Rangkuman Metabolisme (Astrid Melinda Fitriana)

METABOLISME

Metabolisme dalam sel adalah reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. Metabolisme dapat merupakan peristiwa:

• Katabolisme jika merupakan proses penguraian dan terjadi pembebasan energi yang disebut reaksi eksergonik seperti Respirasi.

• Anabolisme jika merupakan proses sintesis atau penyusunan dan terjadi penyimpanan energi, disebut endergonik seperti Asimilasi.

1. Enzim

• Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai biokatalisator.
• Kerja enzim:
1. Teori gembok dan kunci (lock and key)
2. Teori kecocokan yang terinduksi (induced fit)

• Sifat
1. biokatalisator
2. enzim adalah suatu protein
3. bersifat khusus/spesifik
4. dapat kerja bolak-balik
5. tidak tahan panas

• Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
1. suhu
2. pH
3. konsentrasi substrat
4. zat penghambat
5. konsentrasi enzim

1.1. Respirasi Aerob
Respirasi adalah:

• reaksi perombakan zat organik, untuk menghasilkan energi
• zat organik yang dirombak berupa: karbohidrat, lemak, protein
• sifat reaksi: eksergonik dan eksoterm

• Reaksi: C6H1206 + 6O2 -----> 6CO2 + 6H2O + 36 ATP

1.2. Respirasi An-aerob

• Reaksi: C6H12O6 ---> CO2 + energi + alkohol (tumbuhan)
• Reaksi: C6H12O6 ---> energi + asam laktat (pada hewan)

Pada respirasi anaerob, proses glikolisis seperti pada respirasi aerob, tapi asam piruvat yang terbentuk tidak memasuki siklus asam sitrat karena tanpa O2.

Pada tumbuhan yang berespirasi anaerob, prosesnya disebut:

• Fermentasi, bila terjadi pada tumbuhan yang tidak mempunyai karbohidrat sendiri karena tidak dapat berfotosintesis seperti pada bakteri dan Jamur. Pada fermentasi, glukosa yang diuraikan berasal dari luar sel (dari substratnya). jadi pada fermentasi prosesnya berlangsung di luar sel pada substratnya. Bila pada fermentasi terdapat sedikit O2, maka alkohol yang terbentuk oleh bakteri asam cuka akan dijadikan asam asetat. Proses fermentasi acapkali disebut sesuai dengan hasil tambahan yang terbentuk, misalnya:

• Fermentasi alkohol bila hasil tambahannya alkohol
• Fermentasi asam cuka bila hasil tambahannya asam cukaPembusukan bila hasil tambahannya menghasilkan bau busuk, pada pembusukan yang diuraikan protein.

• Pernafasan  itra molekul, bila respirasi anaerob terjadi pada tumbuhan yang dapat mensitesis karbohidrat sendiri. Jadi, merupakan proses intraseluler.

2. Definisi
Anabolisme adalah rangkaian reaksi penyusunan suatu zat organik.
Dibedakan menjadi:

1. Asimiliasi = proses penyusunan zat organikdari anorganik. Contoh: Asimilasi N; Asimilasi C: Fotosintesis, Kemosintesis
2. Polimerisasi = proses penyusunan zat organik komplex dari zat organik sederhana.

2.1. Asimilasi C = Fotosintesis = Sintesis Karbohidrat
Fotosintsis adalah proses anabolisme dimana karbohidrat disintesis dari CO2 dan H2O oleh klorofil dengan energi matahari.  Pada dasarnya fotosintesis adalah proses transfer energi matahari menjadi energi kimia dalam bentuk karbohidrat.
Sumber energi adalah radiasi matahari. Sinar yang paling efektif untuk berfotosintesis adalah Sinar Merah yang bergelombang panjang (lebih dari 680) dan sinar violet dan biru yang bergelombang pendek (440-480). Sinar kuning dan hijau kurang efektif untuk berfotosintesis, bahkan sinar hijau akan dipantulkan seluruhnya oleh daun yang hijau. Sinar yang jatuh pada permukaan daun hanya sekitar 1-2% yang digunakan untuk berfotosintesis, yang lainnya dipantulkan, ditransmisikan atau diserap dalam bentuk panas.

