BAB IV METABOLISME Proses pembentukan atau penguraian zat di dalam sel yang disertai dengan adanya perubahan energi
METABOLISME ANABOLISME Proses Pembentukan Contoh: Fotosintesis, Kemosintesis Sintesis lemak, Sintesis protein KATABOLISME Proses Penguraian Contoh : Respirasi Sel Fermentasi
Proses Anabolisme biasanya banyak membutuhkan energi sehingga reaksinya dapat berlangsung cepat dan efisien. Reaksi yang memerlukan energi dalam bentuk panas disebut reaksi endergonik atau reaksi endoterm. Sebaliknya pada proses Katabolisme banyak energi dibebaskan ke lingkungan berupa energi panas. Suatu reaksi dimana terjadi pelepasan energi disebut reaksi eksergonik atau reaksi eksoterm. Proses metabolisme memerlukan ENZIM
ENZIM Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan mempercepat proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan yang akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar enzim bekerja secara khas, artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam senyawa atau reaksi kimia.
STRUKTUR ENZIM PROTEIN BUKAN PROTEIN (GUGUS PROSTETIK) GUGUS PROSTETIK VITAMIN KO ENZIM berupa LOGAM KO FAKTOR
SIFAT-SIFAT ENZIM Enzim adalah protein Enzim bekerja secara spesifik / khusus Enzim berfungsi sebagai katalis BIOKATALISATOR (Mengubah kecepatan reaksi, tidak mengubah hasil akhir atau keseimbangan reaksi) Enzim diperlukan dalam jumlah sedikit Enzim dapat bekerja secara bolak balik
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERJA ENZIM 1. SUBSTRAT 2. SUHU 3. KEASAMAN (ph) 4. KO FAKTOR 5. INHIBITOR
Energi Reaksi yang tidak dikatalis oleh enzim Reaksi yang dikatalis oleh enzim Eaktivasi Laju reaksi
ANABOLISME ( FOTOSINTESIS dan KEMOSINTESIS )
STRUKTUR KLOROPLAS
GRANA DAN STROMA
TAHAP FOTOSINTESIS 1. REAKSI TERANG / FOTOLISIS Proses penguraian air oleh energi cahaya untuk membentuk molekul ATP dan NADPH2 2. REAKSI GELAP / FIKSASI CO2 / SIKLUS Calvin-Benson Proses pengikatan karbondioksida (CO2) oleh ribulosa bifosfat (molekul gula 5 C) dan membentuk gula (6C). Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya
REAKSI TERANG, meliputi 2 proses : 1. FOSFORILASI SIKLIK / Fotosistem 1 Menghasilkan ATP melalui transfer elektron siklik pada P700 nm 2. FOSFORILASI NON SIKLIK / Fotosistem 2 Menghasilkan ATP, Oksigen dan Hidrogen yang terikat pada NADP, pada P680 nm Sintesa ATP dari ADP + P dalam kloroplas disebut Fosforilasi atau Fotofosforilasi Reaksi singkat pada reaksi terang : cahaya 2H2O + 2 NADP 2 NADPH2 + O2 + H+
REAKSI PADA FOTOSISTEM
PEMINDAHAN ELEKTRON SIKLIK
PEMINDAHAN ELEKTRON NON SIKLIK
REAKSI GELAP 1. Berlangsung dalam Stroma 2. Menggunakan energi kimia ATP dan NADPH2 hasil reaksi terang 3. Terjadi fiksasi CO2 ( 1C) menjadi Karbohidrat (6C)
THESE REACTIONS PROCEED IN THE CHLOROPLAST S STROMA 6CO 2 6 RuBP 12 PGA ATP ATP Calvin-Benson cycle NADPH 12 PGAL 1 glucose Fig. 5-8, p.78
FOTOSINTESIS REAKSI TERANG REAKSI GELAP
= REAKSI TERANG = REAKSI GELAP
Photosynthesis Equation LIR LIR 12H 2 O + 6CO 2 water carbon dioxide LIGHT ENERGY chlorophyll 6O 2 + C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O oxygen glucose water
