PENDAHULUAN

Latar BelakangDewasa ini, setiap perkembangan ilmu yang dihasilkan manusia pasti diikuti dengan penerapannya dalam kehidupan. Ilmu tersebut dikembangkan dengan metode ilmiah dan diterapkan dalam bentuk teknologi. Hal ini juga terjadi pada Biologi. Biologi telah berkembang dengan pesat, terutama cabang-cabang mikrobiologi dan genetika, serta cabang kimia yaitu biokimia. Cabang-cabang biologi dan kimia ini kemudian diterapkan dalam bentuk bioteknologi. Bioteknologi merupakan cabang ilmu yang mempelajari pemanfaatan makhluk hidup (bakteri, fungi, virus, dan lain-lain) maupun produk dari makhluk hidup (enzim, alkohol) dalam proses produksi untuk menghasilkan barang dan jasa. Berkembangnya bioteknologi ini tidak lepas dari peranan mikroba. Mikroba merupakan organisme yang berukuran kecil yang tidak kasat mata.

Mikroba sering disebut jasad renik karena ukurannya yang kecil (kurang dari 0,1 mm), sehingga sukar dilihat dengan mata biasa, umumnya hanya dapat dilihat dengan alat pembesar atau mikroskop, ada mikroba yang berukuran besar sehingga dapat dilihat tanpa alat pembesar, pengaturan kehidupannya yang lebih sederhana dibandingkan dengan jasad tingkat tinggi. Adapun berbagai macam mikroba antara lain jamur mikroskopis, protozoa, bakteri, dan virus.

Mikroba dalam mendapatkan energi melakukan berbagai macam cara metabolisme misalnya dengan cara fermentasi, respirasi aerobik atau anaerobik, dan fotosintesis. Fermentasi adalah suatu reaksi oksidasi-reduksi di dalam sistem Biologi yang menghasilkan energi, dimana sebagai donor dan aseptor elektron digunakan senyawa organik.

ISI

Metabolisme Metabolisme (dari bahasa Yunani,metabole= berubah), merupakan suatu rangkaian atau proses yang terarah dan teratur di dalam sel tubuh melalui reaksi-reaksi kimiawi, sehingga diperlukan atau dihasilkan bahan-bahan tertentu seperti unsur, molekul, senyawa, atau energy.

Berdasarkan proses dan hasilnya, metabolisme dibedakan menjadi dua yaitu katabolisme dan anabolisme. Katabolisme adalah proses perombakan senyawa-senyawa yang kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana melalui reaksi-reaksi kimiawi, sehingga dihasilkan energi. Sedangkan, anabolisme adalah proses pembentukan senyawa-senyawa kompleks dari senyawa-senyawayang lebih sederhana melalui reaksi-reaksi kimiawi sehinggadiperlukan adanya energi.

Tabel Perbedaan Katabolisme dan AnabolismeNo.KatabolismeAnabolisme

1.Pengertian : Proses pembongkaran/penguraian suatu molekulPengertian : Proses penyusunan/sintesis suatu molekul

2.Substar awal molekul besar (kompleks)Substrat awal molekul kecil (sederhana)

3.Produk akhir molekul kecil (sederhana)Produk akhir molekul besar (kompleks)

4.Bersifat eksergonik (menghasilkan energy)Bersifat endergonik (butuh energi)

5.Contoh : Respirasi, fermentasiContoh : Fotosintesis, Kemosintesis

Sumber : http://perpustakaan.or.id/2012/10/04/metabolisme-katabolisme-dan-anabolisme/

Katabolisme/DissimilasiKatabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang terkandung di dalam senyawa sumber. Bila pembongkaran suatu zat dalam lingkungan cukup oksigen (aerob) disebut proses respirasi, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.

RespirasiBerdasarkan kebutuhan akan oksigen bebas untuk kebutuhan respirasinya, bakteri dikelompokkan menjadi 2 yaitu:-Respirasi Bakteri AerobBakteri aerob adalah bakteri yang hidupnya memerlukan oksigen bebas. Bakteri yang hidup secara aerob dapat memecah gula menjadiair, CO2, dan energi. Bakteri aerob secara obligat adalah bakteri yangmutlak memerlukan oksigen bebas dalam hidupnya, misalnya, bakteribakteri penyebab penyakit TBC (Mycobacterium tuberculosis) Nitrosomonas, Nitrosococcus,dan Nitrobacter.

