Rabu, 27 Oktober 2010

Arum Rusintya (XII IPA A), Metabolisme

Metabolisme merupakan aktivitas hidup yang selalu terjadi pada setiap sel hidup,
pada metabolisme sel bahan dan energy diperoleh dari lingkungan sel yang berupa
cairan.
Mekanisme pertukaran zat dalam sel dengan cairan eksternal melalui lima cara,
yaitu
difusi, osmosis, transport aktif, endositosis, dan eksositosis.

Metabolisme dapat dogolongkan menjadi dua, yaitu anabolisme dan katabolisme.
A.Enzim
Beberapa reaksi kimia dalam tubuh mahluk hidup terjadi sangat cepat. Hal ini
terjadi karena adanya suatu zat yang membantu proses tersebut. Bila zat ini
tidak ada ada maka proses – proses tersebut akan terjadi lambat atau tidak
berlangsung sama sekali. Zat
tersebut dikenal dengan nama fermen atau enzim. Enzim adalah bio katalisator ,
yang artinya dapat mempercepat reaksi – reaksi biologi tanpa mengalami perubahan
struktur kimia.
Pada enzim terdapat bagian protein yang tidak tahan panas yaitu disebut dengan
apoenzim, sedangkan bagian yang bukan protein adalah bagian yang aktif dan
diberi nama gugus prostetik, biasanya berupa logam seperti besi, tembaga , seng
atau suatu bahan senyawa organic yang mengandung logam. Apoenzim dan gugus
prostetik merupakan suatu kesatuan yang disebut holoenzim, tetapi ada juga
bagian enzim yang apoenzim dan gugus prospetiknya tidak menyatu. Bagian gugus
prostetik yang lepas kita sebut koenzim, yang aktif seperti halnya gugus
prostetik.


1. Cara kerja enzim

a. Model kunci gembok (block and key)
Enzim dimisalkan sebagai gembok karena memiliki sebuah bagian kecil yang dapat
berikatan dengan substrat . bagian tersebut disebut sisi aktif.
Substrat dimisalkan sebagai kunci karena dapat berikatan secara pas dengan sisi
aktif
enzim (gembok).

b. Induksi pas (model induced fit)
Pada model ini sisi aktif enzim dapat berubah bentuk sesuai dengan bentuk
substratnya.

2. Faktor – faktor yang mempengaruhi kerja enzim

a. Temperatur
b. Perubahan pH
c. Konsentrasi enzim dan substrat

3. Inhibitor Enzim

a. Inhibitor kompetitif.
Pada penghambatan ini zat – zat penghambat mempunyai struktur yang mirip dengan
struktur substrat. Dengan demikian baik substrat maupun zat penghambat
berkompetisi
atau bersaing untuk bersatu dengan sisi aktif enzim , jka zat penghambat lebih
dulu
berikatan dengan sisi aktif enzim , maka substratnya tidak dapat lagi berikatan
dengan
sisi aktif enzim.

Sifat – sifat Enzim :
1) Sebagai bio katalisator :
- mempengaruhi kecepatan reaksi kimia, tanpa ia sendiri mengalami perubahan
kimia yang bersifat permanen.
- jumlah tidak perlu banyak
2) Bersifat spesifik , artinya suatu enzim hanya aktif pada substrat tertentu.
3) Dipengaruhi suhu :
- suhu maksimum
- suhu optimum ±400C
- suhu minimum
4) dipengaruhi pH , suatu ezim hanya aktif pada pH tertentu saja
5) dapat diluar dan didalam sel.

B. FOTOSINTESIS
Suatu ciri hidup yang hanya dimiliki oleh tumbuhan hijau adalah kemampuan dalam
mengggunakan zat karbon dari udara untuk diubah menjadi bahan organic serta
diasimilasi dalam tubuh tumbuhan. Oleh karena proses pengubahan itu memerlukan
energy cahaya, maka asimilasi zat karbon disebut fotosintesis. Atau secara
lengkap
pengertian fotosintesis atau asimilasi karbon ialah proses pengubahan zat – zat
anorganik
H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zat organic karbohidrat dengan bantuan cahaya.
Peristiwa fotosintesis dapat dinyatakan dengan persamaan reaksi kimia sebagai
berikut:
Cahaya
6 CO2 + 6 H2O------------- C6H12O6 + 6 O2
Klorofil
Kloroplas sebagai bahan dasar fotosintesis memiliki energi dari sinar matahari
disimpan lalu diubah menjadi molekul dan glukosa. Didalam mitokondria energy
yang
telah diubah menjadi glukosa dibongkar kembali untuk digunakan bagi keperluan
proses–proses dalam sel.
Kloroplas dibungkus oleh dua lapisan (membrane),lapisan dalam berupa suatu
membrane yang kompleks,pada membrane ini terdapat beberapa lapisan kantung yang
rata,disebut grana. Zat warna klorofil dan molekul – molekul yang membantu
penangkapan sinar matahari berada sisalam grana.didalam seluruh grana terdapat
larutan protein yang disebut stroma.

