Kamis, 28 Maret 2013
Hambatan dan tantangan South Beach Diet
South beach diet adalah metode diet yang dimulai di Miami, Florida oleh kardiologist atau dokter jantung bernama Arthur Agatston yang menekankan konsumsi karbohidrat baik dan lemak baik. Dr. Agatston mengembangkan diet ini semula untuk program pengaturan makan bagi pasiennya untuk mengurangi resiko penyakit jantung.
Dr. Agatston percaya bahwa konsumsi yang disebut karbohidrat jelek, yaitu karbohidrat yang sangat cepat diserap tubuh ditemukan didalam makanan yang mempunyai tingkat glikemik tinggi, membuat seseorang menjadi resistan terhadap insulin yang mengakibatkan insulin tidak dapat memproses lemak dan gula secara sempurna. Dr. Agatson juga percaya bahwa konsumsi lemak jelek berlebih seperti lemak jenuh dan lemak trans akan meningkatkan resiko penyakit kardiovaskular.
Pola makan
Proses south beach diet secara umum dibagi menjadi tiga fase. Fase pertama adalah tahap yang paling ketat. Tahap ini berlangsung selama sekitar 2 minggu. Dalam fase pertama ini south beach diet akan berusaha menghilangkan kekebalan insulin Anda dengan membatasi Anda untuk makan hanya makanan yang memiliki tingkat glikemik yang rendah dan menghindari makanan seperti permen, roti, kentang, buah-buahan, sereal dan tepung. Di dalam fase ini Dr. Agatston mengatakan bahwa tubuh akan kembali normal dan mulai menggunakan lemak berlebih dalam tubuh. Proses ini akan menurunkan berat badan Anda sampai sekitar 6 kg dalam 2 minggu.
Fase I
Dalam dua minggu pertama Anda hanya boleh makan ukuran normal dari daging, ikan, sayuran, telur, keju dan kacang-kacangan. Anda makan tiga kali sehari ditambah dengan snack. Setelah melewati fase ini Anda tidak akan mendambakan gula lagi. Manfaat yang diperoleh adalah: mengakhiri keinginan untuk menyantap camilan bergula dan karbohidrat lainnya, memperbaiki kemampuan tubuh untuk memproses gula dan pati dengan baik. Mulai memperbaiki kadar gula dalam darah, insulin dan kolesterol dalam darah.
Yang tidak boleh dimakan: permen, cake, kue kering, es krim, gula, roti, nasi, kentang, pasta, buah, jus buah, bir, atau minuman beralkohol lainnya. Yang boleh dimakan: daging sapi tak berlemak, sirloin, tenderloin, dada ayam, dada kalkun, ikan dan kerang, sejumlah besar sayur, telur, keju dan yoghurt rendah lemak, kacang-kacangan, minyak zaitun, minyak canola, minyak kacang tanah, teh dan kopi tanpa gula
Fase II
Di dalam fase dua ini lama yang diperlukan adalah sampai tubuh kita mencapai berat ideal, jika kita melanggar dan berat badan naik lagi, diperbolehkan untuk kembali ke fase 1 untuk sementara. Di dalam fase dua ini mulai diperbolehkan untuk mengkonsumsi karbohidrat bagus seperti nasi merah, gandum dan buah.
Manfaat: terus memperbaiki kadar kolesterol dengan cara meningkatkan kadar kolesterl bagus HDL dan menurunkan kolesterol jelek LDL dan trigliserida serta dengan meningkatkan ukuran partikel LDL. Juga, tubuh kita akan bisa dengan baik memproses karbohidrat yang dimakan karena kita menyantap karbohidrat bagus dan dalam jumlah yang benar.
Makanan tambahan yang diperbolehkan: karbohidrat bagus yang dipilih dengan bijak dan dalam porsi sedang, misalnya nasi merah, pasta dan roti gandum, sereal kaya serat, buah seperti beri dan melon. Coklat hitam.
Fase III
Fase 3 adalah fase yang dilakukan seumur hidup, jika berat badan mulai naik, diperbolehkan untuk kembali ke dalam fase 1. Tujuan dari fase 3 ini adalah mempertahankan berat badan yang sudah dimiliki.
