Dokumen Tentang METABOLISME PDF

(1)

METABOLISME

• Metabolisme (bahasa Yunani: μεταβολισμος,

metabolismos, perubahan) adalah seluruh reaksi kimia yang bertujuan untuk mempertahankan kehidupan yang terjadi di dalam suatu organisme.

Pengertian :

• Mengkonversi makanan menjadi energi untuk menjalankan proses pada tingkat seluler.

• Mengkonversi makanan/bahan bakar menjadi bahan baku penyusun protein, lipid, asam nukleat dan beberapa jenis

Tiga tujuan utama

metabolisme

(2)

Bab II Metabolisme

(3)

(4)

ENZIM

Bab II Metabolisme

(5)

(6)

Komponen Enzim

Bab II Metabolisme

(7)

Cara Kerja Enzim

Enzim bekerja dengan cara menurunkan energy

aktivasi.

(8)

Teori Cara Kerja Enzim

Bab II Metabolisme

(9)

Sifat-Sifat Enzim

1.

Enzim adalah protein, membutuhkan kondisi lingkungan yang sesuai (suhu, pH konsentrasi ion dan lain-lain).

2.

Enzim bekerja secara spesifik/khusus.

√ X

(Laktase

) (Laktosa

) (Laktase

)

(Galaktosa + Glukosa)

+

(10)

3.

Enzim berfungsi sebagai katalis.

4.

Enzim hanya diperlukan dalam jumlah sedikit.

5.

Enzim dapat bekerja secara bolak-balik.

6.

Enzim dipengaruhi oleh factor lingkungan.

Bab II Metabolisme

Lipase + lemak Asam lemak + Gliserol

Lemak Asam lemak + Gliserol + Lipase

(11)

Faktor-Faktor yang mempengaruhi Kerja Enzim

1.

Suhu.

(12)

2.

pH (derajat keasaman)

Bab II Metabolisme

(13)

3.

Aktivator

Merupakan molekul yang mempermudah ikatan antara enzim dengan substratnya.

Contoh : Cl - yang berperan dalam aktivitas Ptyalin dalam saliva.

4.

Inhibitor

Merupakan molekul yang menghambat ikatan antara enzim dengan substratnya.



Inhibitor kompetitif

Merupakan molekul penghambat yang cara kerjanya bersaing dengan

substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim.

(14)



Inhibitor non kompetitif

Merupakan molekul penghambat enzim yang bekerja dengan cara melekatkan diri pada luar sisi aktif, sehingga bentuk enzim berubah dan sisi aktif enzim tidak berfungsi.

Inhibitor ini tidak dapat dipengaruhi oleh konsentrasi substrat.

Bab II Metabolisme

(15)

5.

Konsentrasi enzim 6. Konsentrasi substrat

(16)

METABOLISME

Bab II Metabolisme

(17)

(18)

PERBEDAAN KATABOLISME DAN ANABOLISME

Nomor Katabolisme Anabolisme

1. Proses penguraian/pemecahan

molekul kompleks (molekul organic) menjadi molekul sederhana (molekul anorganik)

Proses pembentukan/ penyusunan/

sintesis molekul kompleks (molekul organic) dari molekul sederhana (molekul anorganik)

2. Dihasilkan energi Dibutuhkan energi

3. Contoh : Respirasi sel aerob dan anaerob

Contoh : Fotosintesis dan Kemosintesis

Bab II Metabolisme

(19)

KATABOLISME

(20)

RESPIRASI AEROB

Bab II Metabolisme

(21)

GLIKOLISIS

Glikolisis terjadi di sitoplasma.

Tempat

berlangsungny a glikolisis

Skema Sel

(22)

PROSES GLIKOLISIS

Bab II Metabolisme

Hasil : - 2 ATP

-2 NADH - 2 Asam

Piruvat

(23)

(24)

Bab II Metabolisme

(25)

(26)

Bab II Metabolisme

(27)

PROSES DEKARBOKSILASI OKSIDASI

Hasil : - 2 CO₂

-2 NADH -2 Asetil CoA

(28)

Bab II Metabolisme

(29)

SIKLUS KREB’S

ADP ATP

Hasil : - 4 CO₂ - 6 NADH - 2 FADH - 2 ATP

(30)

Bab II Metabolisme

(31)

TRANSPOR

ELEKTRON/RANTAI RESPIRASI

Hasil : - 34 ATP - 12 H₂O

(32)

