Materi pembelajaran biologi kelas X metabolisme-2021.pptx

Pembelajaran Biologi Materi metabolisme

1. METABOLISME

2. Tujuan Pembelajaran Menjelaskan pengertian enzim. Membedakan: proses katabolisme dengan anabolisme proses respirasi aerob dengan anaerob Menjelaskan pengertian fotosintesis

3. METABOLISME Enzim memerlukan Anabolisme Katabolisme Respirasi Fotosintesis Aerob Anaerob Glikosis Siklus Krebs Transpor Elektron Fermentasi Reaksi Terang Reaksi Gelap Apoenzim Prostetik kofaktor Koenzim Holoenzim Apoenzim

4. ENZIM

5. ENZIM Protein yang bertindak sebagai biokatalisator Komponen enzim Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim Cara kerja enzim Sifat-sifat enzim Enzim itu protein Bekerja spesifik Fungsi: katalis Diperlukan dalam jumlah sedikit Bekerja secara bolak-balik Dipengaruhi faktor lingkungan Meningkatkan kecepatan reaksi dengan menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk reaksi) 2 Teori Gembok dan Kunci Kecocokan yang Terinduksi Metabolisme Apoenzim Komp. protein Kofaktor Komp.non protein Ion Anorganik Koenzim Suhu pH Aktivator Inhibitor Konsentrasi enzim & substrat

6. Komponen Enzim Metabolisme Apoenzim : bagian enzim yang tersusun dari protein (sifat termolabil) Prostetik : bagian enzim yang tersusun dari non-protein (sifat termostabil) antara lain: Kofaktor (Anorganik) 🡪 Mg 2+ , Mn 2+ , Ca, Cl, Cu + Koenzim (organik) 🡪 NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida) 🡪 FAD (Flavin Adenin Dinukleotida) 🡪 Vitamin-Vitamin Gabungan Apoenzim dengan gugus prostetik disebut = Holoenzim Enzim Apoenzim Prostetik Kofaktor (anorganik) Koenzim (organik) Holoenzim (kompleks) Apoenzim (sederhana)

7. Cara kerja enzim Substrat + Enzim 🡪 Kompleks enzim-substrat 🡪 Enzim + Produk Kerja enzim menurut teori gembok dan kunci (Emil Fischer, 1894) Metabolisme Substrat Enzim Sisi aktif Produk Dimisalkan: Enzim = gembok Substrat = kunci Enzim memiliki sisi aktif yang dapat berikatan dengan substrat secara PAS dan TEPAT seperti gembok dan kunci

8. Cara kerja enzim Substrat + Enzim 🡪 Kompleks enzim-substrat 🡪 Enzim + Produk Kerja enzim menurut teori kecocokan yang terinduksi (Daniel Koshland, 1954) Metabolisme Substrat Enzim Produk Sisi aktif Sisi aktif enzim fleksibel dapat berubah bentuk sesuai dengan substrat

9. Cara kerja enzim Metabolisme Substrat Enzim Produk Sisi aktif

10. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim Suhu pH Aktivator dan inhibitor Konsentrasi enzim Konsentrasi substrat Metabolisme

11. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim Suhu Enzim butuh suhu optimal untuk bekerja. Makin tinggi terjadi denaturasi protein, makin rendah terjadi penghambatan reaksi Metabolisme 0 10 20 30 40 50 60 70 Suhu ( Celcius) Aktivitas Enzim

12. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim pH Perubahan pH dapat mempengaruhi perubahan asam amino sisi aktif sehingga menghalangi penggabungan substrat dengan sisi aktif enzim Metabolisme 0 2 4 6 8 10 12 14 pH Aktivitas Enzim

13. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim Aktivator dan inhibitor A = molekul yang mempermudah ikatan enzim dengan substrat. Contoh: ion Cl 🡪 amilase saliva I = molekul yang menghambat ikatan enzim dengan substrat. Contoh: ion Sianida 🡪 enzim respirasi Inhibitor ada 2: Kompetitif non Kompetitif Metabolisme Jumlah Inhibitor Aktivitas Enzim

14. Inhibitor Kompetitif vs Non Kompetitif

15. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim Konsentrasi enzim Makin besar kons. enzim semakin cepat reaksi Metabolisme Konsentrasi Enzim Aktivitas Enzim

16. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim Konsentrasi substrat Makin banyak substrat tidak dapat meningkatkan kecepatan reaksi Metabolisme Konsentrasi Substrat Aktivitas Enzim

17. ATP = Adenosin Tripospat C 10 H 16 N 5 O 13 P 3 Molekul berenergi tinggi Merupakan ikatan tiga (tri) molekul Pospat dengan senyawa Adenosin. Ikatan kimianya labil (mudah lepas gugus Pospat) dari 3 (ATP) menjadi 2 (ADP) Nah, lepasnya ikatan tsb diikuti dengan pembebasan energi sebanyak 7,3 kcal/mol atau 30,5 kJ/mol Reaksi dapat balik ATP 🡪 ADP + P ADP + P 🡪 ATP Sintesis ATP dari ADP + P 🡪 Fosforilasi

18. METABOLISME

19. METABOLISME KA TABOLISME AN ABOLISME Bertujuan untuk pembong KA ran atau penguraian suatu molekul Bertujuan untuk penyusun AN atau sintesis suatu molekul Respirasi Respirasi Aerob Respirasi Anaerob Metabolisme Fotosintesis / asimilasi

20. KA tabolisme

21. 1. Respirasi aerob C 6 H 12 O 6 + 6O 2 🡪 6CO 2 + 6H 2 O + 36/38 ATP Tiga tahap Glikolisis Sistem transpor elektron Siklus / daur Krebs 2. Respirasi anaerob ( fermentasi ) Fermentasi alkohol Fermentasi asam laktat Katabolisme Karbohidrat Metabolisme Dekarboksilasi Oksidatif

22. RESPIRASI AEROB Tiga tahap Glikolisis Sistem transpor elektron (TE) Siklus Krebs Dekarboksilasi Oksidatif (DO)

23. 1. GLIKOLISIS Rangkaian reaksi yang menguraikan 1 molekul glukosa yang terjadi di sitolaplasma sel menghasilkan: 2 Asam Piruvat 2 NADH 2 ATP (PGAL)

24. GLIKOLISIS TAHAP PENGGUNAAN ATP TAHAP PRODUKSI ATP

25. RESPIRASI AEROB TAHAP GLIKOLISIS.

26. 2. DEKARBOKSILASI OKSIDATIF (DO) Asam Piruvat mengalami dekarboksilasi oksidatif (disebut juga reaksi antara Glikolisis dengan siklus Krebs) menjadi 2 Asetil Ko-A, 2 NADH dan 2 CO 2

27. 3. SIKLUS KREBS Gugus berkarbon 2 Asetil Ko-A memasuki siklus. Terjadi di matriks mitokondria Terdiri dari beberapa tahap (9 rangkaian reaksi). Masing-masing dikatalisis oleh enzim-enzim khusus. Menghasilkan: 2 ATP 4 CO 2 6 NADH 2 FADH 2

28. 4. TRANSPOR ELEKTRON (TE)

29. NAD NADH 2 FAD FADH 2 Fe +++ Fe ++ Fe +++ Fe +++ Fe +++ Fe ++ Fe ++ Fe ++ ½ O 2 H 2 O SUBSTRAT ADP + P ATP ADP + P ATP ADP + P ATP Sit b Sit c Sit a Sit a Dehidrogenase Plavopro-teinase Pada fase 1, 2, 3 dihasilkan beberapa ATP, CO 2 , dan elektron bebas (H 2 ), mula-mula H 2 diterima olah NAD menjadi NADH 2. NAD ini disebut juga koenzim I yang kerjanya dipengaruhi oleh vitamin B 3 (Niasin). Akseptor selanjutnya adalah FAD yang berfungsi menstransfer H 2 yang diberikan oleh NADH 2 ke akseptor terakhir (Sitokrom). FAD ini disebut juga koenzin II yang kerjanya dipengaruhi oleh vitamin B 2 (riboflavin). Melalui oksidasi sitokrom, H 2 terus bergerak dan akhirnya bereaksi dengan O 2 membentuk H 2 O. Dalam sistem sitokrom, tiap-tiap H 2 yang diterima NAD untuk membentuk H2O akan terbentuk 3 ATP, sedangkan H2 yang diterima oleh FAD akan membentuk 2 ATP. Sintesis ATP selama proses ini disebut fosforilasi oksidatif HASIL OKSIDASI TRANSPOR ELEKTRON

