Kelas : XII – IPA – 7
SMA Negeri 2 Cimahi
METABOLISME
Metabolisme adalah segala proses kimiawi yang terjadi dalam tubuh mahluk hidup. Pada dasarnya metabolisme terjadi menjadi dua proses, yaitu : anabolisme dan katabolisme.
Faktor – faktor yang mempengaruhi kerja enzim;
Faktor – faktor yang mempengaruhi kerja enzim;
1. Suhu
Pada suhu yang lebih tinggi, kecepatan molekul substrat meningkat, sehingga pada saat bertumbukan dengan enzim, energi molekul substrat berkurang. Hal ini memudahkan terikatnya molekul substrat pada sisi aktif enzim. Aktivitas enzim meningkat dengan meningkatnya suhu sampai pada titik tertentu. Peningkatan suhu meningkatkan energi kinetik pada molekul substrat enzim, sehingga kecepatan reaksi meningkat pula.
Namun tidak berarti bahwa peningkatan ini berlangsung tidak terbatas. Kecepatan enzim dalam mengkatalisis reaksi mencapai puncaknya pada suhu tertentu. Suhu ini disebut suhu optimum enzim. Peningkatan suhu menyebabkan putusnya ikatan hidrogen dan ikatan lain yang merangkai molekul enzim, sehingga enzim mengalami denaturasi Denaturasi adalah rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substrat. Denaturasi menyebabkan aktivitas enzim menurun atau menggumpal. Dan jika suhu dibawah suhu optimum maka enzim ini akan menggumpal sehingga tak dapat beerja dengan baik / energi aktivasinya juga akan menurun.
2. pH
pH mempengaruhi aktivitas enzim. Perubahan kondisi asam atau basa akan mempengaruhi bentuk tiga dimensi enzim dan dapat menyebabkan denaturasi enzim. Setiap enzim memiliki pH yang optimum.
3. Aktivator atau inhibitor
Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dan substratnya. Sebaliknya inhibitor adalah suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya.
4. Konsentrasi Enzim
Konsentrasi enzim juga mempengaruhi kecepatan reaksi. Semakin besar konsentrasi enzim, maka semakin cepat pula reaksi berlangsung.
Sisi aktif suatu enzim dapat digunakan berulang kali oleh banyak substrat. Substrat yang berikatan dengan sisi aktif enzim akan membentuk produk. Pelepasan produk menyebabkan sisi aktif enzim bebas untu berikatan dengan substrat lainnya. Oleh karena hanya dibutuhkan dalam sejumlah kecil enzim untuk mengkatalisis sejumlah besar substrat.
5. Konsentrasi substrat
Bila jumlah enzim dalam keadaan tetap, keceatan reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentresi substrat. Namun, pada saat sisi aktif enzim bekerja, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi lebih lanjut. Kondisi ini disebut konsentrasi substrat pada titik jenuh atau disebut dengan kecepatan reaksi telah mencapai maksimum.
Cara kerja enzim dapat diterangkan dengan 2 teori, yaitu:
1. Teori gembok dan kunci ( lock and key theory )
Di dalam enzim terdapat sisi aktif yang tersusun dari sejumlah kecil asam amino. Bentuk sisi aktif sangat spesifik, sehingga hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim.
Enzim dan substrat akan bergabung besama membentuk kopleks, seperti kunci yang masuk ke 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 erinduksi ( induced fit theory )
Berdasarkan bukti dari kristalografi sinar X, analisis kimia sisi aktif enzim, serta teknik yang lain, diduga bahwa sisi aktif enzim bukan merupakan bentuk yang kaku.
Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupinya membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang lepas, hingga substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.
ANABOLISME / SINTESIS / ASIMILASI
Anabolisme adalah reaksi penyusunan senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks dengan dibutuhkan sejumlah energi. Berdasarkan energi aktivasi yang digunakan anabolisme terdiri dari :
Fotosintesis/asimilasi C
CO2 + H2O Cahaya C6H12O6 + O2
Klorofil
Pada reaksi tersebut diperlukan energi cahaya terutama dari cahaya matahari. Yidak semua energi cahaya matahari efektif untuk melakukan fotosintesis. Cahaya yang paling efektif adalah cahaya merah dan nila/ungu, sedangkan cahaya yang paling tidak efaktif adalah cahaya kuning dan hijau. Energi cahaya matahari ditransfer ileh klorofil, yang terletak pada;
- Kloroplas pada tumbuhan hjau, lumt, paku, dan alga ( sel eukariotik )
Bagian – bagian kloroplas adalah :
- Membran luar dan dalam
- Tilakoid : suatu struktur yang berupa lempengan seperti koin yang memiliki membran berklorofil dan berfungsi untuk reaksi terang fotosintesis.
