6 0 2 MB
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