TAHAPAN – TAHAPAN FOTOSINTESIS
Proses fotosintesis yang terjadi di kloroplas melalui dua tahap reaksi, yaitu:
1. Reaksi terang
Terjadi bila terdapat sinar, misalkan sinar matahari. Selama tahap ini klorofil
didalam membrane gana menyerap sinar merah dan nila yang bergelombang panjang
pada spectrum sinar.
Energy yang ditangkap oleh klorofil digunakan untuk memecah molekul air.
Pemecahan ini disebut fotolisis. Fotolisis mengakibatkan molekul air pecah
menjadi hydrogen dan oksigen. Reaksi fotolisis dapat ditulis dengan persamaan:
2H2O ---- 2H2 + O2
H2 yang terlepas ditampung oleh koenzim NADP. Dalam hal ini, NADP bertindak
sebagai akseptor H2, bentuknya berubah menjadi NADPH2 dan O2tetap dalam keadaan
bebas.
NADP (Nikotinamida Adenin Dinukleotida Fosfat) merupakan koenzim yang penting
peranannya dalam kegiatan oksidasi reduksi dan banyak terdapat dalam sel hidup.
Selama proses tersebut dihasilkan ATP.

2. Reaksi gelap
Blackman (1905) adalah seorang ahli membuktikan bahwa reduksi dari CO2 ke
CHO berlangsung tanpa sinar. Sehingga reaksi gelap disebut pula sebagai reaksi
blackman atau reduksi CO.
Bila reaksi terang (Hill) dan reaksi gelap (blackman) digabung maka reaksinya
sebagai
berikut:
Hill:
2 H2O 2 NADP H2 + O2
Balckman:
CO2 + 2 NADP H2 + O2 2 NADP + H2 + CO + O + H2 + O2
Penggabungan :
2 H2O + CO CH2O + H2O + O2
Bila baris terakhir ini dikalikan 6 , maka kita akan memperoleh:
12 H2O + 6 CO2 (CH2O)6 + 6 H2 + 6 O2

Reaksi gelap merupakan penyusutan CO2 oleh H2 yang dibawa oleh NADP tersebut.
Dalam peristiwa ini , penyusutan CO2 tidak membutuhkan sinar , sehingga reaksi
tersebut
dinamakan reaksi gelap.

D. KEMOSINTESIS
Peristiwa asimilasi dengan zat kimia sebagai sumber energinya disebut sebagai
kemosintesis,organism pelakunya disebut sebagai organisme kemosintetik atau
kemoautotrof.
Organisme kemoautotrof ini juga menggunakan CO2 sebagai sumber karbonnya, akan
tetapi energy untuk melakukan proses asimilasi berasal dari energy kimia , bukan
dari cahaya.
Energy diperoleh dari hasil oksidasi senyawa anorganik yang diperoleh dari
lingkungannya , missal : sulfide, nitrogen , sulfur, besi, ammonia, nitrit.
Organisme pelaku kemosintesis :
a. Bakteri Belerang, missal : Beggiatoa, Thiotrix.
b. Bakteri nitrifikasi, missal : Nitrosomonas,Nitrosococcus, Nitrobacter.
c. Bakteri besi, missal ferrobacillus

"bakteri nitrifikasi banyak ditemukan di buntil akar tumbuhan kacang - kacangan"
Jadi kemosintesis menggunakan bahan anorganik sebagai sumber energinya dan CO2
sebagai sumber karbon dan air.

E. RESPIRASI SEL
Didalam setiap sel hidup terjadi proses metabolisme. Salah satu proses tersbut
adalah katabolisme. Katabolisme disebut pula disimilasi, karena dalam proses ini
energy yang tersimpan ditimbulkan kembali atau dibongkar untuk menyelenggarakan
proses – proses kehidupan .
Respirasi sel berlangsung didalam mitokondria melalui proses glikolisis, yakni
proses pengubahan atom C6 menjadi C3. Dilanjutkan dengan proses dekarboksilasi
oksidatif yang mengubah senyawa C3 menjadi senyawa C2danC1(CO2). Kemudian daur
krebs mengubah senyawa C2 menjadi senyawa C1(CO2¬).
Pada setiap tingkatan ini dihasilkan energy berupa ATP (adenosine Tri
Phosphat)dan Hidrogen. Hydrogen yang berenergi bergabung dengan akseptor
hydrogen untuk dibawa ke transfer electron ; energynya dilepaskan dan hydrogen
diterima oleh O2 menjadi H2O.

