MENGENAL PERBEDAAN FOTOSINTESIS DAN RESPIRASI

FOTOSINTESIS DAN RESPIRASI

Salah satu dari respirasi dan fotosintesis adalah tempat terjadinya. Respirasi merupakan suatu proses yang terjadi pada hewan (paru – paru, insang), sedangkan fotosintesis terjadi pada tumbuhan (daun). Selain itu, perbedaan lainnya adalah respirasi bersifat katabolisme (memecah bahan organik untuk menghasilkan energi), sedangkan fotosintesis bersifat anabolisme (membentuk bahan organik untuk menghasilkan energi). Perbedaan lainnya adalah dari jalannya proses sampai organ yang terlibat dalam kedua proses tersebut. Berikut ini penjelasan tentang kedua proses tersebut.

A. Pengertian Fotosintesis Pada awal tahun 1600an,Jan Van Helmont dokter dan ahli kimia melakukan percobaan untuk mengetahui factor yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan hanya karena pemberian air. Tapi pada tahun 1720 ahli Botani Inggris Stephen Hales berhipotesis bahwa ada factor lain yang berperan selain air yaitu udara.

Pada tahun 1778 Jan Ingenhousz menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat ’’ memulihkan’’ udara yang ’’rusak’’
Akhirnya ditahun 1796 Jean Senebier menunjukkan bahwa udara yang rusak dipulihkan itu adalah karbondioksida yang diserap oleh tumbuhan daalm fotosintesis.

Tidak lama kemudian, Theodore de Soussure berhasil menujukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan –percobaan ’’ Pemulihan’’ udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbondioksida tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya pada tahun 1800an para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa) meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami.Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan hijau , alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya.

Fotosintesis sangat berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Tumbuhan bersifat autotrof, artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar.

Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis.

Proses Fotosintesis pada Tumbuhan Hijau

1. Komponen Fotosintesis
Untuk membuat makanan, tumbuhan memerlukan bahan-bahan. Bahan-bahan yang dibutuhkan adalah air dan karbondioksida. Fotosintesis terjadi pada tumbuhan yang mengandung klorofil dengan bantuan cahaya matahari.

2. Proses dan Hasil Fotosintesis
Air tanah mengandung zat hara yang membantu menyuburkan tumbuhan. Tumbuhan mengambil air tersebut dengan cara menyerapnya dari dalam tanah. Akar pada tumbuhan yang bertugas untuk menyerapnya. Air yang diserap oleh rambut akar masuk ke batang melalui pembuluh kayu. Kemudian, air yang mengandung zat hara disebarkan kesemua bagian tumbuhan, seperti ranting dan daun.
Karbondioksida dari udara masuk ke tubuh tumbuhan melalui pori mikroskopik yang disebut Stomata (dalam bahasa Yunani berarti mulut) dan Lentisel
Tumbuhan menangkap cahaya mengunakan pigmen yang disebut Klorofil yang terdapat pada Kloroplas. Energi cahaya yang diserap klorofil inilah yang mengerakkan sintesis molekul makanan (air hara) dalam kloroplas. Kloroplas ditemukan terutama dalam sel Mesofil yaitu jaringan yang terdapat dibagian dalam daun.
Para Saintis telah mencoba selama berabad-abad untuk menyatukan potongan-potongan proses yang digunakan tumbuhan untuk membuat makanan. Dengan menggunakan rumus molekul, kita dapat merangkum Fotosintesis dengan persamaan kimia,
Karbondioksida + air
6CO2 +6H2O C6H12O6 + 6O2

Fotosintesis bukanlah merupakan proses tunggal, tetapi dua proses.

3. Faktor Penentu Laju Fotosintesis
Faktor penentu laju fotosintesis berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
a. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya
b. Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis
c. Suhu
Fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu.
d. Kadar Air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
e. Kadar Fotosintesis
Kadar fotosintat (hasil fotosintesis) Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.

