Biologi SMA

Perbedaan anabolisme dan katabolisme seringkali muncul di pertanyaan-pertanyaan yang diujikan di sekolah maupun perguruan tinggi. Secara sederhana, perbedaan anabolisme dan katabolisme berdasarkan sifat reaksi biokimia metabolisme memang dibedakan menjadi dua. Anabolisme adalah reaksi biokimia yang menyusun (sintetis) dan katabolisme adalah reaksi biokimia yang menguraikannya (analisis).

Sebelum itu kita harus pahami dulu nih bagaimana mekanisme metabolisme sel dalam tubuh makhluk hidup. Yuk simak sampai habis ya biar pinter.

Metabolisme Sel : Perbedaan Anabolisme dan Katabolisme

Sebagai unit struktural dan fungsional makhluk hidup, sel memiliki fungsi untuk mendukung fungsi hidup suatu organisme. Salah satu fungsi sel yang mendukung fungsi hidup yang lain adalah metabolisme.

Metabolisme adalah keseluruhan reaksi biokimia beserta perubahan energi yang menyertainya dan berlangsung dalam sel tubuh organisme. Untuk menjaga agar proses hidup senantiasa terpelihara dengan baik, reaksi biokimia di dalam sel berlangsung cepat. Untuk menjaga laju reaksi biokimia di dalam sel, diperlukan suatu zat aktif yang penting untuk membantu perubahan reaksi biokimia.

Zat aktif tersebut dinamakan enzim. Jadi, metabolisme akan berlangsung apabila tersedia materi atau zat yang bereaksi. Ada sumber energi, serta adanya zat aktif, yaitu enzim.

Berikut macam-macam senyawa yang berperan penting dalam metabolisme sehingga kita bisa mengetahui secara komprehensif perbedaan anabolisme dan katabolisme.

1. Adenosin Trifosfat

Adenosin Trifosfat (ATP) adalah molekul nukleotida berenergi tinggi yang tersusun atas gula pentosa, basa nitrogen adenin dan mengikuti tiga gugus fosfat yang disebut trifosfat. Kandungan energi tinggi ini terdapat pada ikatan antara gugus fosfat 1 dan 2 serta gugus fosfat 2 dan 3. Jika terjadi reaksi hidrolisis terhadap itakan fosfat tersebut, akan dibebaskan banyak energi.

Ikatan gugus fosfat 2 dan 3 bersifat labil, artinya mudah lepas ya temanBio. Nah, jika ikatan gugus fosfat 2 dan 3 lepas maka akan dibebaskan energinya dan dihasilkan senyawa dengan dua gugus fosfat yang disebut ADP (Adenosin Difosfat). Jika ikatan gugus fosfat 1 dan  2 lepas, akan dibebaskan energi dan dihasilkan senyawa dengan mengikat satu gugus yang disebut AMP (Adenosin Monofosfat).

ATP ini dibentuk baik pada saat anabolisme (fotosintesis) dan pada proses katabolisme (respirasi).

2. Enzim

Secara umum enzim dapat diartikan sebagai senyawa organik yang tersusun atas protein yang berfungsi sebagai biokatalisator. 

Apa itu biokatalisator? Biokatalisator dalam perannya untuk mengetahui perbedaan anabolisme dan katabolisme, adalah senyawa yang dapat membantu mengubah laju reaksi kimia tanpa ikut bereaksi. Keren kan? Enzim ini disintetis dalam sel hidup, namun aktivitasnya tidak selalu di dalam sel.

Enzim yang bekerja di dalam sel disebut enzim intraseluler. Biasanya enzim-enzim intraseluler ini berfungsi untuk mengkatalis senyawa-senyawa yang membahayakan di dalam sel. Contohnya enzim katalase. Enzim ini banyak ditemukan di dalam jaringan sel-sel hati. Berfungsi untuk menghidrolisis H2O2 (hidrogen peroksida).