Reaksi: 6CO2 + 12H2O --(klorofil,matahari)--> C6H12O6 + 6O2 + 6H20

Klorofil adalah senyawa organik yang mengandung unsur-unsur C - H - O - N dan satu atom Mg di tengah-tengah.

Fungsi klorofil:

• donor elektron
• mentransfer energi matahari
• memantulkan sinar hijau yang tidak bermanfaat untuk berfotosintesis

Reaksi terang melibatkan cahaya, klorofil, ADP, H2O, NADP. Proses yang terjadi yaitu; eksitasi elektron, transfer elektron(reaksi Hill), fotolisis. Dan menghasilkan; ATP, NADP.H2, dan O2.
Reaksi gelap melibatkan CO2, RuBP/RDP, NADPH2, dan ATP. Proses yang terjadi yaiutu fiksasi dan siklus calvin. Dan menghasilkan; APG -> ALPG -> C6H12O6.

Reaksi Hill: terdiri dari transfer elektron siklik dan transfer elektron non siklik.

Transfer elektron siklik = Fotosistem I
klorofil yang mengabsorpsi cahaya matahri akan melemparkan elektronnya keluar. Elektron tereksitasi akan mentransfer energi matahari. Elektron tersebut akan membebaskan energi sedikit demi sedikit dengan cara elektron itu pindah dari akseptor yang satu ke akseptor yang lain. Energi yang lepas akan ditangkap ADP menjadi ATP yang kaya energi. Elektron yang sudah tidak berenergi lagi akan memasuki lagi klorofil dan klorofil netral kembali.

Transfer elektron non siklik:
Klorofil yang mengabsorpsi cahaya akan melemparkan elektronnya dan menjadi netral kembali dengan elektron yang berasal dari air.
2H2O ---> 2H + 4OH
2OH ---> 2OH + 2e
elektron mentransfer energi matahahri lalu memindahkan pada ATP. elektron yang sudah tidak berenergi lagi akan memasuki klorofil yang kehilangan elektronnya dan menetralkan lagi.
2OH ---> H2O + 1/2O2
2H + NADP ---> NADPH
2e daro klorofil akan menetralkan nADPH ---> NADPH2
NADPH2 digunakan untuk mereduksi CO2 pada proses fiksasi CO2

Fiksasi CO2:
Untuk fiksasi CO2 diperlukan energi. energi itu diperoleh dari ATP dan NADPH2 yang terbentuk waktu reaksi cahaya. Setelah energi terlepas ATP menjadi ADP kembali dan NADPH2 menjadi NADP lagi.
Reaksi fiksasi CO2:
CO2 + RDP ---> PGA (Phospho Glisric Acid)
PGA + NADPH2 + ATP ---> PGAL + NADP + ADP
PGAL --enzim--> C6H12O6
C6H1206 ---> C6H10O5 + H2O (polimerisasi)

2.2. Kemosintesis

• Terjadi pada prganisme kemoautrotof, seperti bakteri sulfur, bakteri besi, bakteri nitrigen.
• Proses membentuk zat organik dengan bantuan energi kimia. Contoh reaksi yang menghasilkan energi kimia untuk kemosintesis adalha nitrifikasi.

20 SOAL METABOLISME

1. Ketika daur krebs telah menyelesaikan tempat putaran lengkap CO2 yang dibebaskan sebanyak...

    a. 4 molekul

    b. 8 molekul

    c. 12 molekul

    d. 16 molekul

    e. 20 molekul

2. Bagian daun berikut yang paling efektif dalam melaksanakan fotosintesis yaitu...

    a. epidermis atas

    b. lapisan kutikula

    c. jaringan spons

    d. jaringan palisade

    e. epidermis bawah

3.Pada kloroplas reaksi terang terjadi di...

