Rangkuman Matebolisme (Alexander Oktaviandri)

Metabolisme

Yang di pelajari :          Anabolisme                             Teknologi yang berhubungan

                                    Katabolisme                           

Molekul yang terlibat

Respirasi Seluler

                                    Respirasi Anaerob                              

                                    Fotosintesis

                                    Kemosintesis

1.Anabolisme

    Pengertian Anabolisme          

    Anabolisme adalah proses penyusunan senyawa kimia sederhana menjadi senyawa kimia atau molekul kompleks.Pada peristiwa ini diperlukan energi dari luar.Energi tang digunakan dapat berupa energi cahaya dan energi kimia.

2.Katabolisme

   Pengertian Katabolisme

    Katabolisme adalah proses pemecahan atau penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa lebih sederhana dengan menghasilkan energi yang di gunakan organisme untuk melakukan aktivitasnya.

   Cara melakukan energi

    Respirasi seluler : menggunakan oksigen sebagai bahan bakar organik

     Fermentasi         : proses pemecahan tanpa oksigen

3.Molekul yang terlibat dalam metabolisme

   Pengertian

    Metabolisme merupakan suatu totalitas proses kimia yang berlangsung di dalam sel .

Dalam metabolisme juga di perlukan 2 komponen lain yaitu ATP dan enzim

           A.Adenin Trisfosfat (ATP)

   Atp adalah molekul nukleotida berenergi tinggi yang tersusun atas gula pentosa,basa     nitrogen, adenin ,dan mengikat tiga gugus fosfat yang disebut trifosfat.

B.Enzim.

     B.1 Struktur enzim

             Enzim terdiri atas komponen yang di sebut apoenzim yang berupa proteindan komponen lain yang di sebut gugus protestik  yang non protein.Gugus ini dibedakan menjadi 2 yaitu konfaktor dan koenzim.

      B.2 Kerja Enzim

             Enzim bekerja dengan 2 cara yaitu teori kunci gembok dan teori ketepatan induksi

             b.21Teori kunci gembok

                      menurut teori ini terjadinya reaksi substrat dengan enzim karena danay kesesuaian bentuk ruang antara substrat dengan situs aktif dari enzim

             b.22 Teori ketepatan induksi

                      menurut teori ini,reaksi antara enzim dengan substrat berlangsung karena adaya induksi substrat terhadap situs aktif dari enzim,sedemikian rupa sehingga keduanya merupakan struktur yang berkomplemen atau aling melengkapi.

C.Sifat-Sifat Enzim

    1) Enzim berfungsi sebagai katalisator.

         Dalam hal ini  mampu mempercepat reaksi kimia tapi enzim tidak ikut bereaksi.

    2)  Enzim dalah suatu protein.

          Hal ini terbukti karena enzim di dalam larutan membentuk suatu koloid.

    3)  Kerja enzim bersifat khusus/khas

          Artinya enzim tidak dapat bekerja pada semua zat.

D.Faktor-Faktor yang mempengaruhi kerja Enzim

    

     1. Suhu

     2. Pengaruh Ph

     3. Pengaruh konsentrasi enzim

     4. Pengaruh Hasil akhir

 

 

 4.Respirasi Seluler      

   

     Pengertian

     Respirasi merupkan salah satu contoh proses katabolisme,yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan mengunakan oksigen

                        C6H1206  +  6O2  →   6H2O + 6CO2 +Energi 

     Sa 3 tahap yang terjadi dalam respirasi seluler yaitu : 1.Glikolisis

                                                                                   2.Daur krebs

                                                                                   3.Transpor elektron

                             

   

           A. Glikolisis

                 Glikolisis berlangsung di dalam sitosol ( sitoplasma sel ).Glikolisis merupakan proses perubahan molekul sumber energi,yaitu glukosa mempunyai 6 atom C menjadi senyawa yang lebih sederhana,yaitu asam piruvat yang mempunyai 3 atom C.Asam piruvat mempunyai banyak bentuk ionisasi berupa Piruvat

                                                     

   

           

  

                 Secara sederhana prose glikolisis adalah                      

                 1. Pemindahan gugu pospat nmor 6 dari ATP Keatom karbon nomor 6 dari glukosa

                 2. Glukosa 6 pospat dikatlisis oleh enzim menjadi senyawa frujktosa 6 pospat

      3. Pemecahan secara enzimatik dari fruktosa 1,6 bifosfat menjadi 2 senyawa beratom C 3  buah

                                   

          B. Daur Krebs

              Daur krebs melengkapi oksidasi penghasil energi dari molukel organik.Glikolisis membebaskan energi kurang dari seperempat bagian yang terkandung dalam glukosa sebagian besar energi masih tersimpan dalam dus molekul piruvat.