Manfaat: menjaga agar resiko terserang diabetes dan penyakit jantung tetap rendah.
Makanan tambahan yang diperbolehkan: makanan biasa dalam porsi yang wajar, serta sambil mengingat beberapa aturan pokok south beach diet.
Kelebihan
Dengan diet ini Anda pada akhirnya bisa makan sesuai dengan selera Anda dan mempertahankan berat Anda, Anda tidak akan mendapat efek yoyo yaitu berat badan yang naik turun, kelebihan yang lain adalah singkatnya waktu yang dibutuhkan untuk fase pertama, dan fase kedua pun akan lebih mudah untuk dilakukan setelah melalui fase pertama. Di dalam fase ke tiga Anda sudah bisa makan makanan favorit Anda dengan porsi normal.
Diet ini dapat menurunkan tekanan darah, kolesterol, resiko serangan jantung, kanker dan penyakit kronis lainnya. Hal ini dikarenakan karena diet ini kaya akan minyak ikan, serat dan antioksidan.
Tantangannya
Anda terlalu senang dengan penurunan berat yang terjadi di dalam fase pertama sehingga memutuskan untuk memperpanjang fase pertama, lalu Anda mulai bosan dan mulai makan makanan curang seperti permen, coklat manis, susu, kripik dan lain-lain, Anda juga dapat gagal karena kesulitan untuk menuruti diet ketat pada fase pertama.
Menu sehat untuk south beach diet
Diet sederhana pengganti karbohidrat dan lemak jahat dengan karbohidrat dan lemak baik.
Foto: Shutterstock
Setelah melakukan latihan Kikis Habis Lemak Membandel, kini waktunya kita melengkapinya dengan pola konsumsi south beach diet. Ini adalah metode diet yang diciptakan oleh Arthur Agatston, MD., dan Marie Almon, RD., yang awalnya dibuat untuk menurunkan bobot pasien yang kelebihan berat badan.
Aturannya sederhana, menggantikan karbohidrat dan lemak jahat dengan karbohidrat dan lemak baik. Plus, alih-alih kita makan 3 kali sehari, diet ini justru menyuruh kita kanan 5 kali sehari. Alasannya, agar perut selalu penuh. Sehingga kita tetap kenyang sepanjang hari dan terhindar dari nafsu makan berlebihan. Porsinya juga diatur tidak berlebihan.
Pantangannya adalah segala jenis tepung dan gula. Ini artinya, kita tak boleh akrab dengan pasta, roti, kue, nasi, jus bergula, permen, atau teh manis. Dalam waktu 2 minggu, tubuh kita akan terbiasa dengan pola makan yang baru dan berat badan akan turun dengan cepat.
Supaya tidak keliru, inilah prinsip sederhana South Beach Diet yang wajib kita pahami :
Sumber karbohidrat baik : Sayuran, buah, dan kecambah. Ketiganya mengandung serat yang lebih sulit dicerna oleh lambung. Selain itu, vitamin, mineral, dan phytonutrient di dalam sayur dan buah dapat mencegah kanker, sakit jantung, serta Alzheimer. Konsumsilah paling sedikit 1/2 porsi sayur saat pagi dan 2 porsi masing-masing untuk makan malam dan siang.
Sumber lemak baik : Asam lemak tak jenuh tunggal. Ini banyak terdapat pada minyak zaitun murni, avokad, ikan laut, kacang-kacangan. Lemak baik berguna untuk menjaga kesehatan sel dan dapat memuaskan selera makan. Batasi penggunaan minyak tak lebih dari 2 sdm dan kacang tak lebih dari 1/4 cangkir (40 gr) dalam sehari.
Sumber protein tanpa lemak : Sebab protein tanpa lemak lebih sulit diurai lambung dan tidak menyebabkan kadar gula melonjak. Kadar gula yang tinggi akan menyebabkan kita sering merasa lapar. Sumber lean protein yang baik adalah telur, dada ayam rebus tanpa kulit, kacang-kacangan, ikan, dan kacang kedelai.
