Rangkuman Biologi Bab Enzim Dan Metabolisme [PDF]

Citation preview

Rangkuman Biologi Bab Enzim dan Metabolisme I. Pengertian Metabolisme Metabolisme adalah reaksi kimiawi untuk mengubah zat-zat yang menghasilkan energi maupun memerlukan energi yang terjadi dalam sel sel tubuh Proses metabolisme dibagi menjadi 2 macam yaitu : 1. Katabolisme Katabolisme adalah Reaksi penguraian senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dan menghasilkan energi (Eksergonik) 2. Anabolisme Anabolisme adalah reaksi penyusunan senyawa-senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks dan memerlukan energi (Endergonik) Semua Metabolisme memerlukan Enzim dan ATP (adenosine triphospate), dengan fungsi Enzim : Sebagai katalisator yang mempercepat laju reaksi ATP : Penyedia energi untuk berlangsungnya reaksi II.



Enzim A. Klasifikasi Enzim Berdasakan tempat bekerjanya 1. Enzim Intraseluler : adalah enzim yang bekerja didalam sel, contohnya katalase Mengubah H2O2 menjadi H2O dan O2 Ditemukan dalam : Hati, Jantung, Ginjal, Sumsum Tulang, Membran Mukosa Tumbuhan : Umbi Kentang, Kecambah, Daun 2. Enzim Ekstraseluler : adalah enzim yang bekerja di luar sel, contohnya enzim pencernaan Berdasarkan tipe reaksi yang dikatalisis 1. Oksidoreduktase : mengatalisis reaksi oksidasi dan reduksi 2. Transferase : mengatalisis pemindahan gugus 3. Hidrolase : mengatalisis pemutusan hidrolitik 4. Liase : mengatalisis pemutusan ikatan C-C, C-O, C-N, dengan eliminasi atom 5. Isomerase : mengatalisis perubahan geometrik dalam suatu molekul 6. Ligase : mengatalisis penyatuan dua molekul yang dikaitkan dengan hidrolisis ATP B. Komponen Penyusun Enzim C. Sifat-Sifat Enzim 1. Menggumpal saat dipanaskan, namun rusak pada suhu diatas 50o 2. Bekerja secara spesifik 3. Berfungsi sebagai katalis 4. Dapat digunakan berulang kali 5. Diperlukan dalam jumlah yang sedikit 6. Dapat bekerja bolak balik (menguraikan atau menyusun) D. Cara Kerja Enzim 1. Teori Gembok dan Anak Kunci Enzim memiliki sisi aktif yang sangat spesifik sehingga hanya substrat yang bentuknya cocok akan terjadi ikatan kompleks 2. Teori Kecocokan Induksi Enzim memiliki sisi aktif yang fleksibel, ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, sisi aktif enzim akan menyesuaikan bentuk substrat dan terjadi ikatan kompleks E. Penghambat Kerja Enzim : (Inhibitor) adalah senyawa tertentu yang dapat menghambat enzim Berdasarkan sifat ikatan dapat dibedakan menjadi : 1. Inhibitor Irreversible : jika inhibitor berikatan dengan sisi aktif enzim secara kuat dan tidak akan terlepas sehingga enzim tidak aktif dan tidak dapat kembali seperti semula 2. Inhibitor Reversible : jika inhibitor berikatan dengan sisi aktif enzim secara lemah sehingga dapat terlepas dan enzim dapat kembali seperti semula, inhibitor reversible dibedakan menjadi 2 macam : a. Kompetitif : menempati sisi aktif enzim dengan cara bersaing dengan substrat b. Non Kompetitif : tidak bersaing secara langsung dengan subtrat namun menempati menempati bagian lain dari enzim F. Faktor-faktor yang memengaruhi kerja enzim 1. Suhu : semakin tinggi suhu maka kerja enzim akan semakin cepat, namun akan rusak (denaturasi) jika suhu melebihi 55o C 2. Derajat Keasaman : Enzim yang berbeda jenis akan berbeda pula Derajat keasamaannya agar bekerja secara optimal 3. Inhibitor : Semakin banyak inhibitor kerja enzim akan melambat 4. Aktivator : semakin banyak aktivator kerja enzim semakin efektif 5. Konsentrasi Enzim : semakin tinggi konsentrasi enzim akan semakin cepat proses terjadinya reaksi



III.



6. Konsentrasi Substrat : jika sisi aktif enzim belum bekerja seluruhnya maka penambahan substrat dapat mempercepat reaksi, namun jika sisi aktif enzim sudah bekerja seluruhnya maka reaksi tidak akan dipercepat 7. Zat Hasil : dalam kondisi normal reaksi berlangsung cepat, namun jika terjadi penimbunan produk maka reaksi akan melemah. Katabolisme Karbohidrat Katabolisme Karbohidrat adalah proses penguraian atau pemecahan karbohidrat untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. A. Respirasi Aerob Respirasi aerob melibatkan penggunaan oksigen, reaksi aerob dapat dibedakan menjadi 4 tahap yaitu : Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif, Siklus Krebs, Rantai Transpor Elektron. 1. Glikolisis : reaksi pengubahan glukosa (berkarbon 6) menjadi 2 molekul asam piruvat (berkarbon 3). Terjadi di Sitosol (luar Mitokondria). Setiap 1 molekul glukosa diubah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADPH, 2 Molekul ATP, dan 2 molekul H2O.



2. Dekarboksilasi Oksidatif : merupakan reaksi diantara glikolisis dan siklus Krebs, yaitu reaksi pengubahan asam piruvat (beratom 3C) menjadi asetil Ko-A (beratom 2C). Terjadi di Mitokondria. Menghasilkan 2 asetil Ko-A dan 2 NADH serta 2CO2.