B. Respirasi

Respirasi adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan jasad hidup melalui pemecahan senyawa berenergi tinggi untuk digunakan dalam menjalankan fungsi hidup. Respirasi terjadi pada semua tingkatan organisme hidup, mulai dari individu hingga satuan terkecil, sel. Pada dasarnya, respirasi adalah proses oksidasi yang dialami SET sebagai unit penyimpan energi kimia pada organisme hidup. SET, seperti molekul gula atau asam-asam lemak, dapat dipecah dengan bantuan enzim dan beberapa molekul sederhana. Karena proses ini adalah reaksi eksoterm (melepaskan energi), energi yang dilepas ditangkap oleh ADP atau NADP membentuk ATP atau NADPH. Pada gilirannya, berbagai reaksi biokimia endotermik dipasok kebutuhan energinya dari kedua kelompok senyawa terakhir ini.

Kebanyakan respirasi yang dapat disaksikan manusia memerlukan oksigen sebagai oksidatornya. Reaksi yang demikian ini disebut sebagai respirasi aerob. Namun demikian, banyak proses respirasi yang tidak melibatkan oksigen, yang disebut respirasi anaerob. Yang paling biasa dikenal orang adalah dalam proses pembuatan alkohol oleh khamir Saccharomyces cerevisiae. Berbagai bakteri anaerob menggunakan belerang (atau senyawanya) atau beberapa logam sebagai oksidator.

Respirasi pada hakikatnya adalah reaksi reduksi, dimana senyawa organic dioksidasi menjadi karbondioksida dan oksigen yang diserap mengalami reduksi menjadi air. Respirasi dapat digolongkan menjadi dua jenis berdasarkan ketersediaan oksigen di udara yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan oksigen, sebaliknya reaksi anaerob merupakan proses respirasi yang berlangsung tanpa membutuhkan oksigen. Reaksi anaerob disebut juga fermentasi.

Proses Respirasi
1. Proses Respirasi pada Tumbuhan
Selain mengalami fotosintesis tumbuhan juga mengalami respirasi. Respirasi pada tumbuhan disebut fotorespirasi. Pada tumbuhan tinggi, senyawa karbohidrat merupakan senyawa respirasi utama. Respirasi tumbuhan pada hakikatnya adalah kebalikan dari fotosintesis.
Secara umum respirasi pada tumbuhan dapat ditulis sebagai berikut :

C H O + O 6CO + H O + Energi

Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan oksigen dari lingkungan. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel tumbuhan dengan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan membrane sel. Oksigen yang digunakan dalam respirasi melalui beberapa tahap :
a. Glikolisis
Yaitu pengubahan glukosa menjadi molekul asam piravat.
b. Daur Krebs
Merupakan pembingkaran asam piravat secara aerob menjadi karondioksida dan air serta energi kimia.
c. Rantai transportasi Elektron Respiratori
Dari siklus Krebs dilanjutkan dengan oksidasi akan terbentuk air sebagai hasil sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata.

Laju respirasi pada tumbuhan dipengaruhi oleh beberapa faktor :
a. Ketersediaan Substrat (senyawa awal)
Tumbuhan yang memiliki kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula dan sebaliknya.
b. Ketersediaan Oksigen
Ketersediaan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.
c. Suhu
Laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10°C, namun hal ini tergantung pada masing – masing spesies.
d. Tipe Umur Tumbuhan
Tumbuhan muda menunjukkan laju reaksi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan tua. Demikian pula pada organ yang sedang dalam masa pertumbuhan.

2. Sistem Respirasi pada Hewan

a. Sistem Respirasi pada Protozoa
Respirasi pada protozoa dilakukan melalui seluruh permukaan selnya. Oksigen dan karbondioksida masuk dan keluar melalui membrane sel secara difusi. Respirasi melalui seluruh permukaan tubuh disebut respirasi langsung. Contoh hewan yang melakukan respirasi secara langsung antara lain amoeba dan paramecium.

b. Sistem Respirasi pada Cacing
Cacing tidak memiliki alat respirasi khusus. Respirasi cacing dilakukan melalui permukaan kulit yang basah. Oksigen masuk ke tubuh cacing melalui kulit, kemudian masuk ke pembuluh darah kapiler. Oksigen diikat oleh hemoglobin. Hemoglobin cacing tanah larut dalam plasma darah. Oksigen diikat kemudian diedarkan keseluruh sel tubuh.

