hingga
2
menjadi suatu tepung. Rasyid (2003) menjelaskan bahwa perbedaan penggunaan basa
berpengaruh pada kekentalan dan kekuatan gel karaginan. Jika diinginkan suatu
produk yang kental dengan kekuatan gel rendah maka digunakan garam natrium,
untuk gel yang elastis digunakan garam kalsium sedangkan garam kalium
menghasilkan gel yang keras. Untuk Kappa karaginan lebih sensitif terhadap ion-ion
kalium sedangkan iota karaginan lebih sensitif dengan ion-ion kalsium. Mangione
dkk (2005) telah meneliti tentang pengaruh K dan Na pada sifat gel kappa karaginan,
dimana kedua ion tersebut memiliki peran yang berbeda dalam menaikkan gel
makroskopik kappa karaginan. Adanya ion Na menghasilkan struktur yang lebih tidak
teratur dibandingkan dengan adanya ion K. Sehingga akan diteliti pengaruh Ca, K dan
Na pada sifat kekentalan iota karaginan.
pH berpengaruh pada pembuatan karaginan. Menurut Rumajar dkk (1997)
randemen tertinggi sebesar 50% di dapat pada perlakukan pH 10. Sedangkan menurut
Suryaningrum (1988) ekstrak dilakukan dalam suasana basa pada pH 8-9.
Berdasarkan uraian tersebut maka pada penelitian ini akan dibuat tepung karaginan
dengan cara ekstraksi pada pH 8; 8,5; 9; 9,5 dan 10.
Lama proses ekstraksi juga mempengaruhi karaginan yang dihasilkan. Menurut
Setyowati (2000) randemen terbesar yaitu 67,77% diperoleh untuk jenis Eucheuma
spinosum dengan lama ekstraksi optimal 2 jam. Sedangkan menurut Rumajar dkk
(1997) bahwa randemen tertinggi yaitu 50% didapat dengan lama ekstraksi 90 menit.
Selain itu, waktu ekstraksi juga mempengaruhi kadar sulfat. Menurut Setyowati
(2000) lama ekstraksi 2 jam memberikan hasil rata-rata kadar sulfat tertinggi sebesar
19,44% sedangkan terendah pada lama ekstraksi 1 jam sebesar 18,318%. Sedangkan
3
menurut Rumajar dkk (1997) kandungan sulfat rata-rata pada lama ekstraksi 30 menit
sebesar 22,07%, lama ekatraksi 60 menit 21,74% dan lama ekstraksi 90 menit menjadi
21,21%. Dimana dengan bertambah lama ekstraksi akan menurunkan kandungan
sulfat karaginan, sehingga akan dilakukan penelitian dengan lama ekstraksi 2 jam.
Karaginan dapat terlepas dari dinding sel dan larut jika kontak dengan panas.
Degradasi panas yang terjadi akibat waktu ekstraksi yang terlalu lama menyebabkan
perubahan atau putusnya susunan rantai molekul. Besarnya suhu pada saat ekstraksi
juga perlu diperhatikan. Suhu ekstraksi menurut Rasyid (2003) adalah 85-95 o
C,
Setyowati (2000) pada suhu 90 o
C sedangkan menurut Rumajar dkk (1997) pada suhu
100 o
C, Aslan (1991) dalam Setyowati dkk (2000) pada suhu 90-95o
C dan Mukti
(1987) dalam Setyowati dkk (2000) pada suhu optimum 90-95o
C. Sehingga pada
penelitian ini akan dilakukan pada suhu optimum 95 o
C.
Peranan Protista bagi Kehidupan Manusia
1. Zooplankton di ekosistem perairan sebagian besar adalah protista berklorofil yang berguna sebagai makanan ikan dan arthropoda air.
2. Entamoeba coli di dalam usus besar mamalia ikut berperan dalam proses pembusukan sisa makanan.
3. Foraminifera mempunyai kerangka luar dari zat kapur dan fosilnya dalam jumlah tertentu dapat membentuk endapan tanah globigerina yang dapat digunakan sebagai petunjuk adanya minyak bumi.
4. Radiolaria mempunyai kerangka dari zat kersik. Radiolaria yang mati akan meninggalkan cangkangnya dan membentuk tanah radiolaria yang dapat digunakan sebagai bahan penggosok.
5. Paramaecium dapat juga digunakan sebagai organisme indikator terjadinya pencemaran air oleh zat organik.
6. Chlorella selain berperan sebagai produsen di ekosistem perairan, juga dapat digunakan sebagai bahan dasar pembuatan protein sel tunggal (PST).
7. Selain protista menguntungkan bagi kehidupan manusia, ada beberapa yang merugikan, antara lain:
- Entamoeba histolytica hidup di dalam liang usus manusia, menyebabkan kerusakan jaringan pada usus dan diare.
- Entamoeba hartmani hidup di dalam liang usus manusia, penyebab disentri tetapi efeknya tidak lebih parah dari Entamoeba histolytica.
- Entamoeba gingivalis hidup di dalam rongga mulut manusia, ada disela-sela gigi atau di leher gigi, tenggorokan, dan tonsil. Tidak bersifat patotenik akan tetapi dapat memperparah terjadinya radang gusi.
- Trypanosoma gambiense menyebabkan penyakit tidur pada manusia (sleeping sickness atau trypanosomiasis). Protista ini hidup di dalam darah manusia. Vektor perantaranya adalah lalat tse-tse dari jenis Glossina tachionides.
- Trypanosoma evansi menyebabkan penyakit surrah pada ternak sapi, kuda, dan kerbau. Banyak berjangkit di daerah tropis termasuk Indonesia. Vektor perantaranya adalah lalat dari genus Tabanus.
- Trypanosoma rhodesiense, sama halnya dengan Trypanosoma gambiense,menyebabkan penyakit tidur pada manusia. Yang membedakan adalah vektor perantaranya yaitu lalat tse-tse dari jenis Glossina morsitans dan Glossina palpalis.
- Leishmaania donovani menyebabkan penyakit kala azar pada manusia. Penderita biasanya demam berkepanjangan, hati, dan limfanya membesar, serta terjadinya ulcers atau luka pada ususnya.
8. Chlorella (contoh alga hijau), digunakan untuk suplemen makanan, obat-obatan, dan bahan kosmetik.
9. Porphyra (alga merah), digunakan sebagai suplemen makanan.
10. Rhodymenia palmata (alga merah), digunakan sebagai sumber makanan.
11. Macrocrystas pyrifera, menghasilkan iodin yaitu unsur yang dapat mencegah penyakit gondok.
12. Macrocystis (alga cokelat), digunakan sebagai makanan suplemen untuk ternak karena kaya Na, P, N, Ca.
13. Gellidium; Gracilaria, digunakan sebagai bahan pembuatan agar-agar.
14. Laminaria; Fucus; Ascophylum, menghasilkan asam alginat sebagai pengental dalam produk makanan (sirup, coklat, permen, sald, keju, es krim) dan pengental dalam industri(lem, tekstil, pelapis kertas, tablet anti-biotik, pasta gigi).