   a. stroma

   b. grana

   c. tilakoid

   d. selaput luar kloroplas

   e. stomata

4. Perbedaan antara fotosintesis dengan kemosintesis terletak pada...

    a. sumber energi dan sumber karbon

    b. sumber energi dan organisme yang melakukan

    c. sumber energi dan zat yang dihasilkan

    d. organisme dan bahan yang diperlukan

    e. sumber energi dan sumber oksigen

5. Pada respirasi sel, daur krebs dan glikolisis berlangsung di dalam...

   a. ribosom dan sitoplasma

   b. sitoplasma dan mitikondria

   c. nukleus dan ribosom

   d. mitokondria dan sitoplasma

   e. plastida dan sitoplasma

6. Untuk memasuki siklus krebs, asam piruvat dari proses glikolisis terlebih dahulu membentuk...

   a. asetil KoA

   b. suksinil KoA

   c. asam a-ketoglutarat

   d. asam oksaloasetat

   e. asam suksinat

7. Dari tahapan respirasi aerob yang berlangsung di sitoplasma dan mitokondria, energi terbesar dihasilkan dari...

   a. glikolisis

   b. transfer elektron

   c. siklus krebs

   d. dekarboksilase oksidat

   e. siklus asam sitrat

8. Pada tumbuhan, kegiatan yang tidak termasuk asimilasi adalah...

   a. fotosintesis

   b. penambatan N

   c. pembentukan gula

   d. kemosintesis

   e. respirasi

9. Hasil akhir dari glikolisis adalah...

   a. alkohol

   b. asam laktat

   c. asetil KoA

   d. asam sitrat

   e. asam piruvat

10. Klorofil terdapat kloroplas dan untuk mengekstraknya diperlukan...

   a. air panas

   b. larutan iodium

   c. reagen

   d. lugol

   c. alkohol

11. Tes amilum untuk menguji hasil fotosintesis dilakukan terhadap daun tumbuhan hijau karena...

   a. daun merupakan organ yang paling banyak mengandung klorofil

   b.  fotosintesis hanya terjadi di daun

   c. hanya daun yang terkena cahaya maahari secara langsung

   d. pada daun terdapat stomata

   e. bahan naku fotosintesis telah tersedia pada daun

12. Kegiatan metabolisme yang tidak termasuk anabolisme adalah...

    a. fotosintesis

    b. asimilasi

    c. polimerisasi

    d. desimilasi

    e. kemosintesis

13. Hasil reaksi cahaya manakah yang digunakan pada reaksi gelap...

    a. ATP dan  APG

    b. NADPH2 dan O2

    c. NADPH2 dan ATP

    d. NADPH2 dan APG

    e. ATP dan O2

14. Senyawa yang diperlukan dalam reaksi gelap, tetapi tidak berasal dari reaksi terang fotosintesis adalah...

    a. oksigen

    b. karbondioksida

    c. NAD

    d. NADPH

    e. ATP

15. Yang pertama terbentuk pada proses fiksasi CO2 adalah...

    a. ATP

    b. ALPG

    c. APG

    d. Amilum

    e. glukosa

16. Oksigen untuk pembentukan karbihidrat pada tumbuhan berasal dari...

    a. air dari dalam tanah

    b. O2 udara

    c. mineral tanah

    d. CO2 udara

    e. H2O udara

17. Tempat terjadinya dan jumlah ATP yang dihasilkan dari sistem sitokrom adalah...

    a. mitokondria dengan 24 ATP

    b. mitokondria dengan 4 ATP
    c. mitokondria dengan 34 ATP

    d. sitoplasma dengan 30 ATP

    e. nukleolus dengan 34 ATP

18. Secara berurutan fermentasi alkohol melibatkan senyawa...

    a. piruvat-glukosa-laktat-asetalehid

    b. glukosa-piruvat-asetaldehid-etanol

    c. glukosa-laktat-asetaldehid-etanol

    d. laktat-asetaldehid-etanol-piruvat

    e. etanol-piruvat-asetaldehid-glukosa

19. Percobaan yang membuktikan bahawa fotosintesis hanya terjadi pada tempat yang berklorofil saja dan hasil sementaranya berbentuk amilum adalah percobaan...

    a. Angelmann

    b. Cobalt

    c. Ingen Houz

    d. Ruben dan kamen

    e. Sachs

20. Perhatikan reaksi proses kemosintesis berikut ini:

      CO2 + 2H2S ---> CH2O + 2S +H2O

      Reaksi ini berlangsung karena kemampuan bakteri mengadakan kemosintesis. Bakteri tersebut adalah...

    a. Nitrobacter

    b. Nitrococcus

    c. Lactobaillus

    d. Thiotrix

    e. Acetobacter

Astrid Melinda Fitriana

XII IPA B