PARAMETER KEHIDUPAN TUMBUHAN DAN HEWAN

1. PARAMETER KEHIDUPAN TUMBUHAN DAN HEWAN

2. RESPIRASI • Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi • Pada hakikatnya respirasi adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi H2O • Substrat respirasi adalah setiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel tumbuhan/hewan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan menjadi CO2 dan air

3. Karbohidrat (glukosa, fruktosa, dan sukrosa; pati) merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi • Substrat respirasi yang lainnya adalah asam organik dan protein (digunakan pada keadaan & spesies tertentu) • Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai berikut:C6H12O6 + O26CO2 + H2O + energi

4. Respirasi dapat digolongkan menjadi dua jenis berdasarkan ketersediaan O2 di udara, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob • Respirasi aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan O2, sebaliknya respirasi anaerob merupakan proses repirasi yang berlangsung tanpa membutuhkan O2 • Respirasi anaerob sering disebut juga dengan nama fermentasi. Perbedaan antara keduanya akan terlihat pada proses tahapan reaksi dalam respirasi.

5. Respirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut terlihat dalam proses respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawa-senyawa antara yang penting sebagai ”Building Block” • Building Block merupakan senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh. Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein; nukleotida untuk asam nukleat; dan prazat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil dan sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin.

6. Hasil akhir respirasi adalah CO2 dan H2O, hal ini terjadi bila substrat secara sempurna dioksidasi, namun kadang2 substrat awal respirasi tidak keseluruhannya diubah menjadi CO2 dan H2O. Hanya beberapa substrat respirasi yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O, sedangkan sisanya digunakan dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang tumbuh. Sedangkan energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa senyawa dalam proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.

7. Faktor yang mempengaruhi laju respirasi • Ketersediaan substrat. Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat.

8. 2. Ketersediaan Oksigen Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara. Semakin banyak oksigen semakin cepat proses respirasi berlangsung

9. 3. Suhu Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies. Semakin tinggi suhu semakin cepat laju respirasi

10. 4. Tipe dan umur tumbuhan Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan laju metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan 5. Aktivitas 6. Cahaya

11. Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan • Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara difusi • Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan membran sel • CO2 yang dihasilkan respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal ini karena membran plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi kedua gas tersebut.

12. Setelah mengambil O2 dari udara, O2 kemudian digunakan dalam proses respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus asam sitrat, dan transpor elektron.

13. Glikolisis: tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat (beratom C3), peristiwa ini berlangsung di sitosol. As. Piruvat yang dihasilkan selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif Glikolisis juga menghasilkan 2 molekul ATP sebagai energi, dan 2 molekul NADH yang akan digunakan dalam tahap transport elektron.Dalam keadaan anaerob, As. Piruvat hasil glikoisis akan diubah menjadi karbondioksida dan etil alkohol. Proses pengubahan ini dikatalisis oleh enzim dalam sitoplasma. Respirasi anaerob menghasilkan 2 ATP untuk setiap satu molekul glukosa, hasil ini berbeda jauh dengan ATP yang dihasilkan dari hasil keseluruhan respirasi aerob yaitu 36 ATP

14. 2. Dekarboksilasi oksidatif:pengubahan asam piruvat (beratom C3) menjadi Asetil KoA (beratom C2) dengan melepaskan CO2, peristiwa ini berlangsung di sitosol. Asetil KoA yang dihasilkan akan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lainnya yaitu NADH yang akan digunakan dalam transpor elektron.

15. 3. Siklus asam sitrat(siklus krebs) yang terjadi di dalam matriks dan membran dalam mitokondria, yaitu tahapan pengolahan asetil KoA dengan senyawa asam sitrat sebagai senyawa yang pertama kali terbentuk. Beberapa senyawa dihasilkan dalam tahapan ini, diantaranya adalah satu molekul ATP sebagai energi, satu molekul FADH dan tiga molekul NADH yang akan digunakan dalam transfer elektron, serta dua molekul CO2

16. 4. Transfer elektron:serangkaian reaksi yang melibatkan sistem karier elektron (pembawa elektron). Proses ini terjadi di dalam membran dalam mitokondria. Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin, dan flavoprotein. Reaksi transfer elektron ini nantinya akan menghasilkan H2O.

17. Adanya uap air dijadikan indikator respirasi karena dalam proses respirasi akan dilepaskan karbon dioksida dan uap air • Respirasi: suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan

18. SISTEM REPRODUKSI TUMBUHAN DAN HEWAN • Vegetatif (asexual) Lebih sering terjadi pada Tumbuhan. Tidak melibatkan pertemuan gamet jantan dan gamet betina. • Generatif (sexual) Terjadi baik pada Tumbuhan maupun Hewan Melibatkan pertemuan gamet jantan dan betina.

