BIOKIMIA

Gula darah

Posted on Oktober 13, 2010 by Fadhlan Muchlas| 

Gula darah
gula darah adalah istilah yang mengacu kepada tingkat glukosa di dalam darah. Konsentrasi gula darah, atau tingkat glukosa serum, diatur dengan ketat di dalam tubuh. Glukosa yang dialirkan melalui darah adalah sumber utama energi untuk sel-sel tubuh. Umumnya tingkat gula darah bertahan pada batas-batas yang sempit sepanjang hari: 4-8 mmol/l (70-150 mg/dl). Tingkat ini meningkat setelah makan dan biasanya berada pada level terendah pada pagi hari, sebelum orang makan. Diabetes mellitus adalah penyakit yang paling menonjol yang disebabkan oleh gagalnya pengaturan gula darah. Meskipun disebut “gula darah”, selain glukosa, kita juga menemukan jenis-jenis gula lainnya, seperti fruktosa dan galaktosa. Namun demikian, hanya tingkatan glukosa yang diatur melalui insulin dan leptin.
Pengaruh langsung dari masalah gula darah Bila level gula darah menurun terlalu rendah, berkembanglah kondisi yang bisa fatal yang disebut hipoglikemia. Gejala-gejalanya adalah perasaan lelah, fungsi mental yang menurun, rasa mudah tersinggung, dan kehilangan kesadaran. Bila levelnya tetap tinggi, yang disebut hiperglikemia, nafsu makan akan tertekan untuk waktu yang singkat. Hiperglikemia dalam jangka panjang dapat menyebabkan masalah-masalah kesehatan yang berkepanjangan pula yang berkaitan dengan diabetes, termasuk kerusakan pada mata, ginjal, dan saraf. [sunting] Mekanisme pengaturan gula darah Tingkat gula darah diatur melalui umpan balik negatif untuk mempertahankan keseimbangan di dalam tubuh. Level glukosa di dalam darah dimonitor oleh pankreas. Bila konsentrasi glukosa menurun, karena dikonsumsi untuk memenuhi kebutuhan energi tubuh, pankreas melepaskan glukagon, hormon yang menargetkan sel-sel di lever (hati). Kemudian sel-sel ini mengubah glikogen menjadi glukosa (proses ini disebut glikogenolisis). Glukosa dilepaskan ke dalam aliran darah, hingga meningkatkan level gula darah. Apabila level gula darah meningkat, entah karena perubahan glikogen, atau karena pencernaan makanan, hormon yang lain dilepaskan dari butir-butir sel yang terdapat di dalam pankreas. Hormon ini, yang disebut insulin, menyebabkan hati mengubah lebih banyak glukosa menjadi glikogen. Proses ini disebut glikogenosis), yang mengurangi level gula darah. Diabetes mellitus tipe 1 disebabkan oleh tidak cukup atau tidak dihasilkannya insulin, sementara tipe 2 disebabkan oleh respon yang tidak memadai terhadap insulin yang dilepaskan (“resistensi insulin”). Kedua jenis diabetes ini mengakibatkan terlalu banyaknya glukosa yang terdapat di dalam darah. [sunting] Gula darah rendah Sebagian orang merasa mengantuk atau fungsi kognitifnya menurun beberapa jam setelah makan, yang mereka yakini berkaitan dengan menurunnya tingkat gula darah, atau “gula darah rendah
Sumber : http://id.wikipedia.org/wiki/Gula_darah
Gula reduksi ialah gula yang mempunyai gugus aldehida atau keton bebas yang dalam suasana basa dapat mereduksi logam-logam, sedangkan gula itu sendiri teroksidasi menjadi asam-asam (asam aldonat, asam ketonat atau asam uronat). Gula reduksi dalam nira, sirup atau tetes tebu terutama terdiri dari glukosa dan fruktosa dengan perbandingan sekitar 1 : 1. Metode yang digunakan untuk menentukan kadar gula reduksi dalam nira, sirup dan tetes tebu ialah metode Lane & Eynon. Gula reduksi dapat mereduksi larutan Fehling menjadi tembaga oksida yang mengendap berwarna merah bata (ion kupri tereduksi menjadi ion kupro). Larutan Fehling A mengandung ion kurpi (CuSO4), sedangkan larutan Fehling B mengandung campuran alkali (NaOH dan KNaC4H4O6). Gula reduksi dengan alkali (Fehling B) akan membentuk enediol, kemudian enediol ini dengan ion kupri (Fehling A) akan membentuk ion kupro dan campuran asam-aam. Selanjutnya ion kupro dalam suasana basa akan membentuk kurpo hidroksida yang dalam keadaan panas mendidih akan mengendap menjadi endapan kupro oksida (Cu2O) yang berwarna merah bata.
Sumber : http://www.risvank.com/?p=189

→ Leave a comment

Posted in Biokimia

Metabolisme

Posted on Agustus 1, 2010 by Fadhlan Muchlas| Tinggalkan komentar

2.1 Pengertian Metabolisme
Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
2.1.1. Anabolisme/Asimilasi/Sintesis,
Anabolisme yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
Jalur anabolisme yang membentuk senyawa-senyawa dari prekursor sederhana mencakup:

1. Glikogenesis, pembentukan glikogen dari glukosa.
2. Glukoneogenesis, pembentukan glukosa dari senyawa organik lain.
3. Jalur sintesis porfirin
4. Jalur HMG-CoA reduktase, mengawali pembentukan kolesterol dan isoprenoid.
5. Metabolisme sekunder, jalur-jalur metabolisme yang tidak esensial bagi pertumbuhan, perkembangan, maupun reproduksi, namun biasanya berfungsi secara ekologis, misalnya pembentukan alkaloid dan terpenoid.
6. Fotosintesis
7. Siklus Calvin dan fiksasi karbon

2.1.2 Katabolisme (Dissimilasi),
Katabolisme yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.

Molekul Yang Terlibat Dalam Metabolisme
Dalam metabolisme terdapat beberapa molekul yang terlibat, yaitu:
A. Enzim
Enzim merupakan biokatalisator / katalisator organik yang dihasilkan oleh sel. Struktur enzim terdiri dari:

1. Apoenzim, yaitu bagian enzim yang tersusun dari protein, yang akan rusak bila suhu terlampau panas(termolabil).

1. 2. Gugus Prostetik (Kofaktor), yaitu bagian enzim yang tidak tersusun dari protein, tetapi dari ion-ion logam atau molekul-molekul organik  yang disebut KOENZIM. Molekul gugus prostetik lebih kecil dan tahan panas (termostabil), ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agarenzim tetap aktif. Koenzim yang terkenal pada rantai pengangkutan elektron (respirasi sel), yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), SITOKROM.

Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.
Enzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:

1. Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
2. Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil.
3. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.
4. Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.
5. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase.
6. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak.
   lipase
   Lemak + H2O ———————————> Asam lemak + Gliserol

1. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif  (permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan substrat tertentu.
2. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor.

Gbr. Penghambatan Reversible terhadap kerja enzim
Pada reaksis enzimatis terdapat zat yang mempengarahi reaksi, yakni aktivator dan inhibitor, aktivator dapat mempercepat jalannya reaksi,
contoh aktivator enzim: ion Mg2+, Ca2+, zat organik seperti koenzim-A.
Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi enzim. Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida.
B. ATP (Adenosin Tri Phosphat)
Molekul ATP adalah molekul berenergi tinggi. Merupakan ikatan tiga molekulfosfat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil, mudah melepaskan gugus fosfatnya meskipun digolongkan sebagai molekul berenergi tinggi.
Perubahan ATP menjadi ADP (Adenosin Tri Phosphat) diikuti dengan pembebasan energi sebanyak 7,3 kalori/mol ATP. Peristiwa perubahan ATP menjadi ADP merupakan reaksi yang dapat balik.

Katabolisme gula
Organisme tetap bertahan dalam hidupnya berkat energi yang mereka peroleh dari lingkugannya. Tumbuhan dan organisme yang mampu berfoto sintesis memperoleh energi dari sinar matahari. Hewan memperoleh dari rantai makanan. Meski berasal dari beragam sumber, energi tersebut harus tersedia dalam bentuk yang dapat digunakan untuk mengendalikan berbagai macam reaksi. Energi dirubah dalam bentuk energi ikatan kimia , yaitu ATP (adenine triphospat). ATP sangat reaktif karena ikatan diantara tiga kelompok fosfat relative tidak stabil. Ikatan-ikatan tersebut menunjukkan energi ikatan fosfat. Produk hidrolisis berupa ADP (adenine difosfat) dan fosfat organic yang disimbolkan dengan P1. Persamaan reaksinya sebagai berikut:
ATP + H2O —-> ADP +P1 + Energi
Dalam beberapa kasus, kedua ikatan fosfat berenergi tinggi dapat terurai, melepaskan unsure P untuk kedua kalinya dan menghasilkan AMP (adenosine monofosfat).
Tumbuhan membuat ATP selama fotosintesis dan menggunakan ATP tersebut untuk mensintesis glukosa dan karbohindrat lainnya. Tetapii tumbuhan dan organisme yang memproduksi ATP melalui pemecahan gula (karbohidrat), lemak dan protein.
Pada awal bahan kajian ini telah dijelaskan behwa proses metabolisme yang membebaskan energi melalui pemecahan molekul-molekul kompleks disebut katabolisme. Proses katabolisme yang berlangsung dalam sel disebut respirasi sel. Ada dua macam respirasi sel, yaitu respirasi aerobic dan anaerobic.
Respirasi anerobik adalah proses degradasi molekul organic untuk menghasilkan ATP tanpa bantuan Oksigen (O2). Banyak organisme prokariot dan protista tetap bertahan hidup tanpa O2, Mereka membuat ATP dengan menggunakan reaksi anaerobic, yaitu fermentasi (transport electron anerobik). Sebagian dari sel kita juga menggunakan jalur anaerobic untuk periode pendek tertentu pada saat sel-sel tersebut tidak memperoleh suplai O2 yang cukuup. Kebalikan dari respirasi anaerobic yaitu respirasi aerobic yaitu jalur pembentukan ATP yang bergantung pada O2. Setiap udara yang kita hirup menyediakan suplai O2 yang segar bagi aktifitas sel-sel respirasi. Oksigen dikonsumsi sebagai sebuah reaktan di sepanjang jalur pembakaran organic.
Pemecahan glukosa pada sel berlangsung dalam beberapa tahapan. Baik respirasi aerobic maupun anaerobic, keduanya dimulai dengan tahap glikolisis yang meruubah glukosa menjadi dua molekul piruvat, yaitu senyawa organic yang mempunyai tiga atom karbon (C3). Setelah glikolisis jalur pembebasan energi berbeda. Jalur aerobic di teruskan ke mitokondria dan O2 berperan sebagai penerima (akseptor) terakhir electron selama reaksi berlangsung. Jalur anaerobic dimulai dan diakhiri di sitoplasma, penerima electron terakhir adalah bahan selain O2. Setiap tahapan reaksi dalam respirasi sel dikatalis oleh enzim. Bentuk atau senyawa intermediat (senyawa antara) pada tahap berfugsi sebagai substrat enzim lanjutan di jalur tersebut.

