FISIOLOGIA

FISIOLOGIA

A. Fotosintesis

            Thuja occidentalis termasuk dalam tumbuhan C3 dalam melakukan fotosintesis karena produk fiksasi karbon organic pertama pada siklus calvin adalah senyawa berkarbon tiga yaitu 3-fosfogliserat. Pada tumbuhan jenis ini fiksasi karbon awal terjadi melalui rubisko (enzim siklus calvin yang menambahkan CO₂ pada ribulosa bifosfat (RuBP) ). Tumbuhan ini menutup stomatanya pada hari yang panas dan kering, akibatnya tingkat CO₂ menurun dalam daun sehingga produksi makanan pun berkurang. Tingkat CO₂ yang menurun mengakibatkan naiknya konsentrasi O₂. Yang membuat keadaan ini memburuk, rubisko akan menerima O₂ sebagai pengganti CO₂ untuk difiksasi pada siklus calvin dan menghasilkan senyawa berkarbon dua pada akhir siklus dan bukan PGA (3-C) sehingga gula tidak dibentuk. Proses ini disebut fotorespirasi karena proses ini terjadi dalam cahaya (foto) dan mengkonsumsi O₂ (respirasi). Tetapi tidak seperti respirasi seluler, fotorespirasi tidak menghasilkan ATP, dan tidak seperti fotosintesis, fotorespirasi tidak menghasilkan makanan. Dalam spesies tumbuhan tertentu, telah berkembang adaptasi fotosintetik untuk meminimumkan fotorespirasi dalam iklim panas dan gersang. Dua adaptasi fotosintetik yang paling penting adalah fotosintesis C4 yang terdapat pada anggota famili rumput dan fotosintesis CAM yang yang telah berkembang pada tumbuhan sukulen (tumbuhan penyimpan air).

B. Respirasi

            Reaksi respirasi termasuk dalam reaksi katabolisme yang memecah molekul molekul gula menjadi molekul-molekul anorganik berupa CO₂ dan H₂O. Respirasi atau pernapasan berfungsi untuk mendapatkan energi dari  bahan-bahan organik melalui proses pemecahan gula yang disebut dengan proses glikolisis. Terdapat empat tahapan respirasi yaitu :

1. Glikolisis

            Glikolisis terjadi dalam sitosol. Proses glikolisis merupakan proses pemecahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat. Glikolisis menghasilkan 2 molekul asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH.

2. Grooming phase

            Langkah ini merupakan junction (persambungan) antara glikolisis dan siklus Krebs. Piruvat hasil glikolisis akan diubah menjadi asetil co A. Piruvat dikonversi menjadi etanol melalui dekarboksilasi oksidatif piruvat dalam mitokondria (aerob).

3. Siklus Krebs (Daur Asam Sitrat)

            Siklus Krebs terjadi di dalam matriks mitokondria. Untuk setiap putaran siklus Krebs, dua karbon masuk dalam bentuk asetat yang relatif tereduksi dan dipecah menjadi 2 molekul CO₂. Siklus ini menghasilkan 1 ATP per putaran melalui fosforilasi substrat Siklus Krebs menghasilkan NADH, FADH₂ dan 2 ATP.

4. Fosforilasi oksidatif dan Rantai Transport Elektron

Reaksi fosforilasi oksidatif terjadi pada membran dalam mitokondria. Fosforilasi oksidatif merupakan proses pembentukan ATP akibat transfer elektron dari NADH atau FADH2 kepada O2 melalui serangkaian pengemban elektron. FADH₂ menambahkan elektronnya pada rantai transport elektron pada tingkat energi yang lebih rendah daripada yang dilakukan NADH.  Proses ini adalah sumber utama pembentukan ATP pada organisme aerob. Pembentukan ATP pada proses ini digerakkan oleh enzim yang disebut ATP sintase. Enzim ini bekerja seperti sebuah pompa ion yang beroperasi kebalikannya. ATP sintase menggunakan energi dari perbedaan konsentrasi H⁺ pada sisi yang berlawanan dari membran dalam mitokondria. Proses ini menghasilkan 34 ATP.