3. Siklus Krebs : Terjadi di Matriks Mitokondria, menghasilkan 6 NADH, 2FADH2, 2 ATP, 4 CO2.



4. Rantai Transpor Elektron : Terjadi di Krista (membran dalam mitokondria)



No



Total ATP Tahapan Reaksi Respirasi



1 2



Glikolisis Dekarboksidasi Oksidatif



3



Siklus Krebs Jumlah



Jumlah ATP yang Dihasilkan Secara Langsung Secara Tidak Langsung 2 ATP 2 NADH = 2x3 = 6 ATP 2 NADH = 2x3 = 6 ATP 2 ATP



4 ATP Digunakan untuk transpor aktif Total



Jumlah



6 NADH = 6x3 = 18 ATP 2FADH2 = 2x2 = 4 ATP 34 ATP



38 ATP 2 ATP 36 ATP



B.



Respirasi Anaerob Respirasi Anaerob adalah suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam bahan bakar organik melalui serangkaian reaksi tanpa menggunakan Oksigen. Disebut juga Fermentasi. Respirasi ini terdiri dari 2 tahapan yaitu glikolisis dan transpor elektron. Berdasarkan produknya jenis fermentasi yang umum yaitu fermentaasi alkohol dan fermentaasi asam laktat. 1. Fermentasi alkohol : Dilakukan oleh bakteri anaerob dan ragi (Saccharomyces cerevisiae). Hasil fermentasi alkohol setiap 1 molekul glukosa yaitu 2 etanol, 2 CO2, dan 2 ATP.



2. Fermentasi Asam Laktat : Terjadi pada sel otot hewan dan manusia ketika kekurangan oksigen. Serta beberapa jamur dan bakteri (streptococcus sp.). Hasil Fermentasi Asam Laktat setiap 1 molekul glukosa yaitu 2 ATP dan 2 Asam Laktat.



Perbedaan Fermentasi Alkohol dengan Fermentasi Asam Laktat Perbedaan Fermentasi Alkohol Fermentasi Asam Laktat Terjadi pada Sel Jamur Sel Otot Akseptor Elektron Asetaldehida (2C) Asam piruvat (3C) Hasil Akhir Etanol Asam Laktat Perbedaan Respirasi Aerob dan Anaerob Perbedaan Respirasi Aerob Keadaan Ada Oksigen Sel yang Melakukan Sebagian besar sel organisme Jumlah Energi yang dihasilkan 38 ATP



Produk



Karbon dioksida, airn dan ATP



Tempat Reaksi



Sitoplasma, Mitokondria



Respirasi Anaerob Tidak ada Oksigen Sel Bakteri, Ragi, dan otot. 2 ATP Fermentasi Alkohol menghasilkan Etanol, ATP, dan CO2 Fermentasi Asam Laktat menghasilkan Asam Laktat dan ATP Sitoplasma



Tahapan Akseptor Elektron



IV.



V.



Glikolisis, Dekarboksilasi Oksidatif, Siklus Krebs, Rantai Transpor Elektron Oksigen



Glikolisis, Transpor Elektron Asam Laktat : Asam piruvat Alkohol : Asetaldehida



Katabolisme Lemak dan Protein



Anabolisme Anabolisme adalah proses penyusunan senyawa-senyawa sederhana menjadi senyawa-senyawa kompleks yang memerlukan sejumlah energi. Jika sumber energinya berasal dari cahaya maka disebut fotosintesis, jika berasal dari zar kimia disebut kemosintesis A. Fotosintesis Adalah reaksi penyusunan senyawa-senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks menggunakan energi cahaya. Fotosintesis dilakukan oleh organisme fotoautotrof. B.



Kloroplas Sebagai Tempat Fotosintesis



C. Fotosistem Merupakan sistem yang mampu menangkap energi cahaya. Terdiri atas Kompleks Antena, Protein dan molekul lainnya di dalam membran tilakoid. Kompleks antena berperan sebagai pengumpul energi yang terdiri atas Klorofil a, Klorofil b, dan molekul karotenoid. Klorofil a : menyerap cahaya merah, biru-ungu, Klorofil b : menyerap cahaya biru dan jingga, sedangkan molekul karotenoid : menyerap biru-hijau. Klorofil a bewarna hijau dan memiliki gugus -CH3, sedangkan Klorofil b bewarna kuning-jingga dan memiliki gugus O=C-H D. Tahapan Reaksi Fotosintesis 1. Reaksi Terang Reaksi terang adalah reaksi untuk merngubah energi cahaya menjadi energi kimia berupa ATP dan NADPH. Reaksi terang Terjadi di Grana. Bahan : H2O, cahaya, ADP, Hasil : ATP dan NADPH, dan O2. Dalam reaksi terang terdapat 2 rangkaian Elektron yaitu siklik dan nonsiklik.



Keterangan :



Panah hitam Panah kuning



= Aliran elektron non siklik = Aliran elektron siklik



2. Reaksi Gelap (Siklus Calvin) Merupakan reaksi yang tidak memerlukan cahaya dan terjadi di stroma. Bahan : CO2, ATP, NADH, Hasil : Gliseraldehid 3-fosfat (PGAL) atau Glukosa, ADP dan NADP+.



E. Penggunaan Produk Fotosintesis Sekitar 50% dari senyawa organik yang dihasilkan dalam fotosintesis tersebut dikonsumsi sebagai bahan bakar untuk respirasi sel dalam mitokondria dan sebagian digunakan untuk fotorespirasi.