15. Diatom (alga pirang), karena mengandung silikat tanah diatom digunakan sebagai penggosok, isolasi bahan dasar industri kaca, dan penyaring bakteri.
Saturday, November 12, 2011
World Science: Jamur
[caption id="attachment_440" align="alignleft" width="294" caption="gambar jamur"][/caption]
Jamur merupakan kelompok organisme eukariotik yang membentuk dunia jamur atau regnum fungi. Jamur pada umumnya multiseluler (bersel banyak). Ciri-ciri jamur berbeda dengan organisme lainnya dalam hal cara makan, struktur tubuh, pertumbuhan, dan reproduksinya.
Struktur tubuh jamur tergantung pada jenisnya. Ada jamur yang satu sel, misalnyo khamir, ada pula jamur yang multiseluler membentuk tubuh buah besar yang ukurannya mencapai satu meter, contohnya jamur kayu. Tubuh jamur tersusun dari komponen dasar yang disebut hifa. Hifa membentuk jaringan yang disebut miselium. Miselium menyusun jalinan-jalinan semu menjadi tubuh buah. |
Semua jenis jamur bersifat heterotrof. Namun, berbeda dengan organisme lainnya, jamur tidak memangsa dan mencernakan makanan. Cara untuk memperoleh makanan, jamur menyerap zat organik dari lingkungan melalui hifa dan miseliumnya, kemudian menyimpannya dalam bentuk glikogen. Oleh karena jamur merupakan konsumen maka jamur bergantung pada substrat yang menyediakan karbohidrat, protein, vitamin, dan senyawa kimia lainnya. Semua zat itu diperoleh dari lingkungannya. Sebagai makhluk heterotrof, jamur dapat bersifat parasit obligat, parasit fakultatif, atau saprofit.
Merupakan sifat jamur yang hanya dapat hidup pada inangnya, sedangkan di luar inangnya tidak dapat hidup. Misalnya, Pneumonia carinii (khamir yang menginfeksi paru-paru penderita AIDS).
Adalah jamur yang bersifat parasit jika mendapatkan inang yang sesuai, tetapi bersifat saprofit jika tidak mendapatkan inang yang cocok.
Merupakan jamur pelapuk dan pengubah susunan zat organik yang mati. Jamur saprofit menyerap makanannya dari organisme yang telah mati seperti kayu tumbang dan buah jatuh. Sebagian besar jamur saprofit mengeluar-kan enzim hidrolase pada substrat makanan untuk mendekomposisi molekul kompleks menjadi molekul sederhana sehingga mudah diserap oleh hifa. Selain itu, hifa dapat juga langsung menyerap bahanbahan organik dalam bentuk sederhana yang dikeluarkan oleh inangnya.
3. Pertumbuhan dan Reproduksi
Reproduksi jamur dapat secara seksual (generatif) dan aseksual (vegetatif). Secara aseksual, jamur menghasilkan spora. Spora jamur berbeda-beda bentuk dan ukurannya dan biasanya uniseluler, tetapi adapula yang multiseluler. Apabila kondisi habitat sesuai, jamur memperbanyak diri dengan memproduksi sejumlah besar spora aseksual. Spora aseksual dapat terbawa air atau angin. Bila mendapatkan tempat yang cocok, maka spora akan berkecambah dan tumbuh menjadi jamur dewasa.
Peranan jamur dalam kehidupan manusia sangat banyak, baik peran yang merugikan maupun yang menguntungkan. Jamur yang menguntungkan meliputi berbagai jenis antara lain sebagai berikut :
a. Volvariella volvacea (jamur merang) berguna sebagai bahan pangan berprotein tinggi.
b. Rhizopus dan Mucor berguna dalam industri bahan makanan, yaitu dalam pembuatan tempe dan oncom.
c. Khamir Saccharomyces berguna sebagai fermentor dalam industri keju, roti, dan bir.
d. Penicillium notatum berguna sebagai penghasil antibiotik.
e. Higroporus dan Lycoperdon perlatum berguna sebagai dekomposer.
Di samping peranan yang menguntungkan, beberapa jamur juga mempunyai peranan yang merugikan, antara lain sebagai berikut :
a. Phytium sebagai hama bibit tanaman yang menyebabkan penyakit rebah semai.
b. Phythophthora inf'estan menyebabkan penyakit pada daun tanaman kentang.
c. Saprolegnia sebagai parasit pada tubuh organisme air.
d. Albugo merupakan parasit pada tanaman pertanian.
e. Pneumonia carinii menyebabkan penyakit pneumonia pada paru-paru manusia.
f. Candida sp. penyebab keputihan dan sariawan pada manusia.
Asal usul kehidupan
Wednesday, October 26, 2011
gangguan sistem peredaran darah
Kelainan Pada Sistem Peredaran Darah
Kelainan atau penyakit pada sistem peredaran darah antara lain:
- Arteriosklerosis yaitu pengerasan pembuluh nadi karena endapan lemak berbentuk plak (kerak) yaitu jaringan ikat berserat dan sel-sel otot polos yang di infiltrasi oleh lipid (lemak)
- Ambolus yaitu tersumbatnya pembuluh darah karena benda yang bergerak.
- Anemia yaitu rendahnya kadar hemoglobin dalam darah atau berkurangnya jumlah eritrosit dalam darah
- Varises yaitu pelebaran pembuluh darah di betis
- Trombus yaitu tersumbatnya pembuluh darah karena benda yang tidak bergerak .
- Hemofili yaitu kelainan darah yang menyebabkan darah sukar membeku (diturunkan secara hereditas)
- Leukemia (kanker darah ) yaitu peningkatan jumlah eritrosit secara tidak terkendali.
- Erithroblastosis fetalis yaitu rusaknya eritrosit bayi/janin akibat aglutinasi dari antibodi yang berasal dari ibu.
- Thalasemia yaitu anemia yang diakibatkan oleh rusaknya gen pembentuk hemoglobin yang bersifat menurun.
- Hipertensi yaitu tekanan darah tinggi akibat arteriosklerosis
- Hemeroid (ambeien) pelebaran pembuluh darah di sekitar dubur
Pembuluh darah dan peredaran darah
Pembuluh darah pada mnusia dibedakan menjadi 2 kelompok berdasarkan arah aliran darahnya. Pembuluh darah yang arahnya meninggalakan jantung disebut dengan Arteri sedangkan yang arah aliran darahnya menuju ke jantung disebut dengan vena.
