Indikator 27

Menjelaskan Tahapan Proses Anabolisme pada Tumbuhan

Anabolisme atau sintesis adalah proses penyusunan bahan anorganik menjadi bahan organik, peristiwa ini membutuhkan energi. Contoh anabolisme adalah proses fotosintesis. Fotosintesis adalah proses penyusunan bahan organik pada tumbuhan berklorofil dari H₂O dan CO₂ dengan bantuan energi cahaya. Rumus kimianya adalah sebagai berikut :

Organel yang berperan dalam proses ini adalah kloroplas. Kloroplas hanya terdapat di dalam tumbuhan hijau, Kloroplas mempunyai dua membran yaitu membran luar dan membran dalam. Di dalam membran dalam terdapat modifikasi membran yang berbentuk seperti tumpukan koin disebut dengan Grana. Setiap grana disusun olleh Tilakoid. Bagian dalam kloroplas berisi cairan yang disebut Stroma. 

Fotosintesis terjadi dalam dua tahap yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang berlangsung di dalam Grana atau membran Tilakoid dan membutuhkan cahaya untuk prosesnya sedangkan reaksi gelap terjadi di Stroma dan tidak membutuhkan cahaya.

Reaksi terang

Proses ini memerlukan bahan H₂O, NADP sebagai akseptor elektron dan pigmen fotosintetik. Di dalam Tilakoid terdapat tiga jenis pigmen fotosintetik yaitu :

Klorofil A, disebut juga fotosistem I / fotosistem 700

Klorofil B, disebut juga fotosistem II / fotosistem 680

Karotenoid, disebut juga pigmen antenna dan terdiri dari karoten dan xantofil

Setelah menangkap cahaya, selanjutnya energi tersebut diteruskan ke pusat reaksi (klorofil a). Dari pusat reaksi, elektron dilepaskan melalui dua macam jalur yaitu jalur elektron siklik dan jalur elektron nonsiklik.

1.     Jalur Elektron Siklik

Setelah elektron dilepaskan dari fotosistem I (P700), kemudian melalui sistem transport elektron akan kembali ke fotosistem I. Pada jalur ini hanya dihasilkan ATP.

2.     Jalur Elektron Nonsiklik

Di dalam jalur ini terjadi proses fotolisis air yaitu pemecahan molekul air menjadi ion hidrogen, oksigen, dan elektron. Setelah itu elektron dari hasil fotolisis diambil oleh fotosistem II (P680). Dari fotosistem II, elektron diteruskan ke elektron I (P700) melalui sistem transpor elektron dan membentuk ATP. Di saat yang sama fotosistem I akan melepaskan elektron yang selanjutnya diteruskan ke sistem transport elektron untuk berikatan dengan NADP⁺ dan NADPH₂, sehingga dapat dikatakan bahwa reaksi terang menghasilkan ATP dan NADPH⁺.

Reaksi Gelap

Reaksi gelap (sistem Calvin) terjadi di dalam stroma dan tidak membutuhkan cahaya. Reaksi ini berlangsung di dalam tiga tahap yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi.

1. Fiksasi

Karbon dioksida diikat oleh RuBP menjadi senyawa enam karbon yang labil. Senyawa enam karbon kemudian memecah menjadi dua fosfogliserat. Reaksi ini dikatalisis oleh enzim RuBP kerboksilase.

2.Reduksi

Masing-masing PGA menerima gugus fosfat dari ATP dan menerima hidrogen serta elektron dari NADPH sehingga terbentuk 1,3-bifosfogliserat (PGAP). Setelah itu, PAGP menerima ion hydrogen dan elektron dari NADPH_2. Reaksi ini menghasilkan PGAL.

3.Regenerasi

Setiap tahap 10 PGAL akan membentuk RuBP dan 2 PGAL mengalami kondensasi menjadi glukosa,

Latihan Soal

1.Proses berikut yang terjadi di dalam reaksi terang fotosintesis adalah…

A. reduksi

B. dekarboksilasi

C. fiksasi

D. regenerasi

E. fotolisis

Jawaban : E

Pembahasan : Di dalam jalur elektron nonsiklik pada reaksi terang fotosintesis, terjadi fotolisis air yaitu pemecahan molekul air.

2.Reaksi fotosintesis terdiri atas jalur siklik dan jalur nonsiklik. Produk dari jalur siklik adalah….

A. NADPH

B. ATP

C. NADH

D. FADH

E. ADP

Jawaban : B

Pembahasan : Pada jalur siklik, elektron dilepaskan oleh fotosistem I, dibawa ke rantai transport elektron, dan kembali ke fotosistem I. Proses transportasi elektron kembali ke fotosistem I diikuti dengan ion penggabungan ADP dengan ion fosfat sehingga dihasilkan ATP.

