bab iv metabolisme - Direktori File UPI

BAB IV
METABOLISME
Proses pembentukan atau
penguraian zat di dalam sel yang
disertai dengan adanya
perubahan energi
as-bio-fmipa-upi
METABOLISME
ANABOLISME
KATABOLISME
Proses Pembentukan
Proses Penguraian
Contoh :
Respirasi Sel
Contoh: Fotosintesis,
Kemosintesis
Sintesis lemak,
Sintesis protein
as-bio-fmipa-upi
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
as-bio-fmipa-upi
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.
as-bio-fmipa-upi
STRUKTUR ENZIM
PROTEIN
BUKAN PROTEIN
(GUGUS PROSTETIK)
GUGUS PROSTETIK
VITAMIN  KO ENZIM
berupa
LOGAM 
as-bio-fmipa-upi
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
as-bio-fmipa-upi
FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI KERJA ENZIM
1. SUBSTRAT
2. SUHU
3. KEASAMAN (pH)
4. KO FAKTOR
5. INHIBITOR
as-bio-fmipa-upi
Energi
Reaksi yang tidak dikatalis oleh
enzim
Reaksi yang dikatalis oleh enzim
Eaktivasi
Laju reaksi
as-bio-fmipa-upi
ANABOLISME
( FOTOSINTESIS
dan
KEMOSINTESIS )
as-bio-fmipa-upi
as-bio-fmipa-upi
STRUKTUR KLOROPLAS
as-bio-fmipa-upi
GRANA DAN STROMA
as-bio-fmipa-upi
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
as-bio-fmipa-upi
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+
as-bio-fmipa-upi
REAKSI PADA FOTOSISTEM
as-bio-fmipa-upi
PEMINDAHAN ELEKTRON SIKLIK
as-bio-fmipa-upi
PEMINDAHAN ELEKTRON NON SIKLIK
as-bio-fmipa-upi
REAKSI GELAP
1. Berlangsung dalam Stroma
2. Menggunakan energi kimia ATP dan NADPH2
hasil reaksi terang
3. Terjadi fiksasi CO2 ( 1C) menjadi Karbohidrat (6C)
as-bio-fmipa-upi
as-bio-fmipa-upi
THESE
REACTIONS
PROCEED IN THE
CHLOROPLAST’S
STROMA
6CO2
6 RuBP
12 PGA
ATP
Calvin-Benson
cycle
ATP
NADPH
12 PGAL
1
glucose
as-bio-fmipa-upi
Fig. 5-8, p.78
FOTOSINTESIS
REAKSI TERANG
REAKSI GELAP
as-bio-fmipa-upi
= REAKSI TERANG
= REAKSI GELAP
as-bio-fmipa-upi
Photosynthesis Equation
LIR
LIR
LIGHT ENERGY
12H2O + 6CO2
water carbon
dioxide
6O2 + C6H12O6 + 6H2O
chlorophyll
as-bio-fmipa-upi
oxygen glucose
water
KEMOSINTESIS
Sintesa senyawa organik dari reaksi-reaksi kimia
senyawa anorganik. Terjadi pada bakteri tertentu yang
tidak berklorofil
1. BAKTERI SULFUR
CH2O + 2 S +H2O
CO2 + 2 H2S
2. BAKTERI BESI
FERRO  FERRI
3. BAKTERI N ( Nitrosomonas, Nitrococcus)
AMONIUM  NITRIT  NITRAT
as-bio-fmipa-upi
NITRIFIKASI
AMONIUM
NITRIT
NITRAT
DENITRIFIKASI
Nitrosomonas
AMONIUM
Nitrococcus
Nitrobacter
NITRIT
as-bio-fmipa-upi
NITRAT
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
Cahaya matahari
6 CO2 + 6 H2O
klorofil
as-bio-fmipa-upi
C6H12O6 + 6O2
KATABOLISME
RESPIRASI : Proses pembebasan energi
kimia yang terkandung dalam
molekul organik pada sel
hidup menjadi energi yang
berguna untuk aktivitas hidup
as-bio-fmipa-upi
Tiga peristiwa dalam respirasi
1. Pemecahan bahan bakar
Fragmen-fragmen dan
membentuk CO2
Karbohidrat
2. Transfer H2
Proses pembebasan energi dari bahan bakar
3. Transfer energi
Untuk mengikat P + ADP
as-bio-fmipa-upi
ATP
TAHAP-TAHAP RESPIRASI SEL
1. Glikolisis
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
+ 2 FADH2 + 2 ATP
4 CO2 + CoA + 6 NADH2
4. Transfer Elektron
10 NADH2 + 2 FADH2 + 34 ADP + 34 P + 6O2
H2O + 34 ATP
Glukosa (C6H12O6) + 6 O2
10 NAD + 2 FAD + 12
6 CO2 + 6 H2O + 38 ATP (Energi)
as-bio-fmipa-upi
1. GLIKOLISIS
Berlangsung di
dalam SITOPLASMA
Glukosa (C6)C3
Menggunakan 2 ATP
Menghasilkan 2 ATP
Menghasilkan 2
molekul Piruvat
as-bio-fmipa-upi
2. Dekarboksilasi oksidatif
Dihasilkan 2
molekul CO2
dan 2 molekul
NADH
Dihasilkan 2
Asetil CoA (C2)
as-bio-fmipa-upi
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
as-bio-fmipa-upi
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
as-bio-fmipa-upi
Hasil ATP Maksimum
as-bio-fmipa-upi
Hasil ATP bersih
as-bio-fmipa-upi
RESUME KATABOLISME
as-bio-fmipa-upi
Glucose
2 ATP
2 Pyruvate
34 more
ATP
Oxygen
No Oxygen
Aerobic respiration
Fermentation
Alcohol + CO2
(yeast, plants)
as-bio-fmipa-upi
Lactate
(Animals)
FERMENTASI ASAM LAKTAT
 TERJADI DALAM JARINGAN HEWAN
 HASIL AKHIR BERUPA SENYAWA
ASAM LAKTAT
 JUMLAH ENERGI SEDIKIT
Glukosa
Asam Piruvat (C)
(1 Molekul)
1 molekul
as-bio-fmipa-upi
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
as-bio-fmipa-upi
Asam Laktat (C3)
2 molekul
menghasilkan ATP 2
molekul
KETERKAITAN PROSES KATABOLISME DAN
ANABOLISME
As.Amino dlm Sel
Protein
makanan
Protein
tubuh
Senyawa lain yang
mengandung nitrogen
Asam
amino
Senyawa
kerangka karbon
NH4+
Urea
Asam piruvat atau
intermediet siklus
Krebs
Aseti co-A
Produksi ATP
as-bio-fmipa-upi
Disekresi
kan
Glukosa
Keterkaitan Metabolisme Karbohidrat,Lemak,Protein
as-bio-fmipa-upi