Untuk siswa SMA Al Hikmah Muncar, baik kelas X, XI, maupaun kelas XII IPA, mengingat dan mempertimbangkan bahwa ilmu biologi semakin berkembang seiring perkembangannya ilmu pengetahuan, untuk itu, materi klasifikasi yang di pergunakan di tingkat Satuan Pendidikan SMA Al Hikmah Muncar mengambil literatur materi klasifikasi dari jumlah terbanyak .
Selanjutnya, untuk materi yang tercantum didalam buku pegangan siswa, baik itu buku paket, maupaun buku bimbingan, mohon untuk dapat menyesuaikan pada materi yang tertera pada webblog http://biohikmah.blogspot.com/
Untuk materi selengkapnya dapat di pelajari di dalam webblog ini. wallahualam bissawab( Dan Allah Maha Tahu Sesungguhnya)
Tampilkan postingan dengan label Materi Biologi Kelas XII IPA. Tampilkan semua postingan
Tampilkan postingan dengan label Materi Biologi Kelas XII IPA. Tampilkan semua postingan
Kamis, 07 Oktober 2010
Kisi-kisi Soal Biologi Kelas XII IPA
Untuk Kelas XII IPA, kisi-kisi soal biologi pada ujian KD Bersama Biologi semester ganjil ini adalah sebagai berikut:
1. Metabolisme
2. Anabolisme
3. Katabolisme
4. Enzim
5. Fotosintesis
6. Reanksi terang dan gelap
7. Kemosintesisn
8. Glikolisis
9. Metabolisme Protein
10. Metabolisme Karbohidrat
11. Metabolsime Lipi/lemak
12. Daur Glikolisis
13. Asam Piruvat
14. Praktik Fotosintesis
15. Praktik Enzim
1. Metabolisme
2. Anabolisme
3. Katabolisme
4. Enzim
5. Fotosintesis
6. Reanksi terang dan gelap
7. Kemosintesisn
8. Glikolisis
9. Metabolisme Protein
10. Metabolisme Karbohidrat
11. Metabolsime Lipi/lemak
12. Daur Glikolisis
13. Asam Piruvat
14. Praktik Fotosintesis
15. Praktik Enzim
Rabu, 06 Oktober 2010
Jenis dan Sifat Enzim
Jenis-jenis enzim
Enzim dalam metabolisme dibedakan menjadi 6 golongan yaitu:
1. Oksido-reduktase yaitu enzim yang bekerja pada reaksi oksidasi dan reduksi
2. Transferase bekerja untuk memindahkan gugus kimia
3. Hidrolase bekerja mengubah bentuk kimia tanpa menambah atau mengurangi unsur
4. Hidrolase bekerja pada reaksi yang menggunakan air
5. ligase bekerja pada reaksi penggabungan dua senyawa atau lebih
6. Liase bekerja pada reaksi pemutusan senyawa
Sifat Enzim
1. sebagai Biokatalisator
Enzim adalah senyawa organik, yaitu senyawa protein yang dihasilkan oleh sitoplasma sel dan berperan sebagai katalisator, yang disebut biokatalisator
Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat atau memperlambat reaksi kimia , tetapi zat itu sendiri tidak ikut dalam reaksi.
Enzim mempengaruhi kecepatan reaksi, tetapi tidak terpengaruh atau dipengaruhi oleh reaksi tersebut
Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung dalam sel, dan bertindak tidak harus selalu dalam sel
2. Enzim menurunkan energi aktivasi
Enzim mengkatalis reaksi dengan meningkatkan kecepatan reaksi, dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi)
3. Enzim merupakan protein
Enzim merupakan protein, sehingga sifat-sifat enzim sama dengan protein, yaitu dipengaruhi oleh suhu dan pH
Pada suhu rendah dan tinggi enzim akan mengalami kerusakan koagulasi (penggumpalan), yang akhirnya akan terdenaturasi enzim akan terdenaturasi
4. Enzim bekerja spesifik
Enzim bekerja spesifik satu enzim hanya khusus untuk satu substrat. Contoh enzim maltase hanya dapat memecah maltosa menjadi glukosa
Aktifitas enzim
Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
1. Suhu
reaksi yang dikatalisis oleh enzim akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu 0 - 35 derajad celcius. Secara umum kenaikan 10 derajad celcius maka kecepatan reaksi menjadi dua kali lipatnya dalam batas suhu yang wajar. Suhu ideal kerja enzim adalah 30 – 40 oC, dengan suhu optimum 36 oC. Dibawah atau diatas suhu tersebut kerja enzim lemah bahkan mengalami kerusakan. Enzim akan menggumpal (denaturasi) dan hilang kemampuan katalisisnya jika dipanaskan.
