Bab Metabolisme

Metabolisme adalah proses penyusunan (anabolisme) dan pembongkaran (katabolisme) zat-zat dalam tubuh organisme.

A. Enzim

Reaksi metabolisme merupakan reaksi enzimatis yang melibatkan enzim. Sifat-sifatnya sbb:

1. merupakan protein.
2. biokatalisator (katalisator hidup yang mempercepat reaksi kimia tetapi tidak berubah setelah selesai reaksi.
3. mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi.
4. tidak mengubah keseimbangan reaksi.
5. bekerja sangat spesifik, yaitu satu substrat, satu enzim.
6. memiliki sisi aktif atau sisi katalistik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombionasi.
7. substrat “asing” berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim:

1. konsentrasi substrat,
2. konsentrasi enzim,
3. temperatur,
4. prubahan pH.

B. Respirasi Aerob dan Anaerob

Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.

1. Respirasi aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen bebas.

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

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:

1. glikolisis
2. 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.

C. Fotosintesis

Fotosintesis adalah proses pembentukkan bahan organik dari bahan organik dengan bantuan cahaya dan kloroplas. 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.

D. 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

E. Percobaan Tentang Fotosintesa dan Respirasi

1. Ingenhouz

• tujuan: membuktikan pada fotosintesis dilepaskan oksigen,
• obyek: tanaman air Hydrilla verticillata,
• hasil: tanaman air yang ditutup dengan corong terbalik dan ditempatkan di bawah sinar matahari maka timbullah gelembung-gelembung gas (oksigen).

2. Engelmann

• tujuan: membuktikan pada fotosintesis mutlak diperlukan klorofil,
• obyek: ganggang Spyrogira dan bakteri oksigen,
• hasil: hanya kloroplas yang terkena sinar yang melepaskan oksigen, hal ini terbukti dengan berkerumunnya bakteri oksigen di sekitar tempat yang terkena sinar.

3. Sachs

• tujuan: membuktikan bahwa pada fotosintesis dihasilkan amilum,
• obyek: daun yang sebagian ditutup dan reagent Yodium,
• hasil: daun yang menjadi obyek dimasukkan ke air panas kemudian ke alkohol dan kemudian ke reagent Yodium. Hasilnya adalah daun yang tidak ditutup berwarna hitam dan yang ditutup tidak berwarna.

4. Percobaan Respirasi pada Hewan

• tujuan: mempelajari respirasi pada hewan, melihatfaktor-faktor yang mempengaruhi jumlah kebutuhan oksigen pada hewan saat bernafas.

1. Katalis yang bekerja dalam tubuh makhluk hidup disebut juga. . .
    A.fotosintesis
    B.biokatalisator
    C.metabolisme
    D.endergonik
    E.eksoterm
2. Reaksi penguraian senyawa yang komples menjadi senyawa yang lebih sederhana di sebut. . .
    A.reaksi reduksi
    B.reaksi oksidasi
    C.anabolisme
    D.metabolisme
    E.katabolisme
3. Penyusun untama enzim dalam bentuk molekul protein di sebut. . .
    A.kofaktor
    B.apoenzim
    C.haloenzim
    D.ko-enzim
    E.gugus protestik
4. Enzim katalis reaksi dengan cara meningkatkan laju reaksi .Peningkatan laju reaksi dilakukan enzim   melalui.. .
    A.peningkatan enegi aktivasi
    B.energi aktivasi meningkat kerja enzim
    C.penurunan energy aktivasi
    D.energi aktivasi tidak mempengaruhi kerja enzim
    E.kerja enzim tidak ada hubungan nya dengan energy aktivasi
5. Faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim yaitu. . .
    A.panas dan kelembapan
    B.suhu dan kelembapan
    C.suhu dan pH
    D.pH dan energy
    E.jumlah substrat dan kelembapan
6. Reaksi glikolisis terjadi di dalam . ..
    A.mitokondria
    B.membran sel
    C.membran dalam mitokondria
    D.sitoplasma
    E.kloroplas
7. Bagian enzim yang bersifat termolabil adalah. . .
    A.koenzim
    B.kofaktor
    C.apoenzim
    D.gugus prostetik
    E.holoenzim
8. Komponen utama yang di butuhkan pada peristiwa fotosintesis ialah. . .
    A.H₂O,ATP,klorofil,cahaya matahari
    B.CO₂,O₂,klorofil,cahaya matahari
    C.H₂O,O₂,cahaya matahari klorofil
    D.klorofil,CO₂,H₂O,cahaya matahari
    E.CO₂,klorofil,cahaya matahari,H₂O
9. Perhatikan tahap-tahap berikut!
    1. Sklus krebs
    2. Dekarboksilasi oksidatif
    3. Glikosis
    4. Transport electron
   Urutan tahap-tahap dalam respirasi adalah. . .
   A.1-2-3-4
   B.1-3-4-2
   C.3-4-2-1
   D.3-2-1-4
   E.4-2-1-3
10. Senyawa-senywa yang dihasilkan dalam reaksi glikolisis adalah. . .
   A.asam piruvat,ATP dan NADH
   B.asam piruvat,CO₂,FADH₂
   C.Asetil KoA,ATP,NADH
   D.ATP,NADH,FADH₂
   E.asetil KoA,asam piruvat,ATP
11. Pembuatan tape singkong dengan bantuan ragi merupakan proses. . .
    A.Hidrolisis
    B.Degradasi
    C.Fragmentasi
    D.fosforilisasi
    E.Fermentasi
12. Tahapan respirasi yang paling banyak menghasilka energy adalah. . .
    A.glikolisis
    B.dekarboksilasi oksidatif
    C.siklus krebs
    D.transpor electron
    E.siklus calvin
13. Pada respirasi aerob,jumlah oksigen yang di perlukan untuk mengutraikan satu molekul glukosa menjadi  6 molekul CO₂,6 molekul H₂O dan ATP adalah sebanyak. . .
   A.6 molekul O₂
   B.2 molekul O₂
   C.6 molekul O₂dan asam piruvat
   D.2 molekul O₂ dan 1 molekul NADH
    E.6 molekul O₂DAN 1 molekul FADH₂
14. Pembentukan oksigen dalam reaski fotosintesis pada tahap. . .
   A.siklus calvin
   B.reaksi terang
   C.reaksi gelap
   D.fotosistem I
   E.fotosistem II
15. Tempat terjadinya dan jumlah ATP yang dihasilkan dari system transport electron adalah. . .
   A.nukleus,34ATP
   B.mitokondria ,34 ATP
   C.sitoplasma 34 ATP
   D mitokondria 24 ATP
   E.kloroplas 34 ATP Metabolisme