Fera Widiastuti: metabolisme

MAKALAH BIOLOGI

METABOLISME SEL

Disusun oleh :

Nama : Fera Widiastuti

No : 07

Kelas : XII IPA1

SMA NEGERI KEBAKKRAMAT

TAHUN PELAJARAN 2012/2013

A. Pengertian

Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang disertai dengan perubahan energy yang berlangsung dalam sel hidup secara terus menerus.

Metabolism dibedakan menjadi :

1. Katabolisme

Katabolisme 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 respirad, bila dalam lingkungan tanpa oksigen (anaerob) disebut fermentasi.

Contoh Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.
(glukosa)

Contoh Fermentasi :C6H1206 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.
(glukosa) (etanol)

2. Anabolisme
Anabolisme 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.

B. ENZIM

Enzim adalah biokatalisator organik yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma, yang terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein.

Sifat-sifat enzim :

a. Enzim hanya mengubah kecepatan reaksi, artinya enzim tidak mengubah produk akhir yang dibentuk atau mempengaruhi keseimbangan reaksi, hanya meningkatkan laju suatu reaksi.

b. Enzim bekerja secara spesifik, artinya enzim hanya mempengaruhi substrat tertentu saja.

c. Enzim merupakan protein. Oleh karena itu, enzim memiliki sifat seperti protein. Antara lain bekerja pada suhu optimum, umumnya pada suhu kamar. Enzim akan kehilangan aktivitasnya karena pH yang terlalu asam atau basa kuat, dan pelarut organik. Selain itu, panas yang terlalu tinggi akan membuat enzim terdenaturasi sehingga tidak dapat berfungsi sebagai mana mestinya.

d. Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit. Sesuai dengan fungsinya sebagai katalisator, enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit.

e. Enzim bekerja secara bolak-balik. Reaksi-reaksi yang dikendalikan enzim dapat berbalik, artinya enzim tidak menentukan arah reaksi tetapi hanya mempercepat laju reaksi sehingga tercapai keseimbangan. Enzim dapat menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain. Atau sebaliknya, menyusun senyawa-senyawa menjadi senyawa tertentu. Reaksinya dapat digambarkan sebagai berikut.

f. Enzim dipengaruhi oleh faktor lingkungan. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah suhu, pH, aktivator (pengaktif), dan inhibitor (penghambat) serta konsentrasi substrat.

Cara kerja enzim :

Enzim memiliki sisi aktif, yaitu bagian enzim yang berfungsi sebagai katalis. Pada sisi ini, terdapat gugus prostetik yang diduga berfungsi sebagai zat elektrofilik sehingga dapat mengkatalis reaksi yang diinginkan. Bentuk sisi aktif sangat spesifik sehingga diperlukan enzim yang spesifik pula. Hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim. Agar dapat bereaksi, enzim dan substrat harus saling komplementer.

Cara kerja enzim dapat dijelaskan dengan dua teori, yaitu teori gembok dan anak kunci, dan teori kecocokan yang terinduksi.

a. Teori gembok dan anak kunci (Lock and key theory)

Enzim dan substrat bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang masuk dalam gembok. Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah. Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.

b. Teori kecocokan yang terinduksi (Induced fit theory)

Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupi substrat membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim tidak aktif.

Komponen penyusun enzim :

a. Enzim protein sederhana, tersusun oleh protein saja.

b. Holoenzim terdiri atas :

Apoenzim yaitu bagian enzim yang tersusun atas protein bersifat termolabil, tidak tahan panas mudah rusak pada suhu di atas 60⁰C.

Kofaktor yaitu bagian enzim yang tidak tersusun atas protein bersifat termolabil, tahan panas.

Factor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim :

a. Temperatur

Temperature yang terlalu tinggi akan mengakibakan denaturasi protein. Temperature yang rendah dapat menghambat reaksi.

b. Perubahan pH

Perubahan pH dapat mempengaruhi kerja enzim. Enzin tidak dapat bekerja secara efektif jika dalam suasana asan dan basa.

c. Konsentrasi enzim dan substrat

Enzim dapat bekerja efektif jika perbandigan jumlah antara enzim dan substrat sesuai. Jika enzim terlalu sedikit dan substrat terlalu banyak reaksi akan berjalan lambat. Dan semakin banyak enzim maka akan semakin cepat reaksi.

d. Inhibitor enzim

Jika inhibitor ditambahkan ke dalam campuran enzim dan substrat maka kecepatan akan turun.jenis inhibitor :

· Inhibitor kompetitif

Zat-zat penghambat mempunyai struktur yang mirip dengan struktur substratnya.