- Grana ; kumpulan tilakoid
- Stroma ; berupa cairan kompleks tempat terjadinya reaksi gelap fotosintesis.
- Non kloroplas pada monera ( alga biru dan bakteri )
Pada kelompok monera, klorofil tersebar pada protoplasma, sehingga reaksi terang terjadi pada klorofil dan reaksi gelap terjadi pada cairan protoplasma.
Fotosintesis terjadi atas 2 tahap ;
1. Reaksi terang / reaksi Hill/ reaksi fotolisis, yaitu reaksi yang memerlukan cahaya dan terjadi pada membran tilakoid. Pada tahap ini terjadi beberapa proses, yaitu:
- Eksitasi elektron klorofil transfer elektron secara siklik dan non siklik menghasilkan ATP dan NADPH2
- Fotolisis air/ penguraian air
Jadi pada reaksi terang dihsilkan Oksigen, ATP, NADPH2. Oksigen akan dikeluarkan sebagai hasil fotosintesis sedangkan ATP dan NADPH2 memasuki reaksi gelap
2. Reaksi gelap / reaksi Blackman / siklus Calvin Benson yaitu reaksi yang tidak memerlukan cahaya tetapi membutuhkan CO2, ATP, dan NADPH2. Reaksi ini terdiri dari 3 tahap , yaitu :
- Fiksasi adalah proses pengikatan CO2 oleh RIBULOSA DI Phospat (RDP) menjadi asam phospo Gliserat (APG)
- Reduksi adalah tahap reaksi APG menjadi aldehid Phospo Gliserat (ALPG) dengan ditambahkan AT dan NADPH2 dari reaksi terang.
- Regenerasi adalah pembentukan RDP kembali untuk fiksasi CO2 lagi, jadi hasil reaksi gelap adalah glukosa.
SOAl dan PEMBAHASAN
1. Pernyataan manakah di bawah ini yang benar ?
A. Amilum harus dijadikan glukosa dahulu sebelum direspirasi aerob maupun anaerob
B. O2 hanya diperlukan pada respirasi aerob, tetapi H2O terbentuk baik pada respirasi aerob maupun anaerob
C. Jumlah makanan yang sama yang direspirasi aerob maupun anaerob, akan menghasilkan jumlah energi yang sama pula
D. CO2 dan H2O terbentuk baik pada respirasi aerob maupun anaerob
E. Respirasi anaerob hanya berlangsung pada substratnya dan respirasi aerob berlangsung pada sel
Jawaban : A
Amilum merupakan polisakarida ( senyawa kompleks ) yang tidak bisa langsung terurai apabila dioksidasi sehingga harus dalam bentuk monosakarida.
2. Pada fotosintesis non siklik terjadi pemecahan molekul air yang membebaskan oksigen dan hydrogen yang diikat olh molekul akseptor. Berikut ini manakah yang merupakan akseptor hydrogen ?
A. Flavin Adenin Dinukleotida ( FAD )
B. Nikotiamin Adenin Dinukleotida ( NAD )
C. Nikotiamin Adenin Dinukleotida Phospat ( NADP )
D. Asam phospoenolpiruvat (PEP)
E. Ribulose diphospat (RDP)
Jawaban : C
2H+ dari fotolisis H2O akan diikat oleh akseptor hydrogen NADP menjadi NADPH2.
3. Sebelum siklus asam sitrat, asam piruvat yang diproduksi pada glikolisis pertama sekali dikonversi menjadi :
A. Koenzim A
B. Asetil Koenzim A
C. Oksiasi piruvat
D. Sitrat
E. Etanol
Jawaban : B
Glukosa diubah menjadi asam piruvat, asam piruvat diubah menjadi asetil KoA
4. Enzim merupakan biokatalisator pada proses – proses metabolisme dalam tubuh makhluk hidup . Karena itu enzim mempunyai sifat – sifat berikut, kecuali …
A. Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya
B. Bekerja baik ekstra maupun intraseluler
C. Banyak dihasilkan organel mitokondria
D. Hanya bekerja pada substrat tertentu yang sesuai
E. Oleh enzim, segala proses kimia berjalan cepat dan memerlukan sedikit energi
Jawaban : C
Sifat – sifat enzim :
- Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya
- Dapat bekerja di dalam / luar sel
- Hanya bekerja pada substrat tertentu
- Mempercepat reaksi kimia dan memerlukan sedikit energi
- Enzim umumnya dihasilkan oleh ribosom
5. Salah satu hal yang terjadi pada proses kehidupan adalah penyusunan senyawa yang sederhana menjadi lebih kompleks. Proses tersebut dinamakan …
A. Respirasi
B. Anabolisme
C. Katabolisme
D. Disimilasi
E. Dekomposisi
Jawaban : B
Cukup jelas
Pada suhu yang lebih tinggi, kecepatan molekul substrat meningkat, sehingga pada saat bertumbukan dengan enzim, energi molekul substrat berkurang. Hal ini memudahkan terikatnya molekul substrat pada sisi aktif enzim. Aktivitas enzim meningkat dengan meningkatnya suhu sampai pada titik tertentu. Peningkatan suhu meningkatkan energi kinetik pada molekul substrat enzim, sehingga kecepatan reaksi meningkat pula.