Contoh Menu :
Sarapan Snack Pagi Makan Siang Snack Sore Makan Malam Snack Malam
- Jus Tomat
- 2 Potong telur dadar
- 2 Lembar daging asap
Kopi atau teh tanpa kafein dengan susu tanpa lemak - 1/3 buah avokad dihancurkan, keju tanpa lemak.
- 2 sdm bawang bombay diiris halus, 1 sdm bawang putih di haluskan.
- Daun ketumbar dan cabai kering, cincang halus. - Chiken Caesar Salad (tanpa roti kering) dengandressing rendah lemak.
- 1 porsi salad kacang campur (black bean,kacang merah, kacang chickpeas) dengan 2 sdmvinaigrette dressing. - 1 Batang seledri besar dicocol dengan campuran keju tanpa lemak, bawang putih, bawang bombay. - Steak ikan gindara
- 2 porsi salad sayur dengan pilihandressingrendah lemak dan rendah kalori. - Potongan lemon dan dua sendok makan keju ricotta,atau puding rendah kalori.
Jika kita tekun melakukan diet ini beserta latihannya, maka dalam waktu 2 minggu, berat akan susut sebanyak 5 kg dan lingkar pinggang berkurang sebanyak 17 cm
South Beach Diet : Solusi tepat dan cerdas
Kelebihan berat badan merupakan masalah akut yang menghantui sebagian orang, dari kawula muda hinggga tua. So jangan khawatir dengan menerapkan SBD, "hantu" tersebut akan sekejap hilang dan tidak berbekas.
Apakah itu ?
Disebut SBD karena memang Agatson berasal dari Miami Florida, sebuah kawasan yang identik dengan pantai indah, fashion, makan enak dan wanita-wanita cantik seperti dalam serial Baywatch. Awalnya, Agatston membuat diet ini untuk kepentingan para pasien penyakit jantungnya. Namun ternyata diet yang diberikan juga berhasil menurunkan berat badan para pasiennya sampai 6 kg dalam waktu 2 minggu. Alhasil, orang pun berbondong-bondong ikut mempraktekkannya.
Alasan awal Agatston untuk membuat diet ini karena dia melihat cara tradisional menurunkan berat badan, baik dengan mengurangi makanan berlemak atau mengkonsumsi makanan tinggi karbohidrat seringkali tidak berhasil. la pun kemudian menciptakan diet sendiri, yang menekankan pada pengurangan konsumsi karbohidrat. Karena menurut Agatston, umumnya kelebihan berat badan disebabkan oleh konsumsi karbohidrat yang berlebihan, yang akan meningkatkan kadar gula darah. Gaya dietnya disebut-sebut mengkopi Diet Atkins karena keduanya sama-sama membatasi asupan karbohidrat dan menyarankan konsumsi protein dan lemak.
Walau tak keberatan dibanding-bandingkan dengan Atkins, namun nyatanya memang ada perbedaan mendasar di antara keduanya. Agatston menyarankan pengikutnya untuk menjauhi lemak jenuh dan menyarankan untuk mengkonsumsi lemak tak jenuh tunggal seperti minyak zaitun dan asam lemak omega 3 yang ditemukan pada ikan. Hal yang tidak dilakukan oleh Atkins.
Secara garis besar South Beach Diet dibagi menjadi tiga tahap. Tahap pertama adalah tahap yang paling ketat, berlangsung selama dua minggu. Lumayan berat, tapi kalau Anda disiplin menjalankannya, Agatston menjanjikan diet ini bisa menurunkan berat badan hingga 6,5 kg. Anda diperbolehkan mengkonsumsi banyak sayuran, daging, kacang-kacangan, keju dan telur. Namun untuk sementara Anda harus say goodbye pada makanan yang kadar gulanya tinggi dan berlemak, seperti roti, nasi, kentang, pasta, mie atau makanan dari tepung yang digoreng, gula, permen, atau buah yang manis.
Menurut Agatston, tahap ini dimaksudkan untuk menghilangkan kebiasaan Anda mengkonsumsi karbohidrat atau makanan manis secara berlebihan. Dengan cara ini, menurutnya, keingman Anda untuk mencicipi makanan yang serba manis akan hilang perlahanlahan. Berat badan Anda pun akan akan turun lumayan banyak, kira-kira 4.6 kg. dan kebanyakan bobot tubuh yang hilang berasal dari lemak yang menumpuk di perut.