19. BEBERAPA CONTOH REPRODUKSI SECARA VEGETATIF ALAMI DAN BUATAN PADA TUMBUHAN • Alami • Tunas • Spora • Tunas adventif • Stolon / geragih • Rizoma / rimpang • Umbibatang • Umbi lapis • Buatan Mencangkok Merunduk Stek Kulturjaringan

20. REPRODUKSI GENERATIF PADA TUMBUHAN

21. BAGIAN-BAGIAN BUNGA

22. BAGIAN – BAGIAN BUNGA

23. MACAM MACAM PENYERBUKAN BERDASARKAN ASAL SERBUK SARI • Penyerbukansendiri (autogami) • Penyerbukantetangga(geitonogami) • Penyerbukansilang(allogami / xenogami) • Penyerbukanbastar (hybridogami)

24. MACAM MACAM PENYERBUKAN BERDASARKAN VEKTOR/PERANTARA. • Anemogami (perantaraanangin). • Hidrogami (perantaraan air). • Antropogami (perantaraanmanusia). • Zoidiogami(perantaraanhewan). siput : malakogami serangga : entomogami kelelawar : kiropterogami burung : ornitogami

25. MACAM – MACAM PEMBUAHAN (Fertilisasi) • GYMNOSPERMAE terjadipembuahantunggal ( hanyaterbentukbiji) • ANGIOSPERMAE terjadipembuahanganda ( terbentukbijidanbuah)

26. REPRODUKSI HEWAN • Diawali dengan persetubuhan (koitus) • Atau perkawinan (kopulasi) • Yaitu peristiwa masuknya penis ke vagina • Yang akan diikuti fertilisasi internal • Sperma dibentuk dari proses spermatogenesis di testis • Ovum dibentuk dari proses Oogenesis di ovarium

27. METABOLISME Proses pembentukan atau penguraian zat di dalam sel yang disertai dengan adanya perubahan energi

28. METABOLISME KATABOLISME ProsesPenguraianContoh : ANABOLISME ProsesPembentukan Contoh: Fotosintesis, KemosintesisSintesislemak, Sintesis protein Respirasi Sel Fermentasi

29. Proses Anabolisme biasanya banyak membutuhkan energi sehingga reaksinya dapat berlangsung cepat dan efisien. Reaksi yang memerlukan energi dalam bentuk panasdisebutreaksi endergonikataureaksi endoterm. Sebaliknya pada proses Katabolisme banyakenergi dibebaskan ke lingkungan berupa energi panas. Suatu reaksi dimana terjadi pelepasan energidisebut reaksi eksergonikataureaksi eksoterm. Prosesmetabolismememerlukan ENZIM

30. ENZIM Enzimadalahsatuataubeberapaguguspolipeptida (protein) yang berfungsisebagaikatalis (senyawa yang mempercepatprosesreaksitanpahabisbereaksi) dalamsuatureaksikimia. Enzimbekerjadengancaramenempelpadapermukaanmolekulzat-zat yang bereaksidandengandemikianmempercepatprosesreaksi. Percepatanterjadikarenaenzimmenurunkanenergipengaktifan yang dengansendirinyaakanmempermudahterjadinyareaksi. Sebagianbesarenzimbekerjasecarakhas, yang artinyasetiapjenisenzimhanyadapatbekerjapadasatumacamsenyawaataureaksikimia.

31. SIFAT-SIFAT ENZIM • Enzimadalah protein • Enzimbekerjasecaraspesifik / khusus • Enzimberfungsisebagaikatalis BIOKATALISATOR (Mengubahkecepatanreaksi, tidakmengubah hasilakhirataukeseimbanganreaksi) • Enzimdiperlukandalamjumlahsedikit • Enzimdapatbekerjasecarabolakbalik

32. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERJA ENZIM 1. SUBSTRAT 2. SUHU 3. KEASAMAN (pH) 4. KO FAKTOR 5. INHIBITOR

33. ANABOLISME( FOTOSINTESISdanKEMOSINTESIS )

34. as-bio-fmipa-upi

35. STRUKTUR KLOROPLAS

36. GRANA DAN STROMA as-bio-fmipa-upi

37. TAHAP FOTOSINTESIS 1. REAKSI TERANG / FOTOLISIS Prosespenguraian air olehenergi cahaya untuk membentuk molekul ATP dan NADPH2 2. REAKSI GELAP / FIKSASI CO2 / SIKLUS Calvin-Benson Proses pengikatan karbondioksida (CO2) oleh ribulosa bifosfat(molekul gula 5 C) dan selanjutnya akan membentuk gula(6C).Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya

