Anabolisme Karbohidrat
Anabolisme adalah proses pembentukan atau penyusunan senyawa organik sederhana menjadi senyawa organik kompleks. Senyawa 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.
a. Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses penyusunan zat organik (gula) dari zat anorganik (H2O, CO2) oleh klorofil dengan bantuan energi cahaya. Oleh karena itu, organ ismenya bersifat fotoautotrof. Beberapa organisme fotoautotrof meliputi tumbuhan seperti lumut, pakis, tumbuhan paku, tumbuh an berbunga, alga hijau (rumput laut), dan Euglena. Bakteri sulfur merupakan contoh organisme khemotrof (akan dibahas pada kemosintesis). Fotosintesis merupakan satu-satunya penghasil makanan yang diperlukan bagi seluruh kehidupan organisme, termasuk manusia (hetero trof).
Ingenhousz (1799) melakukan eksperimen untuk membuktikan bahwa peristiwa fotosintesis melepaskan O2. Ingenhousz dalam percobaannya menggunakan tanaman Hydrilla verticillata di dalam gelas piala kemudian ditutup corong terbalik yang dihubungkan dengan tabung reaksi yang telah diisi penuh dengan air. Perangkat percobaan tersebut diletakkan di empat yang terkena cahaya matahari. Setelah beberapa saat akan terbentuk gelembung udara (O2) yang keluar dari tanaman Hydrilla verticillata.
Pada tahun 1860, Sachs membuktikan bahwa pada proses fotosintesis dihasilkan karbohidrat (amilum). Adanya amilum dapat dibuktikan dengan pengujian memakai yodium. Reaksi antara amilum dengan yodium menghasilkan warna hitam. Ternyata amilum terdapat pada daun yang terkena cahaya. Lakukan percobaan di bawah ini untuk membuktikan percobaan Sach yang terkenal sebagai uji yodium
1) Cahaya Matahari
Cahaya matahari merupakan salah satu bentuk energi. Mata manusia dapat melihat cahaya tampak dengan panjang gelombang 400 nm (ungu) hingga 730 nm (merah). Cahaya matahari sebenarnya merupakan campuran panjang gelombang yang berbeda dan cahaya tampak hanyalah sebagian kecil gelombang yang dipancarkan matahari. Cahaya tampak terdiri atas warna pelangi dari ungu hingga merah. Perhatikan gambar di bawah ini:
Permukaan benda akan tampak hitam jika menyerap semua panjang gelombang cahaya tampak. Adapun benda yang tampak putih memantulkan semua panjang gelombang cahaya tampak. Benda yang berwarna menyerap sebagian warna dan memantulkan warna yang terlihat mata. Jika benda berwarna merah, ia memantulkan cahaya merah dan menyerap cahaya lainnya. Bagaimana dengan daun yang berwarna hijau?
2) Pigmen Fotosintesis
Pada sel eukariot, proses fotosintesis terjadi dalam organel yang disebut kloroplas. Organel ini memiliki dua lapis membran luar. Di dalam kloroplas terdapat tumpukan membran yang disebut tilakoid. Tilakoid merupakan membran yang mirip kantung dan pada beberapa bagian tersusun bertumpuk membentuk grana. Bagian matriks dari kloroplas disebut stroma Membran tilakoid memiliki protein penting dan berperan sebagai pembawa elektron. Akan tetapi, fungsi penting dari membran ini dalam fotosintesis adalah kandungan pigmen yang terdapat di dalamnya, yakni pigmen klorofil.
Klorofil adalah pigmen yang menyerap cahaya dengan efisiensi tinggi. Seperti pigmen lainnya, klorofil hanya dapat menyerap sebagian cahaya tampak. Klorofil dapat menyerap cahaya merah dan biru sangat baik, sedangkan cahaya hijau sangat sedikit diserap. Oleh karena itulah, tumbuhan yang mengandung klorofil terlihat berwarna hijau oleh mata kita karena cahaya hijau lebih banyak dipantulkan. Tumbuhan juga memiliki pigmen lain, terutama karotenoid. Pigmen karotenoid termasuk karoten dan xantofil. Pigmen warna kuning, jingga, merah, dan ungu ini menyebabkan bakteri, tomat dan daun memiliki warna beraneka ragam.
Terdapat beberapa jenis klorofil, yaitu klorofil a, b, c, dan d. Klorofil a merupakan jenis klorofil yang paling penting dalam fotosintesis. Klorofil ini terdapat pada semua makhluk hidup yang dapat berfotosintesis. Klorofil a dapat menyerap cahaya maksimal dengan panjang gelombang 430 nm dan 662 nm. Klorofil b juga berperan dalam fotosintesis. Klorofil b menyerap cahaya maksimal dengan panjang gelombang 453 dan 642 nm.