A. Respirasi aerobic
Glukosa merupakan bahan baker utama respirasi. Respirasi aerobic memperoleh banyak sekali molekul ATP dari setiap molekul glukosa. Bila jalur anaerobic hanya menghasilkan 2 molekul ATP, jalur anaerobic umumnya menghasilkan 36 ATP atau lebih. Oleh karena itu organisme yang melakukan respirasi aerobic biasanya lebih komplek daripada yang melakukan respirasi anerobik. Seluruh pembakaran glukosa pada respirasi Aerobik dapat dirangkum menjadi persamaan berikut
C6H12O6 + 6O2 ——> 6CO2 + 6H2O + energi
Produk buangan (samping) respirasi, yaitu CO2 dan H2O adalah zat—zat yang digunakan kloroplas sebagai bahan mentah untuk fotosintesis dan diolah kembali menjadi glukosa. Oksigen hasil fotosintesis dikembalikan lagi ke udara. Unsur-unsur kimia tersebut sangat penting dalam daur kehidupan.
Dalam reaksi kimia, terjadi transfer satu atau lebih electron dari satu reaktan ke reaktan lainnya. Transfer atau transport electron tersebut dinamakan reaksi reduksi oksidasi atau reaksi redoks. Selama berlangsung reaksi redoks, hilangnya electron dari suatu zat dikatakan oksidasi dan penambahan dikatakan reduksi. Reaksi Redoks dapat ditulis dengan rumus sebagai berikut:
Xe- + Y ——> X + Ye-
Dalam hipotesis reaksi zat X merupakan donor electron dan disebut agen reduksi karena mereduksi Y. Zat Y adalah akseptor electron dan disebut agen oksidasi karena mengoksidasi X. Reaksi sel termasuk suatu proses redoks
C6H12O6 + 6 O2 à 6 CO2 + 6 H2O
Dalam proses tersebut elektron-elektron yang bergabung dengan karbon dan hydrogen diubah menjadi atom-atom oksigen elektronegatif. Gula dioksidasi dan Oksigen direduksi serta elektro-elektron kehilangan energi potensialnya. Energi diberikan oleh elektron-elektron yang ada, kemudian digunakan sel untuk mengendalikan sintesis ATP.
Umumnya molekul-molekul organik kaya akan hydrogen merupakan bahan bakar utama karena hydrogen mengandung elektron berenergi tinggi.  Tanfers atom-atom hidrogen   dari bahan bakar organik ke oksigen melepaskan elektron-elektron ke tingkat energi paling rendah. Jadi, respirasi sel aerobik adalah suatu proses redoks
1. Glikolisis
Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu glukosa yang mempunyai 6 atom C manjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat yang mempunyai 3 atom C. Reaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma). Reaksi glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu, tetapi disini tidak akan dibahas enzim-enzim yang berperan dalam proses glikolisis ini. Dari sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua fase, yaitu fase investasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap 4, dan fase pembelanjaan energi, yaitu dari tahap 5 sampai tahap 9.
Pertama-tama, glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP, yang kemudian berubah menjadi ADP, membentuk glukosa 6-fosfat. Setelah itu, glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu molekul ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat, yang membuat ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat. Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satu sama lain, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat). Tahapan-tahapan reaksi diatas itulah yang disebut dengan fase investasi energi.
Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi dan mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan mengalami penambahan molekul fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk 1,3-difosfogliserat. Kemudian masing-masing 1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat, dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat dipindahkan ke dua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP. Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat. Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing 2-fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir, masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan berubah menjadi asam piruvat.
Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul air. Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruvat (C₃H₄O₃), 2 molekul NADH, 2 molekul ATP, dan 2 molekul air. Perlu dicatat, pencantuman air sebagai hasil glikolisis bersifat opsional, karena ada sumber lain yang tidak mencantumkan air sebagai hasil glikolisis.

2. Dekarboksilasi Oksidatif
Setelah melalui reaksi glikolisis, jika terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani tahapan reaksi selanjutnya, yaitu siklus Krebs yang bertempat di matriks mitokondria. Jika tidak terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani reaksi fermentasi. Akan tetapi, asam piruvat yang mandapat molekul oksigen yang cukup dan akan meneruskan tahapan reaksi tidak dapat begitu saja masuk ke dalam siklus Krebs, karena asam piruvat memiliki atom C terlalu banyak, yaitu 3 buah. Persyaratan molekul yang dapat menjalani siklus Krebs adalah molekul tersebut harus mempunyai dua atom C (2 C). Karena itu, asam piruvat akan menjalani reaksi dekarboksilasi oksidatif.
Dekarboksilasi oksidatif adalah reaksi yang mengubah asam piruvat yang beratom 3 C menjadi senyawa baru yang beratom C dua buah, yaitu asetil koenzim-A (asetil ko-A). Reaksi dekarboksilasi oksidatif ini (disingkat DO) sering juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk ke siklus Krebs. Reaksi DO ini mengambil tempat di intermembran mitokondria.
Pertama-tama, molekul asam cuka yang dihasilkan reaksi glikolisis akan melepaskan satu gugus karboksilnya yang sudah teroksidasi sempurna dan mengandung sedikit energi, yaitu dalam bentuk molekul CO₂. Setelah itu, 2 atom karbon yang tersisa dari piruvat akan dioksidasi menjadi asetat (bentuk ionisasi asam asetat). Selanjutnya, asetat akan mendapat transfer elektron dari NAD⁺ yang tereduksi menjadi NADH. Kemudian, koenzim A (suatu senyawa yang mengandung sulfur yang berasal dari vitamin B) diikat oleh asetat dengan ikatan yang tidak stabil dan membentuk gugus asetil yang sangat reaktif, yaitu asetil koenzim-A, yang siap memberikan asetatnya ke dalam siklus Krebs untuk proses oksidasi lebih lanjut.
Selama reaksi transisi ini, satu molekul glukosa yang telah menjadi 2 molekul asam piruvat lewat reaksi glikolisis menghasilkan 2 molekul NADH.

daur Kreb
Daur kreb adalah reaksi dalam respirasi yaitu penggunaan asetil KoA menjadi CO2 (CO2 pertama kali dihasilkan). Daur Kreb / siklus krebs ini terjadi 2 kali => utk membentuk 1 mol glukosa. Daur kreb terjadi di ruang mitokondria (matrik). Prosesnya adalah
Asetil KoA direaksikan dgn asam oksaloasetat, kemudian masuk ke dalam siklus berulang-ulang.
Lebih detilnya……
1) Asam oksaloasetat + Asetil KoA —> Asam Sitrat + KoA
2) Asam sitrat + NAD —> Asam ketoglutarat + NADH2 + CO2
3) Asam ketoglutarat + NAD + H2O —> Asam suksinat + NADH2 + CO2
4) Asam suksinat + FAD + H2O —> Fumarat + FADH2
5) Fumarat + H2O —> Malat
6) Malat + NAD —> Asam oksaloasetat +NADH2
Asam oksaloasetat = senyawa siklus (senyawa yg mengawali reaksi dan terbentuk kembali di akhir reaksi).
Kesimpulan:
Bahan —————————-> Produk
2 Asetil KoA ——————–> 2 KoA
6 H2O —————————–> 4 CO2
6 NAD —————————-> 6 NADH2
2 FAD —————————-> 2 FADH2
2 ADP —————————–> 2 ATP
Rantai Transpor Elektron
Pada sistem transpor elektron, berlangsung pengepakan energi dari glukosa menjadi ATP. Reaksi ini terjadi di dalam membrane dalam mitokondria. Hidrogen dari siklus Krebs yang tergabung dalam FADH2 dan NADH diubah menjadi elektron dan proton. Sebagai pembawa elektron adalah sejenis protein dan gugus yang dapat berkaitan dengan protein. Golongan ini mencakup NAD, FAD, ubikuinon, dan protein sitokrom. Pada sistem transpor elektron ini, oksigen adalah akseptor elektron terakhir. Setelah menerima elektron, O2 akan bereaksi dengan H+ membentuk H2O

Respirasi Anaerobik

Respirasi anaerobik adalah proses degradasi molekul organik untuk menghasilkan ATP tanpa bantuan oksigen.Banyak organisme prokariot dan protista tetap bertahan hidup tanpa oksigen.Mereka membuat ATP dengan menggunakan reaksi anaerobik,yaitu fermentasi (transpor elektron anaerobik).Sebagian dari sel kita juga menggunakan jalur anaerobik untuk periode pendek tertentu pada saat sel-sel tersebut tidak memperoleh suplai oksigen yang cukup.Namun respirasi anerobik hanya menghasilkan molekul 2 ATP saja.
Fermentasi
Dalam keadaan normal, organisme melakukan pembongkaran zat dengan cara oksidasi biologi atau respirasi aerob, yaitu respirasi yang memerlukan oksigen bebas. Akan tetapi, pada saat kadar oksigen terlalu rendah, oksidasi biologi tidak dapat berlangsung. Misalnya, pada tumbuhan darat yang tanahnya tergenang air sehingga akar tidak dapat melakukan respirasi aerob karena kadar oksigen dalam rongga tanah sangat rendah.
Pada manusia, kekurangan oksigen sering terjadi pada atlet-atlet yang berlari jarah jauh dengan kencang. Atlet tersebut membutuhkan kadar oksigen yang lebih banyak daripada yang diambil dari pernafasan. Dengan kurangnya oksigen dalam tubuh, maka proses pembongkaran zat dilakukan dengan cara anaerob, yang disebut dengan fermentasi. Fermentasi tidak harus selalu dalam keadaan anaerob. Beberapa jenis mikroorganisme mampu melakukan fermentasi dalam keadaan aerob, misalnya pada fermentasi asam cuka.
Jika dibandingkan dengan respirasi, sebenarnya fermentasi ini sangat merugikan sel karena dua alasan:
1. Sering dihasilkan senyawa yang merusak sel, misalnya alkohol.
2. Dari jumlah mol zat yang sama akan dihasilkan jumlah energi yang lebih rendah/lebih sedikit.
Fermentasi diberi nama sesuai dengan jenis senyawa akhir yang dihasilkan. Berdasarkan senyawa atau jenis zat yang dihasilkan, fermentasi dibedakan menjadi fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol, dan fermentasi asam cuka.
Fermentasi Asam Laktat

Pada sel hewan tingkat tinggi dan manusia, jika bekerja terlalu berat dan kebutuhan oksigen untuk melakukan respirasi sel tidak cukup, maka senyawa asam piruvat dalam sel otot akan direduksi menjadi asam laktat (asam lelah). Asam laktat adalah suatu senyawa yang dapat menurunkan pH sampai pada suatu titik yang mengakibatkan gangguan serius pada fungsi sel. Salah satu gangguan yang ditimbulkannya adalah kelelahan, sehingga asam laktat sering disebut juga asam lelah.
Proses glikolisis menghasilkan asam piruvat. Jika cukup oksigen, glikolisis akan dilanjutkan dengan siklus Krebs. Bila kondisi anaerob (kurang oksigen) yang terjadi, asam piruvat akan diubah menjadi asam laktat. Akibatnya, rantai transpor elektron tidak terjadi karena tidak lagi menerima elektron dari NADH dan FADH₂ yang dalam keadaan aerob dihasilkan oleh siklus Krebs. Karena tidak terjadi penyaluran elektron, maka NAD⁺ dan FAD yang mutlak diperlukan dalam siklus Krebs juga tidak terbentuk sehingga daur Krebs terhenti. Reaksi ini merupakan suatu pemborosan, karena hanya 7% dari energi yang terdapat pada asam piruvat yang dibebaskan. Meskipun fermentasi asam laktat menghasilkan senyawa yang merugikan otot, tetapi poses ini menghasilkan ATP bagi sel yang tidak dapat melakukan respirasi secara aerob. Pada fermentasi asam laktat ini, dari satu molekul glukosa dihasilkan ATP sebanyak 2 molekul. Secara sederhana, fermentasi asam laktat berlangsung sebagai berikut.

Mungkin Anda heran mengapa didalam fermentasi asam laktat dapat dihasilkan energi. Sebab kalau dipikir, molekul asam piruvat tidak lebih teroksidasi daripada molekul glukosa. Jika rumus molekulnya diperhatikan, C₃H₄O₃, maka seakan-akan apa yang terjadi pada glikolisis hanyalah pemecahan molekul glukosa, (C₆H₁₂O₆), menjadi dua bagian (C₃H₆O₃), yang kemudian kehilangan 2 elektronnya dalam bentuk 2 atom hidrogen. Hal ini memang benar. Tetapi, penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa apa yang terjadi bukan sekedar itu. Satu ujung dari molekul asam piruvat (–CH₃) sekarang lebih tereduksi daripada yang terdapat pada glukosa, sedangkan pada ujung lainnya (–COOH) lebih teroksidasi. Reaksi reduksi dan oksidasi inilah yang kemudian membebaskan energi yang sedikit tersebut.
Fermentasi Alkohol

Beberapa organisme seperti Saccharomyces dapat hidup, baik dalam kondisi lingkungan cukup oksigen maupun kurang oksigen. Organisme yang demikian disebut aerob fakultatif. Dalam keadaan cukup oksigen, Saccharomyces akan melakukan respirasi biasa. Akan tetapi, jika dalam keadaan lingkungan kurang oksigen Saccharomyces akan melakukan fermentasi.
Dalam keadaan anaerob, asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan diubah menjadi asam asetat dan CO₂. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan asam asetat menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD⁺. Dengan terbentuknya NAD⁺, peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi alkohol ini, dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP. Fermentasi alkohol, secara sederhana, berlangsung sebagai berikut.