Bab II Metabolisme

(33)

(34)

Bab II Metabolisme

(35)

(36)

Bab II Metabolisme

(37)

PERHITUNGAN/KALKULASI

Rumus Kimia Sederhana Respirasi Aerob :

 C6H12O6 berada di dalam sel berasal dari hasil pencernaan yang diangkut oleh darah

 6O2 digunakan pada waktu transport electron

 6CO2 dihasilkan dari : - Dekarboksilasi oksidasi sebanyak 2CO2

Siklus Kreb’s sebanyak 4CO₂

 6H₂O dihasilkan dari : - Glikolisis

Siklus Kreb’s

Transpor electron

 36 ATP dihasilkan dari : - Glikolisis 2 ATP

C

₆

H

₁₂

O

₆

+ 6O

₂

---> 6CO

₂

+ 6H

₂

O + 36

ATP

(38)

Bab II Metabolisme

(39)

Nukleotida (Adenosin monofosfat) Nukleosida

(Adenosin) Basa Nitrogen

(Adenin)

(40)

Bab II Metabolisme

(41)

(42)

Bab II Metabolisme

(43)

(44)

Bab II Metabolisme

(45)

(46)

RESPIRASI ANAEROB (FERMENTASI)

 Respirasi yang tidak menggunakan oksigen bebas.

 Terjadi pada : manusia, hewan, tumbuhan, mikroorganisme.

 Bersifat merugikan karena :

 Dihasilkan senyawa yang merusak sel, misalnya alkohol.

 Dihasilkan energi lebih rendah.

 Nama fermentasi berdasarkan produk akhir yang dihasilkan.

 Macam-macam fermentasi :

 Fermentasi asam laktat

 Fermentasi alkohol

 Fermentasi asam cuka (asam asetat)

Bab II Metabolisme

(47)

FERMENTASI ASAM LAKTAT

(48)

Bab II Metabolisme

(49)

FERMENTASI ALKOHOL

(50)

Bab II Metabolisme

(51)

(52)

FERMENTASI ASAM CUKA

Bab II Metabolisme

(53)

(54)

Bab II Metabolisme

(55)

HUBUNGAN METABOLISME KARBOHIDRAT, LEMAK DAN

PROTEIN

(56)

ANABOLISME

•

Fotosintesis

Fotosintesis merupakan proses penyusunan atau pembentukan senyawa kompleks (organik) dari senyawa sederhana (anorganik) dengan

menggunakan energi cahaya.

•

Kemosintesis

Kemosintesis merupakan proses penyusunan atau pembentukan senyawa kompleks (organik) dari senyawa sederhana (anorganik) dengan

menggunakan energi dari hasil reaksi kimia.

Bab II Metabolisme

(57)

FOTOSINTESIS

Reaksi Kimia Sederhana :

Meliputi :

•

Reaksi Terang ( terjadi di membran tilakoid dari granum dalam khloroplast)



Fotosistem I



Fotosistem II

6CO₂ + 6H₂O ---> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

(58)

Bab II Metabolisme

(59)

(60)

Bab II Metabolisme

(61)

(62)

Bab II Metabolisme

(63)

(64)

Bab II Metabolisme

(65)

STRUKTUR MEMBRAN

TILAKOID

(66)

REAKSI TERANG

Bab II Metabolisme

(67)

(68)

Bab II Metabolisme

(69)

(70)

Bab II Metabolisme

(71)

(72)

Bab II Metabolisme

(73)

Macam-macam klorofil adalah sebagai berikut : - klorofil a: menghasilkan warna hijau biru

- klorofil b: menghasilkan warna hijau kekuningan - klorofil c: menghasilkan warna hijau coklat - klorofil d: menghasilkan warna hijau merah Klorofil a

Klorofil a adalah suatu senyawa kompleks antara magnesium dengan porfirin yang mengandung cincin siklopentanon (cincin V). Keempat atom nitrogennya dihubungkan secara ikatan. Koordinasi dengan ion Mg2+ membentuk senyawa kompleks planar yang mantap. Rantai sampingnya yang bersifat hidrofob adalah suatu terpenoid alkohol dan fitol yang dihubungkan secara ikatan ester dengan gugus propionat dari cincin IV. Klorofil a merupakan salah satu

bentuk klorofil yang terdapat pada semua tumbuhan autotrof. Rumus kimia klorofila C₅₅H₇₂O₅N₄Mg

Klorofil b

Klorofil b adalah klorofil kedua yang terdapat pada tumbuhan hijau. Klorofil b juga terikat pada protein didalam sel. Klorofil B terdapat pada ganggang hijau chlorophyta dan tumbuhan darat.

