27.izkarsobhah

Metabolisme Pada Makhluk Hidup

created by IZKAR SOBHAHUIN SYARIF HIDAYATULLAHJAKARTA2011

Bagaimana dedaunan ini memberikan tenaga bagi

kehidupan panda raksasa?


Aktivitas hidup memerlukan energi dalam bentuk ATPpernapasan

Paru-paru

Aliran darah

Sel-sel otot melakukan

respirasi selular


Fotosintesis dan Respirasi merupakan proses yang berkebalikan


katabolisme

anabolisme Latihan soal

Metabolisme yaitu Keseluruhan reaksi kimia dalam organisme

Video

Metabolisme pada Makhluk

HidupKatabolisme

pembongkaran senyawa kompleks menjadi sederhana. Proses katabolisme yang

berlangsung di dalam sel disebut respirasi sel

aerobik anaerobik


HidupRespirasi Aerobik

suatu proses redoks yang mentransfer hidrogen dari gula ke oksigen disertai dengan pembebasan energi kimiajalur pembentukan ATP pada respirasi aerobik tergantung pada O2.

Seluruh proses pembakaran gukosa secara aerobik dapat dirangkum menjadi bentuk persamaan sebagai berikut:

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + energi


HidupRespirasi Aerobik


HidupRespirasi Aerobik glikolisis

tempat

tahapan

hasil

Siklus Krebs

tempat

tahapan

hasil

Fosforilasi transport elektron

tempat

tahapan

hasil


HidupTempat terjadinya glikolisis

sitosol


HidupTempat terjadinya Siklus krebs

dan Fosforilasi transpor elektron

Membran luar

Membran dalam

Kompleks sintesis ATP

Ruang intermembran

matrikskrista

Siklus Krebs

Fosforilasi transport elektron


HidupDefinisi Glikolisis

Glikolisis adalah proses pemecahan senyawa glukosan yang berkarbon 6 (6C) dengan reaksi enzimatik menurut 10 urutan tahapan enzimatik menjadi dua molekul asam piruvat yang memiliki 3 atom karbon (3C)


HidupHasil Proses Glikolisis

Pada proses ini dihasilakan2 ATP2 asam piruvat2 NADH


HidupTahapan Siklus Krebs

• Sebelum memasuki siklus Krebs enzim piruvat dehidrogenasse memindahkan karbon dari setiap molekul piruvat. Enzim tersebut menubah molekul piruvat berkarbon tiga menjadi asetil (berkarbon dua)

NAD+ NADH + H+

As.piruvat Asetil KoA Koenzim A CO2



sitrat

Cis-akonitat

D-Isositrat

α KeoglutaratSuksinil KoA

fumaarat

malat

Asetil KoA

suksinat

oksaloasetat

Siklus Krebs



Fungsi siklus Krebs (untuk dua molekul piruvat) adalah sebagai berikut:1. Mengangkut elektron dan hidrogen ke NAD+ dan FAD, menghasilkan

NADH dan FADH2, juga mengubah karbon organik menjadi CO2

2. Membentuk dua ATP dari fosforilasi tingkat substrat3. Menyusun kembali intermediate siklus Krebs menjadi oksaloasetat.

Hal tersebut penting karena sel mengandung banyak oksaloasetat yang harus diregenerasi untuk menjaga kelangsungan reaksi.

Dalam siklus Krebs terdapat 10 koenzim, yaitu 8 NADH dan 2 FADH2. Kesepuluh koenzim tersebut dan dua koenzim NADH yang berasal dari glikolisis yang akan digunakan untuk mengirimkan elektron dan hidrogen ke tempat berlangsungnya tahap akhir jalur aerobik.


HidupHasil Proses Siklus Krebs

Pada proses ini dihasilakan1 ATP3 NADH1 FADH2

Hasil Proses Fosoforilasi transpor elektron

32 ATP


HidupTahapan Fosforilase transpor elekron


HidupTahapan Fosforilase transpor elekronOksigen bergabung dengan hidrogen untuk untuk membentuk air dan di buang ke sitoplasma.

