Katabolisme
Metabolisme Enzim
Anabolisme Apoenzim Gugus Prostatik
Glukosa Kemosintesis Gerak Anaerob
•
Glikolisis•
Siklus Krebs•
Rantai elektron Fermentasi dikenal dengan terdiri atas sebagai katalisator tersusun dari matahari sumber energi reaksi pemecahan meliputi merupakan proses melalui 3 tahap melalui 3 tahap reaksi penyusunan Respirasi kimia•
Fotosintesis•
Aliran elektron•
Siklus Calvin Glukosa FotosintesisFotosintesis sebenarnya merupakan suatu proses pembentukan senyawa kimia kompleks dari senyawa-senyawa yang lebih sederhana dengan bantuan sinar matahari. Hasil akhir dari fotosintesis berupa karbohidrat yang akan digunakan sebagai sumber makanan dan oksigen yang terlepas ke udara bebas sehingga orang yang berada di sekitarnya dapat menghirup udara segar. Oksigen yang dihasilkan tumbuhan diperlukan manusia dan hewan untuk bernapas. Pernapasan atau respirasi sebenarnya merupakan proses penguraian ikatan kimia molekul kompleks menjadi molekul sederhana yang terjadi dalam sel tubuh. Untuk mengetahui proses fotosintesis dan respirasi yang terjadi dalam sel makhluk hidup, pelajari materi berikut dengan cermat! Coba pikirkan, dari manakah tumbuhan dan manusia mendapatkan
energi? Tumbuhan merupakan makhluk hidup yang autotrof, yaitu makhluk
hidup yang mampu menghasilkan makanannya sendiri. Makanannya itu dalam bentuk senyawa kimia, yang diperoleh melalui proses fotosintesis dalam daun.
Ingatlah kembali proses fotosintesis yang sudah Anda pelajari di SMP/ MTs! Fofosintetis merupakan suatu peristiwa penggabungan zat anorganik (seperti unsur C, H, dan O) menjadi zat organik berupa senyawa glukosa (karbohidrat), dengan menggunakan energi matahari. Secara sederhana, reaksi fotosintesis dapat dituliskan sebagai berikut:
Sinar matahari
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
Klorofil
Peristiwa fotosintesis hanya terjadi dan berlangsung jika terdapat klorofil dan sinar matahari. Klorofil merupakan pigmen hijau berbentuk butiran-butiran, terletak di dalam kloroplas yang terdapat di daun. Klorofil memiliki sifat mampu menangkap dan memantulkan sinar dalam gelombang yang
berbeda (fluoresen). Klorofil kadang-kadang dapat juga dijumpai pada
batang tumbuhan, karena daunnya telah mengalami modifikasi bentuk dan fungsi dari daun ke batang, contohnya tanaman kaktus.
2. Manusia
Manusia hidup selalu membutuhkan energi, bagaimana caranya menda-patkan energi? Makan dan bernapas (respirasi) merupakan cara yang dilaku-kan manusia untuk memperoleh energi. Respirasi merupadilaku-kan suatu proses menghasilkan energi yang diperlukan untuk memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana, utamanya molekul gula sederhana menjadi karbondioksida dan uap air serta energi.
Secara sederhana, reaksi respirasi dapat dituliskan sebagai berikut. C6H12O6+ 6O2 6H2O + 6CO2 + energi
Perhatikan reaksi kimianya, jika kita lihat reaksinya berkebalikan dengan reaksi fotosintesis. Tahukah Anda proses kimia yang menyangkut respirasi sebenarnya adalah kompleks, yaitu proses kimia yang ditandai dengan rentetan reaksi kimia yang akan kita pelajari pada sub bab berikutnya.
A METABOLISME
Seperti yang Anda ketahui dalam proses penyediaan energi, baik pada tumbuhan maupun manusia, melalui rentetan reaksi kimia. Jika seluruh reaksi kimia terjadi dalam sel makhluk hidup, maka reaksinya disebut reaksi biokima.
Seluruh proses atau reaksi biokimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme.