Perbedaan arteri dengan vena yang lain selain dari aspek aliran darahnya, dapat pula dilihat dari aspek letaknya dari permukaan tubuh, semburan jika pembuluh tersebut dipotong, elatisitasitas pembuluh. Arteri terletak jauh dari permukaan tubuh jika dibandingkan dengan vena yang dekat dengan permukaan tubuh. jika dilihat dari segi kekuatan tekanan pada pembuluh maka arteri memiliki kekuatan tekanan yang lebih besar dibandingkan dengan vena, sehingga arteri jika dipotong akan menyebabkan darah akan menyembur keluar dengan deras., karena arteri berhubungan langsung dengan bilik kiri. Jik dilihat dari tingkat elastisitasnya maka arteri lebih elastis dibandingkan dengan vena.
B. Macam peredaran Darah
Peredarah darah manusia dibagi menjadi dua kelompok yaitu peredaran darah besar dan peredaran darah kecil. Nama lain peredaran darah besar dalah peredaran darah sistemik sedangkan nama lain peredaran darah kecil disebut dengan peredaran darah pulmonalis. Jalur Peredaran darah kecil meliputi jantung kemudian ke menuju paru-paru dan kembali lagi ke janung. Sedangkan peredaran darah besar mengambil jalur dri jntung kemudian menuju seluruh tubuh kemudian kembali lagi ke jantung. Lihat gambar berikut ini.
[caption id="attachment_397" align="alignleft" width="400" caption="peredaran darah ganda pada manusia"][/caption]
Dari gambar tersebut analisislah manakah yang termasuk perdarah darah sistemik dan yang mana peredaran pulmonaris!
peredaran darah sistemik dimulai dari bilik kiri ke bagian semua bagian tubuh dan berakhir di serambi kanan. Sedangkan peredaran darah pulmonaris dimulai dari bilik kanan menuju paru-paru dan berakhir di serambi kiri.
Karena darah mengalir dua kali melwati jantung maka peredaran darah tipe ini disebut peredaran darah ganda. selain itu karena darah selalu beredar di dalam pembuluh darah maka disebut dengan peredaran darah tertutup. Penjelasan di atas menjelaskan makan peredaran darah ganda dan tertutup.
Perhatikan pada pembuluh darah yang meninggalkan jantung melalui aorta. Pembuluh ini disebut dengan arteri dengan kandungannya kaya akan oksigen. Kemudian bagaimana dengan pembuluh lain yang keluar dari jantung(bilik kanan) yang langsung menuju ke paru-paru? apakah pembuluh darah arteri ini juga mengandung oksigen?
hal yang serupa juga sebaiknya Anda analisis untuk vena yang langsung dari paru-paru apakah kandungannya kaya akan CO2?
Selain hal tersebut di atas konsep yang perlu dikuasai adalah arah aliran dari darah pada jantung adalah dari serambi ke bilik, sama seperti ketika Anda masuk ke dalam rumah yang sopan adalah melewati serambi dahulu baru masuk ke bilik/kamar Anda kan, demikian juga dengan darah-serambi dulu baru bilik.
Pertanyaan refleksi:
1. Harus melewati pembuluh apakah agar darah yang kaya akan CO2 dapat mengikat kembali CO2?
2. Apakah pembuluh arteri selalu mengangkut oksigen?
3. kemanakah arah aliran darah pada jantung?
4. Di jantung bagian manakah berakhirnya peredaran sistemik dan pulmonaris?
5. Di jantung bagian manakah peredaran darah sistemik dan pulmonaris dimulai?
6. Di bagian mana saja terjadi pertukaran gas CO2 dan O2?
posting selanjutnya adalah mengenai gangguan yang terjadi pada sistem peredaran darah.
Struktur jantung manusia
Jantung manusia tersusun atas tiga lapisan yaitu endokardium yang berbentuk selaput, miokardium yaitu lapisan yang tersusun dari otot-otot jantung, dan perikardium yaitu lapisan yang berbentuk selaput yang terbuat dari jaringan ikat longgar
Jika jantung dibelah maka akan tampak bagian dallamnya, bagian dalam jantung terbagi atas rongga-rongga. Rongga yang dimiliki jantung terdiri atas empat rongga. empat rongga ini dibagi atas dua kelompok yaitu atrium/serambi dan ventrikel/bilik, yang masing-masing terbagi menjadi kiri dan kanan.
[caption id="attachment_404" align="alignleft" width="627"] Jantung manusia[/caption]
selain terbagi dalam rongga-rongga, aspek lain yang perlu diketahui bahwa pada jantung memiliki struktur yang menyebabkan darah tidak bisa kembali ke tempat sebelumnya sehingga akan menyebabkan darah hanya mampu beredar dalam satu arah saja/tidak bolak-balik. Struktur yang memegang peranan ini adalah klep jantung yang berada di antara atrium dan ventrikel.
Di antara atrium kiri dan serambi kiri terdapat dua buah klep, sedangkan di antara atrium kanan dan serambi kanan memiliki tiga klep. Pemberian nama klep jantung didasarkan pada jumlah klep tersebut. jika jumlahnya dua maka digunakan bi, jika digunakan tiga maka digunakan kata tri. klep/katup dalam bahasa latin disebut valvula, tinggal ditambahkan dengan akhiran pidalis. Jadi untuk lep yang berjumlah dua disebut valvula bikuspidalis, sedangkan yang tiga klep disebut dengan valvula trikuspidalis.Selain dua klep tersebut masih ada lagi klep yang disebut valvula semilunaris yang berbentuk bulang sabit yang berfungsi agar darah tidak kembali ke jantung.kuat terletak pada bagian jantung bilik kiri.ventrikel kiri/sinister ventrikel. Hal ini disebabkan karena pada bagian jantung ini digunakan untuk memompa darah untuk diedarkan ke seluruh tubuh.
kondisi bilik kiri jantung mengalami pengembangan terbesar disebut dengan keadaan sistole. Pda kondisi ini kecepatan aliran darah yang tertinggi. Sedangkan pada waktu bilik kiri mengempis maksimum disebut dengan diastole. orang dewasa normal memiliki perbandingan sistole/diastole adalah 120/80. Jantung bisa mengembang dan mengempis karena karakter dari otot jantung.
posting selanjutnya adalah mengenai pembuluh darah dan peredaran darah.
Friday, October 21, 2011
Sistem peredaran darah
- Darah
- Pembuluh darah
- Jantung
tambahan: penggolongan darah dan teorinya
1. Darah
Darah ada dua komponen yaitu komponen padat dan cair. komponen yang cair disebut plasma darah sedangkan yang padat adalah sel darah.