Pada tahapan tertentu terjadi pelepasan energi, pergerakan ion-ion hidrogen melewati membran dalam mitokondria, dan pembentukan molekul ATP. Sebagian besar komponen sistem transport elektron berupa protein yang mengandung besi, disebut enzim sitokrom

Sitokrom yang direduksi akan mentransfer pasangan elektron ke sitokrom berikutnya. Energi yang akan dilepaskan pada setiap reaksi redoks. Kemudia, elektron-elektron bergerak ke tingkat energi yang lebih rendah. Setiap elektron ditransfer hingga mencapai sitokrom terakhir. Energi yang dilepaskan digunakan untuk menggerakan ion hidrogen atau proton (H+) dalam satu arah melintasi membran sel mitokondria

Pada saat rantai elektron memasuki rantai respirasi, hydrogen dibebaskan dan terioisasi menjadi ion H+. Akibat elektron yang melewati rantai, ion hydrogen di bagian dalam membrane yang membagi mitokondria menjadi dua ruangan bergerak bolak-balik ke bagian luar ruangan. Pergerakan tersebut terjadi secara berulang-ulang sehingga menimbulkan gradient konsentrasi H+ dan listrik melewati membran dalam

ATP sintesa merupakan protein transpor yang membawa kumpulan ion H+ mengalir kembali melintasi membrane menuju sisi yang berkonsentrasi lebih rendah. Enzim fosforilasi yang terikat pada setiap ATP sintase menggunakan energi dari ion-ion hidogen untuk mengarahkan pembentukan ATP dari ADP dan fosfat bebas. Oksigen merupakan akseptor elektron terakhir dan bergantung dengan H+ membentuk air. Air tersebut merupakan hasil samping dari tahap ketiga respirasi aerobik


HidupHasil Proses Fosforilasi Oksidatif

Pada proses ini dihasilakan1 ATP3 NADH1 FADH2


Energi maksimum hasil oksidasi 1 molekul glukosaTempat proses produk Setara ATP Total ATP

Dalam sitoplasma glikolisis

2 ATP 2 ATP 2 ATP

Dalam mitokondria dari glikolisis

2 NADH 6 ATP 6 ATP

Dari respirasi asam piruvat Asetil KoA

1 NADH 3 ATP (2x) 6 ATP

Siklus Krebs 3 NADH1 FADH2

1 ATP

9 ATP2 ATP (2x)

1 ATP

24 ATP

Total 38 ATP


HidupRespirasi AnaerobikRespirasi anaerobik atau fermentasi

tidak menggunakan O2 sebagai akseptor elektron terakhir

Bagaimana makanan dapat dioksidasi tanpa oksigen? Glikolisis juga berperan sebagai tahapan pertama fermentasi. Tahapan tersebut membutuhkan enzim yang mengkataisis pemecahan glukosa dan pembentukan piruvat. Agen oksidasi glikolisis pada reaksi anaerobik adalah NAD+, bukan oksigen. Glikolisis menggunakan beberapa energy yang tersedia untuk menghsilkan dua ATP melalui fosforilasi tingkat substrat

Fermentasi alkohol Fermentasi laktat


HidupFermentasi alkoholContoh: Fermentasi pada Ragi


HidupFermentasi laktatPada otot hewan dan manusia saat kontraksi berlebihan

Timbunan asam laktat menurunkan pH otot sehingga kapasitas serat otot menurun, menimbulkan rasa lelah.Asam laktat dibawa ke hati, dan diubah kembali menjadi asam piruvat jika oksigen telah cukup kembaliPada respirasi anaerob hanya dihasilkan 2 ATP (per 1 molekul glukosa)


HidupANABOLISME

peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks. Anabolisme

memerlukan energi

Fotosintesis(energi didapatkan dari

cahaya matahari)

Kemosintesis (energi didapatkan dari

energi kimia)


Hidup fotosintesis Tempat terjadinya fotosintesis

Perangkat Alat Fotosintesis

Tahapan Fotosintesis

Reaksi Terang

Aliran elektron siklik

Aliran elektron nonsiklik

Reaksi gelap (siklus Calvin)

Sintesis C3

Sintesis C4

Sintesis CAM


HidupTempat terjadinya fotosintesis

Fotosintesis terjaadi tepatnya di dalam kloroplas yaitu banyak alat berbentuk

bulat atau lonjong yang berwarna hijau, yang disebut kloroplas

Kloroplas tersusun dari dua bagian, meliputi : Bangunan seperti tumpukan piring,

disebut grana Bahan yang mengisi di luar grana,

disebut matrik stroma

kloroplas

Membran luar

grana

tilakoid

Membran dalam


HidupPerangkat Alat FotosintesisAlat penerima tersebut berupa kumpulan bermacam-macam zat pigmen.