KEMOSINTESIS Sintesa senyawa organik dari reaksi-reaksi kimia senyawa anorganik. Terjadi pada bakteri tertentu yang tidak berklorofil 1. BAKTERI SULFUR CO2 + 2 H2S CH2O + 2 S +H2O 2. BAKTERI BESI FERRO FERRI 3. BAKTERI N ( Nitrosomonas, Nitrococcus) AMONIUM NITRIT NITRAT
NITRIFIKASI AMONIUM NITRIT NITRAT DENITRIFIKASI Nitrosomonas Nitrobacter AMONIUM NITRIT NITRAT Nitrococcus
RESUME ANABOLISME FOTOSINTESIS 1. FOTOLISIS/SIKLUS ELEKTRON/REAKSI HILL AIR NADPH, ATP, dan OKSIGEN 2. FIKSASI CO2 / SIKLUS CALVIN - BENSON CO2 RBP APG ALPG GLUKOSA 6 CO2 + 6 H2O Cahaya matahari klorofil C6H12O6 + 6O2
KATABOLISME RESPIRASI : Proses pembebasan energi kimia yang terkandung dalam molekul organik pada sel hidup menjadi energi yang berguna untuk aktivitas hidup
Tiga peristiwa dalam respirasi 1. Pemecahan bahan bakar Karbohidrat Fragmen-fragmen dan membentuk CO2 2. Transfer H2 Proses pembebasan energi dari bahan bakar 3. Transfer energi Untuk mengikat P + ADP ATP
1. Glikolisis TAHAP-TAHAP RESPIRASI SEL Glukosa + 2 ADP + 2 P + 2 NAD 2 Piruvat + 2 NADH2 + 2 ATP 2. Dekarboksilasi Oksidatif 2 Piruvat + 2 Co.A + 2 NAD 2 Asetil CoA + 2 NADH2 + 2 CO2 3. Daur Krebs 6 H2O + 2 Asetil CoA + 6NAD + 2FAD + 2P 4 CO2 + CoA + 6 NADH2 + 2 FADH2 + 2 ATP 4. Transfer Elektron 10 NADH2 + 2 FADH2 + 34 ADP + 34 P + 6O2 10 NAD + 2 FAD + 12 H2O + 34 ATP Glukosa (C6H12O6) + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP (Energi)
1. GLIKOLISIS Berlangsung di dalam SITOPLASMA Glukosa (C6) C3 Menggunakan 2 ATP Menghasilkan 2 ATP Menghasilkan 2 molekul Piruvat
2. Dekarboksilasi oksidatif Dihasilkan 2 molekul CO2 dan 2 molekul NADH Dihasilkan 2 Asetil CoA (C2)
3. Daur Krebs Pembentukan asam sitrat (C6) dari asam asetat (C2) dan asam oksaloasetat (C4) Menghasilkan 2 ATP, 6NADH, 2FADH, 6 CO2 Berlangsung di dalam matriks mitokondria
4. Transfer elektron NADH DAN FADH SENYAWA PEREDUKSI PENGHASIL ION HIDROGEN SETIAP PERPINDAHAN ELEKTRON PADA SETIAP RESEPTOR MEMBENTUK ENERGI DAN MENGHASILKAN MOLEKUL AIR SETIAP MOLEKUL NADH MENGHASILKAN 3 ATP DAN 1 MOLEKUL FAD MENGHASILKAN 2 ATP
Hasil ATP Maksimum
Hasil ATP bersih
RESUME KATABOLISME
Glucose 2 ATP 34 more ATP 2 Pyruvate Oxygen No Oxygen Aerobic respiration Fermentation Alcohol + CO2 (yeast, plants) Lactate (Animals)
FERMENTASI ASAM LAKTAT TERJADI DALAM JARINGAN HEWAN HASIL AKHIR BERUPA SENYAWA ASAM LAKTAT JUMLAH ENERGI SEDIKIT Glukosa (1 Molekul) Asam Piruvat (C) 1 molekul Asam Laktat (C3) 2 molekul menghasilkan ATP 2 molekul
FERMENTASI ALKOHOL FERMENTASI ALKOHOL TERJADI DALAM TUMBUHAN: ENERGI YANG DIHASILKAN KECIL MENGHASILKAN RACUN Glukosa (1 Molekul) Asam Piruvat (C3) 1 molekul Asetaldehid (C2) 2 mol Asam Laktat (C3) 2 molekul menghasilkan ATP 2 molekul
KETERKAITAN PROSES KATABOLISME DAN ANABOLISME As.Amino dlm Sel Protein makanan Protein tubuh Asam amino Senyawa lain yang mengandung nitrogen Senyawa kerangka karbon NH 4 + Urea Aseti co-a Asam piruvat atau intermediet siklus Krebs Disekresi kan Produksi ATP Glukosa
Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat,Lemak,Protein