2. Logam berat
Logam berat seperti Ag, Zn, Cu, Pb dan Cd, menyebabkan enzim menjadi tidak aktif.
3. Logam
Aktivitas enzim meningkat jika bereaksi dengan ion logam jenis Mg, Mn, Ca, dan Fe.
4. pH
Enzim bekerja pada pH tertentu, enzim hanya dapat bekerja pada pH yang ideal. Enzim Ptialin hanya dapat bekerja pada pH netral, enzim pepsin bekerja pada pH asam sedangkan enzim tripsin bekerja pada pH basa.
Bagan kerja enzim dan pengaruhnya terhadap pH
5. Konsentrasi
Semakin tinggi konsentrasi enzim maka kerja waktu yang dibutuhkan untuk suatu reaksi semakin cepat, sedangkan kecepatan reaksi dalam keadaan konstan
Semakin tinggi konsentrasi substrat, semakin cepat kerja enzim, tapi jika kerja enzim telah mencapai titik maksimal, maka kerja enzim berikutnya akan konstans.
6. Faktor dalam (faktor internal)
vitamin dan hormon berpengaruh terhadap aktivitas kerja enzim. Hormon tiroksin merupakan hormon yang mempengaruhi proses metabolisme tubuh. semakin tinggi konsentrasi hormon tiroksi yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid, makan semakin cepat proses metabolisme dalam tubuh, demikian sebaliknya.
Vitamin dalam tubuh berfungsi sebagai alat pengaturan seluruh proses fisiologi dalam tubuh.
7. keberadaan Aktivator dan inhibitor
Aktivaor merupakan molekul yang mempermudah ikatan enzim antara enzim dengan dan substrat.
inhibitor merupakan molekul yang menghambat ikatan antara enzim dengan substrat. Ada dua macam inhibitor yaitu:
a. Inhibitor kompetitif
adalah inhibitor yang kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim.
b. Inhibitor non kompetitif
Adalah inhibitor yang melekat pada tempat selain sisi aktif sehingga bentuk enzim berubah dan substrat tidak dapat melekat pada enzim
Enzim dalam metabolisme dibedakan menjadi 6 golongan yaitu:
1. Oksido-reduktase yaitu enzim yang bekerja pada reaksi oksidasi dan reduksi
2. Transferase bekerja untuk memindahkan gugus kimia
3. Hidrolase bekerja mengubah bentuk kimia tanpa menambah atau mengurangi unsur
4. Hidrolase bekerja pada reaksi yang menggunakan air
5. ligase bekerja pada reaksi penggabungan dua senyawa atau lebih
6. Liase bekerja pada reaksi pemutusan senyawa
Sifat Enzim
1. sebagai Biokatalisator
Enzim adalah senyawa organik, yaitu senyawa protein yang dihasilkan oleh sitoplasma sel dan berperan sebagai katalisator, yang disebut biokatalisator
Katalisator adalah zat yang dapat mempercepat atau memperlambat reaksi kimia , tetapi zat itu sendiri tidak ikut dalam reaksi.
Enzim mempengaruhi kecepatan reaksi, tetapi tidak terpengaruh atau dipengaruhi oleh reaksi tersebut
Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung dalam sel, dan bertindak tidak harus selalu dalam sel
2. Enzim menurunkan energi aktivasi
Enzim mengkatalis reaksi dengan meningkatkan kecepatan reaksi, dengan cara menurunkan energi aktivasi (energi yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi)
3. Enzim merupakan protein
Enzim merupakan protein, sehingga sifat-sifat enzim sama dengan protein, yaitu dipengaruhi oleh suhu dan pH
Pada suhu rendah dan tinggi enzim akan mengalami kerusakan koagulasi (penggumpalan), yang akhirnya akan terdenaturasi enzim akan terdenaturasi
4. Enzim bekerja spesifik
Enzim bekerja spesifik satu enzim hanya khusus untuk satu substrat. Contoh enzim maltase hanya dapat memecah maltosa menjadi glukosa
Aktifitas enzim
Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
1. Suhu
reaksi yang dikatalisis oleh enzim akan meningkat seiring dengan kenaikan suhu 0 - 35 derajad celcius. Secara umum kenaikan 10 derajad celcius maka kecepatan reaksi menjadi dua kali lipatnya dalam batas suhu yang wajar. Suhu ideal kerja enzim adalah 30 – 40 oC, dengan suhu optimum 36 oC. Dibawah atau diatas suhu tersebut kerja enzim lemah bahkan mengalami kerusakan. Enzim akan menggumpal (denaturasi) dan hilang kemampuan katalisisnya jika dipanaskan.