Pada plasma darah tersusun atas air dan zat terlarut. Zat terlarutnya adalah :
- protein (albumin, immunoglobulin (globulin) dan fibrinogen )
- albumin berperan dalam menjaga tekanan osmosis darah
- imunoglobulin berperan dalam sistem kekebalan tubuh
- fibrinogen berperan sebagai faktor pembeku darah
- mineral,
- produk sisa,
- hormon,
- garam terlarut dan
- mineral seperti kalsium, sodium dan potasium
dari kandungan protein plasma darah di atas maka setidaknya dapat kita ketahui 2 fungsi darah yaitu sebagai sistem kekebalan tubuh dan menutup luka.
sekarang kita pelajari komponen kedua darah yaitu komponen yang berbentuk padatan yaitu sel darah. Sel darah dibagi menjadi 3 macam yaitu: sel darah merah/eritrosit, sel darah putih/leukosit dan keping darah/trombosit.
2.1. Keping darah atau trombosit
- Trombosit berasal dari sel megakariosit yang pecah menjadi bagian-bgian kecil. bgian-bagian kecil itu yang yang disebut platelet atau trombosit
- Megakariosit berasal dari sel meiloblast yang juga merupakan induk sel leukosit. (lihat gambar dibawah ini
[caption id="attachment_366" align="alignleft" width="560"] diagram diferensiasi darah[/caption] - Harga normal : 200.000 – 400.000 / mm2
- Trombosit berfungsi sebagai sistem pembekuan darah
Mekanisme Pembekuan Darah
- Proses pembekuan darah →melalui 3 tahap :
- Suatu zat yang dinamakan aktivator protrombin atau trombokinase yang berada di trombosit terbentuk akibat robeknya pembuluh darah atau rusaknya darah itu sendiri.
- Aktivator protrombin mengaktifkan perubahan protrombin menjadi trombin.
- Trombin bekerja sebagai enzim yang mengubah fibrinogen menjadi benang benang fibrin yang. menyaring sel-sel darah merah dan plasma untuk membentuk bekuan itu sendiri.
2.2. Sel darah merah atau eritrosit
- Bentuk eritrosit diskus bikonkaf dengan diameter 8,6 µm
- Mengandung haemoglobin (Hb) yaitu suatu protein yang mengandung zat besi dan karbonik anhidrase (suatu enzim yang terlibat dalam transport O2)
- Jumlah normal :
- pria : 4,5 juta – 5,5 juta / mm2, dan
- wanita : 4 juta – 5 juta / mm2
Fungsi Eritrosit
- Fungsi eritrosit adalah mengangkut O2 dari paru-paru ke seluruh sel tubuh, sedang CO2 juga diangkut oleh eritrosit dan plasma darah.
- Daya angkut O2 tersebut akibat Hb mempunyai afinitas terhadap O2, dimana 1 g Hb mampu mengangkut 1,34 cc O2, atau 100 cc darah mengangkut 20 cc O2
- Harga normal Hb : pria : 13 – 16 g%, sedang wanita : 12 – 14 g%
Metabolisme Eritrosit
- Umur eritrosit adalah 120 hari
- Eritrosit mati → mengalami destruksi di limpa, kemudian hemoglobin akan dipecah menjadi heme dan globin
- hemoglobin → haem/heme + globin
- Haem/heme akan diubah menjadi zat besi dan porfirin
- heme → besi + porfirin,
- zat besi digunakan untuk membentuk eritrosit baru sedangkan porfirin akan diubah menjadi bilirubin
- Porfirin → bilirubin → mewarnai urine (urobilin) dan feses (sterkobiline)
- heme → besi + porfirin,
- Tempat pembuatan sel eritrosit adalah: hati, sumsum tulang dan limpa.
2.3. Sel darah putih atau trombosit
Leukosit Granular
[caption id="attachment_374" align="alignleft" width="75"] netrofil[/caption]
- Neutrofil : granula tidak berwarna
- Eosinofil : granula berwarna merah pada pewarnaan asam
- Basofil : granula berwarna biru pada pewarnaan basa
Leukosit Agranular
- Monosit : merupakan sel besar dengan bentuk nukleus oval atau seperti ginjal
- Limfosit : mempunyai nuleus yang besar dan mengisi hampir seluruh sel
[caption id="attachment_378" align="alignright" width="73"] limfosit[/caption]
Kadar normal leukosit adalah:
- Basofil : 0 – 1 %
- Eosinofil: 2 – 4 %
- Batang : 1 – 5 %
- Segmen: 51 – 67 %
- Limfosit : 20 – 30 %
- Monosit: 2 – 6 %
Fungsi Leukosit
Granulosit dan monosit berfungsi untuk:
- Melindungi tubuh terhadap invasi organisma dengan cara memakanya yang disebut : fagositosis, dan
- Mampu menembus dinding pembuluh darah melalui pori pori yang disebut proses diapedesis
- Limfosit berfungsi untuk proses kekebalan (imunitas seluler)
Tempat Pembuatan Leukosit
- Granulosit dan monosit dibuat di sumsum tulang
- Limfosit dibuat di sumsum tulang,
- kemudian yang berkembang di sumsum tulang belakang maka disebut limfosit B (Bone narrow)
- kmeudian ada limfosit yang lain berkembang di timus maka disebut limfosit T (Thymus)
Sel Darah
- Jika darah dibiarkan invitro maka akan terjadi pembekuan, dan diatas bekuan timbul cairan jernih yang disebut : Serum
- Jadi perbedaan serum dan plasma darah terletak pada ada tidaknya sistem pembekuan darah.
- Plasma → mengandung sistem pembekuan darah, serum tidak
Hematokrit
- Hematokrit darah : adalah persentase darah yang berupa sel.
- Hematokrit 40 berarti 40 % dari volume darah adalah sel, sedang sisanya plasma.
- Harga normal pria : 42, wanita : 38
Thursday, September 22, 2011
Replikasi DNA
Konsep yang penting untuk dipahami adalah
Sintesis protein - transkripsi - translasi
Gb.1 sintesis protein / dogma[/caption]
Sintesis protein terdiri atas 2 tahap, yaitu :
1. Transkripsi.
2. Translasi.
mari kita bahas satu persatu.
1. Transkripsi adalah proses menyalin data yang terdapat pada rantai sense (3'-->5") DNA. Proses ini terjadi di dalam inti sel dimulai dengan pembukaan rantai DNA oleh enzim helikase. Setelah itu penempelan enzim polimerase pada daerah promotor sekuen gen dan barulah enzim polimerase mulai aktif menyalin kode genetik pada rantai sense DNA hingga bagian triplet basa nitrogen yang mengandung informasi untuk mengehentikan proses menyalin.
pemindahan kode dari 3'-5'-DNA ke m RNA
Hasil dari proses transkripsi adalah mRNA dengan kode pasangan yang terdapat pada rantai sense DNA. Rantai RNA yang mengandung kode ini disebut pula dengan kodon. Jadi mRNA adalah kodon. Setelah proses transkripsi selesai maka m-RNA akan segera bergerak meningggalkan inti sel menuju sitoplasma untuk melakukan proses selanjutnya(translasi).