Pigmen adalah suatu zat yang berfungsi menangkap atau memantulkan jenis sinar atau warna cahaya tertentu. Pigmen daun paling banyak adalah klorofil.

Sekelompok pigmen yang merupakan satu kesatuan alat penerima energi cahaya ini disebut fotosistem

Setiap fotosistem memiliki satu molekul klorofil khusus yang disebut pusat reaksi. Setiap pusat reaksi dikelilingi oleh 250 hingga 350 pigmen antena. Pada

umumnya, pigmen antenna tumbuhan adalah klorofil, sedangkan sisanya merupakan karotenoid

fotosistem I (FSI)

fotosistem II (FSII)


Hidup fotosistem I

Satu puasat reaksi klorofil aktif terhadap energi cahaya dengan panjang gelombang hingga di atas 700 nm, disebut pusat reaksi P700


Hidup fotosistem II

Pusat reaksi klorofil kedua aktif terhadap panjang gelombang 680, disebut pusat reaksi P680


Hidup Tahapan Fotosintesis


Hidup Reaksi Terang

Reaksi-reaksi cahaya berlangsung pada bagian grana kloroplasSebagian energi matahari juga digunakan untuk fotolisis air (H2O) sehingga dihasilkan ion hidrogen (H+) dan O2. Ion hidrogen tersebut akan digabungkan dengan CO2 membentuk zat gula (C6H12O6). Sedangkan O2 nya akan dikeluarkan. Persamaan reaksi kimia untuk reaksi cahaya adalah sebagai berikut18 ADP + 18 Pi + NADP+ + 12H2O energi cahaya 18 ATP + 12 NADPH + 6 O2 + 6 H2


Hidup

Aliran elektron siklik

Hanya menggunakan fotosistem I Elektron dari fotosistem I di-recycle Mensintesis ATP


Hidup

Aliran elektron nonsiklik Menggunakan fotosistem II dan I Elektron dari fotosistem II dihilangkan dan diganti oleh electron yang didonasikan oleh air Mensintesis ATP dan NADPH Donasi elektron mengkonversi air O2 dan 2H+


Hidup

RINGKASAN ALIRAN ELEKTRON SIKLIK DAN NONSIKLIK

RINGKASAN ALIRAN ELEKTRON SIKLIK DAN NONSIKLIK

SIKLIK NONSIKLIK Cahaya diabsorpsi oleh pigmen di dalam FS I Elektron berenergi yang berasal dari P700

diteruskan ke suatu akseptor elektron Elektron berenergi dipancarkan melalui sistem

transport elektron dan dikembalikan ke pusat reaksi P700

ATP diperbarui oleh kemiosmosis sebagai hasil dari aliran elektron siklik

Cahaya diabsorpsi oleh pigmen di dalam FS I dan II

Elektron berenergi berasal dari FS II dan FS I Fotolisis terhadap air mengisi kekosongan

elektron berenergi ke sistem transport elektron yang memancarkannya ke pusat reaksi P700

Akseptor elektron untuk P700 meneruskan elektron berenergi ke rantai transport elektron yang lain dan memutar NADP+ membentuk NADPH

ATP diperbarui oleh kemiosmosis sebagai hasil dari aliran elektron nonsiklik serta melepaskan proton hasil fotolisis


Hidup Reaksi Gelap (Siklus Calvin)

6CO2 + 18ATP +12NADPH +12H C6H12O6 + 18ADP + 18Pi + 12NADP+ + 6H2O


Hidup Reaksi Gelap (Siklus Calvin)

Mekanisme siklus Calvin dimulai dengan fiksasi CO2 oleh ribulosa difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat. Tiap molekul 3-fosfogliserat menerima tambahan grup fosfat membentuk 1,3-bifosfogliserat. NADPH dioksidasi dan elektron yang ditransfer ke 1,3-bifosfogliserat memecah molekul dengan tereduksi menjadi gliseraldehide 3-fosfat. Tahap terakhir adalah regenerasi RuBP, gliseraldehide 3-fosfat dikonversi menjadi RuBP melalui sebuah seri reaksi yang melibatkan fosforilasi molekul oleh ATP

