METABOLISME SEL | Materi Biologi Kelas 12

METABOLISME SEL

Pada postingan kali ini Synaoo.com akan memberikan rangkuman materi SMA lengkap pelajaran Biologi Kelas XII Semester 1 Kurikulum 2013 yaitu materi tentang Metabolisme Sel.

Sebelum melangkah lebih jauh ke dalam metabolisme sel, kita harus mengetahui terlebih dahulu apa itu metabolisme sel.

Metabolisme sel adalah reaksi-reaksi kimiawi untuk mengubah zat-zat yang menghasilkan energi maupun memerlukan energi yang terjadi di dalam sel-sel tubuh. Pengertian secara gampangnya adalah proses penguraian dan penyusunan zat kimiawi di dalam tubuh.

ANALISIS MATERI

Tingkat Kesulitan : HARD

PETA KONSEP

A. Enzim
1. Komponen Enzim
2. Sifat dan Mekanisme Kerja Enzim
3. Faktor-faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim
a. Suhu
b. pH
c. Kosentrasi Enzim
d. Kosentrasi Substrat
e. Zat-zat Penggiat
d. Zat-zat Penghambat
B. Katabolisme
1. Katabolisme Karbrohidrat
2. Katabolisme Lemak dan Protein
C. Anabolisme
1. Fotosintesis
a. Reaksi Terang
b. Reaksi Gelap

A. Enzim

Enzim merupakan senyawa protein yang diproduksi oleh sel-sel makhluk hidup dan berfungsi sebagai biokatalisator.

1. Komponen Enzim

Dibedakan menjadi 2 :
a. Enzim sederhana : terdiri atas protein
b. Enzim Kompleks (holoenzim)
Komponen protein (apoenzim) : bersifat tidak tahan panas mudah terdenaturasi
Komponen nonprotein (gugus prostetik) : bersifat tahan panas.

2. Sifat dan Mekanisme Kerja Enzim

Sifat-sifat Enzim :
a. Dipengaruhi suhu dan pH.
b. Hanya dapat bekerja pada substrat terentu.
c. Bekerja secara reversible (bolak-balik).
d. Diperlukan dalam jumlah sedikit.
e. berupa koloid.
f. dapat bereaksi dengan substrat asam maupun basa.
g. Dapat digunakan berulang kali.

Peran enzim adalah sebagai biokatalis (mempercepat reaksi biologi).
Mekanisme kerja enzim :

Substrat + enzim ➞ kompleks enzim-substrat ➞ enzim + produk

Cara kerja enzim ada 2 :
➤Teori Gembok dan Kunci (Lock and key)
Enzim sebagai sebagai gembok yang dapat berikatan dengan substrat (sisi aktif). Substrat sebagai kunci yang berikatan secara pas dengan sisi aktif enzim.

➤Teori Ketepatan Induksi
Sisi aktif enzim dapat berubah bentuk sesuai dengan substratnya (fleksibel).

3. Faktor-faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim

a. Suhu
Setiap enzim memiliki suhu optimum spesifik. Pada suhu rendah mengalami nonaktif. Pada suhu tinggi mengalami denaturasi.
➤Suhu minimum : nonaktif (kurang dari 37 derajat)
➤Suhu Optimum : bekerja optimal (37-40 deajat)
➤Suhu Maksimum : denaturasi (lebih dari 40 derajat)

b. pH
Setiap enzim memiliki pH optimum spesifik. Perubahan pH mengakibatkan sisi aktif enzim berubah sehingga menghalangi terikatnya substrat dan mengakibatkan proses denaturasi.
➤Asam : Pepsin
➤Netral :Petialin
➤Basa : Tripsin

c. Kosentrasi Enzim
Penambahan besar konsentrasi enzim meningkatkan kecepatan reaksi enzim hingga tercapai kecepatan konstan.

d. Kosentrasi Substrat
Brtambahnya konsentrasi substrat akan meningkatkan kecepatan reaksi jika jumlah enzim dalam reaksi tetap hingga tercapai kecepatan konstan.

e. Zat-zat Penggiat (Aktivator)
Aktifator adalah zat yang berfungsi memacu atau mempercepat reaksi enzim.

f. Zat-zat Penghambat (Inhibitor)

Inhibitor terbagi menjadi dua yaitu :

➤Inhibitor kompetitif
Inhibitor kompetitif adalah inhibitor yang berkaitan secara kuat pada sisi aktif enzim. Inhibitor kompetitif bersifat bersaing dengan substrat memperebutkan enzim.Inhibitor kompetitif dapat diilangkan dengan menambah konsentrasi substrat.