Metabolisme merupakan rangkaian reaksi kimia yang diawali oleh substrat awal dan diakhiri dengan produk akhir, yang terjadi dalam sel. Perlu Anda
ketahui reaksi tersebut meliputi reaksi penyusunan energi (anabolisme) dan
reaksi penggunaan energi (katabolisme). Dalam reaksi biokimia terjadi
perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk yang lain, misalnya energi kimia
dalam bentuk senyawa Adenosin Trifosfat (ATP) diubah menjadi energi gerak
untuk melakukan suatu aktivitas seperti bekerja, berlari, jalan, dan lain-lain. Proses metabolisme yang terjadi di dalam sel makhluk hidup seperti pada tumbuhan dan manusia pada Gambar 2.1 di depan, melibatkan sebagian
be-sar enzim (katalisator) baik berlangsung secara sintesis (anabolisme) dan respirasi
(katabolisme). Apa peran enzim di dalam reaksi kimia yang terjadi di dalam sel? Pada saat berlangsungnya peristiwa reaksi biokimia di dalam sel, enzim bekerja secara spesifik. Enzim mempercepat reaksi kimia yang menghasilkan senyawa ATP dan senyawa-senyawa lain yang berenergi tinggi seperti pada proses respirasi, fotosintesis, kemosintesis, sintesis protein, dan lemak.
Senyawa Adenosin Trifosfat (ATP) merupakan molekul kimia berenergi
tinggi. Berasal dari manakah energi itu? Molekul Adenosin Trifosfat (ATP)
berasal dari perubahan glukosa melalui serangkaian reaksi kimia yang pan-jang dan kompleks. Energi yang terkandung dalam glukosa tersebut berupa energi ikatan kimia yang berasal dari proses transformasi energi sinar mata-hari. Transformasi energi tersebut dalam biologi dapat digambarkan melalui Gambar 2.2 sebagai berikut.
Bagan itu dapat dijelaskan sebagai berikut.
1. Selama proses fotosintesis, energi matahari yaitu dalam bentuk radiasi atau pancaran cahaya matahari matahari berubah menjadi energi kimia dalam ikatan senyawa organik. Lambang f merupakan frekuensi cahaya dan lambang h merupakan konstanta Planch, yang berkaitan dengan energi dan frekuensi.
2. Pada waktu dalam respirasi sel, energi kimia dalam senyawa kimia ber-ubah menjadi persenyawaan yang berupa ATP.
3. Dalam sel, energi kimia ikatan fosfat yang kaya akan energi (ATP) dapat difungsikan untuk kerja mekanis, listrik, dan kimia.
4. Pada akhirnya energi mengalir ke sekeliling sel dan hilang sebagai energi panas dalam bentuk “entropi”.
Gambar 2.2 Bagan transformasi energi dalam biologi
Sumber: Ilustrasi Haryana
4H ---> He + 2e + Energi hf
Cahaya
Matahari Energi Matahari
6CO2 + 6H2O + nhf C6H12O6 + 6O2 C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O + np (3) biologis (2) (1) Energi Kimia
Tumbuhan hijau Hewan
Panas Entropi
Bagan transformasi energi dalam biologi dapat dibedakan menjadi tiga proses berikut.
1. Transformasi Energi oleh Klorofil
Energi radiasi sinar matahari yang ditangkap oleh klorofil kemudian diubah menjadi energi kimia melalui proses fotosintesis. Energi kimia tersebut
digunakan untuk mensintesis CO2 dan H2O menjadi glukosa dan senyawa
kompleks lainnya sebagai energi pengikat dan penghubung inti-inti atom yang tersimpan dalam bentuk senyawa karbohidrat (sebagai bahan makanan). Jadi, energi radiasi matahari yang berbentuk energi kinetik diubah menjadi energi potensial dan energi kimiawi yang disimpan dalam molekul karbohidrat dan bahan makanan lainnya sebagai energi ikatan yang menghubungkan atom-atom bakunya.
2. Transformasi Energi oleh Mitokondria
Di dalam mitokondria energi kimia digunakan untuk mengubah karbohi-drat dan senyawa lainnya sebagai energi ikatan fosfat melalui respirasi sel untuk oksidasi DNA, RNA, protein, dan lemak. Mitokondria banyak terdapat pada sel-sel otot makhluk hidup dan sel-sel saraf.
3. Transformasi Energi oleh Sel
Jika sel melakukan kegiatan, maka energi kimiawi dari ikatan fosfat akan terlepas dan berubah menjadi energi bentuk lain seperti energi mekanik untuk kerja kontraksi otot, energi listrik untuk meneruskan impuls saraf, energi sintesis untuk membangun senyawa pertumbuhan, serta sisanya akan mengalir ke sekeliling sel dan hilang sebagai energi panas.
Sebagaimana telah diuraikan sebelumnya, pada saat berlangsungnya proses metabolisme dalam sel makhluk hidup, ada beberapa komponen penting yang berperan di dalamnya yaitu adanya aktivitas enzim, dihasilkan energi
tinggi berupa Adenosin Trifosfat (ATP) dan reaksi oksidasi reduksi (pelepasan