-Respirasi Bakteri AnaerobBakteri anaerob adalah bakteri yang dapat hidup tanpa oksigenbebas,Bakteri anaerob dalam hidupnya atau dalam memecah zat yang tidak memerlukan oksigen bebas. Bakteri ini sering disebut bakteri obligat anaerob. Untuk memecah zat makanan pada mediumnya, bakteri mengeluarkan zat jenis fermen tertentu. Contoh bakteri anaerob antara lainMicrococcus denitrificansbiasa hidup pada lahan yang kaya zat nitrat tetapi miskin oksigen. Dalam kondisi tersebutMicrococcus denitrificansmenguraikan zat HNO3 menjadi NH3 dan O2. Sementara itu,Clostridium tetaniadalah bakteri penyebab penyakit tetanus.Akan tetapi, jika bakteri tersebut dapat hiduptanpa kebutuhan oksigen secara mutlak atau dapat hidup tanpa adanyaoksigen, bakteri itu disebut bakteri anaerob fakultatif.Jadi bakteri aerob adalah bakteri yang dapat hidup pada kondisi lingkungan yang mengandung banyak oksigen, sedangkan bakteri anaerob fakultatif adalah bakteri yang bisa hidup pada daerah yang mengandung oksigen yang jumlahnya sedikit dan bakteri anaerob obligat adalah bakteri yang tidak dapat hidup pada daerah yang ada oksigennya.

FermentasiPada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob. Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat/asam susu dan fermentasi alkohol.Contoh :Fermentasi pada Glukosa :C6H1206 2C2H5OH + 2CO2+ Energi. (glukosa)(etanol)

Sumber:http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2200068-metabolisme-sel-anabolisme-dan-katabolisme/#ixzz2NgNO78iX

http://ervianilestary.blogspot.com/2012/12/proses-metabolisme-pada-bakteri-anaerob.html

Anabolisme/Asimilasi/ SintesisAnabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis energi kimia untuk kemosintesis.

FotosintesisArti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton. Sumber energi cahaya alami adalah matahari yang memiliki spektrum cahaya infra merah (tidak kelihatan), merah, jingga, kuning, hijau, biru, nila, ungu dan ultra ungu (tidak kelihatan). Yang digunakan dalam proses fetosintesis adalah spektrum cahaya tampak, dari ungu sampai merah, infra merah dan ultra ungu tidak digunakan dalam fotosintesis.

KemosintesisTidak semua tumbuhan dapat melakukan asimilasi C menggunakan cahaya sebagai sumber energi. Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi C dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain. Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa-senyawa tertentu.

Jalur KatabolikJalur metabolisme yang melepaskan energi simpanan dengan cara memecah molekul kompleks disebut jalur katabolik (Campbell, 2003: 159). Pengertian lain tentang jalur katabolik adalah membebaskan energi dengan cara merombak molekul-molekul kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana, proses perombakan ini disebut jalur katabolic.Jalur katabolik dapat terjadi secara aerob (dengan menggunakan oksigen) dan anaerob (tanpa menggunakan oksigen). Terdapat tiga tahap utama di dalam katabolisme aerobik, yaitu makromolekul sel dipecahkan menjadi unit-unit pembangun utamanya (tahap I), produk yang telah terbentuk pada tahap I selanjutnya diubah menjadi molekul yang lebih sederhana (tahap II), produk akhir dari tahap II yang berupa asetil KoA selanjutnya memasuki lintas akhir (tahap III). Pada tahap akhir ini, terjadi oksidasi nutrien, menghasilkan karbon dioksida, air dan amonia sebagai produk akhirnya.http://epta86.blogspot.com/2009/07/bab-i-pendahuluan.html

Fermentasi dan RespirasiFermentasi dan respirasi merupakan jalur katabolik penghasil energi sebagai proses bioenergi. Senyawa organik menyimpan energi dalam susunan atomnya. Dengan bantuan enzim, molekul organik kompleks yang kaya energi potensial dirombak menjadi produk limbah yang berenergi lebih rendah.Walaupun seluruh mikroorganisme heterotrof secara pasti mendapatkan energi mereka dari reaksi-reaksi reduksi-oksidasi, jumlah energi yang didapat dan mekanisme bagaimana mereka melakukan ekstraksi bervariasi. Dua mekanisme yang dapat diterapkan yaitufermentasi dan respirasi.