Sebagaimana halnya fermentasi asam laktat, reaksi ini merupakan suatu pemborosan. Sebagian besar dari energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat di dalam etanol, karena itu etanol sering dipakai sebagai bahan bakar mesin. Reaksi ini, seperti fermentasi asam laktat, juga berbahaya. Ragi dapat meracuni dirinya sendiri jika konsentrasi etanol mencapai 13% (Hal ini menjelaskan kadar maksimum alkohol pada minuman hasil fermentasi seperti anggur).
Fermentasi Asam Cuka
Fermentasi asam cuka merupakan satu contoh fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini biasa dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter) dengan substrat etanol. Jika diberikan oksigen yang cukup, bakteri-bakteri ini dapat memproduksi cuka dari bermacam-macam bahan makanan yang beralkohol. Bahan makanan yang biasa digunakan yaitu sari buah apel, anggur, biji-bijian fermentasi, malt, beras, atau bubur kentang. Dari proses fermentasi asam cuka, energi yang dihasilkan lima kali lebih besar daripada energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol. Secara umum reaksi kimia yang terfasilitasi oleh bakteri ini adalah:
C₂H₅OH + O₂ —> CH₃COOH + H₂O
C. Katabolisme Protein
Tahap awal metabolisme asam amino melibatkan pelepasan gugus amino, kemudian baru perubahan kerangka karbon pada molekul asam amino. Dua proses utama pelepasan gugus amino, yaitu 1) transaminasi, yaitu proses katabolisme asam amino yang melibatkan gugus amino dari satu asam amino kepada asam amino lain, 2) deaminasi oksidatif yang menggunakan enzim dehidrogenase sebagai katalis (Poedjiadi, 1994: 301-302).
Pada gambar berikut terlihat bahwa kerangka karbon dari 10 asam amino menghasilkan asetil KoA, yang laangsung memasuki siklus asam sitrat. Lima dari sepuluh asam amino diuraikan menjadi asetil KoA melalui piruvat. Kelima asam amino yang masuk melalui piruvat adalah alanin, sistein, glisin, serin, dan treonin. Sedangkan lima lainnya, yaitu asam amino fenilalanin, tirosin, lisin, tritofan, dan leusin sebagian karbon asam aminonya menghasilkan asetoasetil KoA, yang lalu diubah menjadi asetil KoA. Kerangka karbon metionin, isoleusin, dan valin lambat laun terdegradasi oleh lintas yang menghasilkan suksinil KoA, senyawa antara siklus asam sitrat. Fenilalanin dan tirosin masing-masing menghasilkan dua produk dengan 4 karbon, yaitu asetoasetat dan fumarat. Asetoasetat memasuki siklus asam sitrat dalam bentuk asetil KoA. Kerangka karbon asparagin dan asam aspartat pada akhirnya memasuki siklus asam sitrat melalui oksaloasetat (Lehninger, 2005: 225, 226, 232, 233, 234).
Asam amino dihasilkan dari proses hidrolisis protein. Setelah gugus amino dari asam amino dilepas, beberapa asam amino diubah menjadi asam piruvat dan ada juga diubah menjadi asetil koenzim A. Gugus amino yang dilepas dari asam amino dibawa ke hati untuk diubah menjadi amoniak (NH3) dan dibuang lewat urine, 1 gram protein menghasilkan energi yang sama dengan 1 gram karbohirat (Anonim, 2009).
D. Katabolisme Lipid
Jika sumber energi dari karbohidrat telah mencukupi, maka asam lemak mengalami esterifikasi yaitu membentuk ester dengan gliserol menjadi trigliserida sebagai cadangan energi jangka panjang. Jika sewaktu-waktu tak tersedia sumber energi dari karbohidrat barulah asam lemak dioksidasi. Proses oksidasi asam lemak dinamakan oksidasi beta dan menghasilkan asetil KoA. Selanjutnya sebagaimana asetil KoA dari hasil metabolisme karbohidrat dan protein, asetil KoA dari jalur inipun akan masuk ke dalam siklus asam sitrat sehingga dihasilkan energi (Nugroho, 2009). Lebih lanjut Nugroho menguraikan proses metabolisme asam lemak sebagai berikut.
1. Katabolisme Gliserol
Gliserol sebagai hasil hidrolisis lipid (trigliserida) dapat menjadi sumber energi. Gliserol ini selanjutnya masuk ke dalam jalur metabolisme karbohidrat yaitu glikolisis. Pada tahap awal, gliserol mendapatkan 1 gugus fosfat dari ATP membentuk gliserol 3-fosfat. Selanjutnya senyawa ini masuk ke dalam rantai respirasi membentuk dihidroksi aseton fosfat, suatu produk antara dalam jalur glikolisis.
2. Oksidasi Asam Lemak (Oksidasi Beta)
Sebelum dikatabolisir dalam oksidasi beta, asam lemak harus diaktifkan terlebih dahulu menjadi asil-KoA. Dengan adanya ATP dan Koenzim A, asam lemak diaktifkan dengan dikatalisir oleh enzim asil-KoA sintetase (Tiokinase).
Asam lemak bebas pada umumnya berupa asam-asam lemak rantai panjang. Asam lemak rantai panjang ini akan dapat masuk ke dalam mitokondria dengan bantuan senyawa karnitin. Langkah-langkah masuknya asil KoA ke dalam mitokondria dijelaskan sebagai berikut.
a. Asam lemak bebas (FFA) diaktifkan menjadi asil-KoA dengan dikatalisir oleh enzim tiokinase.
b. Setelah menjadi bentuk aktif, asil-KoA dikonversikan oleh enzim karnitin palmitoil transferase I yang terdapat pada membran eksterna mitokondria menjadi asil karnitin. Setelah menjadi asil karnitin, barulah senyawa tersebut bisa menembus membran interna mitokondria.
c. Pada membran interna mitokondria terdapat enzim karnitin asil karnitin translokase yang bertindak sebagai pengangkut asil karnitin ke dalam dan karnitin keluar.
d. Asil karnitin yang masuk ke dalam mitokondria selanjutnya bereaksi dengan KoA dengan dikatalisir oleh enzim karnitin palmitoiltransferase II yang ada di membran interna mitokondria menjadi Asil Koa dan karnitin dibebaskan.
e. Asil KoA yang sudah berada dalam mitokondria ini selanjutnya masuk dalam proses oksidasi beta.
Pada proses oksidasi beta, asam lemak masuk ke dalam rangkaian siklus dengan 5 tahapan proses dan pada setiap proses, diangkat 2 atom C dengan hasil akhir berupa asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA masuk ke dalam siklus asam sitrat. Menurut Poedjiadi (1994: 279-280), tahapan-tahapan tersebut adalah sebagai berikut.
a. Pembentukan asil KoA dari asam lemak berlangsung dengan katalis enzim asil KoA sintetase yang disebut juga tiokinase.
b. Reaksi kedua adalah reaksi pembentukan enoil KoA dengan cara oksidasi. Enzim asil KoA dehidrogenase berperan sebagai katalis dalam reaksi ini. Koenzim yang dibutuhkan dalam reaksi ini adalah FAD yang berperan sebagai akseptor hydrogen. Dua molekul ATP dibentuk untuk tiap pasang electron yang ditransportasikan dari molekul FADH2 melalui sistem transport electron.
c. Pada reaksi ketiga, enzim enoil KoA hidratase merupakan katalis yang menghasilkan L-hidroksiasil KoA. Reaksi ini ialah reaksi hidrasi terhadap ikatan rangkap anatar C-2 dan C-3.
d. Reaksi keempat adalah reaksi oksidasi yang mengubah hidroksiasil koenzim A menjadi ketoasil koenzim A. Enzim L-hidrokdiasil koenzim A dehidrogenase melibatkan NAD yang direduksi menjadi NADH.
e. Tahap kelima adalah reaksi pemecahan ikatan C-C, sehingga menghasilkan aseil koenzim A dan asil koenzim A yang mempunyai jumlah atom C dua buah lebih pendek dari molekul semula.
Asil KoA yang terbentuk pada reaksi tahap 5, mengalami metabolisme lebih lanjut melalui reaksi tahap 2 hingga tahap 5 dan demikian seterusnya sampai rantai C pada asam lemak terpecah menjadi molekul-molekul asetil KoA. Selanjutnya asetil KoA dapat teroksidasi menjadi CO2 dan H2O melalui siklus asam sitrat (Poedjiadi, 1994: 282). Asetil KoA yang dihasilkan dari oksidasi asam lemak tidak berbeda dengan asetil KoA yang dibentuk dari piruvat (Lehninger, 2005: 204). Tahapan-tahapan dalam oksidasi asam lemak ini dapat dilihat pada gambar 27 berikut ini.
Anabolisme Karbohidrat
Anabolisme adalah proses pembentukan molekul kompleks dari molekul sederhana yang memerlukan energi. Contoh: fotosintesis dan kemosintesis.
Fotosintesis
Fotosintesis merupakan proses pembentukan bahan organik dari zat anorganik dengan bantuan energi cahaya.
Reaksi:
energi cahaya
6CO2 + 6H2O —————-> C6H12O6 + 6O2
klorofil
Fotosintesis terdiri dari dua tahap, yaitu reaksi gelap dan reaksi terang.
a. Reaksi Terang
Reaksi terang berlangsung di dalam grana dan memerlukan cahaya. Cahaya matahari berfungsi mengaktifkan klorofil dan melepaskan elektron sehingga terjadi fotolisis. Fotolisis adalah penguraian air menjadi hidrogen dan oksigen.
energi cahaya
Klorofil —————> klorofil
e- │
V
H2O –> O2 + 2H-
Satu atom oksigen yang dihasilkan segera bergabung dengan atom oksigen yang lain membentuk senyawa O2. Adapun H2 yang ditangkap NADP sebagai akseptor hidrogen sehingga menjadi NADPH2. Selama proses ini menghasilkan ATP.
b. Reaksi Gelap
Reaksi gelap berlangsung di stroma tanpa bantuan energi cahaya. Reaksi ini menurunkan energi berupa ATP dan NADPH yang berasal dari reaksi terang untuk fiksasi CO2. Pada saat ini terjadi pengikatan CO2 di udara oleh RuBP (ribulosa biphosphat) menjadi PGA (asam 3-fosfogliserat) yang akan berikatan dengan ion H+ (dari reaksi terang) menjadi PGAL (phosphor gliseral dehide). Melalui reaksi yang diselenggarakan oleh enzim, PGAL dibentuk menjadi glukosa atau amilum.
Kemosintesis
Kemosintesis merupakan proses pembentukan bahan organik dari zat anorganik dengan menggunakan energi dari bahan-bahan kimia.
Contohnya adalah sebagai berikut.
a. Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus mendapatkan energi dengan mengoksidasi NH3 dalam bentuk (NH4)2 CO3 menjadi asam nitrit.
Reaksi:
Nitrosomonas
(NH4)2CO3 + 3O2 —————> 2HNO2 + CO2 + 3H2O + energi
Nitrosococcus
b. Nitrobacter mengubah nitrit menjadi nitrat.
Reaksinya:
Ca(NO2)2 + O2 -> Ca(NO3)2 + energi
kalsium nitrit kalsium nitrat
Reaksi Terang
Tahap pertama dari sistem fotosintesis adalah reaksi terang, yang sangat bergantung kepada ketersediaan sinar matahari. Reaksi terang merupakan penggerak bagi reaksi pengikatan CO₂ dari udara. Reaksi ini melibatkan beberapa kompleks protein dari membran tilakoid yang terdiri dari sistem cahaya (fotosistem I dan II), sistem pembawa elektron, dan komplek protein pembentuk ATP (enzim ATP sintase). Reaksi terang mengubah energi cahaya menjadi energi kimia, juga menghasilkan oksigen dan mengubah ADP dan NADP⁺ menjadi energi pembawa ATP dan NADPH.
Reaksi terang terjadi di tilakoid, yaitu struktur cakram yang terbentuk dari pelipatan membran dalam kloroplas. Membran tilakoid menangkap energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia. Jika ada bertumpuk-tumpuk tilakoid, maka disebut grana.
Secara ringkas, reaksi terang pada fotosintesis ini terbagi menjadi dua, yaitu fosforilasi siklik dan fosforilasi nonsiklik. Fosforilasi adalah reaksi penambahan gugus fosfat kepada senyawa organik untuk membentuk senyawa fosfat organik. Pada reaksi terang, karena dibantu oleh cahaya, fosforilasi ini disebut juga fotofosforilasi.
Fotofosforilasi Siklik
Reaksi fotofosforilasi siklik adalah reaksi yang hanya melibatkan satu fotosistem, yaitu fotosistem I. Dalam fotofosforilasi siklik, pergerakan elektron dimulai dari fotosistem I dan berakhir di fotosistem I.
Pertama, energi cahaya, yang dihasilkan oleh matahari, membuat elektron-elektron di P700 tereksitasi (menjadi aktif karena rangsangan dari luar), dan keluar menuju akseptor elektron primer kemudian menuju rantai transpor elektron. Karena P700 mentransfer elektronnya ke akseptor elektron, P700 mengalami defisiensi elektron dan tidak dapat melaksanakan fungsinya. Selama perpindahan elektron dari akseptor satu ke akseptor lain, selalu terjadi transformasi hidrogen bersama-sama elektron. Rantai transpor ini menghasilkan gaya penggerak proton, yang memompa ion H⁺ melewati membran, yang kemudian menghasilkan gradien konsentrasi yang dapat digunakan untuk menggerakkan sintase ATP selama kemiosmosis, yang kemudian menghasilkan ATP. Dari rantai transpor, elektron kembali ke fotosistem I. Dengan kembalinya elektron ke fotosistem I, maka fotosistem I dapat kembali melaksanakan fungsinya. Fotofosforilasi siklik terjadi pada beberapa bakteri, dan juga terjadi pada semua organisme fotoautotrof.