· Inhibitor nonkompetitif

Substrat sudah tidak dapat berikatan dengan kompleks enzim-inhibitor karena sisi aktif sudah berubah.

C. Respirasi

Merupakan proses metabolisme dengan pembongkaran senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana dengan pembebasan energy.

Respirasi aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen bebas.
Respirasi anaerob, yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas.

Respirasi aerob

Respirasi sel secara aerob berlangsung melalui empat tahap, yaitu:

1. Glikolisis

berlangsung di sitoplasma,
berlangsung secara anaerob,
mengubah satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat,
dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa.

2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

berlangsung pada matriks mitokondria,
mengubah asam piruvat menjadi Asetil Koenzim A,
dihasilkan 1 NADH dan CO2 untuk setiap pengubahan molekul asam piruvat menjadi Asetil Koenzim A.

3. Siklus Kreb’s

berlangsung pada matriks mitokondria,
mengubah Asetil Koenzim A menjadi CO2,
untuk tiap molekul senyawa Asetil Koenzim A dihasilkan 1 ATP, 1 FADH, dan 3 NADH.

4. Rantai Transpor Elektron

NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen,
melalui rantai respirasi, hidrogen dari NADH dan FADH yang dihasilkan pada proses glikolisis. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dan siklus kreb’s dilepaskan ke oksigen (sebagai senyawa penerima hidrogen terakhir), untuk membentuk H20 dengan melepaskan energi secara bertahap,
satu molekul NADH akan menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan menghasilkan 2 ATP.

Pada respirasi anaerob jalur yang ditempuh meliputi:

glikolisis
pembentukkan alhokol (fermentasi alkohol) atau pembentukkan asam laktat (fermentasi asam laktat). Contoh organisme yang melakukan fermentasi alkohol adalah ragi. Reaksi fermentasi adalah:

C6H12O6 (glukosa) → 2 CH3-CH2-OH (etanol) + 2 CO2 + E
contoh organisme yang melakukan fermentasi asam susu adalah bakteri asam susu yang menyebabkan asamnya susu.

Tabel tahap respirasi sel secara aerob.

No	Tahapan	Tempat	Substrat	hasil
1	Glikolisis	Sitoplasma	C₆H₁₂O₆	2ATP, 2Asam piruvat, 2NADH
2	Dekarboksilasi oksidatif	mitokondria	Asam piruvat	Asetil CO-A
3	Siklus asam sitrat	Matriks mitokondria	Asetil CO-A	NADH₂ + ATP
4	Siklus krebs	Matriks mitokondria	Glukosa
5	Transpor elektron	Membran dalam mitokondria	NADH₂ dan FADH₂	30ATP + 4ATP + H₂O+ CO₂

Respirasi anaerob

Respirasi jalur yang dilalui adalah glikoliss dan fermentasi alcohol.Fermentasi adalah proses pembebasan energy tanpa oksigen. Ciri-ciri dari fermentasi adalah:

1. Terjadi pada organisme yang tidak membutuhkan oksigen bebas.

2. terjadi proses glikolisis

3. tidak terjadi penyaluran elektron ke Siklus Krebs dan Transpor Elektron

4. energi (ATP) yang terbentuk lebih sedikit jika dibandingkan dengan respirasi aerob

5. Fermentasi terdiri atas 3 macam, yaitu:

a. Fermentasi Asam Laktat

b. Fermentasi Alkohol

c. Fermentasi Asam Cuka

a. Fermentasi Asam Laktat

Fermentasi Asam Laktat merupakan proses fermentasi yang menghasilkan Asam Laktat (asam susu = asam lelah). Ciri-ciri dari fermentasi asam laktat adalah:

1. Terjadi pada hewan tingkat tinggi dan manusia

2. menghasilkan Asam Laktat sebagai produk sampingan yang mengakibatkan:

a. napas tersengal-sengal

b. pegal-pegal di sekujur tubuh

3. dihasilkan energi sebesar 2 ATP

4. reaksi sederhananya:

