Materi Biologi BAB 2 Metabolisme Sel Kelas 12 Semester 1 Kurikulum 2013 - Part 2
Selamat datang kembali Sahabat Administrasingajar semua di Blog Pendidikan, kami akan
berbagi mater biologi khususnya kelas 12, Postingan ini adalah lanjutan
dari postingan Rangkuman Materi Biologi BAB 2 Enzim dan Metabolisme Sel Kelas 12 Semester 1 - Part 1.
Materi Biologi Kelas 12 di Blog ini lengkap dari Semester 1 dan 2,
dari BAB 1 sampai BAB 10 yaitu, Pertumbuhan dan Perkembangan,
Metabolisme Sel, Materi Genetik, Pembelahan Sel, Pewarisan Sifat Menurut
Hukum Mandel dll. jadi jangan sampai ada materi biologi yang
tertinggal untuk di baca yah Sahabat semua, baik langsung saja kita ke materi.
Katabolisme Karbohidrat-Reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi senyawa yang lebih sederhana (anorganik) merupakan pengertian dari katabolisme. Di dalam tubuh, katabolisme karbohidrat berlangsung melalui proses respirasi sel. Berdasarkan kebutuhan oksigen, respirasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.
1. Respirasi Aerob
Respirasi aerob menghasiikan energi sebanyak 38 ATP. Respirasi aerob umumnya terjadi pada hewan dan tumbuhan. Secara umum, respirasi aerob terjadi secara bertahap. Adapun tahap-tahapnya sebagai berikut.
a. Glikolisis
Glikolisis merupakan rangkaian reaksi kimia penguraian glukbsa (yang memiliki 6 atom C) menjadi asam piruvat (senyawa yang memiliki 3 atom C), NADH, dan ATP. Pada proses glikolisis, setiap 1 molekul glukosa akan diubah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP.
Di samping adalah skema tahapan glikolisis. Berdasarkan gambar tersebut, dapat dijelaskan bahwa peristiwa glikolisis terjadi melalui dua tahapan, yaitu tahap penggunaan energi dan tahap pelepasan
energi.
Pada tahap penggunaan energi terjadi penambahan gugus fosfat pada molekul glukosa dengan bantuan enzim heksokinase, sehingga terbentuk glukosa 6-fosfat (1). Selanjutnya glukosa 6-fosfat, diubah menjadi fruktosa 6-fosfat (2).
Fosfofruktokinase mentransfer gugus fosfat dari ATP ke fruktosa 6-fosfat membentuk fruktosa 1,6 bifosfat (3). Aldolase membagi . molekul gula (fruktosa 1 ,6bifosfat) menjadi 2 molekul gula yang berbeda dan merupakan isomernya (4). Dua molekul gliseraldehid fosfat masingmasing akan masuk pada tahapan glikolisis selanjutnya (5).
Tahap kedua adalah tahap pelepaSan energi, dalam tahapini terjadi beberapa peristiwa, yaitu triosafosfat dehidrogenase mengkatalisis pemindahan elektron dan H+ dari substrat (gliseraldehid fosfat) ke NAD+ membentuk NADH (6). Glikolisis menghasilkan ATP. Gula telah diubah menjadi senyawa asam organik oleh fosfogliserokinase (7). Gugus fosfat dipindahkan sehingga menjadi 2-fosfogliserat oleh fosfogliseromutase (8). Selanjutnya 2-fosfogliserat melepaskan molekul H 2O sehingga terbentuk fosfoenol piruvat kinase oleh enolase (9). Piruvat kinase mentransfer gugus fosfat sehingga menghasilkan 2 ATP lagi (10).
b. Dekarboksilasi oksidatif
Asam piruvat diubah' menjadi asetil Co-A dengan menghasilkan NADH dan melepaskan CO2. Tahap dekarboksilasi oksidatif pada organisme eukariotik berlangsung di dalam matriks mitokondria, sedangkan untuk organisme prokariotik berlangsung di dalam sitosol (cairan sitoplasma sel).