3.Reaksi gelap memanfaatkan produk dari reaksi terang yaitu….

A. ATP dan ADP

B. ATP dan FADH

C. ATP dan NADH

D. ATP dan NADPH

E. ADP dan FADH

Jawaban : D

Pembahasan : Reaksi gelap terjadi di stroma dan memanfaatkan ATP dan NADPH dari hasil reaksi terang untuk membentuk glukosa.

4.Berikut proses-proses yang terjadi pada anabolisme.

1)Penambahan karbon dioksida dan RuBP

2)Terjadi aliran elektron pada fotosistem

3)Pemecahan molekul air

4)Penggunaan ATP dan NADPH

5)Penangkapan energi cahaya oleh klorofil

Proses reaksi gelap ditunjukkan oleh…

A.   1 dan 4

B.    2 dan 3

C.    2 dan 4

D.   3 dan 5

E.    4 dan 5

Jawaban : A

Pembahasan : reaksi gelap terjadi saat terjadi NADPH dan ATP dan terjadi fiksasi CO₂ oleh RuBP yang kemudian dipecah menjadi PGA.

5.Pernyataan berikut merupakan reaksi yang terjadi dalam fotosintesis.

1) terjadi fotolisis air

2) terbentuk ATP dan NADPH₂

3) donor elektron pertama adalah P700.

4) menghasilkan oksigen

5) tidak melibatkan fotosistem II

Peristiwa yang terjadi pada fotofosforilasi siklik adalah….

A.   1 dan 3

B.    1 dan 4

C.    2 dan 4

D.   2 dan 5

E.    3 dan 5

Jawaban : E

Pembahasan : Di dalam fosforilasi siklik, elektron dilepaskan oleh fotosistem I (P700) dan ditangkap akseptor elektron dan lewat dalam sistem transport elektron dan kembali ke fotosistem I sehingga tidak melibatkan fotosistem II

6.Beberapa reaksi berikut ini terjadi pada peristiwa fotosintesis.

1) penyerapan energi cahaya oleh klorofil

2) pengikatan oksigen dari udara

3) fotolisis air

4) pembentukan ATP dan NADPH₂

5) pembentukan glukosa

Proses yang terjadi pada reaksi terang adalah…

A.   1, 2, dan 4

B.    1, 3, dan 4

C.    2, 3 dan 5

D.   2, 4, dan 5

E.    3, 4, dan 5

Jawaban : B

Pembahasan : Pada reaksi terang terjadi penyeraoan energi cahaya oleh klorofil, lalu diteruskan ke fotosistem II untuk memecah molekul air (fotolisis). Elektron selanjutnya diteruskan ke fotosistem I melalui sistem transport elektron dan menghasilkan ATP. Pada saat yang sama elektron tersebut elektron dilepas dari fotosistem I diteruskan ke sistem transport elektron hingga diikat oleh NADP⁺ dan membentuk NADPH₂.

6.Peristiwa yang terjadi pada fase reduksi di dalam reaksi gelap adalah…

A. pengikatan CO2 oleh RuBP

B. pemakaian H⁺ dari NADPH2 untuk menghasilkan PGAL

C. Terbentuknya RuBP untuk melanjutkan proses pembentukan glukosa

D. Pemakaian H dari FADH2 untuk mereduksi senyawa fosfogliseraldehida dalam pembentukan glukosa

E.Pelepasan CO2 dari RuBP

Jawaban : B

Pembahasan : Di dalam fase reduksi terjadi penerimaan gugus fosfat dari ATP dan ion H⁺ dari NADPH₂ untuk membentuk PGAL.

7.Reaksi terang di dalam fotosintesis menghasilkan dua zat penting yang digunakan untuk pembentukan glukosa pada saat reaksi gelap. Dua zat penting tersebut adalah….

A. ATP dan NADPH₂

B. ATP dan asam fosfogliserat

C. NADPH₂ dan asam fosfogliserat

D. ATP dan asam fosfogliseraldehida

E. NADPH₂ dan asam fosfogliseraldehida

Jawaban : A

Pembahasan : Reaksi terang menghasilkan ATP dan NADPH₂. Kedua zat tersebut digunakan di dalam reaksi gelap hingga akhirnya terbentuk glukosa.

