KATA PENGANTAR

Puji syukur hanya kepada Allah SWT penulis persembahkan atas segala

limpahan rahmat dan karunia-Nya sehingga makalah ini dapat penulis selesaikan.

Makalah ini membahas mengenai mekanisme transformasi energi dalam makhluk

hidup khususnya metabolisme ditinjau dari segi biologi, yang merupakan suatu

topik yang berkaitan dengan biomedik.

Penulis menyadari bahwa makalah ini tidak mungkin dapat terselesaikan

tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, melalui kesempatan ini

penulis menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu

terselesaikannya makalah ini terutama kepada dosen pembimbing mata kuliah

yang bersangkutan.

“Tak ada gading yang tak retak” demikian pula adanya dengan makalah ini

masih banyak terdapat kekeliruan di dalamnya. Oleh karena itu, kritik dan saran

yang bersifat membangun kami terima dengan senang hati guna mencapai

kesempurnaan makalah ini.

Akhir kata, semoga makalah ini berguna bagi kita semua.

Sekian dan terima kasih.

Wassalam

Makassar, Oktober 2009

Tim Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Semua makhluk hidup memerlukan energi. Energi itu digunakan untuk

tumbuh, bergerak, mencari makanan, mengeluarkan sisa-sisa makanan,

menanggapi rangsangan, dan reproduksi. Tanpa energi, semua proses

kehidupan akan terhenti.

Sumber energi utama bagi makhluk hidup di bumi adalah matahari. Energi

matahari dimanfaatkan tumbuhan hijau untuk fotosintesis, kemudian energi itu

di ubah ke dalam bentuk persenyawaan kimia yaitu dalam bentuk gula. Gula

diubah menjadi amilum, protein, lemak, dan berbagai bentuk persenyawaan

organik. Persenyawaan kimia ini menjadi bahan makanan bagi makhluk hidup

lain yang heterotrof. Semua makhluk hidup, baik tumbuhan maupn hewan,

memanfaatkan kabohidrat untuk dioksidasi menjadi oksigen, karbon dioksida,

dan energi. Jadi, energi matahari, ditangkap tumbuhan dan diubah menjadi

persenyawaan kimia. Selanjutnya, energi kimia yang tersimpan dalam

tumbuhan berpindah ke makhluk hidup lain pada saat tumbuhan dimakan oleh

makhluk hidup tersebut. Di dalam tubuh makhluk hidup terjadi perombakan

persenyawaan kimia untuk berbagai keperluan hidupnya.

Menurut hukum termodinamika, energi tidak dapat diciptakan dan tidak

dapat dimusnahkan. Akan tetapi, energi dapat diubah dari bentuk satu ke

bentuk yang lain, yang disebut transformasi energi. Makhluk hidup mampu

melakukan transformasi energi melalui reaksi kimia yang berlangsung di

dalam sel tubuh. Dalam proses transformasi energi itu, sebagian energi

berubah berubah menjadi energi panas, misalnya panas tubuh hewan atau

manusia. Sebagian energi diubah ke dalam bentuk persenyawaan kimia yang

lain. Jika makhluk hidup mati maka semua energi panas di bebaskan ke

lingkungan.

Untuk melakukan transformasi energi mahkluk hidup menyelenggarakan

metabolisme di dalam selnya. Olehnya itu, maka kami sebagai penulis tertarik

untuk mengambil judul “Metabolisme sebagai Penyelenggara Transformasi

Energi dalam Makhluk Hidup.”

1.2 Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam makalah kami adalah :

“Bagaimana proses metabolisme sebagai penyelenggara transformasi energi

dalam makhluk hidup?”

1.3 Tujuan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini antara lain sebagai berikut :

1. Untuk mengetahui proses metabolisme sebagai sebagai penyelenggara

transformasi energi dalam makhluk hidup.

2. Untuk dijadikan sebagai bahan materi diskusi.

3. Untuk dijadikan sebagai salah satu referensi dalam blok biomedik.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Metabolisme

Ribuan reaksi berlangsung di dalam tubuh makhluk hidup, dan

disebut metabolisme. Metabolisme berasal dari bahasa Yunani metabole =

berubah. Pada makhluk hidup, banyak reaksi kimia yang terjadi simultan.

Olehnya itu metabolisme dapat diartikan juga sebagai seluruh reaksi kimia

yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup.

Metabolisme dilakukan untuk memperoleh energi, menyimpan

energi, menyusun bahan makanan, merombak bahan makanan,

membentuk struktur sel, memasukkan atau mengeluarkan zat-zat,

melakukan gerakan, menanggapi rangsangan, dan bereproduksi.

Metabolisme dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu reaksi

penyusunan (anabolisme) dan reaksi penguraian (katabolisme).

Anabolisme merupakan reaksi sistesis/penyusunan zat sederhana menjadi

senyawa kompleks. Dalam proses ini dibutuhkan energi. Contohnya yaitu

proses fotosintesis. Sedangkan katabolisme merupakan reaksi perombakan

senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Materi yang dirombak

akan melepaskan sejumlah energi. Contohnya yaitu proses

respirasi.Anabolisme maupun katabolisme dapat dipercepat prosesnya

dengan bantuan fermen (enzim).