38. REAKSI TERANG , meliputi 2 proses : 1. FOSFORILASI SIKLIK / Fotosistem 1 Menghasilkan ATP melalui transfer elektronsiklikpada P700 nm 2. FOSFORILASI NON SIKLIK/ Fotosistem 2 Menghasilkan ATP, OksigendanHidrogen yang terikatpada NADP, pada P680 nm Sintesa ATP dari ADP + P dalamkloroplasdisebutFosforilasiatauFotofosforilasi Reaksisingkatpadareaksiterang : cahaya 2H2O + 2 NADP 2 NADPH2 + O2 + H+

39. REAKSI GELAP 1. BerlangsungdalamStroma 2. Menggunakanenergikimia ATP dan NADPH2 hasilreaksiterang 3. Terjadifiksasi CO2 ( 1C) menjadiKarbohidrat (6C)

40. KEMOSINTESIS Sintesa senyawa organik dari reaksi-reaksi kimia senyawa anorganik. Terjadi pada bakteri tertentu yang tidak berklorofil 1. BAKTERI SULFUR CH2O + 2 S +H2O CO2 + 2 H2S 2. BAKTERI BESI FERRO  FERRI 3. BAKTERI N ( Nitrosomonas, Nitrococcus) AMONIUM  NITRIT  NITRAT

41. NITRIFIKASI AMONIUM NITRIT NITRAT DENITRIFIKASI Nitrobacter Nitrosomonas AMONIUM NITRIT NITRAT Nitrococcus

42. RESUME ANABOLISME FOTOSINTESIS 1. FOTOLISIS/SIKLUS ELEKTRON/REAKSI HILL AIR  NADPH, ATP, danOKSIGEN 2. FIKSASI CO2 / SIKLUS CALVIN - BENSON CO2  RBP  APG  ALPG  GLUKOSA Cahayamatahari 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6O2 klorofil

43. KATABOLISME RESPIRASI : Proses pembebasan energi kimia yang terkandung dalam molekul organik pada sel hidup menjadi energi yang berguna untuk aktivitas hidup

44. Tigaperistiwadalamrespirasi 1. Pemecahan bahan bakar Fragmen-fragmen dan membentuk CO2 Karbohidrat 2. Transfer H2 Proses pembebasan energi dari bahan bakar 3. Transfer energi Untuk mengikat P + ADP ATP

45. TAHAP-TAHAP RESPIRASI SEL • Glikolisis Glukosa + 2 ADP + 2 P + 2 NAD 2 Piruvat + 2 NADH2 + 2 ATP 2.DekarboksilasiOksidatif 2 Piruvat + 2 Co.A + 2 NAD 2 Asetil CoA + 2 NADH2 + 2 CO2 3. Daur Krebs 6 H2O + 2 Asetil CoA + 6NAD + 2FAD + 2P 4 CO2 + CoA + 6 NADH2 + 2 FADH2 + 2 ATP 4. Transfer Elektron 10 NADH2 + 2 FADH2 + 34 ADP + 34 P + 6O2 10 NAD + 2 FAD + 12 H2O + 34 ATP Glukosa (C6H12O6) + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP (Energi)

46. 1. GLIKOLISIS • Berlangsung di dalam SITOPLASMA • Glukosa (C6)C3 • Menggunakan 2 ATP • Menghasilkan 2 ATP • Menghasilkan 2 molekul Piruvat

47. 2. Dekarboksilasi oksidatif • Dihasilkan 2 molekul CO2 dan 2 molekul NADH • Dihasilkan 2 Asetil CoA (C2)

48. 3. Daur Krebs • Pembentukan asam sitrat (C6) dari asam asetat (C2) dan asam oksaloasetat (C4) • Menghasilkan 2 ATP, 6NADH, 2FADH, 6 CO2 • Berlangsung di dalam matriks mitokondria

49. 4. Transfer elektron • NADH DAN FADH  SENYAWA PEREDUKSI PENGHASIL ION HIDROGEN • SETIAP PERPINDAHAN ELEKTRON PADA SETIAP RESEPTOR MEMBENTUK ENERGI DAN MENGHASILKAN MOLEKUL AIR • SETIAP MOLEKUL NADH MENGHASILKAN 3 ATP DAN 1 MOLEKUL FAD MENGHASILKAN 2 ATP

50. Asam Piruvat (C) 1 molekul Asam Laktat (C3) 2 molekul menghasilkan ATP 2 molekul Glukosa (1 Molekul) FERMENTASI ASAM LAKTAT • TERJADI DALAM JARINGAN HEWAN • HASIL AKHIR BERUPA SENYAWA ASAM LAKTAT • JUMLAH ENERGI SEDIKIT