MetabolismeKarbohidrat

Katabolismekarbohidrat

Anabolismekarbohidrat

Metabolisme• Metabolisme merupakan aktivitas hidup yang selalu

terjadi pada setiap sel hidup. Pada metabolism sel,bahan dan energi diperoleh dari lingkungan sel, yangberupa cairan. Contoh lingkungan sel misalnyacairan interstitium yang berasal dari darah. Sel-selbadan kita mengambang dalam cairan ini.Sedangkan pada sel-sel hidup yang langsungberhubungan dengan dunia luar, seperti pada epitelyang melapisi saluran pernapasan dan kornea mata,terdapat sel-sel kelenjar yang menjaga agar seltetap basah.

TahapanRespirasi

Sela. Fermentasi alkohol dan cukab. Glikolisisc. Reaksi oksidasi piruvatd. Transpor Elektron

Skema proses glikolisis

skema siklus krebs

Respirasi Aerob dan RespirasiAnaerob

Respirasi aerob adalah suatu proses pernapasan yangmembutuhkan oksigen dari udara. Pada umumnya,jika konsentrasi oksigen didalam udara menyimpansedikit dari 20%, pengaruhnya terhadap respirasitidak tampak.

Respirasi aerob:

• C6H12O6 6CO2 + 6H2O + 675 Kal + 38 ATP

Lanjutan• Apabila konsentrasi oksigen dalam udara rendah

sekali tau bahkan sama sekali tidak tidak ada, bukan berarti kegiatan respirasi terhenti. Respirasi masih berlangsung secara anaerob. Respirasi anaerob disebut pula fermentasi ataurespirasi intramolekul. Tujuan fermentasi samadengan respirasi aerob, yaitu mendapatkanenergi. Hanya saja, energi yang dihasilkan dalamrespirasi anaerob jauh lebih sedikit dibandingkanrespirasi aerob. Pada respirasi anaerob, hanyaada fase pertama, yaitu asam piruvat diubahmenjadi alkohol

Lanjutan• Respirasi anaerob:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 21 Kal + 2 ATP

Pernapasan anaerob dapat berlangsung diudara bebas, tetapi proses ini tidakmenggunakan O2 yang tersedia di udara.Fermentasi sering pula disebut sebagaiperagian alkohol atau alkoholisasi.

Asam Piruvat dalam Respirasi Aerob

• Pembongkaran secara sempurna terjadi padaoksidasi asam piruvat dalam respirasi aerob. Dari proses ini, dihasilkan CO2 dan H2O sertaenergi yang lebih banyak (yaitu 38 ATP) daripada jika oksidasi terjadi secara anaerob.

Asam Piruvat dalam Respirasi

Anaerob

• Asam piruvat dalam respirasi anaerob(intramolekul) dapat mengalami perubahanmenjadi etanol ataupun asam susu (asamlaktat).

Skema asam piruvat dalamrespirasi anaerob

Pengubahan asam piruvat menjadi etanol:

CH3.CO.COOH piruvat CH3.CHO + CO2

(asam piruvat) dekarboksilasi (asetaldehida)

Alkohol dehidrogenase + NAD.H2

CH3.CH2.OH + NAD+ + energi

(etanol)

Pengubahan asam piruvat menjdi asam susu (asam laktat)

CH3.CO.COOH + NAD.H2 dehidrogenase CH3.CHOH.COOH + NAD+ + energi

asam susu (asam laktat)

Pengubahan asam piruvat menjadi etanol:

CH3.CO.COOH piruvat CH3.CHO + CO2

(asam piruvat) dekarboksilasi (asetaldehida)

Alkohol dehidrogenase + NAD.H2

CH3.CH2.OH + NAD+ + energi

(etanol)

Pengubahan asam piruvat menjdi asam susu (asam laktat)

CH3.CO.COOH + NAD.H2 dehidrogenase CH3.CHOH.COOH + NAD+ + energi

asam susu (asam laktat)

Lanjutan• Dari skema tersebut terlihat bahwa enzim

dehidrogenase menjalankan dua fungsi sekaligus,yakni mengambil hidrogen dari zat satu sertamenambahkan hidrogen ke zat lain. Zat yangmemberikan hidrogen disebut donor dan zat yangmenerima hidrogen disebut akseptor.

• Respirasi aerob melibatkan oksigen sebagaipenerima hidrogen. Hidrogen yang dibebaskandalam proses oksidasi harus bergabung denganoksigen membentuk H2O. Pada respirasi anaerob,hidrogen bergabung dengan produk antara (asampiruvat atau asetaldehida) membentuk asam susu(asam laktat) atau alkohol.

Perbedaan antara Fermentasi alkohol dan Fermentasi Cuka

Faktor pembeda

Fermentasi

Alkohol Cuka

Keperluan O2 Tanpa O2 bebas Memerlukan O2 bebas

Mikroorganisme Saccharomyces Bakteri asam cuka

Bahan dasar C6H12O6 (gula) C2H5OH (alkohol)

Hasil Alkohol dan CO2 Asam cuka dan H2O

Reaksi kimia Fermentasi alkohol:

C6H12O6 2C2H5OH + 2CO2 + 28K

Fermentasi cuka

C2H5OHCH3COOH+H2O+15

Kal

C2H5OH+O2CH3COOH+H2O

+15 Kal

Fermentasi Alkohol dan Cuka

• Fermentasi alkohol dan fermentasi asam cukamemiliki persamaan dan perbedaan. Persamaannya antara lain sebagai berikut:

1.Terjadi pada mikroorganisme

2.Bertujuan untuk mendapatkan energi

3.Menghasilkan energy yang lebih sedikitdaripada respirasi aerob

Anabolisme karbohidrat

• Suatu ciri yang hanya dimiliki oleh tumbuhanhijau ialah kemampuan dalam menggunakankarbon dari udara untuk diubah menjadibahan organik serta diasimilasi dalam tubuhtumbuhan. Oleh karena proses pengubahanmemerlukan energy cahaya, maka asimilasizat karbon disebut fotosintesis.

