ASTALOG.COM – Fotosintesis dan respirasi selular adalah dua proses utama yang dilakukan oleh sebagian besar organisme hidup untuk memperoleh energi yang dapat digunakan dari alam. Fotosintesis dilakukan oleh kebanyakan tumbuhan yang dapat menyiapkan makanan sendiri, kebanyakan hewan memenuhi kebutuhan energi mereka melalui respirasi selular.
Fotosintesis adalah proses yang digunakan oleh sel-sel tumbuhan untuk mengubah energi cahaya dari matahari menjadi energi kimia, sehingga menciptakan molekul karbohidrat yang kaya energi seperti glukosa. Respirasi selular adalah proses memecah molekul makanan untuk memperoleh energi dan menyimpannya dalam bentuk adenosin trifosfat (ATP) molekul.
Sel tumbuhan, setelah membuat molekul gula melalui fotosintesis, menjalani respirasi selular untuk membuat molekul ATP. Hewan memperoleh molekul makanan dari tumbuhan dan organisme lain, dan kemudian menjalani respirasi selular untuk memperoleh molekul ATP. Semua organisme hidup menggunakan molekul-molekul ATP disimpan untuk melaksanakan proses metabolisme mereka.
Reasksi Fotosintesis
Fotosintesis terjadi pada sel-sel daun tumbuhan dalam struktur yang disebut kloroplas, yang mengandung klorofil. Sel-sel tumbuhan menyerap cahaya dari matahari melalui pigmen klorofil, dan menggunakan air dan karbon dioksida yang diperoleh dari lingkungan, menjalani serangkaian reaksi kimia untuk menghasilkan molekul karbohidrat.
Reaksi kimia dalam fotosintesis:
Karbon Dioksida + Air + Sunlight → Glukosa + Oksigen
6CO2 + 12H2O + Energi Cahaya → C6H12O6 + 6O2
Proses fotosintesis melibatkan dua tahapan reaksi kimia:
Reaksi Terang
Ini adalah tahap pertama dari proses fotosintesis. Reaksi-reaksi ini berlangsung di hadapan sinar matahari, dan menggunakan energi cahaya dari matahari untuk menghasilkan molekul ATP dan molekul lainnya yang dikenal sebagai NADPH. Molekul-molekul ini digunakan sebagai sumber energi untuk melakukan reaksi pada tahap berikutnya fotosintesis.
Reaksi Gelap (Siklus Calvin)
Pada tahap ini, molekul gula yang mengandung energi disintesis. ATP dan NADPH yang dihasilkan pada tahap I digunakan untuk bahan bakar reaksi dalam tahap ini. Di sini, molekul CO2 dipecah dan diubah menjadi gula dan senyawa lainnya. Calvin Siklus diulangi dua kali dalam rangka untuk menghasilkan satu molekul glukosa.
Reaksi Respirasi
Respirasi adalah suatu proses biokimia yang mengubah makanan menjadi energi dengan oksigen, dan itu terjadi di dalam sel-sel dari semua makhluk hidup. Dalam respirasi, energi biokimia makanan diubah menjadi adenosin trifosfat (ATP) dan karbon dioksida menggunakan oksigen.
Karbon dioksida adalah produk limbah dan produk utama ATP adalah bentuk energi yang dapat digunakan untuk organisme. Oleh karena itu, respirasi dapat dinyatakan sebagai cara utama memperoleh energi yang akan berguna untuk menjaga semua proses biologis. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa makanan yang dibakar di dalam sel untuk menghasilkan energi melalui respirasi.
Gula (glukosa), asam amino, dan asam lemak adalah satu di antara yang sangat digunakan substrat pernapasan dalam respirasi. Hal ini penting untuk melihat bahwa proses respirasi dapat berupa aerobik atau anaerobik tergantung pada keterlibatan oksigen dalam proses.
Proses respirasi aerobik menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron terakhir sementara respirasi anaerob yang menggunakan bahan kimia lainnya seperti senyawa sulfur untuk menghasilkan energi.
Seluruh proses respirasi melibatkan empat langkah utama yang dikenal sebagai glikolisis, dekarboksilasi oksidatif piruvat, siklus asam sitrat (siklus Krebs), dan fosforilasi oksidatif. Setelah semua proses telah terjadi, akan ada jumlah bersih dari 38 molekul ATP dihasilkan dari satu molekul glukosa (C6H12O6). Namun, karena kebocoran membran dan upaya yang dihabiskan dalam bergerak beberapa molekul selama proses tersebut, batas produksi bersih untuk sekitar 30 molekul ATP dari satu molekul glukosa.
Proses pemecahan molekul glukosa melibatkan dua tahap utama – glikolisis (respirasi anaerobik) dan respirasi aerobik.
Glikolisis
Respirasi selular dimulai pada tahap ini dalam sitoplasma sel, dan hasil 2 molekul berbasis karbon disebut piruvat, dan 2 molekul ATP. Oksigen tidak memainkan bagian selama tahap ini, sehingga disebut respirasi anaerobik.
Respirasi aerobik
Proses ini berlangsung dalam struktur khusus dalam sel yang disebut mitokondria, dan menggunakan produk-produk glikolisis, molekul piruvat, untuk melepaskan energi, bersama dengan CO2 dan air sebagai produk sampingan dari reaksi. Energi yang dilepaskan disimpan dalam bentuk molekul ATP. Biasanya, total 38 molekul ATP diproduksi.
Berikut adalah persamaan kimia reaksi yang terjadi:
Glukosa + Oksigen → Karbon dioksida + Air + Energi (ATP)
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 2900 KJ
Hubungan Fotosintesis dan Respirasi
Respirasi dan fotosintesis mempunyai hubungan kerja yang sangat erat. Tanpa fotosintesis respirasi tidak akan terjadi karena ketiadaan senyawa –senyawa kompleks yang hanya dapat dihasilkan dari reaksi fotosintesis. Sedangkan tanpa respirasi, senyawa- senyawa kompleks yang di hasilkan reaksi fotosintesis tidak akan terisi menjadi energi, sehingga tumbuhan tidak dapat melakukan aktivitas metabolismenya