Walau terkesan berat, sebenarnya pada tahap ini anda tak perlu takut akan merasa kelaparan. Anda tetap dapat makan 3 kali sehari dengan porsi cukup. Bahkan anda masih boleh makan snack di pagi dan sore hari, asalkan makanan yang dikonsumsi tidak berlebihan atau menyalahi aturan dasar. Juga tidak ada larangan untuk minum kopi dan teh. Anda pun masih masih bisa menyantap makanan pencuci mulut setelah makan malam.
Pada tahapan yang kedua, anda dapat lebih leluasa mengkonsumsi berbagai jenis makanan. Tapai semua tetap dalam porsi wajar. Apabila anda suka nasi, anda boleh kembali memakannya. Begitu juga denga buah-buahan. Anda bahkan boleh makan coklat, walau tentu saja anda harus memilih jenis coklat yang tidak terlalu menggemukan, seperti misalnya dark chocolate, tanpa tambahan kacang dan caramel.
Di tahap ini, berat badan Anda akan terus mengalami penurunan, yaitu sekitar 0,5-1 kg seminggu. Lama tahap ini tergantung pada jumlah penurunan berat badan yang Anda mginkan. Apabila telah tercapai, Anda bisa langsung masuk ke tahap 3. yang merupakan tahap terakhir dan paling liberal dalam diet ini, Tahap ke 3 hanya dimaksudkan untuk menjaga berat badan Anda selalu pada posisi ideal, karena Anda dianggap akan terus menjalaninya selama seumur hidup. Kendati mungkin bisa saja terjadi ada saat Anda sedikit terlena atau bosan setelah menjalaninya bertahun-tahun, Anda tetap bisa kembali mengulangi tahap 1 Selama 2 minggu. Lalu, Anda pun bisa melanjutkan
ke tahap 3.
Yang dijanjikan
Dengan diet ini Anda tetap bisa makan enak, tapi berat badan Anda akan terus turun. Diet ini juga akan meningkatkan kesehatan jantung sekaligus mengurangi lingkar pinggang hanya dengan sedikit ketekunan. Agatston mengatakan bobot Anda akan menyusut antara 4-6.5 dalam 2 minggu pertama. Setelah itu, Anda dapat kembali menurunkannya sebanyak 1 kg setiap minggunya, begitu terus sampai Anda mencapai bobot ideal. Diet ini pun membuat keinginan Anda untuk mengunyah makanan manis dan kaya karbohidrat akan menghilang dengan sendirinya.
Dapatkah berhasil?
Diet ini tampaknya mendukung ide-ide penurunan berat badan yang pernah dicoba, misalnya mengurangi kelebihan gula, makanan yang diproses serta konsumsi daging tanpa lemak. Menurut para ahli nutrisi konvensional, sebenarnya keberhasilan Anda menurunkan berat badan dengan menggunakan diet ini adalah karena diet ini rendah kalori, bukan karena Anda mengurangi konsumsi karbohidrat.
Namun Down Jackson, ahli gizi dari American Dietetic Association mengatakan kalau diet ini sungguh dapat membantu orang menurunkan berat badan, dan sebagai tambahannya membantu menurunkan tekanan darah, kolesterol, risiko serangan jantung, kanker dan penyakit kronis lainnya. Ini dikarenakan diet ini kaya akan minyak ikan, serat dan antioksidan, serta kaya akan ’lemak baik’ seperti monounsaturated fat, dan rendah lemak jahat seperti trans fat atau hydrogenated oil. Jackson mengatakan kalau ia merekomendasikan menu pada tahap 2 dan 3 karena kaya akan gandum, protein dan dairy product rendah lemak, serta sayur dan buah.
Kekurangan?