Didalam proses respirasi dihasilkan senyawa antara CO2 yang merupakan bahan
dasarproses anabolisme.
Didalam proses respirasi sel bahan bakarnya adalah gula heksosa. Pembakaran
tersebut memerlukan oksigen bebas.
Dalam respirasi aerob, Gula heksosa mengalami pembongkaran dengan proses
yang sangat panjang. Pertama kali glukosa sebagai bahan dasar mengalami
fosfolarisasi, yaitu proses penambahan fosfat kepada molekul – molekul glukosa
hingga menjadi fruktosa -1, 6 – difosfat. Pada fosforilasi , ATP dan ADP memgang
peranan penting sebagai pengisi fosfat.
Adapun pengubahan fruktosa – 1 , 6 – dipospat hingga akhirnya menjadi CO2 dan
H2O dapat dibagi menjadi empat tahap , yaitu:

1. Glikolisis
Adalah rangkaian reaksi pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat dengan
menghasilkan NADH dan ATP.

2. Reaksi Antara
Setelah glikolisis terjadi reaksi antara. (dekarboksilasi oksidatif), yaitu
pengubahan
asam piruvat menjadi 2 asetil KoA sambil menghasilkan CO2 dan 2NADH2.
Perubahan asam piruvat menjadi asetil KoA merupakan persimpangan jalan untuk
menuju berbagai biosintesis yang lain. Asetil KoA yang terbentuk kemudian
memasuki siklus krebs.

3. Siklus Krebs ( Siklus Asam Sitrat)
Pada siklus krebs ini (terjadi dimatriks mitokondria) asetil KoA diubah menjadi
KoA.
Asetil KoA bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. KoA
dilepaskan
sehingga memungkinkan untuk mengambil fragmen 2C lain dari asam piruvat.

Pembentukan asam sitrat terjadi diawal siklus krebs , sementara itu sisa dua
karbon dari
glukosa dilepaskan sebagai CO2.
Selama terjadi pembentukan – pembentukan , energy yang dibutuhkan dilepaskan
untuk
menggabungkan fosfat denga ADP membentuk molekul ATP.
Pada siklus krebs , pemecahan rantai karbon pada glukosa selesai, Jadi, sebagai
hasil
dari glikoslisis , reaksi antara dan siklus krebs adalah pemecahan satu molekul
glukosa 6 karbon menjadi 6 molekul 1 karbon, selain itu juga dihasilkan 2
molekul ATP dari
glikolisis dan 2 ATP lagi dari siklus krebs.
Perlu diingat bahwa tiap – tiap proses melepaskan atom hydrogen yang ditranspor
ke sistem transport electron oleh molekul pembawa .

4. Sistem transport electron

Pada sistem transpor electron berlangsung pengepakan energy dari glukosa menjadi
ATP. Reaksi ini terjadi didalam membaran dalam mitokondria, hydrogen dari siklus
krebs yang tergabung dalam FADH2 dan NADH diubah menjadi elektorn dan proton.
Pada sistem transport electron ini, oksigen adalah akseptor electron yang
terakhir , setelah menerima electron , O2 akan bereaksi dengan H+ membentuk H2O.
pada sistem ini dihasilkan 34 ATP.

5. Respirasi Aerob dan Anaerob
Respirasi aerob adalah suatu proses pernapasan yang membutuhkan oksigen dari
udara.

Dari proses ini dihasilkan CO2 dan H2O serta energy yang lebih banyak , yaitu 38
ATP