Sedangkan enzim yang dibuat suatu sel dan fungsinya di luar sel disebut enzim ekstraseluler. Contohnya pada enzim pencernaan. Reaksi kimia dalam tubuh organisme yang dikendalikan  enzim antara lain proses pencernaan, kontraksi otot, respirasi, fotosintesis dan fiksasi nitrogen.

Bagaimana struktur enzim dan untuk lebih memahaminya kita akan bahas di pembahasan berikutnya ya. Begitu juga untuk mengenal lebih mendalam tentang bagaimana perbedaan anabolisme dan katabolisme itu sendiri.

Untuk memahami tentang metabolisme secara umum dan juga fungsi enzim-enzim secara umum seperti di atas, yuk share di kolom komentar jenis makanan apa nih kira-kira yang paling baik untuk menjaga metabolisme tubuh? Apa kaitannya dengan perbedaan anabolisme dan katabolisme? Saya tunggu jawaban kalian ya!

Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia dapat dibedakan menjadi dua tahap ya TemanBio. Apakah itu? Yaitu pertumbuhan sebelum lahir atau yang biasa disebut dengan prenatal, dan pertumbuhan setelah lahir atau yang biasa disebut dengan postnatal.

Yuk kita bahas satu persatu dalam artikel ini, semoga dapat dimengerti dengan baik ya.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan dan Manusia : Masa Prenatal

Pertumbuhan prenatal terjadi saat sebelum kelahiran. Pertumbuhan ini juga dibagi menjadi tiga fase, yaitu fase germinal, embrionik dan janin.

1. Fase Germinal

Fase germinal terjadi pada minggu pertama setelah proses pembuahan. Di dalam fase ini terjadi peristiwa pembentukan zigot, pembelahan sel, dan melekatnya zigot yang berlangsung sangat cepat.

Kira-kira nih, terbentuknya janin yang kembar ada di fase ini bukan?

Nah pada fase ini sekelompok sel yang terdiri dari inti sel kemudian berkembang menjadi embrio dan trofoblas. Trofoblas adalah sel pada bagian tepi ovum (sel telur) yang telah dibuahi dan nantinya akan melekat di dalam rahim hingga berkembang menjadi plasenta serta membran yang memberi nutrisi pada embrio.

Zigot kemudian menempel pada dinding uterus dan terjadi pada 10-14 hari setelah proses pembuahan.

Fase ini terjadi pada 2-8 minggu kehamilan, dimulai dari embrio yang melekat pada dinding uterus. Pada fase ini sistem pendukung sel mulai terbentuk, dan organ tubuh mulai terlihat.

2. Fase Embrionik

Secara garis besarnya, fase embrionik meliputi beberapa tahapan yaitu morulasi, blastulasi dan gastrulasi. Kalau disingkat moblasgas, agar teman Bio mudah mengingatnya.

• morulasi : menghasilkan morula. Apa itu morula? Yaitu bentuk seperti bola yang tersusun atas banyak sel (hasil dari pembelahan zigot).
• blastulasi : menghasilkan blastula. Apa itu blastula? Yaitu tahap akhir morula dan mulai terbentuknya lubang yang disebut blastocoel.
• gastrulasi : menghasilkan gastrula. Nah, gastrula terbentuk karena pada fase blastula mengalami penekukan (invaginasi) sehingga terbentuklah rongga baru yang disebut gastrocoel. Lubang tempat penekukan tersebut adalah blastophor (pada perkembangan selanjutnya akan menjadi anus).

Nantinya pada akhir tahap gastrulasi akan terbentuk tiga lapisan jaringan embrional, yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm.

Ektoderm merupakan lapisan terluar dari lapisan embrional yang berkembang menjadi otak dan saraf, telinga, hidung, mata, dan kulit.