2.2 Anabolisme

Anabolisme adalah semua reaksi proses penyusunan yang

berlangsung di dalam sel. Anabolisme meliputi antara lain: fotosintesis

dan kemosintesis.

a. Fotosintesis

Fotosintesis adalah reaksi pengubahan zat anorganik (air, karbon

dioksida) menjadi zat organik (gula, amilum) oleh klorofil dengan

bantuan energi cahaya (matahari, lampu).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.

b. Kemosintensis

Sebagaimana diuraikan sebelumnya, cahaya digunakan sebagai

sumber energi untuk memecah molekul air. Hasil akhir yang terbentuk

adalah gula (selanjutnya diubah menjadi amilum) yang akan

digunakan sebagai cadangan makanan. Jadi, energi cahaya diubah

menjadi energi yang tersimpan dalam bentuk ikatan kimia.

Namun, sumber energi tidak hanya cahaya. Beberapa

mikroorganisme ada yang dapat memperoleh energi dengan jalan

mengoksidasi persenyawaan kimia. Misalnya bakteri belerang, bakteri

nitrit, bakteri nitrat,dan bakteri besi. Bakteri belerang mengoksidasikan

H2S untuk memperoleh energi. Selanjutnya, energi yang diperoleh

digunakan untuk melakukan asimilasi C. Karena proses penyususnan

bahan organik menggunakan energi dari pemecahan persenyawaan

kimia, maka disebut kemosintesis.

2H2S + O2 2H2O + 2S + energi

Energi yang diperoleh lebih kecil jumlahnya daripada energi yang

dihasilkan dari cahaya. Energi tersebut digunakan untuk fiksasi CO2

menjadi karbohidrat. Dengan demikian, reaksi selengkapnya adalah :

CO2 + H2S CH2O + S2 + H2O

2.3 Katabolisme

Katabolisme adalah reaksi penguaraian senyawa yang kompleks

menjadi senyawa yang lebih sederhana. Energi itu berasal dari terlepasnya

energi-energi kimia yang menyusun suatu persenyawaan. Semakin

kompleks senyawa kimia itu, semakin banyak ikatan kimia yang

menyusunnya, dan akan semakin besar energi yang dilepaskannya. Akan

tetapi energi itu tidak dapat digunakan secara langsung oleh sel. Energi itu

diubah terlebih dahulu menjadi persenyawaan adenosin trifosfat (ATP)

yang dapat digunakan oleh sel sebagai sumber energi terpakai.

Contoh katabolisme adalah proses pernapasan sel atau respirasi

seluler. Yang dimaksud dengan respirasi seluler adalah proses penguaraian

bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh

semua sel penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel hewan dan

manusia. Respirasi dilakukan baik siang maupun malam. Ditinjau dari

kebutuhannya akan oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi dua

macam:

1) Respirasi aerobik, yaitu pernapasan yang menggunakan oksigen untuk

mendapatkan energi.

2) Respirasi anaerobik, yaitu pernapasan yang tidak membutuhkan

oksigen untuk mendapatkan energi. Bahan baku pernapasan adalah

karbohidrat, asam lemak atau protein (asam amino). Hasil pernapasan

berupa karbondioksida, air dan energi dalam bentuk ATP.

2.4 Respirasi Aerobik

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan

dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan

oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan

kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.

Contoh:

Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:

C6H12O6 + 6O2 6H2O + 6CO2 + 675 kal

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi,

melalui tiga tahap, yaitu glikolisis, daur krebs, sistem transpor elektron

(ste).

a. Glikolisis

Glikolisis adalah peristiwa pengubahan satu molekul glukosa

(terdiri dari 6 atom C) menjadi dua molekul asam piruvat (terdiri dari 3

atom C), 2 molekul NADH dan 4 molekul ATP, akan tetapi 2 molekul

ATP diantaranya digunakan kembali untuk berlangsungnya reaksi-

reaksi yang lain sehingga tersisa 2 molekul ATP yang siap digunakan

tubuh. Reaksi glikolisis berlangsung di sitoplasma (di luar

mitokondria).

Ada yang membedakan tahap ini menjadi dua, yaitu glikolisis dan

dekarboksilasi oksidatif. Glikolisis mengubah senyawa 6C menjadi

senyawa 3C, sedangkan dekarboksilasi oksidatif mengubah senyawa 3

C menjadi senyawa 2 C pada hasil akhir glikolisis (menjelang

memasuki Siklus Krebs). Yang dimaksud dekarboksilasi oksidatif

adalah reaksi asam piruvat (3C) diubah menjadi asetil KoA (2C).

b. Daur Krebs (Daur asam sitrat atau daur trikarboksilat)

Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan

pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta

energi kimia. Dalam siklus krebs, Asetil KoA direaksikan dengan

asam oksaloasetat (4C) menjadi asam sitrat (6C). Selanjutnya, asam

oksaloasetat memasuki daur menjadi berbagai macam zat yang

akhirnya kembali menjadi asam oksalosuksinat.

Dalam perjalanannya, 1C (CO2) dilepaskan. Pada tiap tahapan,

dilepaskan energi dalam bentuk ATP dan hidrogen. ATP yang

dihasilkan langsung dapat digunakan. Sebaliknya, hidrogen berenergi

digabungkan dengan penerima hidrogen (aseptor hidrogen) yaitu NAD

dan FAD, untuk dibawa ke sistem transpor elektron. Dalam tahap ini

dilepaskan energi, dan hidrogen direaksikan dengan oksigen

membentuk air.Siklus krebs berlangsung di dalam mitokondria.

Gambar. Bagan reaksi pada siklus Krebs

c. Sistem Transpor Elektron (STE)Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.

Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.

Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

PROSES AKSEPTOR ATP

1. Glikolisis: Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH

2 ATP2. Siklus Krebs:

2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP

2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2

3. Rantai trsnspor elektron respirator:10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20

30 ATP2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20

4 ATP

Total 38 ATP

Kesimpulan :Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.

a.