Fotofosforilasi Nonsiklik
Reaksi fotofosforilasi nonsiklik adalah reaksi dua tahap yang melibatkan dua fotosistem klorofil yang berbeda, yaitu fotosistem I dan II. Dalam fotofosforilasi nonsiklik, pergerakan elektron dimulai di fotosistem II, tetapi elektron tidak kembali lagi ke fotosistem II.
Mula-mula, molekul air diurai menjadi 2H⁺ + 1/2O₂ + 2e^-. Dua elektron dari molekul air tersimpan di fotosistem II, sementara ion H+ akan digunakan pada reaksi yang lain dan O₂ akan dilepaskan ke udara bebas. Karena tersinari oleh cahaya matahari, dua elektron yang ada di P680 menjadi tereksitasi dan keluar menuju akseptor elektron primer. Setelah terjadi transfer elektron, P680 menjadi defisiensi elektron, tetapi dapat cepat dipulihkan berkat elektron dari hasil penguraian air tadi. Setelah itu mereka bergerak lagi ke rantai transpor elektron, yang membawa mereka melewati pheophytin, plastoquinon, komplek sitokrom b6f, plastosianin, dan akhirnya sampai di fotosistem I, tepatnya di P700. Perjalanan elektron diatas disebut juga dengan “skema Z”. Sepanjang perjalanan di rantai transpor, dua elektron tersebut mengeluarkan energi untuk reaksi sintesis kemiosmotik ATP, yang kemudian menghasilkan ATP.
Sesampainya di fotosistem I, dua elektron tersebut mendapat pasokan tenaga yang cukup besar dari cahaya matahari. Kemudian elektron itu bergerak ke molekul akseptor, feredoksin, dan akhirnya sampai di ujung rantai transpor, dimana dua elektron tersebut telah ditunggu oleh NADP⁺ dan H⁺, yang berasal dari penguraian air. Dengan bantuan suatu enzim bernama Feredoksin-NADP reduktase, disingkat FNR, NADP⁺, H⁺, dan elektron tersebut menjalani suatu reaksi:
>> NADP⁺ + H⁺ + 2e^- —> NADPH
NADPH, sebagai hasil reaksi diatas, akan digunakan dalam reaksi Calvin-Benson, atau reaksi gelap.

Fotofosforilasi siklik dan fotofosforilasi nonsiklik memiliki perbedaan yang mendasar, yaitu sebagai berikut

FOTOFOSFORILASI SIKLIK	FOTOFOSFORILASI NONSIKLIK
Hanya melibatkan fotosistem I	Melibatkan fotosistem I dan II
Menghasilkan ATP	Menghasilkan ATP dan NADPH
Tidak terjadi fotolisis air	Terjadi fotolisis air untuk menutupi kekurangan elektron pada fotosistem II

Reaksi Gelap
Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi gelap terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma. Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO₂, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C₆H₁₂O₆), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.
Salah satu substansi penting dalam proses ini ialah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat. Jika diberikan gugus fosfat kedua dari ATP maka dihasilkan ribulosa difosfat (RDP). Ribulosa difosfat ini yang nantinya akan mengikat CO₂ dalam reaksi gelap. Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.
Pada fase fiksasi, 6 molekul ribulosa difosfat mengikat 6 molekul CO₂ dari udara dan membentuk 6 molekul beratom C6 yang tidak stabil yang kemudian pecah menjadi 12 molekul beratom C3 yang dikenal dengan 3-asam fosfogliserat (APG/PGA). Selanjutnya, 3-asam fosfogliserat ini mendapat tambahan 12 gugus fosfat, dan membentuk 1,3-bifosfogliserat. Kemudian, 1,3-bifosfogliserat masuk ke dalam fase reduksi, dimana senyawa ini direduksi oleh H⁺ dari NADPH, yang kemudian berubah menjadi NADP⁺, dan terbentuklah 12 molekul fosfogliseraldehid (PGAL) yang beratom 3C. Selanjutnya, 2 molekul fosfogliseraldehid melepaskan diri dan menyatukan diri menjadi 1 molekul glukosa yang beratom 6C (C₆H₁₂O₆). 10 molekul fosfogliseraldehid yang tersisa kemudian masuk ke dalam fase regenerasi, yaitu pembentukan kembali ribulosa difosfat. Pada fase ini, 10 molekul fosfogliseraldehid berubah menjadi 6 molekul ribulosa fosfat. Jika mendapat tambahan gugus fosfat, maka ribulosa fosfat akan berubah menjadi ribulosa difosfat (RDP), yang kemudian kembali mengikat CO₂ dan menjalani siklus reaksi gelap. (Lihat Bagan)

Reaksi gelap ini menghasilkan APG (asam fosfogliserat), ALPG (fosfogliseraldehid), RDP (ribulosa difosfat), dan glukosa (C₆H₁₂O₆).
Siklus Calvin dibagi menjadi tiga tahap yaitu :

1. Fiksasi karbon.  Molekul CO₂ diikat pada ribulosa bifosfat (RuBP) dengan bantuan RuBP karboksilase atau Rubisco.  Reaksi ini menghasilkan dua molekul 3-fosfogliserat.
2. Reduksi.  Tiap molekul 3-fosfogliserat menerima gugus fosfat baru dari ATP menghasilkan 1,3-difosfogliserat. Selanjutnya 1,3 difosfogliserat direduksi oleh sepasang electron dari NADPH menjadi gliseraldehid 3-fosfat (G3P).  G3P merupakan gula.  Setiap 3 molekul CO₂ terdapat 6 molekul G3P, tetapi hanya 1 molekul G3P yang dihitung sebagai selisih perolehan karbohidrat. Satu molekul keluar siklus dan digunakan oleh tumbuhan, sedangkan 5 molekul didaur ulang untuk menghasilkan 3 molekul RuBP.
3. Regenerasi akseptor CO₂.  Lima molekul G3P disusun ulang dalam langkah terakhir siklus Calvin menjadi 3 molekul RuBP yang siap menerima CO₂ kembali.

Tumbuhan C4
Tumbuhan C4 memfiksasi karbon dengan membentuk senyawa berkarbon empat sebagai produknya.  Tergolong tumbuhan C4 yang penting dalam pertanian adalah tebu, jagung, dan famili rumput.  Dalam tumbuhan C4 terdapat dua jenis sel fotosintetik : sel seludang-berkas pembuluh dan sel mesofil.  Sel seludang berkas pembuluh tersusun menjadi kemasan yang padat di sekitar berkas pembuluh. Di antara seludang-berkas pembuluh dan epidermis daun terdapat sel mesofil.  Siklus Calvin terbatas pada kloroplas seludang-berkas pembuluh.  Siklus ini didahului oleh masuknya CO₂ ke dalam senyawa organik dalam mesofil.
Tahap pertama adalah penambahan CO₂ pada fosfoenolpiruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat (memiliki empar karbon).  Enzim karboksilase menambahkan CO₂ pada PEP.   Setelah memfiksasi CO₂, sel mesofil mengirim keluar produk berkarbon empat ke sel seludang-berkas pembuluh melalui plasmodesmata.  Dalam seludang-berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat melepaskan CO₂ yang diasimilasi ulang ke dalam materi organik oleh rubisko dan siklus Calvin.
Sel mesofil tumbuhan C4 memompa CO₂ ke dalam seludang-berkas pembuluh, mempertahankan konsentrasi CO₂ dalam seludang-berkas pembuluh cukup tinggi agar rubisko dapat menerima CO₂ bukan O₂.  Fotosintesis C4 meminimumkan fotorespirasi dan meningkatkan produksi gula.
Tumbuhan CAM
Tumbuhan lain seperti tumbuhan sukulen (penyimpan air), kaktus, nenas dan beberapa family lain memiliki adaptasi fotosintesis yang lain.  Tumbuhan ini membuka stomata pada malam hari dan menutup pada siang hari. Stomata yang menutup pada siang hari membuat tumbuhan menghemat air tetapi mencegah masuknya CO₂.  Saat stomata terbuka pada malam hari, tumbuhan mengambil CO₂ dan memasukkannya ke berbagai asam organic.  Metabolism ini disebut crassulacean acid metabolism (CAM).  Sel mesofil tumbuhan CAM menyimpan asam organic yang dibuatnya selama malam hari di dalam vakuola hingga pagi hari.  Pada siang hari saat reaksi terang menyediakan ATP dan NADPH untuk siklus Calvin, CO₂ dilepas dari asam organik yang dibuat pada malam hari itu  sebelum dimasukkan ke dalam gula dalam kloroplas.