2. Logam berat
Logam berat seperti Ag, Zn, Cu, Pb dan Cd, menyebabkan enzim menjadi tidak aktif.
3. Logam
Aktivitas enzim meningkat jika bereaksi dengan ion logam jenis Mg, Mn, Ca, dan Fe.
4. pH
Enzim bekerja pada pH tertentu, enzim hanya dapat bekerja pada pH yang ideal. Enzim Ptialin hanya dapat bekerja pada pH netral, enzim pepsin bekerja pada pH asam sedangkan enzim tripsin bekerja pada pH basa.
Bagan kerja enzim dan pengaruhnya terhadap pH
5. Konsentrasi
Semakin tinggi konsentrasi enzim maka kerja waktu yang dibutuhkan untuk suatu reaksi semakin cepat, sedangkan kecepatan reaksi dalam keadaan konstan
Semakin tinggi konsentrasi substrat, semakin cepat kerja enzim, tapi jika kerja enzim telah mencapai titik maksimal, maka kerja enzim berikutnya akan konstans.
6. Faktor dalam (faktor internal)
vitamin dan hormon berpengaruh terhadap aktivitas kerja enzim. Hormon tiroksin merupakan hormon yang mempengaruhi proses metabolisme tubuh. semakin tinggi konsentrasi hormon tiroksi yang dihasilkan oleh kelenjar tiroid, makan semakin cepat proses metabolisme dalam tubuh, demikian sebaliknya.
Vitamin dalam tubuh berfungsi sebagai alat pengaturan seluruh proses fisiologi dalam tubuh.
7. keberadaan Aktivator dan inhibitor
Aktivaor merupakan molekul yang mempermudah ikatan enzim antara enzim dengan dan substrat.
inhibitor merupakan molekul yang menghambat ikatan antara enzim dengan substrat. Ada dua macam inhibitor yaitu:
a. Inhibitor kompetitif
adalah inhibitor yang kerjanya bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif enzim.
b. Inhibitor non kompetitif
Adalah inhibitor yang melekat pada tempat selain sisi aktif sehingga bentuk enzim berubah dan substrat tidak dapat melekat pada enzim
Enzim
Enzim adalah biomolekul berupa protein yang berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis bereaksi) dalam suatu reaksi kimia organik.[1][2] Molekul awal yang disebut substrat akan dipercepat perubahannya menjadi molekul lain yang disebut produk. Jenis produk yang akan dihasilkan bergantung pada suatu kondisi/zat, yang disebut promoter. Semua proses biologis sel memerlukan enzim agar dapat berlangsung dengan cukup cepat dalam suatu arah lintasan metabolisme yang ditentukan oleh hormon sebagai promoter.
Enzim merupakan senyawa organik jenis protein yang dihasilkan oleh sel dan berperan sebagai katalisator (pemercepat suatu reaksi kimia)sehingga disebut Biokatalisator.
....Reaksi metabolisme dalam sel sangat membutuhkan keberadaan enzim. Seluruh reaksi kimia yang membangun proses metabolisme merupakan reaksi enzimatis.
Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim di buat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus selalu di dalam sel.
Komponen penyusun enzim
berdasarkan senyawa pembentuknya yaitu protein enzim dibedakan atas 2 bagaian yaitu:
a. enzim sederhana
...enzim dengan seluruh komponen penyusunnya adalah protein
b. Enzim kompleks / Enzim konjugasi / Haloenzim
...Enzim yang komponen penyusunnya tidak hanya terdiri atas protein
...Apoenzim merupakan bagian dari enzin konjugasi yang berupa protein
...prostetik merupakan bagian dari protein konjugasi yang bukan senyawa protein
...gugus prostetik yang terbuat dari senyawa logam disebut kofaktor
...Gugus prostetik yang terbuat dari bahan organik seperti vitamin disebut ko enzim
Kerja Enzim
ada 2 teori yang mengungkapkan cara kerja enzim yaitu:
a. Teori kunci dan anak kunci (Lock and key)
Teori ini dikemukakan oleh Emil Fisher yang menyatakan kerja enzim seperti kunci dan anak kunci, melalui hidrolisis senyawa gula dengan enzim invertase, sebagai berikut:
1. Enzim memiliki sisi aktivasi, tempat melekat substrat
2. hubungan antara enzim dan substrat terjadi pada sisi aktivasi
3. Hubungan antara enzim dan substrat membentuk ikatan yang lemah
....Reaksi metabolisme dalam sel sangat membutuhkan keberadaan enzim. Seluruh reaksi kimia yang membangun proses metabolisme merupakan reaksi enzimatis.
Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. Walaupun enzim di buat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus selalu di dalam sel.
Komponen penyusun enzim
berdasarkan senyawa pembentuknya yaitu protein enzim dibedakan atas 2 bagaian yaitu:
a. enzim sederhana
...enzim dengan seluruh komponen penyusunnya adalah protein
b. Enzim kompleks / Enzim konjugasi / Haloenzim
...Enzim yang komponen penyusunnya tidak hanya terdiri atas protein
...Apoenzim merupakan bagian dari enzin konjugasi yang berupa protein
...prostetik merupakan bagian dari protein konjugasi yang bukan senyawa protein
...gugus prostetik yang terbuat dari senyawa logam disebut kofaktor
...Gugus prostetik yang terbuat dari bahan organik seperti vitamin disebut ko enzim
Kerja Enzim
ada 2 teori yang mengungkapkan cara kerja enzim yaitu:
a. Teori kunci dan anak kunci (Lock and key)
Teori ini dikemukakan oleh Emil Fisher yang menyatakan kerja enzim seperti kunci dan anak kunci, melalui hidrolisis senyawa gula dengan enzim invertase, sebagai berikut:
1. Enzim memiliki sisi aktivasi, tempat melekat substrat
2. hubungan antara enzim dan substrat terjadi pada sisi aktivasi
3. Hubungan antara enzim dan substrat membentuk ikatan yang lemah
4. Enzim + substrat --> Kompleks enzim substrat --> Hasil akhir + Enzim
b. teori kecocokan induksi (induced fit theory)
Bukti dari kristalografi sinar x, diketahui bahwa sisi aktif enzim bukan merupakan bentuk yang kaku, tapi bentuk yang fleksibel
Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif akan termodifikasi menyesuaikan bentuk substrat, sehingga terbentuk kompleks enzim substrat
Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif akan termodifikasi menyesuaikan bentuk substrat, sehingga terbentuk kompleks enzim substrat
ketika substrat terikat pada enzim, sisi aktif enzim mengalami beberapa perubahan sehingga ikatan yang terbentuk antara enzim dan substrat menjadi menjadi lebih kuat. Interaksi antara enzim dan substrat disebut Induced fit.
ATP (Adenosine triphosphate)
ATP Mmerupakan molekul berenergi tinggi. Molekul ini merupakan ikatan adenosin yang mengikat tiga gugusan pospat, dengan ikatan yang lemah / labil sehingga mudah melepaskan ikatan pospatnya pada saat mengalami hidrolisis.
Reaksinya: ATP --> ADP --> AMP (reaksi tersebut meruapak reaksi bulak balik)
perubahan ATP menjadi ADP di ikuti dengan pembebasan energi sebesar 7,3 kalori/mol ATP.
perubahan ATP menjadi ADP di ikuti dengan pembebasan energi sebesar 7,3 kalori/mol ATP.
Adenosine Triphosphate (ATP) adalah sebuah nukleotida yang dikenal di dunia biokimia sebagai zat yang paling bertanggung jawab dalam perpindahan energi intraseluler. ATP mampu menyimpan dan memindahkan energi kimia di dalam sel. ATP juga memiliki peran penting dalam produksi nucleic acids. Molekul-molekul ATP juga digunakan untuk menyimpan bahan pembentuk energi yang diproduksi oleh respirasi sel.
Secara kimiawi, ATP terdiri dari adenosine dan tiga kelompok phosphate. Rumus empirisnya adalah C10H16N5O13P3, sedangkan rumus kimianya adalah C10H8N4O2NH2(OH)2(PO3H)3H. Massa molekularnya adalah sebesar 507.184 u. Kelompok phosphor yang dimulai dari AMP disebut sebagai phosphate alpha, beta dan gamma.ATP dapat diproduksi oleh berbagai proses dalam sel, biasanya di mitokondria dengan oxydative phosphorylation yang mendapat pengaruh katalis oleh ATP synthase, atau pada tanaman terjadi di kloroplas dengan proses fotosintesis. Bahan bakar utama bagi pembentukan ATP adalah glukosa dan fatty acids. Awalnya, glukosa dipecah menjadi piruvat di cytosol. Dua molekul ATP terbentuk dari setiap molekul glukosa. Tahap akhir dari pembentukan ATP terjadi di mitokondrion dan bisa menghasilkan hingga 36 ATP.