Namun tidak berarti bahwa peningkatan ini berlangsung tidak terbatas. Kecepatan enzim dalam mengkatalisis reaksi mencapai puncaknya pada suhu tertentu. Suhu ini disebut suhu optimum enzim. Peningkatan suhu menyebabkan putusnya ikatan hidrogen dan ikatan lain yang merangkai molekul enzim, sehingga enzim mengalami denaturasi Denaturasi adalah rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substrat. Denaturasi menyebabkan aktivitas enzim menurun atau menggumpal. Dan jika suhu dibawah suhu optimum maka enzim ini akan menggumpal sehingga tak dapat beerja dengan baik / energi aktivasinya juga akan menurun.
2. pH
pH mempengaruhi aktivitas enzim. Perubahan kondisi asam atau basa akan mempengaruhi bentuk tiga dimensi enzim dan dapat menyebabkan denaturasi enzim. Setiap enzim memiliki pH yang optimum.
3. Aktivator atau inhibitor
Aktivator merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dan substratnya. Sebaliknya inhibitor adalah suatu molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substratnya.
4. Konsentrasi Enzim
Konsentrasi enzim juga mempengaruhi kecepatan reaksi. Semakin besar konsentrasi enzim, maka semakin cepat pula reaksi berlangsung.
Sisi aktif suatu enzim dapat digunakan berulang kali oleh banyak substrat. Substrat yang berikatan dengan sisi aktif enzim akan membentuk produk. Pelepasan produk menyebabkan sisi aktif enzim bebas untu berikatan dengan substrat lainnya. Oleh karena hanya dibutuhkan dalam sejumlah kecil enzim untuk mengkatalisis sejumlah besar substrat.
5. Konsentrasi substrat
Bila jumlah enzim dalam keadaan tetap, keceatan reaksi akan meningkat dengan adanya peningkatan konsentresi substrat. Namun, pada saat sisi aktif enzim bekerja, penambahan substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi lebih lanjut. Kondisi ini disebut konsentrasi substrat pada titik jenuh atau disebut dengan kecepatan reaksi telah mencapai maksimum.
Cara kerja enzim dapat diterangkan dengan 2 teori, yaitu:
1. Teori gembok dan kunci ( lock and key theory )
Di dalam enzim terdapat sisi aktif yang tersusun dari sejumlah kecil asam amino. Bentuk sisi aktif sangat spesifik, sehingga hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat menjadi substrat bagi enzim.
Enzim dan substrat akan bergabung besama membentuk kopleks, seperti kunci yang masuk ke 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 erinduksi ( induced fit theory )
Berdasarkan bukti dari kristalografi sinar X, analisis kimia sisi aktif enzim, serta teknik yang lain, diduga bahwa sisi aktif enzim bukan merupakan bentuk yang kaku.
Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel. Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupinya membentuk kompleks. Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang lepas, hingga substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.
ANABOLISME / SINTESIS / ASIMILASI
Anabolisme adalah reaksi penyusunan senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks dengan dibutuhkan sejumlah energi. Berdasarkan energi aktivasi yang digunakan anabolisme terdiri dari :
Fotosintesis/asimilasi C
CO2 + H2O Cahaya C6H12O6 + O2
Klorofil
Pada reaksi tersebut diperlukan energi cahaya terutama dari cahaya matahari. Yidak semua energi cahaya matahari efektif untuk melakukan fotosintesis. Cahaya yang paling efektif adalah cahaya merah dan nila/ungu, sedangkan cahaya yang paling tidak efaktif adalah cahaya kuning dan hijau. Energi cahaya matahari ditransfer ileh klorofil, yang terletak pada;
- Kloroplas pada tumbuhan hjau, lumt, paku, dan alga ( sel eukariotik )
Bagian – bagian kloroplas adalah :
- Membran luar dan dalam
- Tilakoid : suatu struktur yang berupa lempengan seperti koin yang memiliki membran berklorofil dan berfungsi untuk reaksi terang fotosintesis.
- Grana ; kumpulan tilakoid
- Stroma ; berupa cairan kompleks tempat terjadinya reaksi gelap fotosintesis.