Berikut reaksinya:
c. Siklus Krebs
Siklus Krebs disebut juga sebagai siklus asam sitrat Siklus Krebs terjadi di dalam matriks mitokondria. Siklus Krebs berfungsi menghasilkan energi dan berbagai senyawa antara yang akan digunakan untuk sintesis senyawa lain. Perhatikan gambar berikut ini!
Satu kali siklus Krebs terdiri atas delapan tahapan seperti berikut.
1) Asetil Ko-A (2 atom C) menambahkan atom C pada oksaloasetat (4 atom C) sehingga dihasilkan asam sitrat (6 atom C).
2) Terjadi perubahan sitrat menjadi isositrat (6 atom C) dengan melepas H 20 dan menerima H2O kembali.
3) Isositrat melepaskan CO2, sehingga terbentuk alpha-ketoglutarat (5 atom C). Melibatkan enzim isositrat dehidrogeznase.
4) Selanjutnya a-ketoglutarat melepaskan CO2. NAD+ ak'an mendapatkan donor elektron dari hidrogen untuk membentuk NADH. Asam a-ketoglutarat selanjutnya diubah menjadi suksinil KoA.
5) Terjadi fosforilasi tingkat substrat pada pembentukan GTP (guanosintrifosfat) terbentuk suksinat (4 atom C).
6) Suksinat dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase akan berubah mema fumarat disertai pelepasan satu gugus elektron. Pada tahap ini, elektron ak ditangkap oleh akseptor FAD menjadi FADH2.
7) Fumarat terhidrolisis (mengikat 1 molekul H2O sehingga membentuk malat (4 atom C Melibatkan enzim fumarat hidratase atau fumarase.
8) Pembentukan oksaloasetat (4 atom C) melalui pelepasan NADH. Melibatkan enzi malat dehidrogenase.
d. Transpor Elektron (Fosforilasi Oksidatif)
Sistem transpor elektron terjadi pada membran sebelah dalam mitokondria. Transpor elektron berfungsi untuk mengoksidasi senyawa NADH atau NADPH2 dan .2FADH untuk menghasilkan ATP. ATP yang dihasilkan pada tahap ini adalah 32 ATP. Reaksi transpor elektron bersifat kompleks yang melibatkan NADH (NicotinamideAdenine Dinucleotide), FAD (Flavin Adenine Dinucleotide), dan molekul-molekul lainnya. Dalam pembentukan ATP, terdapat akseptor elektron yang akan memfasilitasi pertukaran elektron dari satu sistem ke sistem lainnya. Berikut tahapan transpor elektron.
Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH, kemudian NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindahkan ion hidrogen kepada fiavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yang bertindak sebagai pembawa ion hidrogen. Dari flavoprotein atau FAD, setiap proton atau hidrogen dikeiuarkan ke matriks sitoplasma _ untuk membentuk molekul H2O. Selanjutnya elektron akan berpindah dari ubiquinon ke protein yang mengandung besi dan sulfur (FeSa dan FeSb) selanjutnya ke sitokrom b, koenzim quinon, sitokrom b2, sitokrom o, sitokrom c, sitokrom a, dan sitokrom a3. Sampai
terjadi reaksi terakhir diterima oleh molekul oksigen sehingga terbentuk H2O.
2. Respirasi Anaerob (Fermentasi) Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai
penerima akhir pada saat pembentukan ATP. Respirasi anaerob sering disebut juga fermentasi. Fermentasi merupakan proses penguraian karbohidrat menjadi senyawa lain tanpa adanya bantuan oksigen. Dalam proses fermentasi, satu molekul glukosa yang difermentasi menghasilkan 2 ATP. Berdasarkan produk yang dihasilkan, fermentasi dibedakan menjadi dua, yaitu:
a. Fermentasi asam laktat , Fermentasi asam laktat merupakan proses fermentasi yang hasil akhirnya berupa asam laktat. Fermentasi asam laktat dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat, kemudian berlanjut dengan perubahan asam piruvat menjadi asam laktat. Pada fermentasi asam laktat,. asam piruvat bereaksi secara langsung dengan NADH membentuk asam laktat. .
