2. bab. 2 metabolisme

METABOLISME SEL

BAB 2

Standar Kompetensi:Standar Kompetensi:• memahami pentingnya proses metabolisme

pada organisme

Kompetensi Dasar:Kompetensi Dasar:• mendeskripsikan fungsi enzim dalam proses

metabolisme

• mendeskripsikan proses katabolisme dan anabolisme karbohidrat

• menjelaskan keterkaitan antara proses metabolisme karbohidrat dengan metabolisme lemak dan protein

Apakah Metabolisme Itu?

Metabolisme: keseluruhan reaksi kimia yang berlangsung di dalam tubuh organisme.

terbagi atas

Anabolisme: proses penyusunan senyawa kimia sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks. Prosesnya memerlukan energi, sehingga disebut reaksi endorgonik.

Katabolisme: proses pemecahan atau penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa lebih sederhana.Prosesnya membebaskan energi, sehingga disebut reaksi eksorgenik

Molekul yang Terlibat dalam Metabolisme

Metabolisme

Materi (zat) + Energi

ATP

Enzim

ATP: molekul nukleotida berenergi tinggi yang tersusun atas gula pentosa, basa nitrogen, dan mengikat tiga gugus fosfat.

Molekul yang Terlibat dalam Metabolisme

Enzim (holoenzim)

Struktur

Apoenzim: protein

Gugus prostetik dibedakan:1. kofaktor, gugus anorganik yang berupa ion-ion seperti Cu2+, Mg2+, dan lain-lain2. koenzim, gugus organik yang berupa vitamin seperti vitamin B1, FAD+, NAD+, dan lain-lain.

Sifat-Sifat Enzim

1. Katalisator: zat yang mampu mempercepat reaksi kimia, tetapi tidak ikut bereaksi.

2. Suatu protein, memungkinkan luasnya permukaan enzim sehingga bidang aktivitasnya besar.

3. Bersifat khusus/khas: enzim tidak dapat bekerja pada semua zat, tetapi hanya mampu bekerja pada zat tertentu (substrat).

4. Tidak tahan panas, enzim akan bekerja aktif pada suhu normal 3037°C

Faktor-Faktor yang Memengaruhi Enzim

1. Suhu, enzim dapat rusak pada suhu yang terlalu tinggi dan kerja enzim dapat dihambat jika suhu terlalu rendah

2. pH, aktivitas enzim dapat dipengaruhi oleh konsentrasi pH atau ion H+ larutan

3. Konsentrasi enzim

4. Pengaruh hasil akhir, kerja enzim akan dihambat oleh

banyaknya hasil akhir yang diperoleh

5. Zat penghambat

6. Konsentrasi substrat

Kerja Enzim

Teori kunci-gembok (lock and key hypothesis)

Cara Kerjanya

Substrat selalu memiliki bentuk yang sesuai dengan situs aktif.

Kerja Enzim

Teori ketepatan induksi (inducedfit)

Substrat tidak selalu memiliki bentuk yang sesuai dengan situs aktif. Jadi, substrat menginduksi situs aktif dari enzim.

Cara Kerjanya

Laboratoria

Lakukan percobaan pada Laboratoria 2.1 di halaman 28 - 29!

Jawablah pertanyaannya dan buatlah kesimpulan dari percobaan

tersebut di buku tugas Anda!

Respirasi Seluler

Respirasi: proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses reaksi kimia yang kompleks menggunakan oksigen.Jika zat sumber energinya glukosa, maka reaksi kimia sederhananya:

transpor elektron

Reaksi respirasi

glikolisis

daur Krebs

Respirasi Seluler

Rangkaian respirasi seluler:

1. glikolisis

2. daur Krebs

3. transpor elektron

Respirasi Seluler

Glikolisis

Proses pengubahan molekul molekul glukosa yang mempunyai 6 atom C menjadi asam piruvat yang mempunyai 3 atom C.

Tempat berlangsungnya: disitosol (sitoplasma sel)

Hasil akhir:

1. 2 molekul asam piruvat

2. 2 molekul NADH (sumber elektron)

3. 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

Glikolisis

Glikolisis

Proses glikolisis adalah sebagai berikut.• Pemindahan gugus fosfat dari ATP ke atom karbon nomor 6 dari glukosa sehingga terbentuk senyawa glukosa 6 fosfat.

• Glukosa 6 fosfat dikatalisis oleh enzim menjadi senyawa fruktosa 6 fosfat. ATP lainnya memindahkan gugus P kedua kalinya kepada atom karbon nomor 1 sehingga dihasilkan senyawa fruktosa 1,6 difosfat.

• Pemecahan secara enzimatik dari fruktosa 1,6 bifosfat menjadi 2 senyawa beratom C tiga buah, yaitu dihidroksiasetonfosfat dan 3-fosfogliseraldehid atau PGAL.

Daur Krebs

pembongkaran asam piruvat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia

Sebelum masuk daur Krebs, piruvat diubah menjadi suatu asetil-koenzim A (asetil KoA) melalui reaksi transisi dalam matriks.

Tempat berlangsungnya: dimatriks mitokondriaHasil Akhir: 6 molekul NADH, 2 molekul FADH2, 2 molekul ATP, dan 2 molekul CO2.

Daur Krebs

Daur Krebs

Transpor Elektron

Reaksinya diawali: NADH dan FADH, hasil dari daur Krebs, memberikan ion H+ dan elektron pada sistem transpor.Molekul lain yang ikut berperan:1. molekul oksigen, 2. senyawa Q (Ubiquinone), 3. enzim sitokrom b4. enzim sitokrom c15. enzim sitokrom c6. enzim sitokrom a7. enzim sitokrom a3

Tempat berlangsungnya: dikrista mitokondria

Hasil akhir: 32–34 ATP

Transpor Elektron

Asah Kemampuan

Jawablah soal latihan hal. 31, 45, 48 - 50 dalam buku tugasmu!