• Fotosintesis ialah proses pengubahan zatanorganik H2O dan CO2 oleh klorofil menjadi zatorganik (karbohidrat) dengan pertolongancahaya. Peristiwa ini disebut juga anabolismekarbohidrat. Peristiwa fotosintesis dapatdinyatakan dengan persamaan reaksi kimiasebagai berikut:

6CO2 + 6H2O cahaya C6H12O6 + 6O2

Klorofil

Lanjutan• Jan Ingenhousz (1799), membuktikan bahwa

pada proses fotosintesis dilepaskan O2 (oksigen). Hal ini dibuktikan dalam percobaannyamenggunakan tanaman air Hydrilla verticillatadidalam gelas beker dibawah corong terbalikyang ujungnya diletakkan sebuah tabung reaksi. Organel yang berperan dalam fotosintesis adalahkloroplas. Organel tersebut berisi pigmen klorofilyang menyebabkan warna hijau pada tumbuhan. Di setiap sel terdapat 40-50 kloroplas. Didalamkloroplas inilah penyerapan sinar oleh klorofildimulai pada proses fotosintesis.

percobaan Ingenhousz

Tahap-Tahap Fotosintesis

a. Reaksi Terang

b. Reaksi gelap

a. Reaksi terang

• Reaksi terang terjadi jika ada cahaya, misalnyacahaya matahari. Selama tahap ini, klorofildidalam membran granum menyerap cahayamerah dan nila yang memiliki gelombangpanjang. Energy ditangkap oleh klorofil dandigunakan untuk memecah molekul air. Pemecahan ini disebut fotolisis.

• Fotolisis mengakibatkan molekul air pecah menjadihidrogen dan oksigen. Reaksi fotolisis dapat ditulissebagai berikut:

Bahwa O2 hasil fotosintesis ini berasal dari peristiwafotolisis, telah dibuktikan dengan isotope 18O oleh S. Rubendan M.D Kamen serta Robert Hill (ahi kimia Inggris). Reaksiterang disebut juga reaksi hill.

Cahaya matahari2H2O 2H2 + O2

Fotosistem

• Fotosistem memiliki kompleks antenna, yaitupengumpul cahaya yang tersusun atasbeberapa ratus klorofil a, klorofil b, danmolekul karotenoid.

• Ketika molekul antenna menyerap foton, energinya disalurkan dari satu molekul pigmenke molekul pigmen lain hingga energi itumenemukan klorofil didaerah fotosistem.

2 Aliran elektron selama reaksi

terang

• Aliran elektron nonsiklik

• Aliran elektron siklik

• Aliran elektron nonsiklik menghasilkan ATP dan NADPH dalam jumlah yang hampir sama, tetapi siklus Calvin mengkonsumsi lebihbanyak ATP daripada NADPH. Aliran elektronsikllik menutupi kekurangan ATP pada aliranelektron nonsiklik tersebut

Skema perjalanan elektron

nonsiklik selama reaksi terang

Sintesis NADPH dan ATP digerakkan oleh cahaya denganmemberi energy kepada kedua fotosistem yang terdapat padamembran tilakoid kloroplas.

Aliran elektron siklik

• Pada kondisi tertentu, elektron terfotoeksitasimengambil jalur aliran elektron siklik. Aliranelektron siklik merupakan hubungan yang singkat. Aliran electron siklik menggunakanfotosistem I, tetapi tidak menggunakanfotosistem II. Prosesnya adalah sebagaiberikut. Elektron dari feredoksin (Fd) kekompleks sitokrom dan berlanjut ke

Lanjutan• profil P700. Peristiwa ini disebut fotofosforilasisiklik.Pada proses tersebut tidak ada produksiNADPH dan tidak ada pelepasan oksigen. Aliran siklik menghasilkan ATP.

Skema perjalanan elektron

siklik selama reaksi terang

b. Reaksi gelap

• Blackman adalah ilmuwan yang membuktikanbahwa reduksi CO2 menjadi CH2O berlangsungtanpa cahaya. Reaksi gelap ini jugaberlangsung siang hari pada stroma. Reaksigelap disebut pula reaksi Blackman ataureduksi CO.

Lanjutan• Jika reaksi terang (Hill) dan reaksi gelap (Blackman)

digabung, maka reaksinya sebagai berikut.

• Hill : 2H2O + 2NADP+ → 2NADPH + 2H+ + O2

• Blackman : CO2 + 2NADPH + 2H+ + O2 → CH2 + 2NADPH+ + H2O + O2

• Penggabungan : H2O + CO2 + → CH2 + O2

• Jika baris terakhir dikalikan 6, kita peroleh:

• 6H2O + 6CO2 → (CH2O)6 + 6O2

• Persamaan reaksi diatas merupakan bentuk umumpersamaan reaksi fotosintesis, Hasil akhir merupakansenyawa organic glukosa (C6H12O6) dan oksiigen (O2).

Ristha Ingrid MandelaPendidikan Biologi 3B

Sekian dan Terimakasih