30. 4. TRANSPOR ELEKTRON (TE) Terjadi di bagian membran dalam mitokondria. Hidrogen dari siklus krebs diubah menjadi proton dan elektron. O 2 berperan sebagai penerima elektron yang terakhir. O 2 akan menerima ( H + ) menjadi H 2 O. ATP yang dihasilkan 34 ATP Reaksi: 10 NADH 2 + 5 O 2 enzim sitokrom 5H 2 O + 10NAD + 30 ATP 2 FADH 2 + O 2 enzim sitokrom H 2 O + 2FAD + 4 ATP

31. Rangkuman reaksi aerob.

32. Sistem transpor elektron Metabolisme Respirasi aerob

33. RINGKASAN PROSES RESPIRASI SELULER

34. RINGKASAN PROSES RESPIRASI SELULER 6 HASIL ATP 4 ATP + 34 ATP = 38 ATP

35. RINGKASAN PROSES RESPIRASI SELULER

36. TOTAL ENERGI YANG DIHASILKAN DARI RESPIRASI SELULER Glikolisis, energi yang dihasilkan = 2 ATP Siklus krebs, energi yang dihasilkan = 2 ATP Transfer elektron, energi yang dihasilkan = 34 ATP Total energi yang dihasilkan adalah = 38 ATP

37. Respirasi Anaerob

38. Fermentasi alkohol C 6 H 12 O 6 🡪 2CO 2 + 2C 2 H 5 OH + 2 ATP (a) Tahapan fermentasi alkohol. (b) Jamur ragi ( yeast ). Metabolisme

39. Fermentasi asam laktat C 6 H 12 O 6 🡪 2 C 3 H 6 O 3 + 2 ATP Tahapan reaksi fermentasi asam laktat. Metabolisme

40. Glikogenesis Dan glikogenolisis

41. AN abolisme

42. Anabolisme Karbohidrat

43. Anabolisme Karbohidrat Fotosintesis, peristiwa penggunaan energi cahaya untuk membentuk senyawa C 6 H 12 O 6 dari CO 2 dan H 2 O Reaksi: 6 H 2 O + 6 CO 2 🡪 C 6 H 12 O 6 + 6O 2 Tempat: Kloroplas Kloroplas dibagi 2 bagian Stroma: tempat glukosa terbentuk dari CO 2 dan H 2 O Tilakoid: menangkap energi cahaya dan mengubah ke energi kimia Grana: Satu tumpuk tilakoid

44. REAKSI TERANG CH 2 O (gula) SIKLUS CALVIN CO 2 O 2 Kloroplas H 2 O Cahaya NADPH ATP ADP NADP + P i Jalannya Reaksi Fotosintesis Terdiri dari dua reaksi: Reaksi Terang (tergantung dari cahaya) Reaksi Gelap (tidak tergantung dari cahaya)

45. Metabolisme Fotosintesis Tahapan reaksi terang Reaksi Terang

46. Reaksi Terang Proses penyerapan foton dan mengubahnya menjadi ATP dan NADPH Terjadi di Membran Tilakoid Waktu: ada cahaya Zat yang dibutuhkan: Air Proses: Kloroplas menyerap energi cahaya merah dan nila Energi tsb untuk memecah air ( fotolisis air ) 2 H 2 O cahaya matahari 2 H 2 + O 2 H 2 yang lepas ditampung oleh NADP (reaksi Hill) 2 H 2 O + 2 NADP + cahaya matahari 2 NADPH + 2 H + + O 2 Selama proses ini terjadi sintesis ATP ( foto-fosforilasasi ) NADPH dan ATP itu akan digunakan utuk reaksi gelap, sebagian O 2 dilepas dan sebagian digunakan untuk katabolisme

47. Fotosistem II Fotosistem I Z Z P 680 P 700 Plastokuinon Sit b 563 ADP+P 1 ATP 2 e - 2 e - NADP+2H + NADPH Sit f Plastosianin 2 e - 2 e - Fereduksin Reduktase hv hv H 2 O 2e - + ½ O 2 + 2H + REAKSI TERANG 1 2 3 4 5