➤Inhibitor nonkompetitif
Inhibitor nonkompetitif adalah inhibitor yang terikat pada sisi selain sisi aktif enzim. Inhibitor ini sifatnya merusak enzim. Inhibitor ini tidak dapat dihiliangkan.

B. Katabolisme

Katabolisme adalah penguraian senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa-senyawa yang lebih sederhana dan menghasilkan energi.

1. Katabolisme Karbrohidrat
Katabolisme ini berlangsung melalui proses respirasi sel. Respirasi sel merupakan penguraian senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana yang berlangsung di mitokondria.

Respirasi dibagi menjadi 2 yaitu :

a. Respirasi Aerob (butuh Oksigen)
Proses respirasi aerob mengubah glukosa menjadi ATP.
Respirasi aerob terjadi melalui 2 jalur :

1) Siklus Krebs
Siklus krebs melalui 4 tahap :

➤ Glikolisis
Glukolisis adalah proses pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat dengan menghasilkan NADH dan ATP yang terjadi di sitosol.

Glukosa + 2 ATP → 2 Asam Piruvat 2ATP + 2 NADH

➤ Dekarboksilasi Oksidatif
Asam piruvat diubah menjadi asetil Ko-A dengan menghasilkan NADH dan melepakan Karbondioksida. Pada organisme eukariotik berlangsung dalam mitokondria sedangkan organisme prokariotik terjadi dalam sitosol.

2 Asam Piruvat + 2 Ko-A → 2 Asetil Ko-A + 2CO2 + 2 NADH

➤ Siklus Krebs
Berfungsi menghasilkan energi dan berbagai senyawa antara yang digunakan untuk sintesis senyawa lain. Berlangsung di mitokondria.

Asetil Ko-A + Asam Oksalosetat → 6 NADH + 2 FADH + 2ATP + 2CO2

➤Sistem Transpor Elektron
Tahap ini berfungsi mengiksidasi NADH dan FADH₂ dari tahap sebelumnya. Berlangsung di mitokondria.

2) Pentosa Fosfat
Dihasilkan CO2 dan 2 NADPH2. Selanjutnya NADPH2 dioksidasi dalam sistem transpor elektron. Pada jalur tersebut senyawa antara yang terbentuk berupa gula.

b. Resprasi Anaerob ( tanpa oksigen)
Dalam respirasi ini peran oksigen digantikan zat lain, seperti NO₃ dan SO₄. Energi yang dihasilkan respirasi anaerob lebih sedikit dibandingkan respirasi aerob.

Respirasi anaerob merupakan reaksi fermentasi yang terdiri atas 2 tahap yaitu glikolisi dan pembentukan NAD⁺.
Fermentasi dibagi atas 2 macam yaitu :

1) Fermentasi asam laktat
Bahan bakunya berupa asam piruvat dari hasil glikolisis serta menghasilkan asam laktat dan ATP.

Glukosa→ Asam Piruvat→Asam Laktat + 2ATP

2) Fermentasi ALkohol
Bahan bakunya asaam piruvat hasil glikolisis untuk menghasilkan etanol, CO₂, dan ATP.

Glukosa → Asam Piruvat →Asetildehid + CO2 → Etanol + 2ATP

2. Katabolisme Lemak dan Protein

a. Katabolisme lemak dibantu oleh enzim lipase. Katabolisme lemak dimulai dengan pemecahan lemak menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak diubah menjadi asetil koenzim A. Asetil ko-A kemudian memasuki siklus Krebs. Gliserol dirubah menjadi fosfogliseraldehid dan memasuki jalus siklus Krebs.

b. Katabolisme protein dimulai dengan pemecahan protein yang dibantu enzim protease dan peptidase menjadi asam amino. Selajnjutnya, asam amino mengalami reaksi deaminasi dan transaminasi yang menghasilkan gugus amin (NH3) dan asam keto. Pada mamalia dan beberapa hewan lainnya, NH₃ diubah mnjadi urea dan dibuang dalam bentuk urine. Adapunasam keto memasuki reaksi glikolisis atau siklus krebs.