8.Bagian kloroplas yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya tahap reaksi terang adalah…

A. stroma

B. tilakoid

C. matriks

D. membran luar

E. membran dalam

Jawaban : B

Pembahasan : Reaksi terang berlangsung di dalam tilakoid yang terdiri dari struktur cakram betumpuk-tumpuk yang terbentuk dari pelipatan membran yang befungsi menangkap cahaya.

9. Kerja sama antara fotosistem I dan fotosistem II pada reaksi terang dan fotosintesis sangat diperlukan untuk…

A. sintesis ATP dari arus elektron siklik

B. membentuk glukosa dari fruktosa-6P di stroma

C. mengoksidasi NADP⁺ sehingga dapat menghasilkan ATP

D. menghasilkan ATP dan oksigen yang digunakan dalam siklus Calvin

E. mereduksi NADP⁺ sehingga dapat menangkap hidrogen dari fotolisis air.

Jawaban : E

Pembahasan : Kerja sam antara fotosistem I  dan fotosistem II pada reaksi terang terlihat pada jalur non siklik dimana terjadi perpindahan elektron dari air ke fotosistem II melalui sistem transpor elektron. Selanjutnya elektron akan diberikan ke NADP⁺ untuk menangkap ion hidrogen dari fotolisis air menjadi NADPH₂

10. Proses yang terjadi di dalam tahap regenerasi pada siklus Calvin adalah…

A. pembentukan kembali ribulosa 1,5-bifosfat dari PGAL

B. pengikatan CO2 oleh ribulosa 1,5-bifosfat menjadi PGA

C. pengubahan 3-difosfogliserat menjadi fosfogliseraldehida

D. pengikatan ion H+ oleh NADP+ untuk membentuk NADPH +

E. pembentukan fosfogliseraldehida dari NADPH2 melalui proses transport elektron.

Jawaban : A

Pembahasan : Di dalam tahap regenerasi terjadi pembentukan ribulosa 1,5-bifosfat (RuBP) kembali dari PGAL dan sebagian PGAL digunakan untuk pembentukan glukosa.

11. Bagian kloroplas yang berfungsi sebagai tempat berlangsungnya tahap reaksi gelap adalah…

A. stroma

B. grana

C. tilakoid

D. matriks

E. dinding sel

Jawaban : A

Pembahasan : Reaksi gelap terjadi di dalam stroma yaitu suatu cairan di dalam kloroplas.

12.  Perhatikan pernyataan di bawah ini :

1) Fotolisis

2) Oksigen dilepaskan

3) Energi ditangkap klorofil

4) Cahaya mengenai klorofil

5) Terbentuk NADPH2

Urutan dari reaksi terang fotosintesis adalah

A.   4-3-1-2-5

B.    4-1-3-2-5

C.    3-4-5-2-1

D.   2-3-4-5-1

E.    1-3-5-2-4

Jawaban : A

Reaksi terang dimulai ketika cahaya mengenai klorofil. Cahaya tersebut menimbulkan terjadinya fotolisis (penguraian molekul air) menjadi ion hidrogen dan oksigen . Ion hidrogen digunakan untuk pembentukan NADPH2 sedangkan oksigen akan dilepaskan dari kloroplas.

13. Oksigen merupakan hasil dari reaksi fotosintesis. Oksigen  yang dihasilkan pada reaksi fotosintesis tersebut terbentuk pada tahap…

A.   Fotolisis dari hasil penguraian H₂O

B.    Fotolisis dari hasil penguraian CO₂

C.    Fiksasi CO₂ pada saat gelap

D.   Berlangsung fiksasi CO₂

E.    Reaksi terang dari hasil gliseraldehid 3-p

Jawaban : A

Pembahasan : Dalam reaksi terang terjadi fotolisis. Fotolisis adalah pemecahan molekul air menjadi hidrogen dan oksigen. Oksigen merupakan hasil penguraian H₂O.

14. Mekanisme siklus Calvin yang dimulai dari tahap fiksasi CO2 sampai dihasilkan produk akhir berupa glukosa-6-fosfat dapat berlangsung bila ada komponen-komponen berikut, kecuali…..

A. ATP

B.NADPH

C. cahaya

D. elektron

E. ribulosa bifosfat

Jawaban : C

Pembahasan : Nama lain siklus Calbin adalah siklus gelap dimana tidak diperlukan cahaya dalam prosesnya.

15. Di dalam proses fotosintesis, pengikatan CO2 berlangsung di dalam…

A. Amiloplas

B. Kloroplas

C. Klorofil

D. Sitoplasma

E. Stomata

Jawaban : B

Pembahasan : Proses pengikatan CO2 memerlukan klorofil dan klorofil tersebut terdapat dalam kloroplas.