             Selama daur krebs akan di hasilkan 6 NADH,2FADH,2ATP,dan 2 Co2.

          C.Transpor Elektron

               Sistem tranpor elektron sering di sebut juga sistem ranati respirasi atau sistem oksidasi terminal. Transpor elektron merupakan rangkaian reaksi yang berlangsung pada kriista dalam mitokondria.Reaksi ini di awali saat NADH dan FADH memberikan ion H⁺ dan elektron pada sistem transpor.

             Elektoron berenergi pertama berasal dari NADH kemudian di transfer ke FADH,elektron di transfer ke koenzim Q kemudian ke sitrokom b,c,a. Selanjutnya,elektrondari sitokrom a di sampaiukan ke O.Molekul O₂  menangkap elektron dari sitokrom a kemudian berikatan dengan H dari lingkungan.

             Secara sederjhan proses ATP meliputi 3 tahap ,yaitu glikolisis (2 ATP),daur krebs(2 ATP),dan transpor elektron( 32 ATP) note:apabila di tambah 2 FADH (2 ATP) JFI ADA 34 atp.Total Seluruh ATP jadi 38 (termasuk FADH)

5.Respirasi Anaerob

          Dengan kurangnya oksigen dalam tubuh,baik tumbuhan maupun manusia melakukan pembongkaran zat untuk memperoleh energi dalam kedaan anaerob di sebut Fermentasi.

          Fernetasi di bedakan menjadi beberapa jenisa  yaitu Fermentasi asam laktat,fermentasi alkohol,fermentasi asam cuka dan lain-lain.

          A.Fermentasi Asam Laktat

             Asam laktat dalah suatu senyawa yang dapat menurunkan pH samapi pada suatu titik yang mengakibatkan ganguan serius pada fungsi sel.Salah satu ganguan yang ditimbulkannya adalah menyebakan kelelahan,sehingga asam ini disebut asam kelelahan.

          B. Fermentasi Alkohol

             Dalam keadaan anaerob, asam piruvat yang di hasilkan dlam glikolisis akan di ubah menjadiasam asetat dan CO_2.Selanjutnya ,asam asetat di ubah menjadi alkohol.Proses perubahan asam asetat menjadi alkohol tersebut di ikuti pula perubahan NADH menjadi NAD⁺.Dengan terbentuknya    

NAD⁺,peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi.

          Dalam fermentasi alkohol,satu molekul glukosa hanya dapat mengasilkan dua molekul ATP.Sedangkan dalam respirasi anaerob,satu molekul glukosa dapat menghasilkan 38 molekul ATP.

          C. Fermentasi Asam Cuka

               Fermentasi ini biasa di lakukan oleh bakteri asam cuka dengan substrat etanol.Energi yang di hasilkan 5 kali lebih besar dari pada energi yang di hasilkan fermentasi alkohol.

              Persamaan reaksinya adalah

             

             CH₃CH₂OH+O₂→→CH₃COOH+H₂O+116 kal

6.Fotosintesis

   Fotosintesis adalah proses penyusunan pada bagian tumbuhan yang mengandung klorofil dengan bantuan cahaya matahari

  Berikut adalah reaksi kimia fotosintesis(Dengan cahaya matahari)

     

   6  CO₂  +  6H₂O   → (CH₂O)₆  + 6O₂ )

Di sini akan di bahas mengenai  cahaya matahari ,pigmen fotosintesis dan fotosistem

         

          A.Cahaya Matahari

             

              Cahaya  matahri yang terdiri atas beberapa spektrum yang mempunyai panjang gelombang yang berbeda yang pengaruhnya terhadap fotosintesis juga berbeda.

