Minggu 5 - Metabolisme 2021 Final [PDF]

Citation preview

MINGGU 5 METABOLISME:



Energi Seluler Perubahan Cadangan Makanan Menjadi Energi



Tim Dosen Biologi Dasar BI 1101 TAHAP PERSIAPAN BERSAMA 2021/2022



1



CAPAIAN PEMBELAJARAN • Mahasiswa dapat menjelaskan cara proses sel mendapatkan energi. Indikator: • Mampu menjelaskan bagaimana cara sel memanen energi. • Mampu menjelaskan proses kimiawi dalam respirasi seluler. 2



CONTOH FENOMENA



Bioluminescence larva Pyrophorus nyctophanus



https://alchetron.com/cdn/pyrophorus-beetle-fbc4854f-3 3 114-41de-9ed7-877ca71c5a8-resize-750.jpeg



CONTOH FENOMENA



4



Energi: bahan bakar untuk bekerja Metabolisme organisme mengubah zat dan energi berdasarkan hukum termodinamika



• Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang terjadi di dalam sel. • Metabolisme adalah properti kehidupan yang muncul dari interaksi antar molekul di dalam sel.



2. Konversi makanan/ bahan bakar menjadi penyusun / building block (protein, lipid, as.nukleat, karbohidrat)



1. Konversi Makanan menjadi energi kimia untuk menjalankan proses seluler 3. Pembuangan limbah metabolit (e.g. CO2, H2O) 5



Bahan bakar: ATP • ATP (adenosine trifosfat), menggerakkan hampir semua bentuk kerja seluler. • ATP terdiri dari ribosa (gula), adenin (basa nitrogen), dan tiga gugus fosfat.



6



Bagaimana energi kimia dalam makanan dikonversi menjadi ATP?



7



Enzim mempercepat reaksi metabolik dengan menurunkan penghalang energi • Katalis : Agen kimia yang mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi 🡪 Enzim, protein katalis



8



Metabolisme



Katabolisme: “Memecah”



Anabolisme: “Membuat”



Respirasi



Fotosintesis



Aerob



Anaerob



1. Glikolisis 2. Siklus Krebs 3. Fosforilasi oksidatif



Fermentasi



Reaksi Terang



Reaksi Gelap



9



Respirasi sel : hidup adalah kerja ▪ Pada eukariot, Respirasi Selular: • Memanen energi dari makanan, • Menghasilkan ATP dalam jumlah besar, dan • Menggunakan ATP untuk mendorong kerja sel.



▪ Proses serupa terjadi di banyak organisme prokariotik. 10



Respirasi : bernapas memasok O2 untuk digunakan dalam respirasi seluler dan menghilangkan CO2 • Bernapas ≠ Respirasi sel • Bernapas: pertukaran gas, organisme mendapatkan O2 dari lingkungan dan melepas CO2. • Respirasi sel: memecah makanan menjadi molekul-molekul untuk memanen energi dalam bentuk ATP.



11



Tubuh manusia menggunakan energi dari ATP untuk semua aktivitasnya •



Manusia dewasa rata-rata membutuhkan sekitar 2.200 kkal energi per hari. • Sekitar 75% kalori ini digunakan untuk menjaga kesehatan tubuh. • Sisa 25% digunakan untuk menjalankan aktivitas fisik.



•



Kilokalori (kkal) •



jumlah panas yang diperlukan untuk menaikkan suhu 1 kilogram (kg) air sebesar 1ºC, sama dengan makanan Kalori, dan digunakan untuk 12 mengukur nilai gizi yang ditunjukkan



Tahapan Respirasi Sel • Respirasi sel terdiri dari urutan langkah yang dapat dibagi menjadi tiga tahap.



*) disebut juga Siklus krebs



*



13



GLIKOLISIS • Di sitosol. Fase memperoleh ATP G3P



Fase investasi ATP



Glucose Glucose 6-phosphate



1,3-Bisphosphoglycerate 3-Phosphoglycerate



Fructose 6-phosphate



2-Phosphoglycerate Fructose 1,6-bisphosphate



-2 ATP



Glyceraldehyde 3-phosphate (G3P)



Phosphoenolpyruvate



Pyruvate +2 NADH (6 ATP), +4 ATP



14



Oksidasi Piruvat Menjadi Acetyl CoA • Di mitokondria (eukariot), sitosol (prokariot).



[2x] +1 NADH (3 ATP)



15



Siklus Asam Sitrat (Siklus Krebs) • Di mitokondria (eukariot), sitosol (prokariot).



[2X] +1 ATP +3 NADH (9 ATP) +1 FADH (2 ATP)



16



Fosforilasi oksidatif Di membran dalam mitokondria (eukariot), membran plasma (prokariot).



17



Total ATP dari 1 molekul glukosa PROSES Glikolisis Pyruvate 🡪 Acetyl CoA Siklus Krebs



Fosforilasi oksidatif



TOTAL



2 ATP



+



Setara ATP 4 ATP 🡪 4 - 2 = 2 ATP



2 NADH [2X] 1 NADH [2X] 1 ATP 🡪 2 ATP [2X] 3 NADH [2X] 1 FADH2 2 NADH 🡪 6 ATP [2X] 1 NADH 🡪 6 ATP [2X] 3 NADH 🡪 18 ATP [2X] 1 FADH2 🡪 4 ATP 38 ATP (max) 18



Review respirasi aerob



19



Respirasi Anaerob : Fermentasi Fermentasi memungkinkan sel menghasilkan ATP tanpa oksigen • Fermentasi –



mengambil keuntungan dari glikolisis,



–



menghasilkan 2 molekul ATP per glukosa, dan



–



Mengurangi NAD+ ke NADH.



• Trik fermentasi 🡪 menyediakan jalur anaerobik untuk mendaur ulang NADH kembali ke NAD+. • Sel-sel otot dan bakteri tertentu dapat mengoksidasi NADH melalui fermentasi asam laktat, di mana NADH teroksidasi menjadi NAD+ dan • Piruvat direduksi menjadi laktat. 20



Fermentasi memungkinkan sel menghasilkan ATP tanpa oksigen Fermentasi asam laktat



Fermentasi alkohol



Penerima e- = pyruvate. Hasil = +2 ATP



Penerima e- = acetaldehyde. Hasil = +2 ATP. 21



Sel menggunakan banyak jenis molekul organik sebagai bahan bakar untuk respirasi sel • Karbohidrat, glikogen, polisakarida dapat digunakan untuk glikolisis. • Lemak: dihidrolisis menjadi gliserol 🡪 G3P, dan asam lemak 🡪 acetyl CoA. • Protein dipecah menjadi asam amino 🡪 bisa digunakan untuk membuat protein lain atau masuk ke siklus Krebs. Karbohidrat 🡪 lemak 🡪 protein. 22