LEMBAR KERJA MANDIRI 2 METABOLISME KARBOHIDRAT
Karbondioksida digunakan oleh makhluk hidup dalam proses oksidasi dalam mitokobdria untuk menghasilkan energi melalui proses yang dikenal dengan respirasi. Pada proses respirasi karbohidrat dipecah menjadi karbondioksida, uap air dan energi berupa ATP. Pada umumnya jalur utama metabolisme karbohidrat terkait dengan perubahan glukosa. Hal ini disebabkan karena glukosa merupakan setruktur gula esensial dalam darah dan bahan bakar energi utama dalam tubuh. Metabolisme glukosa melalui berbagai jalur meliputi Glikolisis, Oksidasi Piruvat, Siklus Asam Sitrat dan Rantai Transpor Elektron. Respirasi sendiri dapat dibedakan menjadi respirasi aerob dan anaerob dimana keduanya mampu memecah karbohidrat untuk menghasilkan energi. Respirasi anaaerob pada metabolisme karbohidrat pada umumnya melaui proses fermentasi glukosa
Glikolisis merupakan jalur pemecahan glukosa yang ada pada hampir semua jalur karabolisme glukosa di hewan dan tumbuhan. Padaproses glikolisis terjadi oksidasi glukosa secara parsial di mana molekul 6-C dibedah untuk membentuk dua unit 3-C (piruvat), dan energi yang dilepaskan disimpan dalam bentuk ATP dan NADH. Tujuan dari proses glukolisis yaitu untuk menyediakan (i) energi dan (ii) perantara untuk jalur metabolisme lainnya.
Setelah Saudara mencermati materi tentang metabolisme karbohidrat, cobalah memahaminya lebih detil melalui beberapa topik diskusi berikut.
1. Lakukan eksplorasi internet, kemudian temukan tautan yang paling mudah untuk menjelaskan tahapan tentang:
a. Glikolisis
Jawab: Glikolisis adalah reaksi pelepasan energi yang memecah satu molekul glukosa (terdiri dari 6 atom karbon ) atau monosakarida yang lain menjadi dua molekul asam piruvat ( terdiri dari 3 atom karbon), 2 NADH (Nicotinamide Adenin Dinucleotide H), dan 2 ATP.
b. Dekarboksilasi oksidatif Asam Piruvat
Jawab: Dekarboksilasi oksidatif Asam Piruvat adalah tahap dalam proses respirasi aerob di mana molekul Asam Piruvat diubah menjadi Acetyl-CoA dan karbondioksida. Dekarboksilasi oksidatif terjadi di dalam mitokondria sel. Tahap dekarboksilasi oksidatif menghasilkan 0 ATP secara langsung.
c. Siklus Krebs
Jawab: Siklus Krebs adalah serangkaian reaksi kimia yang terjadi pada sel hidup, hingga membuat adanya energi Acetyl-CoA. Berupa perubahan asam piruvat hasil glikolisis, sementara Acetyl-CoA dengan oksidasi glukosa yang akan diubah menjadi karbondioksida dan hidrogen.
d. Transport electron
Jawab: Transport Elektron adalah serangkaian rantai dalam membran yang terdiri dari protein kompleks yang mentransfer elektron dari donor elektron menuju akseptor elektron melalui reaksi redoks, sistem transpor elektron terjadi pengangkutan elektron melalui rangkaian molekul penangkap elektron yang menghasilkan ATP hingga elektron terakhir ditangkap oleh oksigen. Sistem transport elektron ini terjadi di membrane dalam mitokondria. Pada akhir sistem transport elektron terjadi penangkapan elektron oleh oksigen untuk membentuk air. Sedangkan setiap NADH yang ada pada sistem transport elektron ini akan menghasilkan 3 ATP. Lalu, FADH2 akan menghasilkan 2 ATP.
Selanjutnya lakukan proses pengubahan informasi secara visual tersebut menjadi bentuk diagram alir yang menjelaskan setiap tahapan tersebut.
2. Kita sudah banyak mengenal makanan yang diproses melalui fermentasi. Apakah tahapan yang ditempuh juga melalui tahapan yang sudah Saudara gambarkan di No1? Berikan penjelasan Saudara. Selanjutnya kajilah perbedaan energi dalam bentuk ATP yang akan dihasilkan untuk 1 molekul glukosa. Dalam kajian ini, bedakan berdasarkan jumlah ATP yang dihasilkan jika berlangsung proses fermentasi glukosa menjadi asam laktat atau menjadi alkohol.
3. Kajilah, mungkinkah proses respirasi berlangsung tanpa melewati siklus krebs? Sertakan alasan Saudara.
Jawab: Tidak Mungkin. Karena siklus Krebs merupakan salah satu tahapan dari proses respirasi sel secara keseluruhan pada siklus Krebs, reaksi kimia yang terjadi memerlukan kehadiran oksigen sehingga proses ini disebut juga pernapasan aerob. Reaksi di dalam siklus Krebs butuh molekul O2 bukan berarti ada molekul dengan kandungan karbon yang perlu bereaksi langsung dengan oksigen Akan tetapi, selama proses siklus Krebs berlangsung terdapat molekul NADH yang membutuhkan gas O2 agar dapat teroksidasi menjadi NAD dan menghasilkan energi dalam bentuk ATP.
4. Proses respirasi sangat erat kaitannya dengan proses fermentasi. Apa fungsi oksigen dalam proses respirasi secara aerob maupun proses fermentasi.
Jawab: Trans
5. Terbentuknya energi dalam bentuk ATP menjadi bagian penting dalam proses fermentasi, lakukan kajian melalui eksplorasi animasi yang menunjukkan proses sintesis ATP yang dikenal dengan proses fosforilasi. Selanjutnya pilihlah salah satu tautan yang menurut Saudara mampu menjelaskan dengan baik proses fosforilasi ini. Di akhir buatkan diagram proses yang dapat menggambarkan apa yang sudah dijelaskan secara visual melalui tautan yang sudah Saudara tentukan.
6. Jelaskan proses dan tujuan proses berikut ini. Sertakan juga alasan bagi sel melaksanakan proses ini:
a. Glikolisis b. Glikogenesis c. Glikogenolisis d. Glukoneogenesis
*SELAMAT BEKERJA*