EKOLOGI LINGKUNGAN

Ekosistem Lingkungan

Posted on Februari 12, 2011 by Fadhlan Muchlas|

PENDAHULUAN
Di sekitar kita terdapat berbagai komponen lingkungan yang saling berinteraksi antara satu dengan yang lainnya. Interaksi tersebut telah terjalin sekian lama, sehingga terbentuk sebuah keseimbangan. Namun sayangnya berbagai intervensi manusia telah merusak tatanan dan keseimbangan yang terjadi, sehingga diperlukan waktu yang lama untuk memulihkannya. Manusia bersama tumbuhan, hewan dan jasad renik menempati suatu ruang tertentu. Kecuali makhluk hidup, dalam ruangan itu terdapat juga benda tak hidup, seperti misalnya udara yang terdiri atas bermacam gas, air dalam bentuk uap, cair dan padat, tanah dan batu. Ruang yang ditempati suatu makhluk hidup bersama dengan benda hidup dan tak hidup didalamnya disebut lingkungan hidup.
Di bumi terdapat berbagai macam ekosistem. Keberadaannya sebagian telah mengalami kerusakan karena intervensi manusia. Akibatnya terjadi berbagai permasalahan lingkungan akibat dari tidak seimbangnya interaksi yang terjadi didalamnya. Keteraturan ekosistem menunjukkan, ekosistem tersebut ada dalam suatu keseimbangn tertentu.keseimbngan itu tidak bersifat statis melainkan dinamis. Ia selalu berubah-ubah. Kadang-kadang perubahan itu besar kadang-kadang kecil. Perubahan itu dapat terjadi secara ilmiah, maupun sebagai akibat sebagai perbuatan manusia.
Dengan adanya fenomena diatas maka diperlukan adanya konsep ekosistem yang membuat kita memandang unsur-unsur dalam lingkungan hidup kita tidak secara tersendiri, melainkan secara terintegrasi sebagai sebagai komponen yang berkaitan dalam suatu sistem. Pendekatan ini disebut pendekatan ekosistem atau pendekatan holistik yang merupakan perhatian utama dalam pendekatan ekosistem.
PEMBAHASAN
A. Lingkungan Hidup
I. Pengertian Lingkungan Hidup
Lingkungan hidup merupakan tempat, wadah atau ruang yang ditempati oleh makhluk hidup dan tak hidup yang berhubungan dan saling ketergantungan satu sama lain, baik antara makhluk-makhluk itu sendiri maupun antara makhluk itu dengan alam sekitarnya (M. Harun, 1995). Menurut D. Valentinus (1995), lingkungan adalah segala sesuatu yang ada di sekitar manusia yang mempengaruhi perkembangan kehidupan manusia baik langsung maupun tidak langsung. Lingkungan bisa dibedakan menjadi lingkungan biotik dan abiotik. Jika kalian berada di sekolah, lingkungan biotiknya berupa teman-teman sekolah, bapak ibu guru serta karyawan dan semua orang yang ada di sekolah, juga berbagai jenis tumbuhan yang ada di kebun sekolah serta hewan-hewan yang ada di sekitarnya. Adapun lingkungan abiotik berupa udara, meja kursi, papan tulis, gedung sekolah dan berbagai macam benda mati yang ada di sekitar.
II. Unsur – Unsur Lingkungan Hidup
Unsur-unsur lingkungan hidup dapat dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1. Unsur Hayati (Biotik)
Unsur hayati (biotik) yaitu unsur lingkungan hidup yang terdiri dari makhluk hidup seperti manusia, hewan, tumbuh-tumbuhan dan jasad renik. Jika kalian berada di kebun sekolah, maka lingkungan hayatinya didominasi oleh tumbuhan. Tetapi jika berada di dalam kelas, maka lingkungan hayati yang dominan adalah teman-teman atau sesama manusia.
2. Unsur Sosial Budaya
Unsur sosial budaya yaitu lingkungan sosial dan budaya yang dibuat manusia yang merupakan sistem nilai, gagasan dan keyakinan dalam perilaku sebagai makhluk sosial. Kehidupan masyarakat dapat mencapai keteraturan berkat adanya sistem nilai dan norma yang diakui dan ditaati oleh segenap anggota masyarakat.
3. Unsur Fisik (Abiotik)
Unsur fisik (abiotik) yaitu unsur lingkungan hidup yang terdiri dari benda-benda tidak hidup seperti tanah, air, udara, iklim dan lain-lain. Keberadaan lingkungan fisik sangat besar peranannya bagi kelangsungan hidup segenap kehidupan di bumi. Bayangkan, apa yang terjadi jika air tak ada lagi di muka bumi atau udara yang dipenuhi asap. Tentu saja kehidupan di muka bumi tidak akan berlangsung secara wajar. Akan terjadi bencana kekeringan, banyak hewan dan tumbuhan mati, perubahan musim yang tidak teratur, munculnya berbagai penyakit dan lain-lain (Darsono, 1995).
III. Kerusakan Lingkungan Hidup
Berdasarkan faktor penyebabnya, bentuk kerusakan lingkungan hidup dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu:
1.  Bentuk Kerusakan Lingkungan Hidup Akibat Peristiwa Alam
Berbagai bentuk bencana alam yang akhir-akhir ini banyak melanda Indonesia telah menimbulkan dampak rusaknya lingkungan hidup. Dahsyatnya gelombang tsunami yang memporak-porandakan bumi Serambi Mekah dan Nias, serta gempa 5 skala Ritcher yang meratakan kawasan DIY dan sekitarnya, merupakan contoh fenomena alam yang dalam sekejap mampu merubah bentuk muka bumi. Peristiwa alam lainnya yang berdampak pada kerusakan lingkungan hidup antara lain:
a. Letusan gunung berapi
b. Gempa bumi
c. Angin topan
2. Kerusakan Lingkungan Hidup Karena Faktor Manusia
Manusia sebagai penguasa lingkungan hidup di bumi berperan besar dalam menentukan kelestarian lingkungan hidup. Manusia sebagai makhluk ciptaan Tuhan yang berakal budi mampu merubah wajah dunia dari pola kehidupan sederhana sampai ke bentuk kehidupan modern seperti sekarang ini. Namun sayang, seringkali apa yang dilakukan manusia tidak diimbangi dengan pemikiran akan masa depan kehidupan generasi berikutnya (Dwijoseputro, 1994). Banyak kemajuan yang diraih oleh manusia membawa dampak buruk terhadap kelangsungan lingkungan hidup. Beberapa bentuk kerusakan lingkungan hidup karena faktor manusia antara lain:
a. Terjadinya pencemaran (pencemaran udara, air, tanah, dan suara) sebagai dampak adanya kawasan industri.
b. Terjadinya banjir, sebagai dampak buruknya drainase atau sistem pembuangan air dan kesalahan dalam menjaga daerah aliran sungai dan dampak pengrusakan hutan.
c. Terjadinya tanah longsor, sebagai dampak langsung dari rusaknya hutan (M Harun, 1993).
IV. Permasalahan Lingkungan
Dalam suatu lingkungan hidup yang baik, terjalin suatu interaksi yang harmonis dan seimbang antar komponen-komponen lingkungan hidup. Stabilitas keseimbangan dan keserasian interaksi antara komponen lingkungan tersebut tergantung pada usaha manusia. Ada dua kejadian yang dianggap mengganggu stabilitas lingkungan yaitu perusakan dan pencemaran (M Harun, 1993).
Perusakan lingkungan adalah perbuatan manusia yang secara langsung ataupun tidak langsung mengakibatkan rusaknya suatu lingkungan. Penggalian tanah pasir atau batuan yang mengandung resiko tanah longsor dan banjir adalah sekedar contoh perusakan lingkungan yang masih merajalela (Dwijoseputro, 1994). Bentuk-bentuk pencemaran dapat dikategorikan sebagai:
a.       Pencemaran udara oleh limbah atau buangan dari rumah tangga, pabrik, dan alat transportasi. Pencemaran dapat berupa gas CO_2, CO, SO_2, NH_3, H₂S.
b.      Pencemaran air oleh limbah pabrik dan rumah tangga, sisa-sisa pestisida, hujan asam.
c.       Pencemaran tanah oleh air yang sudah tercemar oleh limbah dan sampah dari pabrik.
V. Langkah Penyelesaian
Penyelesaian masalah pencemaran terdiri dari langkah pencegahan dan pengendalian. Langkah pencegahan pada prinsipnya mengurangi pencemar dari sumbernya untuk mencegah dampak lingkungan yang lebih berat. Di lingkungan yang terdekat, misalnya dengan mengurangi jumlah sampah yang dihasilkan, menggunakan kembali (reuse) dan daur ulang (recycle) (Prawiro, 1988). Di bidang industri misalnya dengan mengurangi jumlah air yang dipakai, mengurangi jumlah limbah dan mengurangi keberadaan zat kimia PBT (Persistent, Bioaccumulative, and Toxic) serta berangsur-angsur menggantinya dengan Green Chemistry. Green chemistry merupakan segala produk dan proses kimia yang mengurangi atau menghilangkan zat berbahaya.
Tindakan pencegahan dapat pula dilakukan dengan mengganti alat-alat rumah tangga atau bahan bakar kendaraan bermotor dengan bahan yang lebih ramah lingkungan. Pencegahan dapat pula dilakukan dengan kegiatan konservasi, penggunaan energi alternatif, penggunaan alat transportasi alternatif dan pembangunan berkelanjutan (sustainable development) (Soemarwoto, 2001).
Langkah pengendalian sangat penting untuk menjaga lingkungan tetap bersih dan sehat. Pengendalian dapat berupa pembuatan standar baku mutu lingkungan, monitoring lingkungan dan penggunaan teknologi untuk mengatasi masalah lingkungan. Untuk permasalahan global seperti perubahan iklim, penipisan lapisan ozon dan pemanasan global diperlukan kerjasama semua pihak antara satu negara dengan negara lain.
Sebagai warga negara yang baik, masyarakat harus memiliki kepedulian yang tinggi terhadap kelestarian lingkungan hidup di sekitarnya sesuai dengan kemampuan masing-masing. Beberapa upaya yang dapat dilakukan masyarakat berkaitan dengan pelestarian lingkungan hidup antara lain:
a. Pelestarian tanah (tanah datar, lahan miring/perbukitan)
Terjadinya bencana tanah longsor dan banjir menunjukkan peristiwa yang berkaitan dengan masalah tanah. Banjir telah menyebabkan pengikisan lapisan tanah oleh aliran air yang disebut erosi yang berdampak pada hilangnya kesuburan tanah serta terkikisnya lapisan tanah dari permukaan bumi. Tanah longsor disebabkan karena tak ada lagi unsur yang menahan lapisan tanah pada tempatnya sehingga menimbulkan kerusakan. Jika hal tersebut dibiarkan terus berlangsung, maka bukan mustahil jika lingkungan berubah menjadi padang tandus (Dwijoseputro, 1994).
Upaya pelestarian tanah dapat dilakukan dengan cara menggalakkan kegiatan menanam pohon atau penghijauan kembali (reboisasi) terhadap tanah yang semula gundul. Untuk daerah perbukitan atau pegunungan yang posisi tanahnya miring perlu dibangun terasering atau sengkedan, sehingga mampu menghambat laju aliran air hujan (Prawiro, 1988).
b. Pelestarian udara
Udara merupakan unsur vital bagi kehidupan, karena setiap organisme bernapas memerlukan udara. Kalian mengetahui bahwa dalam udara terkandung beranekaragam gas, salah satunya oksigen. Udara yang kotor karena debu atau pun asap sisa pembakaran menyebabkan kadar oksigen berkurang. Keadaan ini sangat membahayakan bagi kelangsungan hidup setiap organisme. Maka perlu diupayakan kiat-kiat untuk menjaga kesegaran udara lingkungan agar tetap bersih, segar, dan sehat (M Harun, 1993). Upaya yang dapat dilakukan untuk menjaga agar udara tetap bersih dan sehat antara lain:
1) Menggalakkan penanaman pohon atau pun tanaman hias di sekitar kita.
Tanaman dapat menyerap gas-gas yang membahayakan bagi manusia. Tanaman mampu memproduksi oksigen melalui proses fotosintesis. Rusaknya hutan menyebabkan jutaan tanaman lenyap sehingga produksi oksigen bagi atmosfer jauh berkurang, di samping itu tumbuhan juga mengeluarkan uap air, sehingga kelembapan udara akan tetap terjaga.
2) Mengupayakan pengurangan emisi atau pembuangan gas sisa pembakaran.
Mengupayakan pengurangan emisi atau pembuangan gas sisa pembakaran baik pembakaran hutan maupun pembakaran mesin asap yang keluar dari knalpot kendaraan dan cerobong asap merupakan penyumbang terbesar kotornya udara di perkotaan dan kawasan industri. Salah satu upaya pengurangan emisi gas berbahaya ke udara adalah dengan menggunakan bahan industri yang aman bagi lingkungan, serta pemasangan filter pada cerobong asap pabrik.
3) Mengurangi atau bahkan menghindari pemakaian gas kimia yang dapat merusak lapisan ozon di atmosfer.
Gas freon yang digunakan untuk pendingin pada AC maupun kulkas serta dipergunakan di berbagai produk kosmetika, adalah gas yang dapat bersenyawa dengan gas ozon, sehingga mengakibatkan lapisan ozon menyusut. Lapisan ozon adalah lapisan di atmosfer yang berperan sebagai filter bagi bumi, karena mampu memantulkan kembali sinar ultraviolet ke luar angkasa yang dipancarkan oleh matahari. Sinar ultraviolet yang berlebihan akan merusakkan jaringan kulit dan menyebabkan meningkatnya suhu udara. Pemanasan global terjadi di antaranya karena makin menipisnya lapisan ozon di atmosfer (Prawiro, 1988).
c. Pelestarian hutan
Eksploitasi hutan yang terus menerus berlangsung sejak dahulu hingga kini tanpa diimbangi dengan penanaman kembali, menyebabkan kawasan hutan menjadi rusak. Pembalakan liar yang dilakukan manusia merupakan salah satu penyebab utama terjadinya kerusakan hutan. Padahal hutan merupakan penopang kelestarian kehidupan di bumi, sebab hutan bukan hanya menyediakan bahan pangan maupun bahan produksi, melainkan juga penghasil oksigen, penahan lapisan tanah, dan menyimpan cadangan air.
Upaya yang dapat dilakukan untuk melestarikan hutan:
1) Reboisasi atau penanaman kembali hutan yang gundul.
2) Melarang pembabatan hutan secara sewenang-wenang.
3) Menerapkan sistem tebang pilih dalam menebang pohon.
4) Menerapkan sistem tebang–tanam dalam kegiatan penebangan hutan.
5) Menerapkan sanksi yang berat bagi mereka yang melanggar ketentuan mengenai pengelolaan hutan (Prawiro, 1988).
d. Pelestarian laut dan pantai
Seperti halnya hutan, laut juga sebagai sumber daya alam potensial. Kerusakan biota laut dan pantai banyak disebabkan karena ulah manusia. Pengambilan pasir pantai, karang di laut, pengrusakan hutan bakau, merupakan kegatan-kegiatan manusia yang mengancam kelestarian laut dan pantai. Terjadinya abrasi yang mengancam kelestarian pantai disebabkan telah hilangnya hutan bakau di sekitar pantai yang merupakan pelindung alami terhadap gempuran ombak (Prawiro, 1988).
Adapun upaya untuk melestarikan laut dan pantai dapat dilakukan dengan cara:
1) Melakukan reklamasi pantai dengan menanam kembali tanaman bakau di areal sekitar pantai.
2) Melarang pengambilan batu karang yang ada di sekitar pantai maupun di dasar laut, karena karang merupakan habitat ikan dan tanaman laut.
3) Melarang pemakaian bahan peledak dan bahan kimia lainnya dalam mencari ikan.
4) Melarang pemakaian pukat harimau untuk mencari ikan.
e. Pelestarian flora dan fauna
Kehidupan di bumi merupakan sistem ketergantungan antara manusia, hewan, tumbuhan, dan alam sekitarnya. Terputusnya salah satu mata rantai dari sistem tersebut akan mengakibatkan gangguan dalam kehidupan. Oleh karena itu, kelestarian flora dan fauna merupakan hal yang mutlak diperhatikan demi kelangsungan hidup manusia. Upaya yang dapat dilakukan untuk menjaga kelestarian flora dan fauna di antaranya adalah:
1) Mendirikan cagar alam dan suaka margasatwa.
2) Melarang kegiatan perburuan liar.
3) Menggalakkan kegiatan penghijauan.
B. Ekosistem
I. Pengertian Ekosistem
Ekosistem merupakan satuan fungsional dasar yang menyangkut proses interaksi organisme hidup dengan lingkungan mereka. Istilah tersebut pada mulanya diperkenalkan oleh A.G.Tansley pada tahun 1935. Sebelumnya, telah digunakan istilah-istilah lain yairu biocoenosis dan mikrokosmos. Setiap ekosistem memiliki enam komponen yaitu produsen, makrokonsumen, mikrokonsumen, bahan anorganik, bahan organik, dan kisaran iklim (Resosoedarmo, 1990). Perbedaan antar ekosistem hanya pada unsur-unsur penyusun masing-masing komponen tersebut. Masing-masing komponen ekosistem mempunyai peranan dan mereka saling terkait dalam melaksanakan proses-proses dalam ekosistem. Proses-proses dalam ekosistem meliputi aliran energi, rantai makanan, pola keanekaragaman, siklus materi, perkembangan, dan pengendalian.