2. Translasi adalah proses proses penerjemahan kodon menjadi asam amino dan menyambungkan setiap asam amino yang sesuai kodon dengan ikatan peptida menjadi protein. Organel yang aktif melakukan proses penerjemahan kodon adalah ribosom. Setelah ribosom melekat pada triplet kodon maka t-RNA yang berada di sitoplasma akan membawakan asam amino yang sesuai pada kodon.
gb.2. t-RNA[/caption]
pemindahan kode dari 5'-3'-mRNA menjadi protein[/caption]
triplet anti-kodon terdapat pada t-RNA. Triplet ini akan berpasangan dengan triplet kodon sambil membawa sebuah asam amino. misal GUA akan membawa asama amino valin, UAA akan membawa asama amino tirosin. Dan dengan bantuan ribosom asama amino-asama amino tersebut akan digabungkan dengan ikatan peptida menjadi protein.
gb 3. tabel triplet kodon
Contoh : berikut ini adalah kode Rantai DNA pada kedua rantai.
5' TAC AGT TGA GGG TTT TCC GTA ACT 3'
3' ATG TCA ACT CCC AAA AGG CAT TGA 5'
-->yang dipakai adalah rantai sense atau rantai 3'-5', jadi data yang digunakan adalah kode berikut :
3' ATG TCA CCC AAA AGG CAT TGA ACT 5' --> sense
Setelah proses transkripsi selesai maka akan diperoleh kodon seperti berikut ini:
5' UAC AGU GGG UUU UCC GUA ACU UGA3' --> mRNA
Kemudian terjadi proses translasi yang akan menghasilkan protein yang tersusun atas asama amino- asam amino sebagai berikut (gunakan tabel triplet kodon pada gambar 3 dengan menggunakan kode pada m-RNA):
UAC AGU GGG UUU UCC GUA ACU UGA
tirosin-serin-glisin-fenilalanin-serin-valin-threonin-stop
Ketika diterjemahkan stop(UGA) maka proses translasi akan berhenti secara otomatis dan proses sintesis protein akan berhenti. Untuk lebih jelasnya Anda dapat melihat video animasinya di link kumpuilan video pembelajaran berikut ini.
http://konsepbiologi.wordpress.com/video-pembelajaran/
untuk mendownloadnya videonya, Anda baca saja cara downloadnya dengan membaca informasinya di halaamn tips dan trik pada blog ini. Silahkan klik di sini --> http://konsepbiologi.wordpress.com/tips-dan-trik/
atau link berikut ini: Trik mendapatkan file swf atau video.
- Processing of Gene Information – Prokaryotes versus Eukaryotes
- Protein Synthesis
- How Spliceosomes Process RNA
Untuk latihan jelaskan ulang dengan kata-kata anda sendiri mengenai gambar berikut ini
Kromosom | DNA-polinukleotida| nukleotida | gen
[caption id="" align="alignnone" width="220"] gambar. 1. Kromosom (mikroskop elektron)[/caption]
Gambar 1 di bawah ini ingin memberikan gambaran mengenai kromosom. Kromoson yang terlihat pada gambar tersebut adalah DNA setelah melakukan replikasi.
[caption id="attachment_769" align="aligncenter" width="600"] gambar 2. Hirarki kromosom[/caption]
Dari gambar 2 dapat dilihat bahwa rantai DNA tersebut melilit bola-bola yang berwana merah. Bola tersebut adalah protein yang bernama histon. Suatu kondisi DNA yang terlilit pada histon disebut dengan nukleosom.
Jika Anda amati, Struktur dasar kromosom adalah rantai ganda DNA yang berpilin. Rantai DNA penyusun dasar kromosom tersusun atas ikatan nukleotida-nukleotida, rangkaian panjang nukleotida ini membentuk rantai panjang nukleotida. Sehingga struktur dasar DNA atau kromosom bisa disebut dengan rantai polinukleotida.
Agar kegiatan manusia dalam usahanya dalam membuat pemetaan kromosom menjadi lebih mudah diperlukan visualisasi macam-macam kromosom yang ada barulah kemudian kromosom-kromosom tersebut disusun membentuk susunan kromosom yang teratur. Tampilan visualisasi keseluruhan kromosom suatu individu yang telah disusun diberi istilah kariotipe. Untuk memahami tentang kariotipe. Perhatikan gambar berikut ini sebagai contoh yang dimaksud dengan kariotipe.
2. Nukleotida kromosom
[caption id="" align="alignnone" width="300"] gambar 3. sebuah nukleotida[/caption]
Gambar di atas adalah nukleotida sebagai monomer dari kromosom . sebuah nukleotida pada DNA-kromosom terdiri atas ;
- gugus phosphat (kuning)
- Gula pentosa/deoksiribosa (merah muda)
- Basa nitrogen (hijau)
Pada bagian basa nitrogen penyusun nukleotida-kromosom dapat dikelompokkan menjadi 2 kelompok besar yaitu kelompok basa nitrogen purin dan basa nitrogen pirimidin. Yang termasuk basa nitrogen purin adalah adenin dan guanin, di sisi yang lain yang termasuk basa nitrogen pirimidin adalah sisanya yaitu Timin dan Sitosin. perhatikan gambar di bawah ini
gambar 4. rantai polinukleotida dan 4 macam basa nitrogen[/caption]
Selanjutnya kita akan mempelajari aturan Chargaff yang menyatakan bahwa basa purin pada sebuah rantai polinukleotida/DNA/kromosom akan berpasangan dengan basa pirimidin pada rantai yang lain. Dalam hal ini Timin akan berpasangan dengan Adenin dengan 2 ikatan hidrogen akan sedangkan Sitosin berpasangan dengan Guanin dengan 3 ikatan hidrogen sesuai dengan elektron valensi masing-masing basa nitrogen.
3. GEN
Gambar 3 dibawah ini tentunya Anda sudah tahu. ya!
gambar 5. sebuah gen pada rantai DNA[/caption]
Ya, gambar di atas adalah rantai polinukleotida-kromosom. Akan tetapi di sini yang akan dijelaskan adalah gen. Gen adalah segmen/bagian DNA yang mengandung informasi tertentu yang dapat diekspresikan sebagai sebuah fenotip(ciri individu yang dapat diamati dengan mata telanjang).