              Dalam fotosintesis ,senyawa karbohidrat dan senyawa sampingan berupa oksigen akan di lepaskan ke udara.

          B.Pigmen Fotosintesis

              Daun memiliki mesofil atau daging daun yang terdiri dari jaringan bunga karang dan jaringan

Pagar.Pada kedua jaringan tersebut, sel-selnya mengandung kloroplas yang mengandung pigmen klorofil yang merupakan ebuah pigmen yang mampu menyerap energi cahaya matahari.

          C.Fotosistem

              Fotosistem adalah suatu unit yang mampu menangkap energi cahaya matahari yang terdiri atas Klorofil a, kompleks antena , dan akseptor elektron.

  

              Kloroplas memilik beerapa macam klorofil dan pigmen lainnya, seperti klorofil a berwarna hijau muda yang ada di pusat reaksi, klorofil b berwarna hijau tua, dan karoten yang berwarna kuning smapi jingga.

          Fotosistem dapat dibedakan menjadi dua , yaitu fotosistem I dan fotosistem II.

          * Fotosistem I

]            Pada fotosistem ini, penyerapan energi cahaya di lakukan oleh klorofil a yang sensitif terhadap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm, sehingga klorofil a disebut  P700

          *Fotosistem II

             Pada fotosistem II penyerapan di lakukan klorofil a yang sensitif terhadap panjang gelombang 680nm,sehingga disebut P680.          

              Dalam fotosintesis terjadi dua reaksi yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.Reaksi terang yang berlangsung menghasilkan ATP dan NADPH yang akan di gunakan dalam reaksi gelap(menurut penelitian Van niel Reaksi berlangsung dalam reaksi terang dan reaksi gelap).

          a.Reaksi Terang

            Reaksi fotokimia atau reaksi terang,membutuhkan energi cahaya matahari. Pada reaksi terang akan terjadi dua langkah reaksi yaitu reaksi fotolisis dan reaksi fosfolirasi.

              1)Fosfolirasi siklik

                  Fosforilasi siklik hanya berlangsung pada fotosistem I,yaitu dimulai dari P700dan kembali ke P700.Elektron yang dilepaskan P700 akan berpindah.Dalam rangkaian transpor elektron,ATP di hasilkan.Pembentukan ATP di gunakan sebagai sumber pembentukan energi glukosa.

              2)Fosfolirasi nonsiklik 

                 Fosfolirasi non siklik di mulai dari P700. Elektron yang di lepaskan P700 di tingkatkan sedemikian rupa sehingg dapat mereduksi akseptor elektron.P700 yang kehilangan elektron menjadi molekul dalam keadaan teroksidasi sehingga mampu menyedot elektron berergi tinngi dari P680 yang sudah menyerap energi cahaya.dn dalam fosfolirasi nonsiklik terbentuk NADPH.

          b.Reaksi Gelap

            Baik ATP maupunNADPH yang terbentuk dalam reaksi terang,merupkan sumber energi yang diperlukan dalam reaksi gelap.

            Dalam reaksi gelap berlangsung siklus suatu zat yang sering kita sebut sebagai siklus Calvin-Benson.

 

          Siklus Calvin-Bensondapat dibagi menjadi 3 tahap yaitu

          1. Fase Fiksasi

              Fiksasi karbon dari udara oleh senyawa beratom C5 yang di kenal dengan RUBP.Akan dilangsungkan pemecahan dua atom C3 yang di kenal dengan APG.Sumber Fosfatnya adalah ATP.

         2. Fase Reduksi

             Pemakaian H dari NADPH untuk mereduksi senyawa antar dalam pembentukan glukosa.senyawa tersebut di kenal sebagai PGAL, dari PGAL ini akan terbentuk 1 mol Glukosa.

          3. Fase regenerasi.

              Terbentuknya kembali RUBP untuk melanjutkan fungsinya sebagai fiksator CO₂.

7.Kemosintesis

   Kemosintesis adalah anabolisme yang menggunakan energi kia. Orgnisme autotrof yang melakukan kemosintesis disebut kemoautorof.Kemampuan melakukan kemosintesis hanya dimilik oleh beberapa

Jenis mikroorganisme,misalnya bakteri  belerang nonfotosintesik.