2CH₃CCOCOOH → 2CH₃CHOHCOOH + 47 kkal

b. Fermentasi Alkohol
Fermentasi Alkohol merupakan proses fermentasi yang menghasilkan alkohol sebagai produk sampingan.
Ciri-ciri fermentasi alkohol:
1. terjadi pada sel Ragi (Saccharomyces cerreviceae).
2. menghasilkan alkohol sebagai produk sampingan. Alkohol mengakibatkan racun bagi organisme tersebut.
3. dihasilkan energi sebesar 2 ATP + 2 NADH₂
4. reaksi sederhananya:
2CH₃COCOOH → 2CH₃CH₂OH + 2CO₂ + 28 kkal

c. Fermentasi Asam Cuka
Fermentasi asam cuka merupakan proses fermentasi yang berlangsung dalam keadaan aerob dan menghasilkan asam cuka.
Ciri-ciri fermentasi asam cuka:
1. terjadi pada bakteri asam cuka
2. substratnya adalah Etanol (Alkohol)
3. dihasilkan energi 5 kali lebih besar dari fermentasi alkohol, yaitu 10 ATP

Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Katabolisme dan Anabolisme

a. Cahaya

b. Suhu

c. CO₂

d. O₂

e. H₂O

f. Unsur/senyawa kimia

D. FOTOSINTESIS

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari. Reaksi :

6H₂O + 6CO₂ + cahaya → C₆H₁₂O₆ (glukosa) + 6O₂

Proses fotosintesis terjadi pada kloroplas dengan dua tahap reaksi, yaitu:

1. Reaksi Terang

· terjadi pada tilakoid (grana) kloroplas,

· terjadi proses fotolisis air sehingga dihasilkan oksigen. Jadi, oksigen dihasilkan dari H2O,

· reaksi tergantung pada cahaya untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia berupa ATP dan NADPH.

2. Reaksi Gelap

· terjadi pada stroma kloroplas,

· reaksi yang dapat (bukan harus) berlangsung dalam gelap karena enzim-enzim untuk fiksasi CO2 pada stroma kloroplas tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan ATP dan NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang,

· menggunakan daur Calvin (daur reduksi karbon, daur C-3) yang terdiri atas tiga bagian utama, yaitu:

1. karboksilasi adalah penambahan CO2 ke RuBp (Ribulosa Bi Pospat) membentuk dua molekul APG (Asam Pospo Gliserat) dengan bantuan enzim karboksilase,

2. reduksi adalah perubahan gugus karboksil dalam APG menjadi gugus aldehid dalam PGAL (Pospo Gliserat Aldehid),

3. regenerasi adalah pembentukkan kembali RuBp yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 yang berdifusi ke dalam daun melalui stomata.

Tabel Perbedaan antara reaksi terang dengan reaksi gelap

NO	DILIHAT DARI	REAKSI TERANG	REAKSI GELAP
1.	Tempat berlangsung	bagian kloroplas bernama Grana	bagian kloroplas bernama Stroma
2.	Sumber energi	Cahaya / matahari	ATP dan NADPH₂ dari reaksi terang
3.	Proses yang terjadi	Fotolisis : pemecahan H₂O menggunakan energi cahaya menjadi ion Hidrogen dan molekul air	Fiksasi : pengikatan CO₂ , penyusunan / pengkombinasian hydrogen dg karbondioksida membentuk gula
4.	Hasilnya	O₂, ATP dan NADPH₂	Karbohidrat sederhana

E. Kemosintesis

Kemosintesis adalah asimilasi karbon yang energinya berasal dari reaksi-reaksi kimia dan tidak diperlukan klorofil. Umumnya dilakukan oleh mikroorganisme, misalnya bakteri. Organismenya disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi yang timbul digunakan untuk asimilasi karbon.

· contoh bakteri nitrit: Nitrosomonas, Nitrosococcus

· contoh bakteri nitrat: Nitrobacter

· contoh bakteri belerang: Thiobacillus, Begiatoa

Tabel perbedaan fotosintesis dan kemosintesis

NO	DILIHAT DARI	FOTOSINTESIS	KEMOSINTESIS
1.	Senyawa yang terlibat	CO₂, H₂O	Senyawa organic, O₂, CO₂, H₂O
2.	Tempat berlangsung	Kloroplas	Pigmen semacam klorofil
3.	Sumber energi	Cahaya / cahaya matahari	Senyawa organic yg dioksidasi
4.	Pelaku	Tumbuhan	Mikroorganisme kemosintetik
5.	Hasilnya	Karbohidrat sederhana	Karbohidrat sederhana

http://fera-widiastuti.blogspot.com

Fera Widiastuti

Laman

Kamis, 04 Oktober 2012

metabolisme

Tidak ada komentar:

Posting Komentar