Pada umumnya fermentasi asam laktat dilakukan oleh mikroorganisme, seperti bakteri. Beberapa bakteri tertentu seperti Lactobacillus sp. berperan dalam fermentasi asam laktat ini, antara lain dalam pembuatan susu, keju, dan minuman yoghurt. Selain itu, fermentasi ini juga dapat terjad| pada sel-sel otot Pada otot, proses ini menyediakan energi yang dibutuhkan secara cepat. Akan tetapi, penumpukan asam laktat berlebih dapat menyebabkan otot lelah. Asam laktat berlebih dibawa darah menuju hati untuk diubah kembali menjadi asam piruvat.
b. Fermentasi alkohol
Saccharbmyces cerevisiae merupakan organisme yang berperan dalam fermentasi alkohol. Pada fermentasi alkohol, asam 'piruvat diubah menjadi etanol atau etil alkohol melalui dua tahap reaksi. Tahap pertama adalah pembebasan CO2 dari asam piruvat yang kemudian diubah menjadi asetaldehida. Tahap kedua adalah reaksi reduksi asetaldehida oleh NADH menjadi etanol. NAD yang terbentuk akan digunakan untuk glikolisis. Fermentasi alkohol digunakan dalam proses pembuatan tapai, roti dan minuman beralkohol seperti bir, anggur, dan tuak.
Demikianlah Materi Biologi BAB 2 Metabolisme Sel Kelas 12 Semester 1 Kurikulum 2013, semoga bermanfaat. Untuk sahabat semuanya yang membutuhkan materi lanjutan dari BAB ini Sahabat bisa langsung menuju postingan Rangkuman Materi Biologi BAB 2 Tentang Metabolisme Kelas XII Semester 1 - Part 3. Materi Biologi Kelas 12 di Blog ini Lengkap dari Semester 1 dan 2, dari BAB 1 sampai BAB 10, jadi untuk Sahabat semua jangan sampai ada materi biologi kelas 12 yang tertinggal untuk di baca ya.
Katabolisme Karbohidrat-Reaksi pemecahan atau penguraian senyawa kompleks (organik) menjadi senyawa yang lebih sederhana (anorganik) merupakan pengertian dari katabolisme. Di dalam tubuh, katabolisme karbohidrat berlangsung melalui proses respirasi sel. Berdasarkan kebutuhan oksigen, respirasi dibedakan menjadi dua macam, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.
1. Respirasi Aerob
Respirasi aerob menghasiikan energi sebanyak 38 ATP. Respirasi aerob umumnya terjadi pada hewan dan tumbuhan. Secara umum, respirasi aerob terjadi secara bertahap. Adapun tahap-tahapnya sebagai berikut.
a. Glikolisis
Glikolisis merupakan rangkaian reaksi kimia penguraian glukbsa (yang memiliki 6 atom C) menjadi asam piruvat (senyawa yang memiliki 3 atom C), NADH, dan ATP. Pada proses glikolisis, setiap 1 molekul glukosa akan diubah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP.
Di samping adalah skema tahapan glikolisis. Berdasarkan gambar tersebut, dapat dijelaskan bahwa peristiwa glikolisis terjadi melalui dua tahapan, yaitu tahap penggunaan energi dan tahap pelepasan
energi.
Pada tahap penggunaan energi terjadi penambahan gugus fosfat pada molekul glukosa dengan bantuan enzim heksokinase, sehingga terbentuk glukosa 6-fosfat (1). Selanjutnya glukosa 6-fosfat, diubah menjadi fruktosa 6-fosfat (2).