   Kemosintesis pada bakteri belerang,berlangsung sebagai berikut

   6CO₂  +  6H₂S         →                C₆H₁₂O₆ + 6S + 6H₂O

                            BAKTERI KLOROFIL

 Bakteri nitrogen, seperti Nitrosomonas dan Nitrosoccus memperoleh energi dengan cara mereduksi

NH₃, yang telah bereaksi dengan CO₂,NH_3, dan CO₂  akan membentuk ammonium karbonat            (NH₄)₂  CO₃.

(NH₄)₂ CO₃ + O₂       →                 2HNO₂  + CO₂  + 3H₂O + Energi

Diatas tadi merupakan contoh bakteri yang mampu melakukan kemosintesis dan masih banyak lagi bakteri yang mampu melakukan kemosintesis.

8.Teknologi yang berhubungan

    Pemahaman mengenai metabolisme  anaerob(fermentasi telah banyak dikembangkan ke dalam proses pembuatan bahan pangan yang berkualitas sebagai hasil komditi,dari tingkat yang sederhana(konvensional)sampai cara-cara modern

Contoh produk fermentasi dari bahan  - serelia    : roti

                                                        -  kedealai : tempe,oncom,tauco,dan kecap.

                                                        -  susu       : keju dan youghurt

                                                        - sayuran  : sourkrout(acar kubis) dan pixel ( acar timun )                                                                - berakohol: bir,sake,brem,wine(anggur).

Keungulan dari produk fermentasi antaralain :-1.aroma lebih menyenangkan dengan terbentuknya

                                                                       asam,alkohol,ester dan senyawa lainnya

                                                                       contoh: bir,keju,anggur,tauco, kecap dll

                                                                         

                                                                   - 2.penampakan dan citarasa yang khas

                                                                        contoh : tempe,tauco dan oncom

   

   - 3. menurunkan kadar senyawa beracun seperti   

                          Antirosin pada kedelai .

                                                                         

                                                                    -4.memecah senyawa komleks menjadi sederhana

                                                                        Contoh: rhizopus oligosporus dapat meningkatkan

                                                                          Vitamin B₁₂ pada tempe.begitupun dengan
                                                                          kandungan Niasin dan Riboflavin

   

20 Soal Metabolisme

1. Berikut ini pernyataan yang berhubungan dengan metabolisme yang benar adalah

a.  anabolisme merupakan reaksi pemanfaatan energi

b.  metabolisme dapat terjadi di luar tubuh organisme

c.  katabolisme merupakan reaksi penyimpanan energi

d.  anabolisme merupakan reaksi penyimpanan energi

e.  katabolisme merupakan reaksi endorgenik

2. Tujuan utama proses kataboisme di dalam sel tubuh mahluk hidup adalah

Untuk........

a.  memecah senyawa kompleks

b.  mendapatkan energi panas

c.  mengubah energi kinetik

d.  membebaskan energi dalam senyawa sumber

e.  mengoksidasi senyawa organik

3. Fermentasi yang berlangsung dalam lingkungan aerob,misalnya peristiwa fermentasi....

a.  asam laktat                                     d. asam cuka

b.  alkohol                                           e.  asam lelah

c.  uap air

4. Pada respirasi sel, daur krebs berlangsung di dalam

a.  ribosom

b.  nukleus

c.  sitoplasma

d.  plastida

e.  mitokondria

5. Dalam peristiwa glikolisis di hasilkan

a.  asam piruvat,NADH, dan ATP

b.  NADH,asam amino,dan NAD

c.  fosfoliseraldehid dan ATP

d.  fosfoliseraldehid,NADH, dan NAD

e.  fosfoliseraldehid,ATP,dan NAD

6. Pada peristiwa respirasi,dibebaskan sejumlah molekul air. Hidrogen yang terdapat

Pada molekul air berasal dari .....