Total jumlah ATP pada tubuh manusia adalah sekitar 0,1 mol. Energi yang digunakan oleh sel-sel tubuh manusia dihasilkan dari hidrolisis ATP sebesar 200-300 mol setiap harinya. Artinya, setiap molekul ATP didaur ulang 2000-3000 kali setiap harinya. ATP tidak dapat disimpan, karena itu, produksinya harus selalu mengikuti penggunaannya.
Sel-sel hidup memiliki nukleotid triphosphate lain yang juga berenergi tinggi, misalnya guanosine triphosphate. Antara ATP dan zat-zat triphosphate semacam ini, energi dapat dengan mudah dipindahkan dengan reaksi-reaksi seperti yang dikatalisasi oleh nucleoside diphosphokinase : Energi dilepaskan ketika hidrolisis dari ikatan phosphate-phosphate terjadi. Energi ini dapat digunakan oleh berbagai jenis enzim, protein-protein penggerak, dan protein-protein transpor untuk menyelesaikan kerja sel-sel tersebut. Di sisi lain, hidrolisis tersebut juga menghasilkan phosphate inorganik dan adenosine diphosphate (ADP), yang bisa dipecah lagi menjadi ion phosphate lain dan adenosine monophosphate (AMP). ATP juga dapat dipecah langsung menjadi AMP, dengan pembentukan pyrophosphate. Reaksi ini juga memberikan keuntungan sebagai sebuah proses irreversibel yang sangat efektif dalam aqueous solution.
Metabolisme
.....Proses metabolisme di dalam sel melibatkan aktivitas sejumlah besar katalis biologik yang disebut enzim dan berlangsung melalui Respirasi (katabolisme) dan sintesis (anabolisme).
Reaksi Katabolisme
Adalah reaksi yang sifatnya memecah ikatan kimia yang kompleks menjadi ikatan kimia yang lebih sederhana. pada waktu ikatan putus dan molekul terpecah terjadi pembebasan energi (reaksi exergonik).
Contoh reaksi katabolisme adalah proses respirasi (termasuk aerob dan anaerob)
Reaksi Anabolisme
Adalah reaksi pembentukkan, yaitu pembentukkan molekul sederhana menjadi molekul kompleks. reaksi anabolisme merupakan reaksi sintesis karena adanya transformasi energi yang disimpan dalam bentuk ikatan kimia, oleh sebab itu reaksi anabolisme disebut juga reaksi yang membutuhkan energi (endergonik)
Contoh reaksi anabolisme adalah sintesis (termasuk fotosintesisi dan kemosintesis).
Selasa, 05 Oktober 2010
METABOLISME SEL
Sel merupakan unit kehidupan yang terkecil, oleh karena itu sel dapat menjalankan aktivitas hidup, di antaranya metabolisme.
Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
klorofil glukosa
(energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.
Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim.
Berdasarkan prosesnya metabolisme dibagi menjadi 2, yaitu:
1. Anabolisme/AsimilasI/Sintesis,
yaitu proses pembentakan molekul yang kompleks dengan menggunakan energi tinggi.
Contoh : fotosintesis (asimilasi C)
energi cahaya
6 CO2 + 6 H2O ———————————> C6H1206 + 6 02
klorofil glukosa
(energi kimia)
Pada kloroplas terjadi transformasi energi, yaitu dari energi cahaya sebagai energi kinetik berubah menjadi energi kimia sebagai energi potensial, berupa ikatan senyawa organik pada glukosa. Dengan bantuan enzim-enzim, proses tersebut berlangsung cepat dan efisien. Bila dalam suatu reaksi memerlukan energi dalam bentuk panas reaksinya disebut reaksi endergonik. Reaksi semacam itu disebut reaksi endoterm.
2. Katabolisme (Dissimilasi),
yaitu proses penguraian zat untuk membebaskan energi kimia yang tersimpan dalam senyawa organik tersebut.