II. Susunan Ekosistem
Dilihat dari susunan dan fungsinya, suatu ekosistem tersusun atas komponen sebagai berikut:
a. Komponen autotrof
Autotrof adalah organisme yang mampu menyediakan/mensintesis makanan sendiri yang berupa bahan organik dari bahan anorganik dengan bantuan energi seperti matahari dan kimia. Komponen autotrof berfungsi sebagai produsen, contohnya tumbuh-tumbuhan hijau.
b. Komponen heterotrof
Heterotrof merupakan organisme yang memanfaatkan bahan-bahan organik sebagai makanannya dan bahan tersebut disediakan oleh organisme lain. Yang tergolong heterotrof adalah manusia, hewan, jamur, dan mikroba.
c. Bahan tak hidup (abiotik)
Bahan tak hidup yaitu komponen fisik dan kimia yang terdiri dari tanah, air, udara, sinar matahari. Bahan tak hidup merupakan medium atau substrat tempat berlangsungnya kehidupan, atau lingkungan tempat hidup.



d. Pengurai (dekomposer)
Pengurai adalah organisme heterotrof yang menguraikan bahan organik yang berasal dari organisme mati (bahan organik kompleks). Organisme pengurai menyerap sebagian hasil penguraian tersebut dan melepaskan bahan-bahan yang sederhana yang dapat digunakan kembali oleh produsen. Termasuk pengurai ini adalah bakteri dan jamur.
III. Macam-Macam Ekosistem
Secara garis besar ekosistem dibedakan menjadi ekosistem darat dan ekosistem perairan. Ekosistem perairan dibedakan atas ekosistem air tawar dan ekosistem air laut.
a. Ekosistem darat
Ekosistem darat ialah ekosistem yang lingkungan fisiknya berupa daratan. Berdasarkan letak geografisnya (garis lintangnya), ekosistem darat dibedakan menjadi beberapa bioma, yaitu sebagai berikut:

• Bioma gurun

Beberapa Bioma gurun terdapat di daerah tropika (sepanjang garis balik) yang berbatasan dengan padang rumput. Ciri-ciri bioma gurun adalah gersang dan curah hujan rendah (25 cm/tahun). Suhu slang hari tinggi (bisa mendapai 45°C) sehingga penguapan juga tinggi, sedangkan malam hari suhu sangat rendah (bisa mencapai 0°C). Perbedaan suhu antara siang dan malam sangat besar. Tumbuhan semusim yang terdapat di gurun berukuran kecil. Selain itu, di gurun dijumpai pula tumbuhan menahun berdaun seperti duri contohnya kaktus, atau tak berdaun dan memiliki akar panjang serta mempunyai jaringan untuk menyimpan air. Hewan yang hidup di gurun antara lain rodentia, ular, kadal, katak, dan kalajengking.

• Bioma padang rumput

Bioma ini terdapat di daerah yang terbentang dari daerah tropik ke subtropik. Ciri-cirinya adalah curah hujan kurang lebih 25-30 cm per tahun dan hujan turun tidak teratur. Porositas (peresapan air) tinggi dan drainase (aliran air) cepat. Tumbuhan yang ada terdiri atas tumbuhan terna (herbs) dan rumput yang keduanya tergantung pada kelembapan. Hewannya antara lain: bison, zebra, singa, anjing liar, serigala, gajah, jerapah, kangguru, serangga, tikus dan ular

• Bioma Hutan Basah

Bioma Hutan Basah terdapat di daerah tropika dan subtropik. Ciri-cirinya adalah, curah hujan 200-225 cm per tahun. Species pepohonan relatif banyak, jenisnya berbeda antara satu dengan yang lainnya tergantung letak geografisnya. Tinggi pohon utama antara 20-40 m, cabang-cabang pohon tinngi dan berdaun lebat hingga membentuk tudung (kanopi). Dalam hutan basah terjadi perubahan iklim mikro (iklim yang langsung terdapat di sekitar organisme). Daerah tudung cukup mendapat sinar matahari. Variasi suhu dan kelembapan tinggi/besar; suhu sepanjang hari sekitar 25°C. Dalam hutan basah tropika sering terdapat tumbuhan khas, yaitu liana (rotan), kaktus, dan anggrek sebagai epifit. Hewannya antara lain, kera, burung, badak, babi hutan, harimau, dan burung hantu.

• Bioma hutan gugur

Bioma hutan gugur terdapat di daerah beriklim sedang. Ciri-cirinya adalah curah hujan merata sepanjang tahun. Terdapat di daerah yang mengalami empat musim (dingin, semi, panas, dan gugur). Jenis pohon sedikit (10 s/d 20) dan tidak terlalu rapat.Hewannya antara lain rusa, beruang, rubah, bajing, burung pelatuk, dan rakoon (sebangsa luwak).

• Bioma taiga

Bioma taiga terdapat di belahan bumi sebelah utara dan di pegunungan daerah tropik. Ciri cirinya adalah suhu di musim dingin rendah. Biasanya taiga merupakan hutan yang tersusun atas satu spesies seperti konifer, pinus, dap sejenisnya. Semak dan tumbuhan basah sedikit sekali. Hewannya antara lain moose, beruang hitam, ajag, dan burung-burung yang bermigrasi ke selatan pada musim gugur.

• Bioma tundra

Bioma tundra terdapat di belahan bumi sebelah utara di dalam lingkaran kutub utara dan terdapat di puncak-puncak gunung tinggi. Pertumbuhan tanaman di daerah ini hanya 60 hari. Contoh tumbuhan yang dominan adalah Sphagnum, liken, tumbuhan biji semusim, tumbuhan kayu yang pendek, dan rumput. Pada umumnya, tumbuhannya mampu beradaptasi dengan keadaan yang dingin.
Hewan yang hidup di daerah ini ada yang menetap dan ada yang datang pada musim panas, semuanya berdarah panas. Hewan yang menetap memiliki rambut atau bulu yang tebal, contohnya muscox, rusa kutub, beruang kutub, dan insekta terutama nyamuk dan lalat hitam.
b. Ekosistem Air Tawar
Ciri-ciri ekosistem air tawar antara lain variasi suhu tidak menyolok penetrasi cahaya kurang, dan terpengaruh oleh iklim dan cuaca. Macam tumbuhan yang terbanyak adalah jenis ganggang, sedangkan lainnya tumbuhan biji. Hampir semua filum hewan terdapat dalam air tawar. Organisme yang hidup di air tawar pada umumnya telah beradaptasi.
Habitat air tawar merupakan perantara habitat laut dan habitat darat. Penggolongan organisme dalam air dapat berdasarkan aliran energi dan kebiasaan hidup. Berdasarkan aliran energi, organisme dibagi menjadi autotrof (tumbuhan) dan fagotrof (makrokonsumen) yaitu karnivora predator, parasit dan saprotrof atau organisme yang hidup pada substrat sisa-sisa organisme. Berdasarkan kebiasaan hidup, organisme dibedakan sebagai berikut:
a. Plankton
Terdiri alas fitoplankton dan zooplankton;
biasanya melayang-layang (bergerak pasif) mengikuti gerak aliran air.
b. Nekton
Hewan yang aktif berenang dalam air, misalnya ikan.
c. Neuston
Organisme yang mengapung atau berenang di permukaan air atau
bertempat pada permukaan air, misalnya serangga air.
d. Perifiton
merupakan tumbuhan atau hewan yang melekat/bergantung pada tumbuhan atau benda lain, misalnya keong.
e.    Bentos
hewan dan tumbuhan yang hidup di dasar atau hidup pada endapan. Bentos dapat sesil (melekat) atau bergerak bebas, misalnya cacing dan remis.

Gambar 1. Berbagai Organisme air tawar dan cara hidupnya
Ekosistem air tawar digolongkan menjadi air tenang dan air mengalir. Termasuk ekosistem air tenang adalah danau dan rawa, termasuk ekosistem air mengalir adalah sungai.

1. Danau

Di danau terdapat pembagian daerah berdasarkan penetrasi cahaya matahari. Daerah yang dapat ditembus cahaya matahari sehingga terjadi fotosintesis disebut daerah fotik. Daerah yang tidak tertembus cahaya matahari disebut daerah afotik. Di danau juga terdapat daerah perubahan temperatur yang drastis atau termoklin. Termoklin memisahkan daerah yang hangat di atas dengan daerah dingin di dasar. Komunitas tumbuhan dan hewan tersebar di danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi. Berdasarkan hal tersebut danau dibagi menjadi 4 daerah sebagai berikut:
a) Daerah litoral
Daerah ini merupakan daerah dangkal. Cahaya matahari menembus dengan optimal. Air yang hangat berdekatan dengan tepi. Tumbuhannya merupakan tumbuhan air yang berakar dan daunnya ada yang mencuat ke atas permukaan air. Komunitas organisme sangat beragam termasuk jenis-jenis ganggang yang melekat (khususnya diatom), berbagai siput dan remis, serangga, krustacea, ikan, amfibi, reptilia air dan semi air seperti kura-kura dan ular, itik dan angsa, dan beberapa mamalia yang sering mencari makan di danau.
b. Daerah limnetik
Daerah ini merupakan daerah air bebas yang jauh dari tepi dan masih dapat ditembus sinar matahari. Daerah ini dihuni oleh berbagai fitoplankton, termasuk ganggang dan sianobakteri. Ganggang berfotosintesis dan bereproduksi dengan kecepatan tinggi selama musim panas dan musim semi. Zooplankton yang sebagian besar termasuk Rotifera dan udang-udangan kecil memangsa fitoplankton. Zooplankton dimakan oleh ikan-ikan kecil. Ikan kecil dimangsa oleh ikan yang lebih besar, kemudian ikan besar dimangsa ular, kura-kura, dan burung pemakan ikan.
c. Daerah profundal
Daerah ini merupakan daerah yang dalam, yaitu daerah afotik danau. Mikroba dan organisme lain menggunakan oksigen untuk respirasi seluler setelah mendekomposisi detritus yang jatuh dari daerah limnetik. Daerah ini dihuni oleh cacing dan mikroba.
d. Daerah bentik
Daerah ini merupakan daerah dasar danau tempat terdapatnya bentos dan sisa-sisa organisme mati.