Sedangkan mesoderm (bagian tengah) akan membentuk jaringan tulang, otot, sistem sirkulasi, ekskresi dan sistem reproduksi. Endoderm (lapisan paling dalam) akan berkembang menjadi sistem pencernaan dan pernapasan.

Bersamaan dengan terbentuknya tiga lapisan embrional tersebut sistem pendukung kehidupan embrio juga berkembang pesat. Sistem pendukung tersebut berfungsi untuk melindungi embrio terhadap kekeringan dan guncangan. Serta membantu proses pernapasan, ekskresi, dan fungsi penting lainnya selama kehidupannya di dalam rahim.

3. Fase Janin dalam Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan dan Manusia

Fase janin dalam pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia dimulai akhir bulan ke-2 setelah proses pembuahan dan umumnya berlangsung selama 7 bulan atau sampai lahir. Proses pertumbuhan dan perkembangan mengalami kemajuan yang sangat cepat. Embrio yang berkembang menjadi janin sudah memiliki organ-organ internal (jantung, paru-paru, usus besar, dan sebagainya). Lalu eksternal (tangan, kaki, jari-jari, kepala) secara lengkap.

Janin makin memanjang dan sistem organ tubuh berkembang semakin kompleks, terus berlangsung hingga organisme matang dan siap untuk dilahirkan. Berikut pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia selama fase janin :

• Terjadi perubahan pada bagian-bagian tubuh yang telah terbentuk, baik dalam bentuk maupun perubahan aktual, serta terjadi perubahan dalam fungsi. Tidak tampak bentuk-bentuk baru pada saat ini.
• Akhir bulan ketiga, beberapa organ dalam berkembang dan dapat mulai berfungsi. Sekitar minggu kelima belas, denyut jantung janin sudah dapat dideteksi.
• Akhir bulan kelima, organ dalam telah menempati posisi hampir seperti posisi di dalam tubuh dewasa.
• Sel-sel saraf, yang ada sejak minggu ketiga, jumlahnya meningkat pesat selama berbulan-bulan kedua, ketiga, dan keempat. Peningkatan jumlah sel saraf ini, bergantung pada kondisi di dalam tubuh ibu, seperti kekurangan gizi dan kesehatan ibu.
• Biasanya gerakan janin terlihat pertama kali antara minggu kedelapan belas dan dua puluh. Gerakan janin meningkat cepat sampai akhir bulan kesembilan, karena penuhnya pembungkus janin dan tekanan pada otak janin pada saat janin mengambil posisi kepala di bawah di daerah pinggul dalam persiapan untuk lahir. Gerak-gerak janin ini sangat bervariasi. Ada gerakan menggelinding dan menendang, gerak pendek atau cepat.
• Akhir bulan ketujuh, janin sudah cukup berkembang dan dapat hidup bila lahir sebelum waktunya.
• Akhir bulan kedelapan, tubuh janin sudah lengkap terbentuk. Meskipun lebih kecil dibandingkan dengan bayi normal yang cukup bulannya.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan dan Manusia : Masa Postnatal

Pertumbuhan postnatal adalah pertumbuhan yang terjadi setelah individu lahir. Individu setelah lahir akan melalui lima tahap pertumbuhan, yaitu fase bayi, anak-anak, remaja, dewasa, dan masa tua.

Faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan manusia dibedakan menjadi dua macam, yaitu faktor internal dan eksternal. Faktor internal merupakan faktor alamiah yang terdapat di dalam individu itu sendiri. Pada masa prenatal faktor ini berhubungan dengan aspek biofisiologis terutama keturunan, genetis dan herediter.

Pertumbuhan setiap individu sudah terprogram sejak masa pembuahan yang dipengaruhi oleh faktor genetis. Perubahan panjang, tinggi, dan berat badan bayi akan terjadi secara otomatis karena pengaruh genetika. Faktor genetis cenderung bersifat statis dan merupakan kecenderungan untuk mengarahkan pertumbuhan dan perkembangan individu.