Kekurangan utama adalah karena mayoritas makanannya berasal dari daging dan dairy product, sehingga hanya ada sedikit pilihan bila Anda alergi pada susu atau seorang vegetarian. Pada tahap awal akan terjadi penurunan berat badan yang cukup signifikan. Tapi hal tersebut bisa saja disebabkan oleh hilangnya cairan akibat pembatasan konsumsi karbohidrat, dan ini bisa beresiko naiknya kembali berat badan Anda nantinya, yaitu pada saat Anda kembali makan karbohidrat.Kendati diet ini juga menyarankan olahraga sebagai bagian suksesnya program penurunan berat badan, namun program ini hanya menyediakan informasi dan petuniuk yang terbatas mengenai aktivitas yang bisa dilakukan. "Seharusnya porsi untuk olahraga diperbanyak," kata Dawn.
Agar berhasil untuk Anda
Untuk penurunan berat badan yang perlahan-lahan dan aman, mulailah tahap ke 2 seminggu lebih dini, atau dari awal, walaupun Anda akan mengalami penurunan berat badan hanya 0,5-1 kg saja. Kombinasikan program diet ini dengan olahraga untuk meningkatkan kekuatan otot dan membantu penurunan berat badan, sekaligus mendapatkan keuntungan kesehatan lainnya.
Minggu, 18 April 2010
Minggu, 04 Oktober 2009
TUMBUHAN
Dalam biologi, tumbuhan merujuk pada organisme yang termasuk ke dalam Regnum Plantae. Di dalamnya masuk semua organisme yang sangat biasa dikenal orang seperti pepohonan, semak, terna, rerumputan, paku-pakuan, lumut, serta sejumlah alga hijau. Tercatat sekitar 350.000 spesies organisme termasuk di dalamnya, tidak termasuk alga hijau. Dari jumlah itu, 258.650 jenis merupakan tumbuhan berbunga dan 18.000 jenis tumbuhan lumut. Hampir semua anggota tumbuhan bersifat autotrof, dan mendapatkan energi langsung dari cahaya matahari melalui proses fotosintesis. Karena warna hijau amat dominan pada anggota kerajaan ini, nama lain yang dipakai adalah Viridiplantae ("tetumbuhan hijau"). Nama lainnya adalah Metaphyta.
Pembatasan
Klasifikasi tumbuhan masa lalu memasukkan pula semua alga dan fungi (termasuk jamur lendir) sebagai anggotanya. Kritik-kritik yang muncul membuat fungi dipisahkan dari tumbuhan. Meskipun stasioner, fungi bersifat saprotrof, mendapatkan energi dari sisa-sisa bahan organik. Selain itu, dinding sel fungi tidak tersusun dari bahan yang sama dengan tumbuhan dan malahan mirip hewan.
Sebagian besar alga kemudian juga mulai dipisahkan dari keanggotaan tumbuhan karena tidak mengembangkan klorofil sebagai pigmen penangkap energi.
Penggunaan teknik-teknik biologi molekuler terhadap filogeni tumbuhan ternyata memberikan banyak dukungan atas pemisahan ini.
Ciri-ciri khas
Ciri yang segera mudah dikenali pada tumbuhan adalah warna hijau yang dominan akibat kandungan pigmen klorofil yang berperan vital dalam proses penangkapan energi melalui fotosintesis. Dengan demikian, tumbuhan secara umum bersifat autotrof. Beberapa perkecualian, seperti pada sejumlah tumbuhan parasit, merupakan akibat adaptasi terhadap cara hidup dan lingkungan yang unik. Karena sifatnya yang autotrof, tumbuhan selalu menempati posisi pertama dalam rantai aliran energi melalui organisme hidup (rantai makanan).
Tumbuhan bersifat stasioner atau tidak bisa berpindah atas kehendak sendiri, meskipun beberapa alga hijau bersifat motil (mampu berpindah) karena memiliki flagelum. Akibat sifatnya yang pasif ini tumbuhan harus beradaptasi secara fisik atas perubahan lingkungan dan gangguan yang diterimanya. Variasi morfologi tumbuhan jauh lebih besar daripada anggota kerajaan lainnya. Selain itu, tumbuhan menghasilkan banyak sekali metabolit sekunder sebagai mekanisme pertahanan hidup atas perubahan lingkungan atau serangan pengganggu. Reproduksi juga terpengaruh oleh sifat ini
Pada tingkat selular, dinding sel yang tersusun dari selulosa, hemiselulosa, dan pektin menjadi ciri khasnya, meskipun pada tumbuhan tingkat sederhana kadang-kadang hanya tersusun dari pektin. Hanya sel tumbuhan yang memiliki plastida; juga vakuola yang besar dan seringkali mendominasi volume sel.