Gambar 2:
Daerah pembagian danau sesuai dengan kedalaman dan jaraknya dari tepi



2. Sungai
Sungai adalah suatu badan air yang mengalir ke satu arah. Air sungai dingin dan jernih serta mengandung sedikit sedimen dan makanan. Aliran air dan gelombang secara konstan memberikan oksigen pada air. Suhu air bervariasi sesuai dengan ketinggian dan garis lintang.
Komunitas yang berada di sungai berbeda dengan danau. Air sungai yang mengalir deras tidak mendukung keberadaan komunitas plankton untuk berdiam diri, karena akan terbawa arus. Sebagai gantinya terjadi fotosintesis dari ganggang yang melekat dan tanaman berakar, sehingga dapat mendukung rantai makanan.
Komposisi komunitas hewan juga berbeda antara sungai, anak sungai, dan hilir. Di anak sungai sering dijumpai Man air tawar. Di hilir sering dijumpai ikan kucing dan gurame. Beberapa sungai besar dihuni oleh berbagai kura-kura dan ular. Khusus sungai di daerah tropis, dihuni oleh buaya dan lumba-lumba.Organisme sungai dapat bertahan tidak terbawa arus karena mengalami adaptasi evolusioner.Misalnya bertubuh tipis dorsoventral dan dapat melekat pada batu.  Beberapa jenis serangga yang hidup di sisi-sisi hilir menghuni habitat kecil yang bebas dari pusaran air.

c.  Ekosistem air laut
Ekosistem air laut dibedakan atas lautan, pantai, estuari, dan terumbu karang.
1. Laut
Habitat laut (oseanik) ditandai oleh salinitas (kadar garam) yang tinggi dengan ion CI- mencapai 55% terutama di daerah laut tropik, karena suhunya tinggi dan penguapan besar. Di daerah tropik, suhu laut sekitar 25°C. Perbedaan suhu bagian atas dan bawah tinggi. Batas antara lapisan air yang panas di bagian atas dengan air yang dingin di bagian bawah disebut daerah termoklin.
Di daerah dingin, suhu air laut merata sehingga air dapat bercampur, maka daerah permukaan laut tetap subur dan banyak plankton serta ikan. Gerakan air dari pantai ke tengah menyebabkan air bagian atas turun ke bawah dan sebaliknya, sehingga memungkinkan terbentuknya rantai makanan yang berlangsung balk. Habitat laut dapat dibedakan berdasarkan kedalamannya dan wilayah permukaannya secara horizontal.

1.      Menurut kedalamannya, ekosistem air laut dibagi sebagai berikut :
a.       Litoral merupakan daerah yang berbatasan dengan darat.
b.      Neretik merupakan daerah yang masih dapat ditembus cahaya  matahari sampai bagian dasar dalamnya ± 300 meter.
c.       Batial merupakan daerah yang dalamnya berkisar antara 200-2500 m
d.      Abisal merupakan daerah yang lebih jauh dan lebih dalam dari pantai (1.500-10.000 m).
2.      Menurut wilayah permukaannya secara horizontal, berturut-turut dari tepi laut semakin ke tengah, laut dibedakan sebagai berikut:
a. Epipelagik merupakan daerah antara permukaan dengan kedalamanair sekitar 200 m.
b. Mesopelagik merupakan daerah dibawah epipelagik dengan kedalaman 200-1000 m.
c. Batiopelagik merupakan daerah lereng benua dengan kedalaman 200-2.500 m. Hewan yang hidup di daerah ini misalnya gurita.
d. Abisalpelagik merupakan daerah dengan kedalaman mencapai 4.000m; tidak terdapat tumbuhan tetapi hewan masih ada. Sinar matahari tidak mampu menembus daerah ini.
e. Hadal pelagik merupakan bagian laut terdalam (dasar). Kedalaman lebih dari 6.000 m. Di bagian ini biasanya terdapat lele laut dan ikan Taut yang dapat mengeluarkan cahaya. Sebagai produsen di tempat ini adalah bakteri yang bersimbiosis dengan karang tertentu.
Di laut, hewan dan tumbuhan tingkat rendah memiliki tekanan osmosis sel yang hampir sama dengan tekanan osmosis air laut. Hewan tingkat tinggi beradaptasi dengan cara banyak minum air, pengeluaran urin sedikit, dan pengeluaran air dengan cara osmosis melalui insang. Garam yang berlebihan diekskresikan melalui insang secara aktif.
2.      Pantai
Ekosistem pantai letaknya berbatasan dengan ekosistem darat, laut, dan daerah pasang surut. Ekosistem pantai dipengaruhi oleh siklus harian pasang surut laut. Organisme yang hidup di pantai memiliki adaptasi struktural sehingga dapat melekat erat di substrat keras. Daerah paling atas pantai hanya terendam saat pasang naik tinggi. Daerah ini dihuni oleh beberapa jenis ganggang, moluska, dan remis yang menjadi konsumsi bagi kepiting dan burung pantai.
Daerah tengah pantai terendam saat pasang tinggi dan pasang rendah. Daerah ini dihuni oleh ganggang, porifera, anemon laut, remis dan kerang, siput herbivora dan karnivora, kepiting, landak laut, bintang laut, dan ikan-ikan kecil. Daerah pantai terdalam terendam saat air pasang maupun surut. Daerah ini dihuni oleh beragam invertebrata dan ikan serta rumput laut.
3. Estuari
Estuari (muara) merupakan tempat bersatunya sungai dengan laut. Estuari sering dipagari oleh lempengan lumpur intertidal yang luas atau rawa garam.  Salinitas air berubah secara bertahap mulai dari daerah air tawar ke laut. Salinitas ini juga dipengaruhi oleh siklus harian dengan pasang surut aimya. Nutrien dari sungai memperkaya estuari.
Komunitas tumbuhan yang hidup di estuari antara lain rumput rawa garam, ganggang, dan fitoplankton. Komunitas hewannya antara lain berbagai cacing, kerang, kepiting, dan ikan. Bahkan ada beberapa invertebrata laut dan ikan laut yang menjadikan estuari sebagai tempat kawin atau bermigrasi untuk menuju habitat air tawar. Estuari juga merupakan tempat mencari makan bagi vertebrata semi air, yaitu unggas air.
4. Terumbu karang
Di laut tropis, pada daerah neritik, terdapat suatu komunitas yang khusus yang terdiri dari karang batu dan organisme-organisme lainnya. Komunitas ini disebut terumbu karang. Daerah komunitas ini masih dapat ditembus cahaya matahari sehingga fotosintesis dapat berlangsung. Terumbu karang didominasi oleh karang (koral) yang merupakan kelompok Cnidaria yang mensekresikan kalsium karbonat. Rangka dari kalsium karbonat ini bermacammacam bentuknya dan menyusun substrat tempat hidup karang lain dan ganggang.  Hewan-hewan yang hidup di karang memakan organisme mikroskopis dan sisa organik lain. Berbagai invertebrata, mikro organisme, dan ikan, hidup di antara karang dan ganggang. Herbivora seperti siput, landak laut, ikan, menjadi mangsa bagi gurita, bintang laut, dan ikan karnivora.
IV. Konsep Ekosistem
Masing – masing komponen ekosistem saling berhubungan satu sama lain, dalam hubungan antar komponen tersebut terjadi hubungan yang bersifat netral, ada yang bekerja sama, ada yang menyesuaikan diri, tetapi ada pula yang menguasai komponen lain, tetapi pada akhirnya alam menentukan adanya keserasian dan keseimbangan dalam interaksi antar komponen – komponen ekosistem tersebut (Dwijoseputro, 1994).
Menurut Ruslan H. Prawiro (1988) interaksi antar komponen ekosistem adalah sebagai berikut:
a.       Interaksi Simbiosis
Yaitu interaksi yang terjadi antar komponen, dimana kedua belah pihak tidak ada yang dirugikan. Salah satu atau keduanya memperoleh keuntungan. Interaksi simbiosa ini terdiri dari dua bentuk yaitu:
1.      Simbiosis mutualisme
Yaitu kedua komponen atau organisme saling mendapat keuntungan. Pertumbuhan dan survivalnya diuntungkan karenanya dan dalam keadaan wajar organisme tidak dapat lestari apabila terpisah dari partnernya.
2.      Simbiosis komensalisme
Yaitu hanya satu pihak saja yang diuntungkan, sedang yang lain tidak dirugikan. Termasuk disini tumbuhan epifit yang hidup pada tumbuhan lain, seperti anggrek, lumut pohon, dan sebagainya.
b.      Interaksi Antagonisme (Simbiosis Antagonisme)
Dalam bentuk ini terdapat sifat antibiosa, eksploitasi dan kompetisi.
1.      Antibiosa yaitu komponen atau organisme mengeluarkan bermacam-macam bahan dari hasil metabolismenya. Adakalanya ada bahan produksi khusus yang sangat antagonistik terhadap spesies lain. cendawan seringkali mengeluarkan bahan-bahan semacam itu, seperti peniciline, streptomycine, auromycine.
2.      Eksploitasi dilakukan organisme predator atau parasit. Predator menyerang makhluk lain untuk dikonsumsi. Termasuk golongan ini ialah pemakan makhluk lain, seperti sapi, harimau, dan manusia. Parasit relatif kecil dibanding makhluk lain yang dieksploitasi, hidupnya yang mengambil bahan makanan dari induk semangnya.
3.      Kompetisi atau persaingan ada dua macam, yaitu tipe persaingan yang langsung bertindak terhadap organisme lain dan tipe lain yang didorong untuk memenuhi kebutuhan sumber daya hidup, lebih – lebih apabila persediaan sumber daya kurang. Misalnya persaingan untuk memperoleh cahaya, air dan bahan makanan. Apabila kedua belah pihak sama sekali tidak saling mempengaruhi, maka mereka tidak menjalankan interaksi, mereka mengikuti netralisme.

KESIMPULAN
Masing – masing komponen ekosistem saling berhubungan satu sama lain, dalam hubungan antar komponen tersebut terjadi hubungan yang bersifat netral, ada yang bekerja sama, ada yang menyesuaikan diri, tetapi ada pula yang menguasai komponen lain, tetapi pada akhirnya alam menentukan adanya keserasian dan keseimbangan dalam interaksi antar komponen – komponen ekosistem tersebut.
Penyelesaian masalah pencemaran terdiri dari langkah pencegahan dan pengendalian. Beberapa upaya yang dapat dilakukan masyarakat berkaitan dengan pelestarian lingkungan hidup antara lain:
a.       Pelestarian tanah (tanah datar, lahan miring/perbukitan).
b.      Pelestarian udara.
c.       Pelestarian hutan.
d.      Pelestarian laut dan pantai.
e.       Pelestarian flora dan fauna.


DAFTAR PUSTAKA

Darsono, Valentinus. 1995. Pengantar Ilmu Lingkungan. Universitas Atmajaya Press. Yogyakarta.
Dwijoseputro, D. 1994. Ekologi Manusia dengan Lingkungannya. Erlangga. Jakarta.
M Harun, Husein. 1993. Lingkungan Hidup: Masalah, Pengelolaan dan Penegakan Hukumnya. Bumi Aksara. Jakarta.
Prawiro, Ruslan H. 1988. Ekologi Lingkungan Pencemaran. Satya Wacana. Jakarta.
Resosoedarmo S, Dkk. 1990. Pengantar Ekologi. Remaja Rosdakarya Offset. Bandung.
Soemarwoto, Otto. 2001. Ekologi Lingkungan Hidup dan Pembangunan. Djambatan. Jakarta.