Jadi gen merupakan sebagian kecil dari rantai polinukleotida yang mengandung informasi tertentu. Atau dengan kata lain DNA adalah urutan gen-gen.
4. Allel
Letak suatu gen pada rantai polinukleotida-kromosom disebut dengan lokus. Perlu diketahui bahwa kromosom pada mahkluk hidup saling berpasang-pasangan. Kromosom yang berpasangan ini disebut dengan kromosom yang homolog. Jadi dapat disimpulkan bahwa gen-gen pada lokus yang sama pada kromosom yang homolog memiliki suatu pengaruh pada target yang sama untuk diekspresikan sebagai fenotip. gen-gen pada lokus yang sama pada kromosom yang homolog disebut dengan allel.
Secara ringkas alel adalah gen-gen pada kromosom yang berada pada lokus yang sama dan bisa memberikan pengaruh yang sama ataupun berbeda pada sebuah ekspresi fenotip.
next artikel Replikasi DNA
Tuesday, September 13, 2011
jaringan ikat.
Jaringan ikat.
untuk mempelajari jaringan ikat pada hewan yang sebenarnya, Anda harus tahu terlebih dahulu seperti apakah komponen dasar jaringan ikat tersebut.
Jaringan ikat memiliki dua komponen dasar yaitu:
- matriks
- sel-sel penyusun jaringan ikat.
1.1. Matriks
Matriks sendiri masih terbagi lagi menjadi 2 yaitu serat dan bahan dasar. Untuk seratnya ada 3 macam semuanya terbuat dari protein, jika tidak terbuat dari kolagen ya elastin. Ketiga macam serat itu adalah serat kolagen, serat elastin, dan serat retikulin. Karakter seratnya dapat dilihat dari beberapa apek.
Aspek yang pertama adalah protein penyusunnya.
- serabut kolagen dan retikeler terbuat dari protein kolagen
- serabut elastin terbuat dari protein elastin
- serabut kolagen berwana putih
- serabut elastin berwarna kuning
Karakter umum jaringan ikat antara lain:
1. banyak dijumpai pada tubuh.
2. Sel dari jaringan ikat tidak tersusun berdekatan, tapi dihubungkan oleh matriks
3. Matriks merupakan penyusun dasar jaringan ikat yang terbuat dari serat protein yang susunannya beragam dan komposisi yang bervariasi.
4. Komposisi matriks menentukan macam dan karakter jaringan ikat dari fluid hingga keras.
5. macam-macam sel jaringan ikat.
- fibroblas yang mensintesis serat protein untuk membentuk matrik
- sel tiang yang biasanya terdapat di dekat pembuluh darah dan menghasilkan heparin yang mencegah darah membeku.
- makrofag yang berperan sebagai sistem kekebalan tubuh.
berikut ini adalah 8 macam jaringan ikat:
- Jaringan ikat longgar
- jaringan ikat padat
- jaringan lemak
- jaringan retikuler
- jaringan elastis
- Darah
- Kartilago
- Tulang
1. Jaringan ikat longgar disebut jaringan areolar. Jaringan ini tipis, lunak yang mengandung banyak serat kolagen dan elastis pada matriks yang menyerupai jely.
2.Jaringan ikat fibrosa ada dua variasi yaitu jaringa ikat fibrosa padat teratur dan mengikat serabut kolagen yang ditemppatkan di matriks. JAringan ini membentuk tendon dan ligaent tubuh. Yang kedua adalah jaringan ikat fibrosa padat tidak teratur, jaringan ini dapat dijumpai pada dermis kulit dimana serat penyususnnya atersusun lebih acak.
3. Jaringan ikat retikuler banyak mengandung banyak serabut retikuler. Jaringan ini mendukung dinding organ yang lunak seperti liver dan limpa.
4. Jaringan ikat elastis tersusun dari serabut yang mendukung karakter elastis, sehingga mendukung untuk meregang dan bisa dijumpai pada dinding arteri.
5. jaringan ikat lemak dikenal sebagai lemak. Jaringan ini berhubungan dengan jaringan ikat longga dan menyimpan energi dan bantalan untuk melindungi organ. Nuklei dari lemak umumnya terdorong ke bagian tepi karena efek dari penyimpanan lemak di dalam sel
6. Jaringan darah memiliki matrik yang disebut dengan plasma. Elemen yang dibentuk oleh jaringan ini adalah sel darah putih, sel darah merah dan keping darah.
7. jaringan kartilago matriksnya semi-keras, selnya dsebeut kondrosit yang terdapat di dalam "danau" yang disebut lakuna. Jaringan ini ada 3 macam. Yaitu
- Kartilago hialin --> matriknya jernih karena serabut kolagennya tidak terlihat. Hialin ditemukan pada hidung, anatara ujung tlang rusuk dan tulang dada, dan cincin-cincin trakea
- kartilago elastis --> memiliki kenampakan yang berantakan karena tersusun oleh serabut elastis pada matriks. Kartilago elastis mendukung bentuktelinga dan membentuk bagian dari laring.
- kartilagi fibrosa --> sangat keras dan mengandung banyak serat kolagen. dapat dijumpai pada diskus intervertebralis.
8. Tulang juga merupakan jaringan ikat, tulang dibuat oleh sel-sel tulang yang disebut osteosit. matriknya keras dan kaku karena banyak serabut kolagen dan depsisi garam mineral anorganik seperti kalsium karbonat dan kalsium fosfat. Osteon adalah bentuk unit dasar tulang keras. Sel tulang menempati rongga yang disebut lakuna. pada kenampakan mikroskopis nampak berupa lingkaran-lingkaran konsentris.
Friday, September 9, 2011
Virus
Download Power point nya di sini --> http://www.mediafire.com/?x3jdn63fdtsbglu
Konsep yang penting mengenai virus antara lain adalah :
- Virus aseluler maksudnya struktur virus tidak bisa disebut sebagai sel. Struktur virus berupa paartikel yang disebut virion
- Virus hanya bisa memperbanyak dirinya di dalam sel organisme yang hidup dan virus tidak bisa memperbanyak dirinya sendiri tanpa menginfeksi inangnya.
- Virus tidak bisa bergerak. Pergerakan virus dilakukan oleh seperti faktor lingkungan, air, angin, darah. Serabut ekor yang terdapat pada virus T berfungsi untuk melakukann adsorpsi pada dinding sel inang.
- Virus lebih kecil dari bakteri
- Asam nukleat virus tersusun atas DNA atau RNA yang diselubungi oleh protein kapsomer yang membentuk kapsid.
- Adsorpsi --> virus menempel pada sel inang
- injeksi/penetrasi --> virus memasukkan DNA ke dalam sel inang
- Replikasi/sintesis DNA baru dan struktur virus yang baru
- perakitan --> komponen-komponen virus hasil replikasi disatukan untuk membentuk virus yang lengkap
- lisis --> sel inang pecah dan virus baru dibebaskan dari dalam sel inang.