Fosfofruktokinase mentransfer gugus fosfat dari ATP ke fruktosa 6-fosfat membentuk fruktosa 1,6 bifosfat (3). Aldolase membagi . molekul gula (fruktosa 1 ,6bifosfat) menjadi 2 molekul gula yang berbeda dan merupakan isomernya (4). Dua molekul gliseraldehid fosfat masingmasing akan masuk pada tahapan glikolisis selanjutnya (5).
Tahap kedua adalah tahap pelepaSan energi, dalam tahapini terjadi beberapa peristiwa, yaitu triosafosfat dehidrogenase mengkatalisis pemindahan elektron dan H+ dari substrat (gliseraldehid fosfat) ke NAD+ membentuk NADH (6). Glikolisis menghasilkan ATP. Gula telah diubah menjadi senyawa asam organik oleh fosfogliserokinase (7). Gugus fosfat dipindahkan sehingga menjadi 2-fosfogliserat oleh fosfogliseromutase (8). Selanjutnya 2-fosfogliserat melepaskan molekul H 2O sehingga terbentuk fosfoenol piruvat kinase oleh enolase (9). Piruvat kinase mentransfer gugus fosfat sehingga menghasilkan 2 ATP lagi (10).
b. Dekarboksilasi oksidatif
Asam piruvat diubah' menjadi asetil Co-A dengan menghasilkan NADH dan melepaskan CO2. Tahap dekarboksilasi oksidatif pada organisme eukariotik berlangsung di dalam matriks mitokondria, sedangkan untuk organisme prokariotik berlangsung di dalam sitosol (cairan sitoplasma sel).
Berikut reaksinya:
Siklus Krebs disebut juga sebagai siklus asam sitrat Siklus Krebs terjadi di dalam matriks mitokondria. Siklus Krebs berfungsi menghasilkan energi dan berbagai senyawa antara yang akan digunakan untuk sintesis senyawa lain. Perhatikan gambar berikut ini!
1) Asetil Ko-A (2 atom C) menambahkan atom C pada oksaloasetat (4 atom C) sehingga dihasilkan asam sitrat (6 atom C).
2) Terjadi perubahan sitrat menjadi isositrat (6 atom C) dengan melepas H 20 dan menerima H2O kembali.
3) Isositrat melepaskan CO2, sehingga terbentuk alpha-ketoglutarat (5 atom C). Melibatkan enzim isositrat dehidrogeznase.
4) Selanjutnya a-ketoglutarat melepaskan CO2. NAD+ ak'an mendapatkan donor elektron dari hidrogen untuk membentuk NADH. Asam a-ketoglutarat selanjutnya diubah menjadi suksinil KoA.
5) Terjadi fosforilasi tingkat substrat pada pembentukan GTP (guanosintrifosfat) terbentuk suksinat (4 atom C).
6) Suksinat dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase akan berubah mema fumarat disertai pelepasan satu gugus elektron. Pada tahap ini, elektron ak ditangkap oleh akseptor FAD menjadi FADH2.
7) Fumarat terhidrolisis (mengikat 1 molekul H2O sehingga membentuk malat (4 atom C Melibatkan enzim fumarat hidratase atau fumarase.
8) Pembentukan oksaloasetat (4 atom C) melalui pelepasan NADH. Melibatkan enzi malat dehidrogenase.
d. Transpor Elektron (Fosforilasi Oksidatif)
Sistem transpor elektron terjadi pada membran sebelah dalam mitokondria. Transpor elektron berfungsi untuk mengoksidasi senyawa NADH atau NADPH2 dan .2FADH untuk menghasilkan ATP. ATP yang dihasilkan pada tahap ini adalah 32 ATP. Reaksi transpor elektron bersifat kompleks yang melibatkan NADH (NicotinamideAdenine Dinucleotide), FAD (Flavin Adenine Dinucleotide), dan molekul-molekul lainnya. Dalam pembentukan ATP, terdapat akseptor elektron yang akan memfasilitasi pertukaran elektron dari satu sistem ke sistem lainnya. Berikut tahapan transpor elektron.
Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH, kemudian NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindahkan ion hidrogen kepada fiavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yang bertindak sebagai pembawa ion hidrogen. Dari flavoprotein atau FAD, setiap proton atau hidrogen dikeiuarkan ke matriks sitoplasma _ untuk membentuk molekul H2O. Selanjutnya elektron akan berpindah dari ubiquinon ke protein yang mengandung besi dan sulfur (FeSa dan FeSb) selanjutnya ke sitokrom b, koenzim quinon, sitokrom b2, sitokrom o, sitokrom c, sitokrom a, dan sitokrom a3. Sampai
terjadi reaksi terakhir diterima oleh molekul oksigen sehingga terbentuk H2O.
2. Respirasi Anaerob (Fermentasi) Respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai
penerima akhir pada saat pembentukan ATP. Respirasi anaerob sering disebut juga fermentasi. Fermentasi merupakan proses penguraian karbohidrat menjadi senyawa lain tanpa adanya bantuan oksigen. Dalam proses fermentasi, satu molekul glukosa yang difermentasi menghasilkan 2 ATP. Berdasarkan produk yang dihasilkan, fermentasi dibedakan menjadi dua, yaitu:
a. Fermentasi asam laktat , Fermentasi asam laktat merupakan proses fermentasi yang hasil akhirnya berupa asam laktat. Fermentasi asam laktat dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat, kemudian berlanjut dengan perubahan asam piruvat menjadi asam laktat. Pada fermentasi asam laktat,. asam piruvat bereaksi secara langsung dengan NADH membentuk asam laktat. .
Pada umumnya fermentasi asam laktat dilakukan oleh mikroorganisme, seperti bakteri. Beberapa bakteri tertentu seperti Lactobacillus sp. berperan dalam fermentasi asam laktat ini, antara lain dalam pembuatan susu, keju, dan minuman yoghurt. Selain itu, fermentasi ini juga dapat terjad| pada sel-sel otot Pada otot, proses ini menyediakan energi yang dibutuhkan secara cepat. Akan tetapi, penumpukan asam laktat berlebih dapat menyebabkan otot lelah. Asam laktat berlebih dibawa darah menuju hati untuk diubah kembali menjadi asam piruvat.
b. Fermentasi alkohol
Saccharbmyces cerevisiae merupakan organisme yang berperan dalam fermentasi alkohol. Pada fermentasi alkohol, asam 'piruvat diubah menjadi etanol atau etil alkohol melalui dua tahap reaksi. Tahap pertama adalah pembebasan CO2 dari asam piruvat yang kemudian diubah menjadi asetaldehida. Tahap kedua adalah reaksi reduksi asetaldehida oleh NADH menjadi etanol. NAD yang terbentuk akan digunakan untuk glikolisis. Fermentasi alkohol digunakan dalam proses pembuatan tapai, roti dan minuman beralkohol seperti bir, anggur, dan tuak.
Demikianlah Materi Biologi BAB 2 Metabolisme Sel Kelas 12 Semester 1 Kurikulum 2013, semoga bermanfaat. Untuk sahabat semuanya yang membutuhkan materi lanjutan dari BAB ini Sahabat bisa langsung menuju postingan Rangkuman Materi Biologi BAB 2 Tentang Metabolisme Kelas XII Semester 1 - Part 3. Materi Biologi Kelas 12 di Blog ini Lengkap dari Semester 1 dan 2, dari BAB 1 sampai BAB 10, jadi untuk Sahabat semua jangan sampai ada materi biologi kelas 12 yang tertinggal untuk di baca ya.
Post a Comment for "Materi Biologi BAB 2 Metabolisme Sel Kelas 12 Semester 1 Kurikulum 2013 - Part 2"