Faktor eksternal yang memengaruhi janin terutama nutrisi dan kesehatan yang diperoleh dari orangtuanya maupun kesehatan orangtuanya. Setelah bayi lahir, pertumbuhannya dipengaruhi oleh faktor internal berupa gen dan hormon. Serta faktor eksternal berupa nutrisi. Pada manusia terdapat berbagai jenis hormon yang memengaruhi pertumbuhan, seperti hormon tumbuh, hormon kelamin, hipofisi dan tiroksin.

Penjelasan tentang pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia kali ini semoga bermanfaat ya. Jika ada pertanyaan boleh tulis di kolom komentar ya 🙂

Penggunaan hormon tumbuh ini kita khususkan pada pembahasan hormon pada tumbuhan dan fungsinya. Kalau kemarin kita sudah membahas tentang hormon pada tumbuhan, auksin misalnya. Maka hari ini kita akan membahas beberapa peranan hormon tumbuh yang penting pada tumbuhan.

Yuk kita ingat-ingat lagi, apa sih hormon tumbuh itu?

Kalau ada yang ingat apa itu hormon auksin deh. Hayoo.. masih ingat? Kalau ingin mengulang, bisa klik di sini ya.

Flashback Materi Soal Hormon Pertumbuhan

Kita ambil contoh hormon auksin. Hormon auksin adalah hormon yang membantu tumbuhan dalam proses mempercepat pertumbuhannya. Baik itu pertumbuhan akar maupun pertumbuhan batang, mempercepat perkecambahan, membantu dalam proses pembelahan sel, mempercepat pemasakan buah, dan juga mengurangi jumlah biji dalam buah.

Sedangkan pengaruh hormon sitokinin pada pertumbuhan tanaman adalah sinergis dengan auksin serta giberelin. Sitokinin dihasilkan oleh jaringan yang sedang aktif tumbuh terutama pada akar, embrio, dan buah. Bersama-sama dengan auksin dan zat pengatur tumbuh lainnya, sitokinin saling berinteraksi dengan yang lainnya untuk mengontrol dominansi apikal.

Sekarang sudah bisa kan jika diminta untuk menyebutkan 5 hormon tumbuhan?

Yap, 5 hormon tumbuhan itu yaitu auksin, sitokinin, giberelin, gas etilen dan asam absisat. Ingat-ingat ya.

Penggunaan Hormon Tumbuh Untuk Meningkatkan Produksi Pangan

Disamping hormon-hormon alami yang dihasilkan oleh tumbuhan, saat ini manusia telah berhasil membuat hormon sintetis lho. Contohnya misalnya auksin sintetis 2-4-D. Hormon-hormon sintetis tersebut biasa dikenal dengan zat pengatur tumbuh. Walaupun zat ini secara kimiawi berbeda, tetapi mempunyai pengaruh yang sama dengan hormon tumbuh atau auksin alami.

Setelah melalui berbagai penelitian, ternyata hormon tumbuh tidak hanya berfungsi untuk mempercepat pertumbuhan saja, tetapi dapat juga digunakan untuk meningkatkan produksi pangan. Kok bisa? Bisa dong.

Berikut beberapa peranan hormon tumbuh yang penting :