a.  NAD

b.  asam piruvat

c.  NADH

d.  glukosa

e.   uap air

7. Gelombang cahaya manakah yang penting dalam fotositesis

a.  kuning                                            d. merah

b.  biru                                                 e.  hijau

c.  merah muda

8. Berikut ini yang mrupakan sifat enzim adalah.....

a. berfungsi sebagai katalisator

b. sebagai suatu protein

c  kerja enzim bersifat  khusus

d. enzim tidak tahan terhadap panas

e.  semua benar

9. Karbohidrat yang telah di cerna usus akan dapat di serap oleh dinding usus

Jika sudah dalam bentuk...

a.  polisakarida

b.  disakarida

c.  zat pati

d.  monosakarida

e.  amilum

10.  Dalam peristiwa daur krebs, satu molekul asetil co-A akan menghasilkan

a.  10 ATP

b.  12 ATP 

c.  13 ATP

d.  14 ATP

e.  15 ATP

11.  Proses pembongkaran pada sel yang berperan dalam menghasilkan energi adalah ....

a.  katabolisme

b.  metabolisme

c.  anabolisme

d.  kemosintesis

e.  fotosintesis

12. Enzim bila dipisahkan terdiri atas apoenzim dan koenzim. Yang menyebabkan

Enzim menjadi aktid adalah ......

a.  zimogen

b.  apoenzim

c.  sintesis

d.  koenzim

e.  holoenzim

13. Berikut ini yang tidak mempengaruhi aktivitas

enzim adalah ...

a.  substrat

b.  katalisator

c.  H₂O

d.  suhu

e.  pH

14.  Zat berikut yang bukan berasal dari asam piruvat secara langsung adalah...

a.  asetil Co-A                         c. etanol                       e. alanin

b.  asam sitrat                          d.  asam laktat

15.  Reaksi gelap fotosintesis disebut juga ...

a.  siklus  krebs

b.  siklus siklik

c.  siklus  no  siklik

d.  siklus  calvin

e.   siklus black

16. Tempat terjadinya reaksi terang ….

a.  tilakoid

b.  stroma

c.  grana

d.  plastida

e.  sentromer

17.  Metabolisme karbohidrat yang berfungsi untuk

 membentuk  glikogen  dari glukosa disebut..

 a.  glikolisis

 b.  glikogenesis

 c.  glukosuria

 d.  hipoglisema

 e.  hiperglisema

18. Hormon yang berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam darah adalah …..

a. adrenalin

b. tripsin

c. linin

d. glutamate

e.  insulin

19. Proses mengubah zat beracun menjadi tidak beracun dan dapat di keluarkan dari tubuh dinamai proses?

a. fotosintesis

b. kemosintesis

c. detoksifikasi

d. katabolisme

e.  metabolisme

20.  faktor yang mempengaruhi enzim dan aktivitas enzim adalah ...

       a.  temperatur

       b.  air

       c.  pH

       d. semua benar

       e.  semua salah

21.  Substrat yang digunakan dalam tahapan glikolisis adalah....

a.  fruktosa

b.  asam  piruvat

c.  gliseraldehid

d.  glukosa

e.  maltosa

22.  Reaksi terang pada peristiwa fotosintesis adalah ...

a.  fotosintesis

b.  fiksasi CO₂

c.  penguraian  klorofil

d. siklus Calvin------ Benson

e.  pemecahan molekul air

23. Enzim merupakan biokatalisator orgnik yang dihsilkan oleh organisme yang terdiri

a.  menguraikan energi

b.  mempercepat dan memperlambat reaksi kimia

c.  membentuk  deposisi zat dalam sel

d.  mengatur metaboisme sel

e.  menetralisir racun

24. Enzim bekerja seperti gembok dan anak kunci. Penghalang enzim untuk bekerja salah satunya adalah inhibitor kompetitif. Inhibitor ini akan menggangu karena.

a. membuat enzim ikut bereaksi

b. menempati  sisi aktif enzim

c.  mengkoagulasikan enzim

d. merubah bentuk enzim

e.  memecah enzim

25. Pembentukan glukosa dari piruvat ( kebalikan glikolisis) disebut....

a. glukoneogenesis

b. fermentasi

c. glikogenesis

d. glikolisis anaerob

e.  daur krebs

ALEXANDER OKTAVIANDRI

12 IPA B