Thursday, July 21, 2011
Anabolisme - fotosintesis
Contoh dari Anabolisme yang paling terkenal adalah proses fotosintesis. Proses fotosintesis terjadi dalam 2 tahap yaitu Reaksi terang dan reaksi gelap. Proses ini terjadi di dalam butir-butir plastida. Kebanyakan daun memiliki plastida yang berwarna hijau jadi disebut dengan kloroplas. Berikut ini adalah organel yang disebut dengan kloroplas.
Organel ini memiliki bagian-bagian:
- Tilakoid
- Ruang tilakoid
- Grana
- Stroma
- Ruang antar membran
Disebutkan di atas bahwa fotosintesis terjadi dalam dua tahap yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang terjadi di bagian dengan keterangan no 1 sedangkan reaksi gelap terjadi pada nomor 4.
Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron.[7] Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga.[7] Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis.[11]
Klorofil a berada dalam bagian pusat reaksi.[12] Klorofil ini berperan dalam menyalurkan elektron yang berenergi tinggi ke akseptor utama elektron.[12] Elektron ini selanjutnya masuk ke sistem siklus elektron.[12] Elektron yang dilepaskan klorofil a mempunyai energi tinggi sebab memperoleh energi dari cahaya yang berasal dari molekul perangkat pigmen yang dikenal dengan kompleks antena.[11]
Pada tumbuhan fotosistem dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.[11] Pada fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700.[13] Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena.[13] Pada fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680.[14] P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700.[14] Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air.[7]
Perhatikan gambar berikut
Reaksi terang adalah reaksi yang melibatkan tenaga matahari sedangkan reaksi gelap (calvin-Benson Cycle) dapat terjadi tanpa kehadiran sinar matahari.
Dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa:
- Reaksi terang dan gelap berkaitan, kaitannya adalah reaksi terang menyediakan energi untuk melangsungkan reaksi bagi reaksi gelap. Energi yang dipersiapkan oleh reaksi terang berupa ATP dan NADPH.
- ATP diperoleh dari tenaga foton yang berasal dari matahari dan H+ pada NADPH berasal dari pemecahan air. Selain itu pemecahan air juga menghasilkan oksigen yang akan dibebaskan ke lingkungan.
- Pada raksi gelap dihasilkan gula dengan memanfaatkan CO2 lingkungan.
FOTOSISTEM
Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri dari klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron.[7] Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil dan pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning sampai jingga.[7] Pigmen-pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam fotosintesis.[11]
Klorofil a berada dalam bagian pusat reaksi.[12] Klorofil ini berperan dalam menyalurkan elektron yang berenergi tinggi ke akseptor utama elektron.[12] Elektron ini selanjutnya masuk ke sistem siklus elektron.[12] Elektron yang dilepaskan klorofil a mempunyai energi tinggi sebab memperoleh energi dari cahaya yang berasal dari molekul perangkat pigmen yang dikenal dengan kompleks antena.[11]
Fotosistem sendiri dapat dibedakan menjadi dua, yaitu fotosistem I dan fotosistem II.[11] Pada fotosistem I ini penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga klorofil a disebut juga P700.[13] Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena.[13] Pada fotosistem II penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm sehingga disebut P680.[14] P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700.[14] Dengan potensial redoks yang lebih besar, akan cukup elektron negatif untuk memperoleh elektron dari molekul-molekul air.[7]
Fotosintesis pada tumbuhan
Tumbuhan bersifat autotrof.[4] Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung dari senyawa anorganik.[4] Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar.[4] Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan.[4] Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas.[4] Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.[4]
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil.[4] Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas.[4] klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis.[4] Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.[4] Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya.[4] Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis.[4] Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.[4]
Fotosintesis pada alga dan bakteri
Alga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel.[15] Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama.[15] Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi.[15] Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof.[15] Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain.[15]
Proses
Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini.[16] Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.[16]
Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun.[16] Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini.[17] Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma.[16] Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.[16]
Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).[18]
Reaksi terang terjadi pada grana (tunggal: granum), sedangkan reaksi gelap terjadi di dalam stroma.[18] Dalam reaksi terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan oksigen (O2).[18] Sedangkan dalam reaksi gelap terjadi seri reaksi siklik yang membentuk gula dari bahan dasar CO2 dan energi (ATP dan NADPH).[18] Energi yang digunakan dalam reaksi gelap ini diperoleh dari reaksi terang.[18] Pada proses reaksi gelap tidak dibutuhkan cahaya matahari. Reaksi gelap bertujuan untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon menjadi molekul gula.[18] Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm).[18] Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm), biru (410 - 500 nm) dan violet (< 400 nm).[19] Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis.[19] Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis.[19] Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu.[19] Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda.[19] Kloroplas mengandung beberapa pigmen. Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah.[19] Klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang.[19] Proses absorpsi energi cahaya menyebabkan lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya akan disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron.[12] Proses ini merupakan awal dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis.