c. Sistem Respirasi pada Insecta
Insecta berespirasi dengan menggunakan tabung udara yang disebut trakea. Udara keluar masuk ke pembuluh trakea melalui lubang–lubang kecil yang disebut stigma atau spirakel. Setiap ruas tubuh insecta terdapat sepasang spirakel. Spirakel dilengkapi dengan bulu–bulu untuk menyaring debu. Spirakel dapat terbuka dan tertutup karena adanya katup–katup yang diatur oleh otot. Tabung trakea bercabang–cabang menjadi trakeolus. Trakeolus bergabung menjadi pembuluh halus yang mencapai seluruh sel–sel tubuh.
Proses respirasi serangga terjadi karena gerakan otot tubuh secara teratur. Kontraksi otot–otot tubuh mengakibatkan pembuluh trakea mengembang dan mengempis. Pada saat trakea mengembang udara masuk melalui spirakel selanjutnya masuk kedalam trakea lalu ke trakeolus dan masuk ke dalam sel–sel tubuh. Oksigen berdifusi ke dalam sel–sel tubuh. Karbondioksida hasil respirasi diangkut melalui system trakea dan akhirnya dikeluarkan melalui spirakel. Karbondioksida keluar dari tubuh pada waktu trakea mengembang.


3. Sistem Respirasi pada Ikan
Ikan memiliki alat respirasi khusus yaitu insang yang terdapat pada sisi kiri dan kanan kepala. Oksigen dalam air berdifusi pada sel–sel insang. Darah dalam pembuluh darah pada insang mengikat oksigen dan membawanya beredar ke seluruh jaringan tubuh. Insang ikan tersusun atas bagian–bagian berikut :

a. Tutup insang (operculum), berfungsi melindungi bagian kepala dan mengatur mekanisme aliran air sewaktu bernafas.
b. Membran brankiostega, berfungsi sebagai katup pada waktu air masuk kedalam rongga mulut.
c. Lengkung insang.
d. Membran (filamen) insang berwarna kemerahan.
e. Lembaran insang berfungsi untuk menjaga agar tidak adan benda asing yang masuk ke dalam rongga insang.

Mekanisme respirasi ikan diatur oleh mulut dan tutup insang. Pada waktu tutup insang mengembang, membrane brankiostega menempel rapat pada tubuh sehingga air masuk lewat mulut. Air tersebut tersaring oleh rigi – rigi pada lengkunginsang, kemudian masuk ke insang. Pengikatan oksigen dan pelepasan karbondioksida terjadi dalam insang. Oksigen diikat oleh sel darah merah karbondioksida meninggalkan darah dan larut kedalam air. Oksigen diedarkan kesemua bagian tubuh oleh pembuluh nadi.


4. Respirasi pada Ampibhi
Alat respirasi pada ampibhi misal katak berupa paru-paru, kulit, insang. Pada saat stadium berudu respirasinya menggunakan insang luar. Insang luar terdiri atas lembaran halus yang banyak mengandung kapiler darah. Apabila insang ini bergetar, maka air disekekilingnya akan berganti dan oksigen yang larut dari air akan berdifusi masukn dalam pembuluh kapiler darah.
Seiring dengan pertumbuhannya, timbul celah insang dan terbentuk insang dala. Insang dalam memiliki katup seperti insang pada insang. Kemudian berudu menjadi katak dewasa. Katak dewasa respirasinya dengan paru-paru.


Mekanisme respirasi pada katak terdiri dari dua proses:
a) Inspirasi
Mula-mula tenggorokan bergerak sehingga rongga mulut membesar. Hal ini menyebabkan udara masuk melalui lubang hidung ke rongga mulut. Kemudian lubang hidung tertutup diikuti dengan kontraksi otot rahang bawah, sehingga rongga mulut mengecil. Kemudian udara terdorong masuk ke paru-paru. Di dalam paru-paru oksigen diikat oleh kapiler darah lalu diedarkan ke seluruh tubuh.

b) Ekspirasi
Diawali dengan mengendurkan otot rahang bawah dan kontraksi otot perut sehingga paru-paru mengecil dan udara terdorong ke rongga mulut, sehingga mendorong udara kaya karbondioksida keluar.
Pernafasan atau respirasi pada amphibi juga dengan kulit. O2 dari udara berdifusi melalui kulit yang basah masuk ke pembuluh kapiler darah.

Semoga bisa membantu