C. Anabolisme

Anabolisme adalah reaksi penyusunan dari senyawa-senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks dan memerlukan energi.

1. Fotosintesis
Fotosintesis adalah proses pengubahan H₂O dan CO₂ oleh klorofil menjadi karbohidrat dengan bantuan cahaya. Fotosintesis menghasilkan produk samping berupa gas O₂.
6CO₂+ 6H₂O ⟶ C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Fotosintesi berlangsung 2 tahap yaitu :

a. Reaksi Terang
Reaksi terang berlangsung ketika ada cahaya. Reaksi terang terjadi pada membran tilakoid. Reaksi terang akan menghasilkan ATP dan NADPH2 yang akan digunakan pada reaksi gelap.
Fotosistem yang terlibat dalam fotosintesis adalah :

1) Fotosistem I (P700), mengandung klorofil a yang menyerap kuat energi cahaya dengan panjang gelombang 700 nm.

2) Fotosistem II (P680), mengandung klorofil a yang menyerap kuat energi cahaya dengan panjang gelombang 680 nm.

Pigmen-pigmen dalam fotosintesis berfungsi menangkap energi cahaya. Energi tersebut digunakan oleh pusat reaksi untuk melepaskan elektronnya. Aliran elektron ada 2 macam yaitu :

1) Jalur Elektron Siklik
Elektron yang dilepaskan fotosistem I akan ditangkap oleh akseptor elektron. Elektron selanjutnya menuju sistem feredoksin lalu ke kompleks sitokrom dan kembali ke fotosistem I. Jalur elektron siklik menghasilkan ATP.

2) Jalur Elektron Nonsiklik
Reaksi dimulai ketika fotosistem II menyerap energi cahaya kemudian ditangkap oleh klorofil untuk memecah molekul air.

b. Reaksi Gelap
Reaksi berlangsung di dalam stomata tanpa memerlukan cahaya.
Reaksi ini terbagi atas 3 tahap :

1) Tahap Fiksasi
CO2 berikatan dengan ribulosa bifosfat(RuBP) membentuk dua molekul 3-fosfogliserat(PGA) dengan bantuan enzim kaarboksilase.

2) Tahap Reduksi
PGA diubah menjadi DPGA (1,3-difosfogliserat) melalui penambahan gugus fosfat dari ATP. Selanjutnya, NADPH mereduksi DPGA menjadi fsfogliseraldehid.

3) Tahap Regenerasi
Molekul PGAL disusun ulang menjadi 3 molekul RuBP. Untuk menyelesaikan ini, siklus menghabiskan 3 ATP. Adapun PGAL yang lain digunakan untuk membentuk glukosa.

2. Kemosintesis
Kemosintesis adalah proses penyusunan bahan organik (karbohidrat) dari H₂O dan CO₂ menggunakan energi kimia yang terjadi pada kelompok bakteri. Pelakunya disebut organisme kemosintetik atau kemoautotrof.

3. Sintesis Lemak dan Protein

a. Sintesis Lemak
Lemak merupakan komponen sel yang terdiri atas unsur C, H, dan O. Lemak disintesis dari karbohidrat dan protein melalui asetil ko-A. Lemak tersusun atas asam lemak dan gliserol. Sintesi lemak dibantu enzim lipase.

b. Sintesis Protein
Protein di dalam sel tersusun dari asam amino yang proses pembentukannya melibatkan DNA, RNA, dan Ribosom. Protein disintesis melalui trankripsi dan translasi. Translasi adalah proses penerjemahan informasi genetik yang terdapat pada RNAd menjadi runtutan asam amino yang membentuk rantai polipeptida.

Cukup sekian materi Metabolisme Sel dari Synaoo.com. Semoga materi yang disajikan dapat mempermudah dan bermanfaat bagi kalian dalam mempelajari materi Metabolisme Sel.

Selamat Belajar!!!

Labels: Biologi