1. Pada konsentrasi 0,1 % auksin sintetis dapat membunuh rumput-rumput liar ataupun gulma lainnya. Penggunaan zat tumbuh untuk memberantas tumbuhan gulma hanya efektif jika digunakan dalam skala luas.
   Sekali menyemprot tumbuhan gulma dapat mencapai puluhan hektar lahan. Dengan diberantasnya tumbuhan gulma, tanaman budidaya dapat tumbuh lebih baik karena pengganggunya diberantas.
2. Merangsang perbungaan dan pertumbuhan buah. Umumnya, setiap jenis tumbuhan mempunyai masa berbunga dan berbuah pada musim tertentu saja.
   Penggunaan hormon tumbuh disamping merangsang pertumbuhan suatu tumbuhan dapat berbunga walaupun belum musimnya untuk berbunga. Jika ini dikembangkan dengan baik, maka kita setiap saat dapat panen durian, duku, salak, atau buah apa saja yang kita inginkan.
3. Mencegah rontoknya bunga dan bakal buah. Tidak sedikit petani yang kecewa karena bunga bahkan calon buah tanaman budi dayanya yang sekilas akan memberikan harapan untuk panen bunga atau buah, ternyata berguguran sebelum waktu panen. Untuk menghindari hal tersebut dapat digunakan berbagai jenis hormon tumbuh.
4. Dapat digunakan untuk merangsang petumbuhan buah tanpa terbentuknya biji. Pertumbuhan buah tanpa diikuti terbentuknya biji disebut paerenokarpi. Hal ini dapat terjadi karena adanya hambatan dalam proses polinasi atau penyerbukan dan pembuahan atau fertilisasi.
   Untuk tanaman budidaya yang dikonsumsi buahnya, hal ini sangat menguntungkan. Namun, dalam hal pengadaan bibit terjadinya partenokarpi merupakan sesuatu yang sangat merugikan. Oleh karena itu para pakar harus selalu berusaha agar persediaan bibit tetap ada.
5. Merangsang pembentukan calon akar dan batang pada proses kultur jaringan. Kultur jaringan adalah suatu cara untuk mendapatkan bibit tanaman dengan membiakkan sel-sel organ tubuh, misalnya daun pada media tertentu. Media ini biasa diberi hormon tumbuh.

Dalam artikel kali ini kita akan belajar tentang faktor yang memengaruhi perkembangan tumbuhan sekaligus pertumbuhannya. Perlu temanbio ketahui bahwa pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan merupakan hasil interaksi kompleks dari dua faktor. Apa saja faktor itu?

Yaitu faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal adalah faktor yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan itu sendiri. Faktor internal pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dibedakan lagi menjadi dua, yaitu faktor intraseluler dan interseluler.

Sedangkan faktor eksternal yang memengaruhi perkembangan dan pertumbuhan tumbuhan yaitu air, tanah, mineral, kelembaban udara, suhu udara, cahaya, dan lain sebagainya.

Kita bahas selengkapnya yuk!

Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Dua faktor yang memengaruhi perkembangan tumbuhan serta pertumbuhannya antara lain :

Faktor Internal yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan

Faktor intraseluler yang memengaruhi pertumbuhan adalah gen. Sifat tumbuhan yang perkembangan dan pertumbuhannya dipengaruhi gen antara lain ukuran dan bentuk tubuh tumbuhan.

Gen atau faktor pembawa sifat menurun terdapat di dalam setiap kromosom yang ada di dalam inti sel. Sebagai contoh, tanaman kedelai atau jagung yang ditanam pada kondisi yang sama. Diantara individu-individu tersebut menunjukkan pertumbuhan yang berbeda tergantung dari sifat induknya. Beberapa tanaman tumbuh dengan cepat dan beberapa yang lain lambat.

Sedangkan faktor interseluler berupa zat tumbuh atau dikenal dengan hormon tumbuh yang terdapat di dalam ruang antar sel. Hormon inilah yang akan mengatur kecepatan pertumbuhan, termasuk waktu tumbuhan berbunga, lama pematangan buah, serta gugurnya daun.