Kumpulkan hasilnya kepada gurumu!

Respirasi Anaerob atau Fermentasi

Fermentasi Asam Laktat

Tanpa oksigen

Respirasi Anaerob atau Fermentasi

Fermentasi Alkohol

Tanpa oksigen

Respirasi Anaerob atau Fermentasi

Fermentasi Asam Cuka

• Fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob. • Dari proses fermentasi asam cuka, energi yang dihasilkan lima kali lebih besar daripada energi yang dihasilkan oleh ermentasi alkohol.

Persamaan reaksi kimia fermentasi asam cuka

Fotosintesis

Pengertian: proses penyusunan molekul kompleks pada bagian tumbuhan yang mengandung klorofil dengan bantuan cahaya matahari. Perangkat fotosintesis: 1. klorofl a;2. klorofl b;3. karotenoid (karoten dan xantofl);4. akseptor elektron.Hasil utama fotosintesis: gula sederhana (glukosa). Reaksi kimia fotosintesis:

Fotosintesis

Hubungan antara macam spektrum dan produk fotosintesis

Laboratoria

Lakukan percobaan pada Laboratoria 2.2 di halaman 37 - 38!

Jawablah pertanyaannya dan buatlah kesimpulan dari percobaan

tersebut di buku tugas Anda!

Fotosistem

Pengertian: suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari (foton) yang terdiri atas klorofil a, kompleks antena, dan akseptor elektron.

Fotosistem dibedakan menjadi:Fotosistem I, penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm. Energi yang diperoleh P700 ditransfer dari kompleks antena.

Fotosistem II, penyerapan energi cahaya dilakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680 nm. P680 yang teroksidasi merupakan agen pengoksidasi yang lebih kuat daripada P700.

Fotosistem

Fotosintesis

Penelitian Van Niel, fotosintesis berlangsung dalam dua tahap:

reaksi fotokimia atau reaksi terang• menggunakan energi cahaya• berlangsung di dalam membran tilakoid • menghasilkan senyawa ATP dan NADPH

reaksi termokimia atau reaksi gelap• tidak menggunakan energi cahaya• berlangsung di dalam stroma• menghasilkan glukosa

Fotosintesis

Reaksi Terang

2. molekul air pecah, ATP dan NADPH terbentuk, serta oksigen dilepaskan.

3. pigmen fotosintesis yang melepaskan elektron menerima kembali elektron.

Terjadi tiga proses di dalam membran tilakoid:1. pigmen fotosintesis menyerap energi cahaya dan melepaskan elektron yang akan masuk ke sistem transpor elektron.

Sistem transpor elektron nonsiklik

Reaksi Terang

Sistem transpor elektron nonsiklik

Reaksi Gelap

Siklus zat pada reaksi gelap

Melvin Calvin dan Andrew Benson

Ditemukan oleh

Siklus Calvin-Benson

Reaksi Gelap

Reaksi Gelap

Tahapan dalam siklus Calvin-Benson:

•Karbon dioksida diikat oleh RuBP menjadi senyawa 6 karbon yang labil. Senyawa 6 karbon ini memecah menjadi 2 fosfogliserat (PGA).•Masing-masing PGA menerima gugus fosfat dari ATP dan menerima hidrogen serta elektron dari NADPH. Reaksi ini menghasilkan PGAL (fosfogliseraldehida). Untuk setiap 6 molekul karbon dioksida yang diikat akan dihasilkan 12 PGAL.•Dari 12 PGAL, 10 molekul kembali ke tahap awal menjadi RuBP, dan seterusnya RuBP akan mengikat CO2 yang baru.•Dua PGAL lainnya akan berkondensasi menjadi glukosa-6-fosfat. Glukosa-6-fosfat menjadi bahan baku untuk sukrosa atau tepung pati (amilum).

Keterkaitan Fotosintesis dengan Respirasi

Dapatkah Anda menjelaskannya???

Keterkaitan antara Anabolisme dengan Katabolisme

Dapatkah Anda menjelaskannya???

Evaluasi

1. Perhatikan gambar berikut!

Enzim ditunjukkan oleh gambar nomor ....A. 1B. 2C. 3D. 4E. 5

2. Pemecahan senyawa glukosa hingga menghasilkan energi melalui tiga tahapan. Urutan tahapan yang benar adalah ....A. glikolisis–daur Krebs–transpor elektron respirasiB. glikolisis–transpor elektron respirasi–daur KrebsC. daur Krebs–transpor elektron respirasi–glikolisisD. daur Krebs–glikolisis–transpor elektron respirasiE. transpor elektron respirasi–daur Krebs–glikolisis

3. Asam laktat dapat terjadi kalau ….A. asam piruvat yang terbentuk berada dalam lingkungan B. glikolisis berkelanjutan hingga dihasilkan CO2 dan H2OC. asam oksaloasetat yang teroksidasi sempurnaD. asam piruvat yang terbentuk berada dalam lingkungan anaerobE. peristiwa glikolisis terhambat karena kekurangan oksigen

Evaluasi

Lengkapilah!

i

a

b

d

hg

c

e

f

Glukosa

j

a. ……………………………

b. ……………………………

c. ………………………....

d. …………………………..

e. ……………….………….

f. ………………..………….

g. ……………………………

h. ……………………………

i. …………………………….

j. ……………………………

Evaluasi