Rumus kimianya C₅₅H₇₀O₆N₄Mg

Klorofil a dan klorofil b paling kuat menyerap cahaya bagian merah dan ungu spektrum,cahaya

(74)

Bab II Metabolisme

(75)

(76)

Bab II Metabolisme

(77)

REAKSI GELAP

(78)

Bab II Metabolisme

(79)

(80)

Bab II Metabolisme

(81)

TANAMAN C3

(82)

Bab II Metabolisme

(83)

TANAMAN C4

(84)

TANAMAN CAM

Bab II Metabolisme

(85)

(86)

Bab II Metabolisme

(87)

30 - 70 ppm

6 - 10 ppm 0 - 5 ppm

(88)

Bab II Metabolisme

Tanaman C4

Contoh : Jagung, Sorgum

Tanaman CAM Contoh : Kaktus, Nanas, Anggrek

(89)

Bab II Metabolisme

B A SI S F O R C O M P A R I S ON

C 3 P AT H W A Y

C 4 P AT H W A Y

C A M

D ef i n it i on

S uc h pl a nt s wh o se

fi r s t p ro d uc t af t e r t he

ca r b on

as s im i l at i on

f ro m s u nl i g ht

i s 3 -c a rb o n m o le c ul e or

3- p h os p ho g ly c e ri c ac i d fo r t he p ro d uc t i on of

e ne r gy is

c al l ed

C 3 p la n t s,

an d t h e p a th w a y i s c al l e d a s t h e C 3 p a th w ay . I t is

mo s t c o mm o nl y us e d b y p l an t s .

P la n t s i n t h e t ro p ic a l a r ea , c o n ve r t t h e s un l i gh t e n er g y i n to

C 4 c ar b on

m ol e c ul e o r o x a lo a ce t ic e ac i d,

w hi c h t ak e s p l a ce

be fo r e th e C 3 c y c le a nd

t he n i t f u r th e r c o nv e rt

i nt o t h e e n er g y,

i s c al l ed

C 4 p la n t s a nd

p at h wa y i s ca l le d as

th e C 4 pa t hw a y . T hi s is

mo r e e f fi c ie n t t h an

th e C3

pa t hw a y .

T he

p la n ts

w hi c h s to r e t h e e ne r g y f r om

th e s u n a n d t he n co n ve r t i t i n to

e ne r g y d ur i ng

n ig h t f ol l o ws

th e CA M o r c r a ss u l ac e an

ac i d me t ab o li s m .

C e ll s i n vo l v ed

M e so p hy l l c e ll s .

M e so p hy l l c e ll , b u n dl e s h ea t h c e l ls .

B o th C3

an d C4 in

s am e m e so p h yl l ce l ls .

E xa m pl e

S un f lo w er , Sp i n ac h , B ea n s , R ic e ,

S ug a rc a ne , So r g hu m a n d M a iz e .

C ac t i,

or c h id s . B

A SI S F O R C O M P A R I S ON

C 3 P AT H W A Y

C 4 P AT H W A Y

C A M

D ef i n it i on

ca r b on

as s im i l at i on

e ne r gy is

c al l ed

C 3 p la n t s,

C 4 c ar b on

i s c al l ed

C 4 p la n t s a nd

th e C3

pa t hw a y .

T he

p la n ts

B o th C3

an d C4 in

E xa m pl e

C ac t i,

or c h id s . B

A SI S F O R C O M P A R I S ON

C 3 P AT H W A Y

C 4 P AT H W A Y

C A M

D ef i n it i on

ca r b on

as s im i l at i on

e ne r gy is

c al l ed

C 3 p la n t s,

C 4 c ar b on

i s c al l ed

C 4 p la n t s a nd

th e C3

pa t hw a y .

T he

p la n ts

B o th C3

an d C4 in

E xa m pl e

C ac t i,

or c h id s .

(90)

Bab II Metabolisme

(91)

KEMOSINTESIS

Contoh khemosintesis misalnya dalam - pembentukan sulfat oleh bakteri sulfur

- pembentukan nitrat oleh bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri NC.NS dan NB.