Fermentasi merupakan perombakan parsial gula yang terjadi tanpa bantuan oksigen. Dalam fermentasi, elektron-elektron dialirkan dari penyumbang electron kepada penerima elektron, sementara suatu perantara terbentuk dalam pemecahan molekul substrat, yang merupakan perantara organik dalam beberapa proses fermentasi lainnya. Fermentasi menghasilkan akumulasi campuran produk-produk akhir, beberapa lebih teroksidasi, dan beberapa lebih tereduksi dari substratnya. Tingkat oksidasi rata-rata dari produk-produk akhir dalam fermentasi selalu identik dengan substrat asalnya. Fermentasi dapat berjalan baik secara anaerob obligatmaupun anaerob fakultatif.Jalur katabolik yang paling umum dan paling efisien ialah respirasi aerob, dimana oksigen dikonsumsi sebagai reaktan bersama-sama dengan bahan bakar organik. Respirasi adalah sebuah proses dimana oksigen molekuler biasanya berperan sebagai penerima elektron utama. Jika oksigen adalah penerima utama, prosesnya disebut respirasi aerobik yang berbeda dengan respirasi anaerobik, dimana menggunakan sebuah unsur anorganik seperti nitrat, sulfat, atau karbonat. Fermentasi merupakan mekanisme yang lebih tidak efisien daripada respirasi untuk mengekstrasi energi dari molekul substrat. Saat organisme menfermentasi glukosa, hanya sejumlah kecil energi secara potensial tersedia pada molekul glukosa yang dilepaskan.Kebanyakan energi itu masih terkunci pada produk reaksi, misalnya laktat. Saat organisme mengoksidasi glukosa secara sempurna menjadi CO2 dan H2O, semua energi yang tersedia dari molekul glukosa dilepaskan :Diantara mikroba / mikroorganisme yang melakukan respirasi aerob terdapat aerob obligat dan anaerob fakultatif. Sebagai tambahan, beberapa dari anaerob fakultatif dapat juga mempergunakan nitrat sebagai terminal penerima elektronnya. Organisme yang menggunakan sulfat atau karbonat sebagai penerima-penerima elektron pada respirasi anaerob bagaimanapun adalah sebagai anaerob obligat. Salah satu contoh jasad renik yang respirasi anaerob dengan zat anorganik ( NO3- , SO42- ) sebagai aseptor elektron adalah Thiobacillus denitrificans :S SO42-NO3- N2

file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR.../REV._BAB_5.pdf

http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/02/metabolisme-mikroba-fermentasi-pembentukan-ATP-ADP-fotosintesis-siklus-asam-trikarboksilat.htmlProduksi Energi dalam Mikroorganisme aerobikProduksi energi dari respirasi sel secara aerob adalah Fosforilasi Oksidatif. Proses ini merupakan rangkaian transfer energi dari electron dan proton yang terikat pada NADH dan FADH hasil reaksi glikolisis dan siklus krebs. Proses ini dikenal sebagai Electron Transport System (ETS). Respirasi aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan udara terutama oksigen. Secara garis besar, proses tersebut dibagi dalam 4 tahap, sebagai berikut,1. Glikolisis2. Dekarboksilasi Oksidatif3. Siklus Krebs4. Rantai Transport Elektron

a. GlikolisisProses yang berlangsung di luar mitokondria dan secara anaerob. Dalam proses ini terjadi pengubahan 1 molekul glukosa (6 C) menjadi 2 asam piruvat (3 C). Dalam proses glikolisis dihasilkan 2 asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH.

b. Dekarboksilasi OksidatifDekarboksilasi oksidatif merupakan reaksi antara yaitu antara glikolisis dengan siklus krebs. Dalam proses ini terjadi perubahan dari 2 asam piruvat (3 C) menjadi 2 asetil Ko Enzim A (2 C). Hasil dari proses ini adalah 2 asetil Ko Enzim A, dan 2 NADH.

c. Siklus Krebs atau Asam SitratSiklus Krebs terjadi di mitokondira. Dalam proses ini terjadi perubaha dari 2 asetil ko enzim A menjadi 2 CO2.. Proses ini berlangsung secara aerob. Hasil dari proses ini adalah 2 CO2, 2 FADH, dan 6 NADH, 2ATP.

d. Rantai Tansport ElektronPada proses ini terjadi penerjemahan elektron berenergi tinggi. Pada proses ini dihasilkan H2O dan terjadi konversi energi dengan rumus1 NADH : 3 ATP1 FADH : 2 ATP

Sehingga:Proses Glikolisis 2ATP, 2NADH = 8 ATPProses Dekarboksilasi Oksidatif 2NADH= 6 ATPProses Siklus Krebs 2FADH, 6NADH, 2ATP = 24 ATPJumlah= 38 ATP

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, A. 2009. http://epta86.blogspot.com/2009/07/bab-i-pendahuluan.html

Anonim, A. 2012. : http://perpustakaan.or.id/2012/10/04/metabolisme-katabolisme-dan- anabolisme/

Anonim, A. 2012. http://ervianilestary.blogspot.com/2012/12/proses-metabolisme-pada-bakteri-anaerob.htmlAnonim, A. 2013. http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/02/metabolisme-mikroba-fermentasi-pembentukan-ATP-ADP-fotosintesis-siklus-asam-trikarboksilat.htmlAnonim, A. :http://id.shvoong.com/exact-sciences/biology/2200068-metabolisme-sel-anabolisme-dan-katabolisme/#ixzz2NgNO78iX

Anonim, A. http://file.upi.edu/Direktori/FPMIPA/JUR._PEND._BIOLOGI/196805091994031-KUSNADI/BUKU_COMMON_TEXT_MIKROBIOLOGI,_Kusnadi,dkk/REV._BAB_5.pdf