RAGAM JAMUR UNIK DAN BAKTERI

Aneka Ragam Jamur Unik dan Indah Yang Ada di Dunia

Posted on Agustus 17, 2010 by Fadhlan Muchlas| Tinggalkan komentar

Cendawan merupakan bagian dari jamur yang dihasilkan dari sporanya. Biasanya terbentuk di atas tanah atau pada sumber inangnya.
Cendawan secara umum juga termasuk jamur-jamur dari berbagai jenis, dengan atau tanpa batang, juga untuk mendeskripsikan bagian berbuah yang gemuk dari jenis Ascomycota dan bagian berbuah mirip kayu atau kulit dari beberapa jenis  Basidiomycota, tergantung konteksnya.
Dan bentuknya bisa sangat indah untuk dilihat seperti gambar di bawah ini:










Pesan saya, hindari untuk mengkonsumsi jamur-jamur tersebut. Karena bukan saja warnanya yang sangat indah dan mempesona, dibalik itu ternyata jamur-jamur tersebut juga beracun.
Sumber :
aneh-tapi-nyata.blogspot.com

→ Leave a comment

Posted in Botani Tumbuhan Rendah, Fungi

Schyzophyta (Tumbuhan Belah)

Posted on Agustus 1, 2010 by Fadhlan Muchlas| Tinggalkan komentar

Merupakan kelompok tumbuhan dengan tingkat perkembangan filogenetik yang paling rendah dari segi evolusi merupakan kelompok yang paling tua dan primitif.
Dibagi Menjadi 2 Kelas, yaitu
1. Bakteri (Bacteria atau Schizomycetes)
2. Ganggang biru (Cyanophyceae) (Tjitrosoepomo, 1986)
A. Bakteri
Bakteri merupakan organisme yang paling banyak jumlahnya dan lebih tersebar luas dibandingkan mahluk hidup yang lain .
Bakteri memiliki ratusan ribu spesies yang hidup di darat hingga lautan dan pada tempat-tempat yang ekstrim.
Bakteri ada yang menguntungkan tetapi ada pula yang merugikan. Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannya dengan mahluk hidup yang lain. Bakteri adalah organisme uniselluler dan prokariot serta umumnya tidak memiliki klorofil dan berukuran renik (mikroskopis).
Ciri-ciri Bakteri
Bakteri memiliki ciri-ciri yang membedakannnya dengan mahluk hidup lain yaitu :
1. Organisme multiselluler
2. Prokariot (tidak memiliki membran inti sel )
3. Umumnya tidak memiliki klorofil
4. Memiliki ukuran tubuh yang bervariasi antara 0,12 s/d ratusan mikron umumnya memiliki ukuran rata-rata 1 s/d 5 mikron.
5. Memiliki bentuk tubuh yang beraneka ragam
6. Hidup bebas atau parasit
7. Yang hidup di lingkungan ekstrim seperti pada mata air panas,kawah atau gambut dinding selnya tidak mengandung peptidoglikan
8. Yang hidupnya kosmopolit diberbagai lingkungan dinding selnya mengandung peptidoglikan
Struktur Bakteri
Struktur bakteri terbagi menjadi dua yaitu:
1. Struktur dasar (dimiliki oleh hampir semua jenis bakteri)
Meliputi: dinding sel, membran plasma, sitoplasma, ribosom, DNA, dan granula penyimpanan
2. Struktur tambahan (dimiliki oleh jenis bakteri tertentu)
Meliputi kapsul, flagelum, pilus, fimbria, klorosom, Vakuola gas dan endospora.
Struktur dasar sel bakteri

struktur-bakteri1

Struktur dasar bakteri :
1. Dinding sel tersusun dari peptidoglikan yaitu gabungan protein dan polisakarida (ketebalan peptidoglikan membagi bakteri menjadi bakteri gram positif bila peptidoglikannya tebal dan bakteri gram negatif bila peptidoglikannya tipis).
2. Membran plasma adalah membran yang menyelubungi sitoplasma tersusun atas lapisan fosfolipid dan protein.
3. Sitoplasma adalah cairan sel.
4. Ribosom adalah organel yang tersebar dalam sitoplasma, tersusun atas protein dan RNA.
5. Granula penyimpanan, karena bakteri menyimpan cadangan makanan yang dibutuhkan.

granula

Struktur tambahan bakteri :
1. Kapsul atau lapisan lendir adalah lapisan di luar dinding sel pada jenis bakteri tertentu, bila
lapisannya tebal disebut kapsul dan bila lapisannya tipis disebut lapisan lendir. Kapsul dan lapisan lendir tersusun atas polisakarida dan air.
2. Flagelum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel.
3. Pilus dan fimbria adalah struktur berbentuk seperti rambut halus yang menonjol dari dinding sel, pilus mirip dengan flagelum tetapi lebih pendek, kaku dan berdiameter lebih kecil dan tersusun dari protein dan hanya terdapat pada bakteri gram negatif. Fimbria adalah struktur sejenis pilus tetapi lebih pendek daripada pilus.
4. Klorosom adalah struktur yang berada tepat dibawah membran plasma dan mengandung pigmen klorofil dan pigmen lainnya untuk proses fotosintesis. Klorosom hanya terdapat pada bakteri yang melakukan fotosintesis.
5. Vakuola gas terdapat pada bakteri yang hidup di air dan berfotosintesis.
6. Endospora adalah bentuk istirahat (laten) dari beberapa jenis bakteri gram positif dan terbentuk didalam sel bakteri jika kondisi tidak menguntungkan bagi kehidupan bakteri. Endospora mengandung sedikit sitoplasma, materi genetik, dan ribosom. Dinding endospora yang tebal tersusun atas protein dan menyebabkan endospora tahan terhadap kekeringan, radiasi cahaya, suhu tinggi dan zat kimia. Jika kondisi lingkungan menguntungkan endospora akan tumbuh menjadi sel bakteri baru.
Bentuk Bakteri
Bentuk dasar bakteri terdiri atas bentuk bulat (kokus), batang (basil),dan spiral (spirilia) serta terdapat bentuk antara kokus dan basil yang disebut kokobasil.
Berbagai macam bentuk bakteri :
1. Bakteri Kokus :

kokus

a. Monokokus
yaitu berupa sel bakteri kokus tunggal
b. Diplokokus
yaitu dua sel bakteri kokus berdempetan
c. Tetrakokus yaitu empat sel bakteri kokus berdempetan berbentuk segi empat.
d. Sarkina yaitu delapan sel bakteri kokus berdempetan membentuk kubus
e. Streptokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan membentuk rantai.
f. Stapilokokus yaitu lebih dari empat sel bakteri kokus berdempetan seperti buah anggur
2. Bakteri Basil :

basil

a. Monobasil
yaitu berupa sel bakteri basil tunggal
b. Diplobasil yaitu berupa dua sel bakteri
basil berdempetan
c. Streptobasil yaitu beberapa sel bakteri basil berdempetan membentuk rantai
3. Bakteri Spirilia :

spirilia

a. Spiral yaitu bentuk sel bergelombang
b. Spiroseta yaitu bentuk sel seperti sekrup
c. Vibrio yaitu bentuk sel seperti tanda baca koma
Alat Gerak Bakteri
Alat gerak pada bakteri berupa flagellum atau bulu cambuk adalah struktur berbentuk batang atau spiral yang menonjol dari dinding sel. Flagellum memungkinkan bakteri bergerak menuju kondisi lingkungan yang menguntungkan dan menghindar dari lingkungan yang merugikan bagi kehidupannya.
Flagellum memiliki jumlah yang berbeda-beda pada bakteri dan letak yang berbeda-beda pula yaitu
1. Monotrik : bila hanya berjumlah satu
2. Lofotrik : bila banyak flagellum disatu sisi
3. Amfitrik : bila banyak flagellum dikedua ujung
4. Peritrik : bila tersebar diseluruh permukaan sel bakteri
Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Pertumbuhan Bakteri
Pertumbuhan pada bakteri mempunyai arti perbanyakan sel dan peningkatan ukuran populasi.
Faktor–faktor yang mempengaruhi pertumbuhan bakteri atau kondisi untuk pertumbuhan optimum adalah :
1. Suhu
2. Derajat keasaman atau pH
3. Konsentrasi garam
4. Sumber nutrisi
5. Zat-zat sisa metabolisme
6. Zat kimia
Hal tersebut diatas bervariasi menurut spesies bakterinya.
Cara Perkembangbiakan bakteri:
Bakteri umumnya melakukan reproduksi atau berkembang biak secara aseksual (vegetatif = tak kawin) dengan membelah diri. Pembelahan sel pada bakteri adalah pembelahan biner yaitu setiap sel membelah menjadi dua.
Reproduksi bakteri secara seksual yaitu dengan pertukaran materi genetik dengan bakteri lainnya.
Pertukaran materi genetik disebut rekombinasi genetik atau rekombinasi DNA.
Rekombinasi genetik dapat dilakukan dengan tiga cara yaitu:
1. Transformasi adalah pemindahan sedikit materi genetik, bahkan satu gen saja dari satu sel bakteri ke sel bakteri yang lainnya.

transformasi

2. Transduksi adalah pemindahan materi genetik satu sel bakteri ke sel bakteri lainnnya dengan perantaraan organisme yang lain yaitu bakteriofage (virus bakteri).

transduksi

3. Konjugasi adalah pemindahan materi genetik berupa plasmid secara langsung melalui kontak sel dengan membentuk struktur seperti jembatan diantara dua sel bakteri yang berdekatan. Umumnya terjadi pada bakteri gram negatif.

konjugasi

Peranan Bakteri
Dalam kehidupan manusia bakteri mempunyai peranan yang menguntungkan maupun yang merugikan.
Bakteri yang menguntungkan adalah sebagai berikut :
1. Pembusukan (penguraian sisa-sisa mahluk hidup contohnya Escherichia colie).
2. Pembuatan makanan dan minuman hasil fermentasi contohnya Acetobacter pada pembuatan asam cuka, Lactobacillus bulgaricus pada pembuatan yoghurt, Acetobacter xylinum pada pembuatan nata de coco dan Lactobacillus casei pada pembuatan keju yoghurt.
3. Berperan dalam siklus nitrogen sebagai bakteri pengikat nitrogen yaitu Rhizobium leguminosarum yang hidup bersimbiosis dengan akar tanaman kacang-kacangan dan Azotobacter chlorococcum.
4. Penyubur tanah contohnya Nitrosococcus dan Nitrosomonas yang berperan dalam proses nitrifikasi menghasilkan ion nitrat yang dibutuhkan tanaman.
5. Penghasil antibiotik contohnya adalah Bacillus polymyxa (penghasil antibiotik polimiksin B untuk pengobatan infeksi bakteri gram negatif, Bacillus subtilis penghasil antibioti untuk pengobatan infeksi bakteri gram positif,Streptomyces griseus penghasil antibiotik streptomisin untuk pengobatan bakteri gram negatif termasuk bakteri penyebab TBC dan Streptomyces rimosus penghasil antibiotik terasiklin untuk berbagai bakteri.
6. Pembuatan zat kimia misalnya aseton dan butanol oleh Clostridium acetobutylicum
7. Berperan dalam proses pembusukan sampah dan kotoran hewan sehinggga menghasilkan energi alternatif metana berupa biogas. Contohnya methanobacterium
8. Penelitian rekayasa genetika dalam berbagai bidang.sebagai contoh dalam bidang kedokteran dihasilkan obat-obatan dan produk kimia bermanfaat yang disintesis oleh bakteri, misalnya enzim, vitamin dan hormon.
Bakteri yang merugikan sebagai berikut :
1. Pembusukan makanan contohnya Clostridium botulinum
2. Penyebab penyakit pada manusia contohnya Mycobacterium tuberculosis ( penyebab penyakit TBC ), Vibrio cholerae ( penyebab kolera atau muntaber ), Clostridium tetani (penyebab penyakit tetanus ) dan Mycobacterium leprae (penyebab penyakit lepra )
3. Penyebab penyakit pada hewan contohnya Bacilluc antrachis (penyebab penyakit antraks pada sapi )
4. Penyebab penyakit pada tanaman budidaya contohnya Pseudomonas solanacearum (penyebab penyakit pada tanaman tomat, lombok, terung dan tembakau) serta Agrobacterium tumafaciens (penyebab tumor pada tumbuhan) (Emilia, 2008)
B. Ganggang Biru (Cyanophyceae)

Di era modern seperti saat ini, para ilmuwan mulai meneliti berbagai jenis tumbuhan yang dapat dimanfaatkan manusia baik sebagai makanan biasa atau sebagai alternatif obat untuk berbagai penyakit. Salah satu yang mulai dikembangkan saat ini oleh para ahli di Jepang adalah ganggang.
Ganggang ini tidak saja terasa enak, berserat tinggi, dan bergizi. Namun juga mampu untuk membantu metabolisme tubuh dalam pembentukan sistem imune, mengatasi gejala anemia, dan berbagai manfaat lainnya. Ganggang ini adalah Spirulina. Spirulina termasuk dalam filum Cyanophyta. Cyanophyta merupakan suatu divisi (filum) bakteri yang mendapatkan energi melalui fotosintesis. Cyanophyta termasuk dalam regnum (kerajaan) monera. Ganggang hijau- biru merupakan salah satu contoh dari kelas Cyanophyceae (Rahadian, Tanpa Tahun)
Daftar Pustaka
Emilia. 2008. Bakteri – Ciri ciri, Struktur, Perkembangbiakan, Bentuk dan Manfaatnya. http://gurungeblog.wordpress.com/2008/11/17/bakteri-ciri-ciri-struktur-perkembangbiakan-bentuk-dan-manfaatnya/(online). Diakses 1 Agustus 2010.
Rahadian, Putri. _____. CYANOPHYCEAE. http://poexpoe.wordpress.com/biologi/cyanophyceae/#comment-99 (online). Diakses 1 Agustus 2010
Tjitrosoepomo, Gembong. 1986. Taksonomi Tumbuhan (Taksonomi khusus). Bhratara. Jakarta

→ Leave a comment

Posted in Botani Tumbuhan Rendah, Schizophyta