Contoh:
enzim
C6H12O6 + 6 O2 ———————————> 6 CO2 + 6 H2O + 686 KKal.
energi kimia
Saat molekul terurai menjadi molekul yang lebih kecil terjadi pelepasan energi sehingga terbentuk energi panas. Bila pada suatu reaksi dilepaskan energi, reaksinya disebut reaksi eksergonik. Reaksi semacam itu disebut juga reaksi eksoterm.
Dekarboksilasi Oksidatif
Setelah melalui reaksi glikolisis, jika terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani tahapan reaksi selanjutnya, yaitu siklus Krebs yang bertempat di matriks mitokondria. Jika tidak terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani reaksi fermentasi. Akan tetapi, asam piruvat yang mandapat molekul oksigen yang cukup dan akan meneruskan tahapan reaksi tidak dapat begitu saja masuk ke dalam siklus Krebs, karena asam piruvat memiliki atom C terlalu banyak, yaitu 3 buah. Persyaratan molekul yang dapat menjalani siklus Krebs adalah molekul tersebut harus mempunyai dua atom C (2 C). Karena itu, asam piruvat akan menjalani reaksi dekarboksilasi oksidatif.
Dekarboksilasi oksidatif adalah reaksi yang mengubah asam piruvat yang beratom 3 C menjadi senyawa baru yang beratom C dua buah, yaitu asetil koenzim-A (asetil ko-A). Reaksi dekarboksilasi oksidatif ini (disingkat DO) sering juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk ke siklus Krebs. Reaksi DO ini mengambil tempat di intermembran mitokondria.
Pertama-tama, molekul asam cuka yang dihasilkan reaksi glikolisis akan melepaskan satu gugus karboksilnya yang sudah teroksidasi sempurna dan mengandung sedikit energi, yaitu dalam bentuk molekul CO2. Setelah itu, 2 atom karbon yang tersisa dari piruvat akan dioksidasi menjadi asetat (bentuk ionisasi asam asetat). Selanjutnya, asetat akan mendapat transfer elektron dari NAD+ yang tereduksi menjadi NADH. Kemudian, koenzim A (suatu senyawa yang mengandung sulfur yang berasal dari vitamin B) diikat oleh asetat dengan ikatan yang tidak stabil dan membentuk gugus asetil yang sangat reaktif, yaitu asetil koenzim-A, yang siap memberikan asetatnya ke dalam siklus Krebs untuk proses oksidasi lebih lanjut. (lihat bagan)
Selama reaksi transisi ini, satu molekul glukosa yang telah menjadi 2 molekul asam piruvat lewat reaksi glikolisis menghasilkan 2 molekul NADH.
Glikolisis
Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu glukosa yang mempunyai 6 atom C manjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat yang mempunyai 3 atom C. Reaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma). Reaksi glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu, tetapi disini tidak akan dibahas enzim-enzim yang berperan dalam proses glikolisis ini. Dari sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua fase, yaitu fase investasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap 4, dan fase pembelanjaan energi, yaitu dari tahap 5 sampai tahap 9.
Pertama-tama, glukosa mendapat tambahan satu gugus fosfat dari satu molekul ATP, yang kemudian berubah menjadi ADP, membentuk glukosa 6-fosfat. Setelah itu, glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim menjadi isomernya, yaitu fruktosa 6-fosfat. Satu molekul ATP yang lain memberikan satu gugus fosfatnya kepada fruktosa 6-fosfat, yang membuat ATP tersebut menjadi ADP dan fruktosa 6-fosfat menjadi fruktosa 1,6-difosfat. Kemudian, fruktosa 1,6-difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satu sama lain, yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau gliseraldehid 3-fosfat). Tahapan-tahapan reaksi diatas itulah yang disebut dengan fase investasi energi.
Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing mengalami oksidasi dan mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan mengalami penambahan molekul fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk 1,3-difosfogliserat. Kemudian masing-masing 1,3-difosfogliserat melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat, dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat dipindahkan ke dua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP. Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat. Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing 2-fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir, masing-masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan berubah menjadi asam piruvat. (lihat bagan)
Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan menghasilkan produk kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul air. Akan tetapi, pada awal reaksi ini telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil bersih reaksi ini adalah 2 molekul asam piruvat (C3H4O3), 2 molekul NADH, 2 molekul ATP, dan 2 molekul air. Perlu dicatat, pencantuman air sebagai hasil glikolisis bersifat opsional, karena ada sumber lain yang tidak mencantumkan air sebagai hasil glikolisis
Langganan:
Postingan (Atom)