Soal:
1. Keseluruhan reaksi kimia yang terjadi di dalalm tubuh organisme disebut ..
(A)Anabolisme (D) Respirasi
(B)Fotosintesis (E) Katabolisme
(C)Metabolisme
2.Untuk berfotosintesis tumbuhan mengambil zat dari lingkungannya berupa ….
(A)Oksigen (D) Gula
(B)Klorofil (E) Karbon dioksida
(C) Air
3.Tahap awal dari proses siklus krebs, senyawa asetil Ko.A akan di ikat oleh…
(A)RUBP (D) Asam Oksaloasetat
(B)Asam Sitrat (E) Asam Laktat
(C)Rubisco
4.Klorofil diperlukan daun untuk berfotosintesis karena klorofil dapat ….
(A) Bereaksi dengan air (D) Mengikat karbon dioksida
(B) Menghasilkan oksigen pada reaksinya (E) Mengikat oksigen
(C) Menyerap energi matahari
5. O2 yang dihasilkan pada proses fotosintesis berasal dari…
(A)Fiksasi CO2 (D) Fotolisis air
(B)Fotorespirasi (E) Reaksi gelap
(C)Fosfosrilasi
6. Berikut ini salah satu faktor yang dapat menurunkan laju fotosintesis adalah…
(A) Intensitas cahaya Tinggi (D)Pencemaran Udara
(B) Kadar klorofil rendah (E)Konsentrasi CO2
(C) Kandungan mineral yang banyak
7.Oksigen dari lingkungan masuk melalui daun karena pada daun terdapat …..
(A)Stomata (D) Epidermis
(B)Lentisel (E) Floem
(C)Rambut akar
8.Dalam proses respirasi, zat yang diambil secara difusi dari lingkungannya
berupa …
(A)Oksigen (D) Gula
(B)Klorofil (E) Cahaya
(C)Karbon dioksida
9. Pada proses respirasi, kandungan substrat yang rendah dapat mengakibatkan….
(A)Meningkatnya laju respirasi (D)Penghambatan pengikatan CO2
(B)Meracuni tanaman (E)Menonaktifkan enzim tanaman
(C)Rendahnya laju respirasi
10. Pada fotosintesis reaksi pengikatan CO2 berlangsung didalam :
(A)Klorofil (D)Sitoplasma
(B)Kloroplas (E)Stomata
(C)Amiloplas
11. Enzim tersusun atas zat protein dan zat non protein. Kandungan zat protein
disebut :
(A)Apoenzim (D)Koenzim
(B)Holoenzim (E)Gugus prostetik
(C)Kofaktor
12. Dalam proses fermentasi jamur Sacharomyces dapat mengubah :
(A)Gula menjadi alkohol dan H2O
(B)Gula menjadi alkohol dan CO2
(C)Gula menjadi cuka dan H2O
(D)Gula menjadi cuka dan CO2
(E)Gula menjadi alkohol dan CO
13. Permbuatan tape dari singkong dengan bantuan jamur Sacharomyces sp disebut
proses:
(A)saponipikasi (D)fragmentasi
(B)respirasi aerob (E)fosforilasi
(C)fermentasi
14. Produk tahap glikolisis adalah :
(A)Asam laktat dan 2 ATP (D)Asam piruvat dan 4 ATP
(B)Asam piruvat dan 2 ATP(E)FAD dan 34 ATP
(C)Asetil koenzim A dan 2 ATP
15. Transfer elektron terjadi di dalam mitokondria dibantu dengan enzim sitokrom
sehingga hasil sampingan proses ini adalah :
(A)O2 (D)ATP
(B)H2O (E)ADP
(C)CO2¬
16. Fiksasi CO2 dalam proses fotosintesis dilakukan oleh
(A)Ribulose difosfat (D)Asam piruvat
(B)Asam posfogliserat(E)Asam sitrat
(C)Aldehid posfogliserat
17. Pada reaksi terang fotosintesis dihasilkan :
(A)NADPH2, ATP dan glucosa (D)NADPH2,APG,H2O
(B)NADPH2, ATP dan O2 (E)RDP, APG, H2O
(C)ATP, O2, RDP
18.Manakah dari substansi berikut yang terbentuk dalam reaksi gelap fotosintesis
?
(A)ATP(D)Ribulose difosfat
(B)AsamPiruvat(E)NADPH
(C)Oksigen
19. Mikroorganisme berikut yang tidak dapat melakukan kemosintesis adalah :
(A)Nitrosomonas (B)Bakteri belerang
(C)Nitrosococus (D)Rhizopus Oligosporus
(E)Nitrobacter
20. Bila dalam tahap siklus Krebs dihasilkan 8 NADH dan 2 molekul FADH2, maka
setelah melalui transfer elektron akan dihasilkan ATP sejumlah :
(A)10
(B)20
(C)28
(D)30
(E)32

jawaban:
1.c
2.e
3.d
4.d
5.d
6.d
7.a
8.c
9.c
10.a
11.e
12.b
13.c
14.b
15.d
16.a
17.b
18.d
19.e
20.e

Tidak ada komentar:

Posting Komentar