- Non kloroplas pada monera ( alga biru dan bakteri )
Pada kelompok monera, klorofil tersebar pada protoplasma, sehingga reaksi terang terjadi pada klorofil dan reaksi gelap terjadi pada cairan protoplasma.
Fotosintesis terjadi atas 2 tahap ;
1. Reaksi terang / reaksi Hill/ reaksi fotolisis, yaitu reaksi yang memerlukan cahaya dan terjadi pada membran tilakoid. Pada tahap ini terjadi beberapa proses, yaitu:
- Eksitasi elektron klorofil transfer elektron secara siklik dan non siklik menghasilkan ATP dan NADPH2
- Fotolisis air/ penguraian air
Jadi pada reaksi terang dihsilkan Oksigen, ATP, NADPH2. Oksigen akan dikeluarkan sebagai hasil fotosintesis sedangkan ATP dan NADPH2 memasuki reaksi gelap
2. Reaksi gelap / reaksi Blackman / siklus Calvin Benson yaitu reaksi yang tidak memerlukan cahaya tetapi membutuhkan CO2, ATP, dan NADPH2. Reaksi ini terdiri dari 3 tahap , yaitu :
- Fiksasi adalah proses pengikatan CO2 oleh RIBULOSA DI Phospat (RDP) menjadi asam phospo Gliserat (APG)
- Reduksi adalah tahap reaksi APG menjadi aldehid Phospo Gliserat (ALPG) dengan ditambahkan AT dan NADPH2 dari reaksi terang.
- Regenerasi adalah pembentukan RDP kembali untuk fiksasi CO2 lagi, jadi hasil reaksi gelap adalah glukosa.
SOAl dan PEMBAHASAN
1. Pernyataan manakah di bawah ini yang benar ?
A. Amilum harus dijadikan glukosa dahulu sebelum direspirasi aerob maupun anaerob
B. O2 hanya diperlukan pada respirasi aerob, tetapi H2O terbentuk baik pada respirasi aerob maupun anaerob
C. Jumlah makanan yang sama yang direspirasi aerob maupun anaerob, akan menghasilkan jumlah energi yang sama pula
D. CO2 dan H2O terbentuk baik pada respirasi aerob maupun anaerob
E. Respirasi anaerob hanya berlangsung pada substratnya dan respirasi aerob berlangsung pada sel
Jawaban : A
Amilum merupakan polisakarida ( senyawa kompleks ) yang tidak bisa langsung terurai apabila dioksidasi sehingga harus dalam bentuk monosakarida.
2. Pada fotosintesis non siklik terjadi pemecahan molekul air yang membebaskan oksigen dan hydrogen yang diikat olh molekul akseptor. Berikut ini manakah yang merupakan akseptor hydrogen ?
A. Flavin Adenin Dinukleotida ( FAD )
B. Nikotiamin Adenin Dinukleotida ( NAD )
C. Nikotiamin Adenin Dinukleotida Phospat ( NADP )
D. Asam phospoenolpiruvat (PEP)
E. Ribulose diphospat (RDP)
Jawaban : C
2H+ dari fotolisis H2O akan diikat oleh akseptor hydrogen NADP menjadi NADPH2.
3. Sebelum siklus asam sitrat, asam piruvat yang diproduksi pada glikolisis pertama sekali dikonversi menjadi :
A. Koenzim A
B. Asetil Koenzim A
C. Oksiasi piruvat
D. Sitrat
E. Etanol
Jawaban : B
Glukosa diubah menjadi asam piruvat, asam piruvat diubah menjadi asetil KoA
4. Enzim merupakan biokatalisator pada proses – proses metabolisme dalam tubuh makhluk hidup . Karena itu enzim mempunyai sifat – sifat berikut, kecuali …
A. Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya
B. Bekerja baik ekstra maupun intraseluler
C. Banyak dihasilkan organel mitokondria
D. Hanya bekerja pada substrat tertentu yang sesuai
E. Oleh enzim, segala proses kimia berjalan cepat dan memerlukan sedikit energi
Jawaban : C
Sifat – sifat enzim :
- Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya
- Dapat bekerja di dalam / luar sel
- Hanya bekerja pada substrat tertentu
- Mempercepat reaksi kimia dan memerlukan sedikit energi
- Enzim umumnya dihasilkan oleh ribosom
5. Salah satu hal yang terjadi pada proses kehidupan adalah penyusunan senyawa yang sederhana menjadi lebih kompleks. Proses tersebut dinamakan …
A. Respirasi
B. Anabolisme
C. Katabolisme
D. Disimilasi
E. Dekomposisi
Jawaban : B
Cukup jelas