FOTOSINTESIS
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.
Fotosintesis pada tumbuhan
Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.
[sunting] Fotosintesis pada alga dan bakteri
Alga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama. Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi. Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof. Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain.
Lihat pula artikel proses fotosintesis untuk informasi lebih rinci
Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.
Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.
Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).
Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.
Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.
Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.
Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.
Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.
Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.
ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
1. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
4. Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
6. Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an.
Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Tapi pada tahun 1720, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia berpendapat faktor itu adalah udara.
Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak" udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.
Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak".
Akhirnya di tahun 1796, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).
Dalam biologi, tumbuhan merujuk pada organisme yang termasuk ke dalam Regnum Plantae. Di dalamnya masuk semua organisme yang sangat biasa dikenal orang seperti pepohonan, semak, terna, rerumputan, paku-pakuan, lumut, serta sejumlah alga hijau. Tercatat sekitar 350.000 spesies organisme termasuk di dalamnya, tidak termasuk alga hijau. Dari jumlah itu, 258.650 jenis merupakan tumbuhan berbunga dan 18.000 jenis tumbuhan lumut. Hampir semua anggota tumbuhan bersifat autotrof, dan mendapatkan energi langsung dari cahaya matahari melalui proses fotosintesis. Karena warna hijau amat dominan pada anggota kerajaan ini, nama lain yang dipakai adalah Viridiplantae ("tetumbuhan hijau"). Nama lainnya adalah Metaphyta.
Pembatasan
Klasifikasi tumbuhan masa lalu memasukkan pula semua alga dan fungi (termasuk jamur lendir) sebagai anggotanya. Kritik-kritik yang muncul membuat fungi dipisahkan dari tumbuhan. Meskipun stasioner, fungi bersifat saprotrof, mendapatkan energi dari sisa-sisa bahan organik. Selain itu, dinding sel fungi tidak tersusun dari bahan yang sama dengan tumbuhan dan malahan mirip hewan.
Sebagian besar alga kemudian juga mulai dipisahkan dari keanggotaan tumbuhan karena tidak mengembangkan klorofil sebagai pigmen penangkap energi.
Penggunaan teknik-teknik biologi molekuler terhadap filogeni tumbuhan ternyata memberikan banyak dukungan atas pemisahan ini.
Ciri-ciri khas
Ciri yang segera mudah dikenali pada tumbuhan adalah warna hijau yang dominan akibat kandungan pigmen klorofil yang berperan vital dalam proses penangkapan energi melalui fotosintesis. Dengan demikian, tumbuhan secara umum bersifat autotrof. Beberapa perkecualian, seperti pada sejumlah tumbuhan parasit, merupakan akibat adaptasi terhadap cara hidup dan lingkungan yang unik. Karena sifatnya yang autotrof, tumbuhan selalu menempati posisi pertama dalam rantai aliran energi melalui organisme hidup (rantai makanan).
Tumbuhan bersifat stasioner atau tidak bisa berpindah atas kehendak sendiri, meskipun beberapa alga hijau bersifat motil (mampu berpindah) karena memiliki flagelum. Akibat sifatnya yang pasif ini tumbuhan harus beradaptasi secara fisik atas perubahan lingkungan dan gangguan yang diterimanya. Variasi morfologi tumbuhan jauh lebih besar daripada anggota kerajaan lainnya. Selain itu, tumbuhan menghasilkan banyak sekali metabolit sekunder sebagai mekanisme pertahanan hidup atas perubahan lingkungan atau serangan pengganggu. Reproduksi juga terpengaruh oleh sifat ini
Pada tingkat selular, dinding sel yang tersusun dari selulosa, hemiselulosa, dan pektin menjadi ciri khasnya, meskipun pada tumbuhan tingkat sederhana kadang-kadang hanya tersusun dari pektin. Hanya sel tumbuhan yang memiliki plastida; juga vakuola yang besar dan seringkali mendominasi volume sel.