•

Bakteri-bakteri tersebut memperoleh energi dari hasil oksidasi senyawa- senyawa tertentu.

•

Bakteri besi memperoleh energi kimia dengan cara oksidasi Fe2+ (ferro)

menjadi Fe3+ (ferri).

(92)

Bab II Metabolisme

Pembentukan bahan organik nitrat dari bahan anorganik NH3

Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi:

6CO₂ + 6H₂O ---> C₆H₁₂O₆ + 6O₂ 6CO₂ +6H₂O ---> CEnergi ₆H₁₂O₆ + 6O₂

cahaya

(93)

Organisme yang melakukannya disebut kemoautotrof. Bakteri

kemoautotrof ini akan mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi yang DIHASILKAN tersebut akan digunakan untuk asimilasi karbon. ( ingat Reaksi gelap energi dapat dari Reaksi terang)

Contoh, bakteri nitrit : Nitrosomonas, Nitrosococcus , NitrosoBacter spt reaksi diatas

contoh lainnya : Bakteri belerang : Thiobacillus, Bagiatoa 2S + 2H2 O + 3O2 2H2 SO4 + 284, 4 kal.

(94)

Bab II Metabolisme

Berikut picture. organisme yang melakukan khemosintesis dengan prosesnya

(95)

Sebagaimana telah Anda ketahui, bahwa sumber energi pada proses reaksi

penyusunan (sintesis) molekul gula (karbohidrat) dari molekul CO2 dan H2O yang berlangsung di dalam sel makhluk hidup, adalah cahaya (foton) matahari, tetapi tidak semua makhluk hidup menggunakan cahaya sebagaisumber energinya.

Contohnya pada beberapa mikroorganisme seperti bakteribelerang, bakteri nitrit, bakteri nitrat, dan bakteri besi memperoleh energi dengan cara mengoksidasi senyawa kimia.

Jadi, jika pada proses penyusunanbahan organik yang menggunakan sumber energi dengan cara pengoksidasian (pemecahan) senyawa kimia disebut

kemosintesis.

(96)

Bab II Metabolisme

Beberapa bakteri kemosintesis ini mempunyai kemampuan seperti organism

berklorofil, yaitu mampu membuat karbohidrat dari bahan mentah anorganik, tetapi mereka tidak menggunakan energi cahaya untuk melakukan hal itu.

Pengubahan karbon dioksida menjadi karbohidrat dapat pula terjadi dalam sel-sel hewan seperti pada sel-sel tumbuhan. Reaksi "gelap" yang menentukan juga

diketahui berlangsung dalam sel-sel bakteri kemoautotrop.

Mereka memperoleh energi dan elektron-elektron dengan melaksanakan oksidasi beberapa substansi tereduksi yang ada di alam sekitarnya.

Energi bebas tersedia oleh oksidasi ini kemudian digunakan untuk pembuatan karbohidrat.

(97)

Bakteri belerang yang kemoautotrop mengoksidasi H2S di tempat tinggalnya (mata air belerang) sehingga menghasilkan energi.

Reaksinya sebagai berikut.

2H2S + O2 → 2S + 2H2O ÄG = 100 kkal ÄG = perubahan energy

Kemudian energi ini dapat mereka pakai untuk mereduksi karbondioksida menjadi karbohidrat dengan cara yang sama seperti yang dilakukan bakteri belerang

fotosintetik.

2H2S + CO2 → (CH2O) + H2O + 2S

(98)

Bab II Metabolisme

Kelompok bakteri kemoautotrop lainnya ialah bakteri besi. (mereka bertanggung jawab atas sisik kecoklat-coklatan yang terbentuk di dalam tangki air atau toilet kakus).

Mereka menyelesaikan oksidasi senyawa besi yang teroksidasi sebagian dan mampu merangkaikan energi yang dihasilkan oksidasi ini untuk mensintesis karbohidrat.

Bakteri nitrifikasi juga kemoautotrof, mereka melakukan oksidasi NH3 yang dihasilkan dari protein oleh bakteri heterotrof dari hasil perombakan menjadi nitrat.

Oksidasi ini menghasilkan energi untuk mendorong reaksi sintesis bakteri tersebut.

Nitrat yang dihasilkan menyediakan keperluan nitrogen bagi tumbuhan.