Reaksi terang
Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2.[20] Reaksi ini memerlukan molekul air dan cahaya matahari. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.[20]
Reaksi terang melibatkan dua fotosistem yang saling bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II.[21] Fotosistem I (PS I) berisi pusat reaksi P700, yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi pusat reaksi P680 dan optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm.[21]
Mekanisme reaksi terang diawali dengan tahap dimana fotosistem II menyerap cahaya matahari sehingga elektron klorofil pada PS II tereksitasi dan menyebabkan muatan menjadi tidak stabil.[21] Untuk menstabilkan kembali, PS II akan mengambil elektron dari molekul H2O yang ada disekitarnya. Molekul air akan dipecahkan oleh ion mangan (Mn) yang bertindak sebagai enzim.[21] Hal ini akan mengakibatkan pelepasan H+ di lumen tilakoid. Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk PQH2.[21] Plastokuinon merupakan molekul kuinon yang terdapat pada membran lipid bilayer tilakoid. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H+ yang disebut sitokrom b6-f kompleks.[20] Reaksi keseluruhan yang terjadi di PS II adalah[21]:
2H2O + 4 foton + 2PQ + 4H- → 4H+ + O2 + 2PQH2
Sitokrom b6-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke PS I dengan mengoksidasi PQH2 dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC).[21] Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H+ dari stroma ke membran tilakoid.[21] Reaksi yang terjadi pada sitokrom b6-f kompleks adalah[21]:
2PQH2 + 4PC(Cu2+) → 2PQ + 4PC(Cu+) + 4 H+ (lumen)
Elektron dari sitokrom b6-f kompleks akan diterima oleh fotosistem I.[21] Fotosistem ini menyerap energi cahaya terpisah dari PS II, tapi mengandung kompleks inti terpisahkan, yang menerima elektron yang berasal dari H2O melalui kompleks inti PS II lebih dahulu.[21] Sebagai sistem yang bergantung pada cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin.[21] Reaksi keseluruhan pada PS I adalah[21]:
Cahaya + 4PC(Cu+) + 4Fd(Fe3+) → 4PC(Cu2+) + 4Fd(Fe2+)
Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP+ dan membentuk NADPH.[21] Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP+ reduktase.[21] Reaksinya adalah[21]:
4Fd (Fe2+) + 2NADP+ + 2H+ → 4Fd (Fe3+) + 2NADPH
Ion H+ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase.[1] ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengan pengangkutan elektron dan H+ melintasi membran tilakoid.[1] Masuknya H+ pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP.[1] Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut[1]:
Sinar + ADP + Pi + NADP+ + 2H2O → ATP + NADPH + 3H+ + O2
Reaksi gelap
Reaksi gelap pada tumbuhan dapat terjadi melalui dua jalur, yaitu siklus Calvin-Benson dan siklus Hatch-Slack.[22] Pada siklus Calvin-Benson tumbuhan mengubah senyawa ribulosa 1,5 bisfosfat menjadi senyawa dengan jumlah atom karbon tiga yaitu senyawa 3-phosphogliserat.[22] Oleh karena itulah tumbuhan yang menjalankan reaksi gelap melalui jalur ini dinamakan tumbuhan C-3.[22] Penambatan CO2 sebagai sumber karbon pada tumbuhan ini dibantu oleh enzim rubisco.[22] Tumbuhan yang reaksi gelapnya mengikuti jalur Hatch-Slack disebut tumbuhan C-4 karena senyawa yang terbentuk setelah penambatan CO2 adalah oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon. Enzim yang berperan adalah phosphoenolpyruvate carboxilase.[22]
Siklus Calvin-Benson
Mekanisme siklus Calvin-Benson dimulai dengan fiksasi CO2 oleh ribulosa difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat.[22] RuBP merupakan enzim alosetrik yang distimulasi oleh tiga jenis perubahan yang dihasilkan dari pencahayaan kloroplas. Pertama, reaksi dari enzim ini distimulasi oleh peningkatan pH.[22] Jika kloroplas diberi cahaya, ion H+ ditranspor dari stroma ke dalam tilakoid menghasilkan peningkatan pH stroma yang menstimulasi enzim karboksilase, terletak di permukaan luar membran tilakoid.[22] Kedua, reaksi ini distimulasi oleh Mg2+, yang memasuki stroma daun sebagai ion H+, jika kloroplas diberi cahaya.[22] Ketiga, reaksi ini distimulasi oleh NADPH, yang dihasilkan oleh fotosistem I selama pemberian cahaya.[22]
Fiksasi CO2 ini merupakan reaksi gelap yang distimulasi oleh pencahayaan kloroplas.[12] Fikasasi CO2 melewati proses karboksilasi, reduksi, dan regenerasi.[23] Karboksilasi melibatkan penambahan CO2 dan H2O ke RuBP membentuk dua molekul 3-fosfogliserat(3-PGA).[23] Kemudian pada fase reduksi, gugus karboksil dalam 3-PGA direduksi menjadi 1 gugus aldehida dalam 3-fosforgliseradehida (3-Pgaldehida).[23] Reduksi ini tidak terjadi secara langsung, tapi gugus karboksil dari 3-PGA pertama-tama diubah menjadi ester jenis anhidrida asam pada asam 1,3-bifosfogliserat (1,3-bisPGA) dengan penambahan gugus fosfat terakhir dari ATP.[23] ATP ini timbul dari fotofosforilasi dan ADP yang dilepas ketika 1,3-bisPGA terbentuk, yang diubah kembali dengan cepat menjadi ATP oleh reaksi fotofosforilasi tambahan.[23] Bahan pereduksi yang sebenarnya adalah NADPH, yang menyumbang 2 elektron.[23] Secara bersamaan, Pi dilepas dan digunakan kembali untuk mengubah ADP menjadi ATP.[23]
Pada fase regenerasi, yang diregenerasi adalah RuBP yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 tambahan yang berdifusi secara konstan ke dalam dan melalui stomata.[24] Pada akhir reaksi Calvin, ATP ketiga yang diperlukan bagi tiap molekul CO2 yang ditambat, digunakan untuk mengubah ribulosa-5-fosfat menjadi RuBP, kemudian daur dimulai lagi.[24]
Tiga putaran daur akan menambatkan 3 molekul CO2 dan produk akhirnya adalah 1,3-Pgaldehida.[12] Sebagian digunakan kloroplas untuk membentuk pati, sebagian lainnya dibawa keluar.[12] Sistem ini membuat jumlah total fosfat menjadi konstan di kloroplas, tetapi menyebabkan munculnya triosafosfat di sitosol.[12] Triosa fosfat digunakan sitosol untuk membentuk sukrosa.[12][24]
Siklus Hatch-Slack
Berdasarkan cara memproduksi glukosa, tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan C3 dan C4.[25] Tumbuhan C3 merupakan tumbuhan yang berasal dari daerah subtropis.[25] Tumbuhan ini menghasilkan glukosa dengan pengolahan CO2 melalui siklus Calvin, yang melibatkan enzim Rubisco sebagai penambat CO2.[25] Tumbuhan C3 memerlukan 3 ATP untuk menghasilkan molekul glukosa.[25] Namun, ATP ini dapat terpakai sia-sia tanpa dihasilkannya glukosa.[26] Hal ini dapat terjadi jika ada fotorespirasi, di mana enzim Rubisco tidak menambat CO2 tetapi menambat O2.[26] Tumbuhan C4 adalah tumbuhan yang umumnya ditemukan di daerah tropis.[26] Tumbuhan ini melibatkan dua enzim di dalam pengolahan CO2 menjadi glukosa.[26] Enzim phosphophenol pyruvat carboxilase (PEPco) adalah enzim yang akan mengikat CO2 dari udara dan kemudian akan menjadi oksaloasetat.[26] Oksaloasetat akan diubah menjadi malat.[26] Malat akan terkarboksilasi menjadi piruvat dan CO2.[26] Piruvat akan kembali menjadi PEPco, sedangkan CO2 akan masuk ke dalam siklus Calvin yang berlangsung di sel bundle sheath dan melibatkan enzim RuBP.[26] Proses ini dinamakan siklus Hatch Slack, yang terjadi di sel mesofil.[27] Dalam keseluruhan proses ini, digunakan 5 ATP.[27]
-------------------------------------------------------------------------------------
Sebagian kutipan di ambil dari Wikipedia :