48. KETERANGAN Reaksi pertama fotosintesis adalah akibat pengaruh cahaya matahari yang dikenal sebagai reaksi terang (reaksi fotokimia atau reaksi Hill) dan berlangsung di grana. Dalam reaksi terang terdapat dua pusat reaksi, yaitu FS I dan FS II. Pada FS I terdapat klorofil a 683 (kl. A683) dan karotenoid yang mampu menyerap senergi cahaya maksimum pada gelombang 700 nm (P 700), sedangkan untuk FS II dengan P 680 diserap oleh klorofil a 673 (kl. A 673) dan klorofil b. Jika khloroplas mendapat cahaya, maka elektron dari khlorofil pada kedua fotosistem akan tereksitasi. Elektron kaya energi ini kemudian dipindahkan melalui akseptor-akseptor untuk dimanfaatkan energinya. Pada Fotosistem I (FS I), elektron dari FS I diterima oleh akseptor feredoksin sebagai akseptor utama. Elektron ini lalu ditransfer ke NADP, pada saat yang sama juga menerima ion H + sehingga terbentuk NADPH 2 Pada Fotosistem II (FS II), elektron dari FS II diterima oleh akseptor-akseptor elektron (plastokuinon, sitokrom, dan plastosianin) menuju FS I. Elektron ini digunakan untuk mengisi lubang pada FS I. Waktu mengalir melalui akseptor-akseptornya, elektron ini melepaskan energinya. Energi ini digunakan untuk mensintesis ATP dari ADP dan P 1 (fotofosforilasi). FS II yaqng telah kehilangan elektron ini akan segera diisi dari pemecahan air (Fotolisis) 2H 2 O 2H + + 2OH 2OH 2e - + H 2 O + ½ O 2 H 2 O 2H + + 2e - + ½ O 2 2H 2 O 4H + + 4e - + O 2 Pada fotolisis terlihat bahwa O2 yang dibebaskan berasal daro dua molekul air (2H2O). Jadi pada reaksi terang dihasilkan ATP, NADPH2, dan O2

49. KETERANGAN Reaksi pertama fotosintesis adalah akibat pengaruh cahaya matahari yang dikenal sebagai reaksi terang (reaksi fotokimia atau reaksi Hill) dan berlangsung di grana. Dalam reaksi terang terdapat dua pusat reaksi, yaitu FS I dan FS II. Pada FS I terdapat klorofil a 683 (kl. A683) dan karotenoid yang mampu menyerap senergi cahaya maksimum pada gelombang 700 nm (P 700), sedangkan untuk FS II dengan P 680 diserap oleh klorofil a 673 (kl. A 673) dan klorofil b. Jika khloroplas mendapat cahaya, maka elektron dari khlorofil pada kedua fotosistem akan tereksitasi. Elektron kaya energi ini kemudian dipindahkan melalui akseptor-akseptor untuk dimanfaatkan energinya.

50. Metabolisme Fotosintesis Reaksi Gelap Tahapan reaksi gelap

51. REAKSI GELAP 12APG 12PGAL FDP G-6-P 6 Ru5P 6RuBP 6 CO 2 H 2 O H 2 O NADPH2 ATP NADP ADP ATP ADP Reaksi Blackman Siklus Calvin Benson Fase Fiksasi Fase Reduksi Fase Regenerasi 2PGAL GLUKOSA 10PGAL

52. Reaksi Gelap Disebut reaksi Blackman / reduksi CO 2 / siklus Calvin Benson Terjadi di Stroma Zat yang Dibutuhkan: ATP, NADPH (dari reaksi terang), RuBP Waktu: Siang dan Malam hari Proses: Dimulai saat CO 2 diikat / difiksasi Ribulosa BiPhospat (RuBP – 5 senyawa C) 🡪 Senyawa 6 Carbon labil Senyawa 6 Carbon pecah menjadi 2 Fosfogliserat (PGA) PGA menerima gugus P dari AT P , elektron dari NADP H 🡪 12 PGAL 12 PGAL 🡪 10 PGAL ke tahap awal menjadi RuBP 🡪 2 PGAL berkondensasi 🡪 glukosa 6 phospat Glukosa 6 phospat digunakan untuk membentuk karbohidrat hasil akhir fotosintesis (sukrosa, amilum, dan selulosa)

53. FOTOSINTESIS TANAMAN JALUR C4 DAN CAM

54. TEKNOLOGI PENGOLAHAN MAKANAN Teknologi Makanan Berkadar Gula Rendah Teknologi Pengawetan Makanan Berkualitas Tinggi Teknologi Substitusi Energi dari Produk Pengolahan Makanan Metabolisme Berbagai bahan pangan yang diawetkan.