Hormon tumbuh merupakan senyawa kimia yang sangat aktif dan sering disebut zat tumbuh. Hormon tumbuh pada tumbuhan pertama kali ditemukan oleh seorang ahli botani asal Belanda yang bernama F.W. Went pada tahun 1926. Hormon tumbuh pada tumbuhan banyak jenisnya antara lain auksin, giberelin, sitokinin, gas etilen dan asam absisat.

a. Auksin : auksin alami yang dihasilkan oleh tanaman adalah asam indo asetat (indoleacetic acid). Fungsi dari hormon auksin ini adalah membantu dalam proses mempercepat pertumbuhan, baik itu pertumbuhan akar maupun pertumbuhan batang. Serta mempercepat perkecambahan, membantu dalam proses pembelahan sel, mempercepat pemasakan buah, dan mengurangi jumlah biji dalam buah.

b. Giberelin : fungsinya untuk mengatur perkecambahan, pemanjangan batang, pemicu pembungaan, perkembangan kepala sari (anther), perkembangan biji dan pertumbuhan perikarp (dinding bakal buah).

c. Sitokinin : fungsinya untuk mengontrol dominasi apikal juga untuk memperlambat penuaan dengan cara penghambat pemecahan protein.

d. Gas Etilen : gas etilen ini dihasilkan oleh buah yang sudah tua. Jika buah yang sudah tua tetapi masih berwarna hijau disimpan dalam kantong tertutup, maka akan cepat masak. Hal ini disebabkan oleh gas etilen yang dihasilkan oleh buah tersebut.

e. Asam Absisat : berfungsi untuk menahan proses perkecambahan biji dan mempertahankan kesegaran pada sayuran agar tidak cepat layu dengan cara penyemprotan.

dan masih banyak lagi hormon yang dihasilkan dari dalam tumbuhan atau yang menjadi faktor internal yang memengaruhi perkembangan tumbuhan serta pertumbuhannya. Akan kita bahas lebih rinci di artikel selanjutnya ya.

Faktor Eksternal yang Memengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan

Faktor eksternal merupakan faktor-faktor yang ada di luar tubuh tumbuhan. Seperti nutrisi, cahaya, suhu, kelembaban, dan lainnya yang dapat memengaruhi secara langsung maupun tidak langsung terhadap pertumbuhan dan perkembangan. Beberapa faktor eksternal tersebut diantaranya :

1. Nutrisi : yang merupakan bahan baku utama bagi organisme untuk proses pertumbuhan dan perkembangan.

2. Sinar Matahari : merupakan sumber energi utama dalam fotosintetis. Tetapi bagaimana pengaruh sinar matahari terhadap pertumbuhan? Kekurangan cahaya pada saat perkecambahan berlangsung juga akan membuat gejala etiolasi (batang kecambah akan tumbuh lebih cepat namun lemah dan daunnya berukuran kecil, tipis, dan berwarna pucat tidak hijau).

3. Suhu : merupakan kaitan yang erat dengan kerja enzim, terutama untuk memproduksi cadangan makanan. Setiap enzim memiliki suhu optimumnya sendiri-sendiri (suhu dimana enzim bekerja secara optimal) dalam melakukan aktivitasnya.

4. Kelembapan : atau air sangat penting dalam perkecambahan. Awal dari perkecambahan dimulai dari membengkaknya biji karena masuknya air yang akan melarutkan, mengaktifkan enzim, menghidrolisis, dan mengangkut hasil metabolisme menuju pusat pertumbuhan.

5. Gaya Gravitasi : Bila kecambah pada pot diletakkan dengan posisi mendatar ternyata ujung akar akan tumbuh membelok ke bawah. Mengapa demikian? Karena cahaya akan memengaruhi arah pertumbuhan tunas maka pengaruh bumi akan memengaruhi pertumbuhan akar menuju pusat bumi.

Bagaimana? Temanbio sudah bisa dong ya menjawab pertanyaan dari Guru, misalnya tuliskan empat faktor eksternal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Nah kelima faktor sudah dituliskan di sini, coba pahami dan terapkan ya!

Pertanyaan tentang pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan lebih lanjut bisa ditulis di kolom komentar ya. Nanti akan minbio bantu carikan jawabannya sesuai dengan referensi terpercaya.

Semoga bermanfaat ya 🙂

referensi : Biologi Konsep dan Penerapan oleh Slamet Prawirohartono