FOTOSINTESIS
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO2 diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon adalah melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.
Fotosintesis pada tumbuhan
Tumbuhan bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menggunakan karbon dioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler berkebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi kimia.
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.
[sunting] Fotosintesis pada alga dan bakteri
Alga terdiri dari alga multiseluler seperti ganggang hingga alga mikroskopik yang hanya terdiri dari satu sel. Meskipun alga tidak memiliki struktur sekompleks tumbuhan darat, fotosintesis pada keduanya terjadi dengan cara yang sama. Hanya saja karena alga memiliki berbagai jenis pigmen dalam kloroplasnya, maka panjang gelombang cahaya yang diserapnya pun lebih bervariasi. Semua alga menghasilkan oksigen dan kebanyakan bersifat autotrof. Hanya sebagian kecil saja yang bersifat heterotrof yang berarti bergantung pada materi yang dihasilkan oleh organisme lain.
Lihat pula artikel proses fotosintesis untuk informasi lebih rinci
Hingga sekarang fotosintesis masih terus dipelajari karena masih ada sejumlah tahap yang belum bisa dijelaskan, meskipun sudah sangat banyak yang diketahui tentang proses vital ini. Proses fotosintesis sangat kompleks karena melibatkan semua cabang ilmu pengetahuan alam utama, seperti fisika, kimia, maupun biologi sendiri.
Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu.
Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).
Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.
Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi.
Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.
Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen.
Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.
Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.
ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).
Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis:
1. Intensitas cahaya
Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon dioksida
Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
4. Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
6. Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
Meskipun masih ada langkah-langkah dalam fotosintesis yang belum dipahami, persamaan umum fotosintesis telah diketahui sejak tahun 1800-an.
Pada awal tahun 1600-an, seorang dokter dan ahli kimia, Jan van Helmont, seorang Flandria (sekarang bagian dari Belgia), melakukan percobaan untuk mengetahui faktor apa yang menyebabkan massa tumbuhan bertambah dari waktu ke waktu. Dari penelitiannya, Helmont menyimpulkan bahwa massa tumbuhan bertambah hanya karena pemberian air. Tapi pada tahun 1720, ahli botani Inggris, Stephen Hales berhipotesis bahwa pasti ada faktor lain selain air yang berperan. Ia berpendapat faktor itu adalah udara.
Joseph Priestley, seorang ahli kimia dan pendeta, menemukan bahwa ketika ia menutup sebuah lilin menyala dengan sebuah toples terbalik, nyalanya akan mati sebelum lilinnya habis terbakar. Ia kemudian menemukan bila ia meletakkan tikus dalam toples terbalik bersama lilin, tikus itu akan mati lemas. Dari kedua percobaan itu, Priestley menyimpulkan bahwa nyala lilin telah "merusak" udara dalam toples itu dan menyebabkan matinya tikus. Ia kemudian menunjukkan bahwa udara yang telah “dirusak” oleh lilin tersebut dapat “dipulihkan” oleh tumbuhan. Ia juga menunjukkan bahwa tikus dapat tetap hidup dalam toples tertutup asalkan di dalamnya juga terdapat tumbuhan.
Pada tahun 1778, Jan Ingenhousz, dokter kerajaan Austria, mengulangi eksperimen Priestley. Ia menemukan bahwa cahaya matahari berpengaruh pada tumbuhan sehingga dapat "memulihkan" udara yang "rusak".
Akhirnya di tahun 1796, Jean Senebier, seorang pastor Perancis, menunjukkan bahwa udara yang “dipulihkan” dan “merusak” itu adalah karbon dioksida yang diserap oleh tumbuhan dalam fotosintesis. Tidak lama kemudian, Theodore de Saussure berhasil menunjukkan hubungan antara hipotesis Stephen Hale dengan percobaan-percobaan "pemulihan" udara. Ia menemukan bahwa peningkatan massa tumbuhan bukan hanya karena penyerapan karbon dioksida, tetapi juga oleh pemberian air. Melalui serangkaian eksperimen inilah akhirnya para ahli berhasil menggambarkan persamaan umum dari fotosintesis yang menghasilkan makanan (seperti glukosa).
Langganan:
Postingan (Atom)