Reaksi-reaksi gelap terjadi pada bagian matrik stroma kloroplas

Persamaan keseimbangan untuk siklus Calvin adalah sebagai berikut:


Hidup Sintesis tanaman C3Reaksi ini disebut sintesis C3 karena produk utamanya yaitu senyawa berkarbon tiga, yaitu PGA (fosfogliserat). Tumbuhan C3 menggunakan CO2 secara langsung dari udara

Tahapan reaksi sintesis tanaman C3, C4 dan CAM1. Fiksai CO2 : menggabungkan CO2 dengan sebuah molekul

akseptor karbon (dalam sintesis C3, CO2 difiksasi ke gula berkarbon lima, yaitu ribulosa bifosfat (RuBP) oleh enzim karboksilase RuBP (rubisko))

2. Untuk mensintesis molekul berenergi tinggi, energy dan elektron dari ATP atau NADPH hasil reaksi terang digunakan untuk mereduksi tiap PGA menjadi fosfogliseraldehida (PGAL)

3. Dua molekul PGAL yang dihasilkan dapat membentuk satu molekul glukosa


HidupSintesis tanaman C4

Sintesis C4 diawali fiksasi CO2 oleh enzim karboksilase PEP ke fosoenol piruvat (PEP) di kloroplas jaringan mesofil. Produk fiksasi CO2 adalah oksaloasetat, yaitu asam berkarbon empat sehingga disebut sintesis C4 atau jalur Hatch Slack sesuai nama penemunya.


Hidup Sintesis CAM Crassulance acid metabolisme (CAM) merupakan mekanisme

yang paling sedikit terjadi. Secara biokimia, sintesis CAM identik dengan sintesis C4, semua reaksi dipisahkan oleh waktu yang merupakan faktor sangat penting bagi keberlangsungan hidup tumbuhan CAM pada lingkungan kering

Tumbuhan CAM membuka stomata pada malam hari untuk mengambil CO2

Pada malam hari, tumbuhan CAM aktif mengambil CO2, yang terfiksasi ke PEP membentuk oksaloasetat. Oksaloasetat diubah menjadi malat, kemudian malat dipindahkan dari kloroplas ke vakuola untuk disimpan. Pada waktu yang bersamaan, malat perlahan-lahan dihilangkan dari vakuola dan kembali lagi ke kloroplas. Malat diuraikan menjadi CO2 dan piruvat. Karbon dioksida terfiksasi ke RuBP dan siklus Cavin dimulai lagi


Hidup Kemosintesis

• Beberapa macam bakteri yang tidak mempunyai klorofil dapat mengadakan asimilasi karbon dengan menggunakan energi yang berasal dan reaksi-reaksi kimia, misalnya bakteri sulfur, bakteri nitrat, bakteri nitrit, bakteri besi dan lain-lain.

• Bakteri Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi dengan cara mengoksidasi NH3, tepatnya Amonium Karbonat menjadi asam nitrit dengan reaksi:

Nitrosomonas(NH4)2CO3 + 3 O2 ———————> 2HNO2 + CO2 + 3 H20 + Energi Nitrosococcus


Hidup Video


Hidup


Hidup Latihan Soal

1. Amilum dibentuk dari zat gula sederhana hasil fotosintesis yang berupa…a. sukrosa c. patib. gluokosa d. selulosa

2. bahan baku untuk menyusun zat gula dalam fotosintesis adalah…a. CO2 c. CO2 dan H2Ob. H2O d. Karbohidrat

3. Sebelum siklus asam sitrat, piruvat yang diproduksi pada glikolisis pertama sekali dikonversi menjadi…

a. Koenzim A c. Sitratb. Asetil KoA d. Etanol4. Proses yang mengubah glukosa menjadi dua molekul piruvat adalah…a. Glikolisis c. Siklus Calvin-Bensonb. Siklus Krebs d. Transpor elektron5. Salah satu hal yang terjadi pada proses kehidupan adalah penyususnan senyawa

yang sederhana menjadi senyawa kompleks. Proses tersebut dinamakan…a. Anabolisme c. Transpirasib. Katabolisme d. Respirasi


Hidup

It’s True


Hidup

It’s False

27.izkarsobhah

Documents