Metabolisme adalah proses transformasi energi yang terjadi di dalam sel melalui katabolisme dan anabolisme. Katabolisme melibatkan penguraian molekul kompleks menjadi yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi, sementara anabolisme membangun molekul kompleks dari yang lebih sederhana. Enzim berperan sebagai katalisator dalam reaksi metabolisme."

1. METABOLISME
*SMAN 1 LIMAU *BIOLOGI *KELAS XII *SITI MARPU’AH S.Pd.

2.  TUJUAN PEMBELAJARAN:
1. Mendiskripsikan pengertian metabolisme dan menyebutkan
fungsi enzim dalam peristiwa metabolisme
2. Menyebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja
enzim
3. Mengidentifikasi enzim yang berperan dalam katabolisme
gula dan anabolisme karbohidrat
4. Menjelaskan kaitan katabolisme dan metabolisme
5. Mengidentifikasi hasil katabolisme pati dan anabolisme
karbohidrat
6. Membuat diagram kaitan antara katabolisme karbohidrat,
protein, dan lemak
7. Menjelaskan perbedaan antara respirasi aerobik dan
anaerobik
8. Menjelaskan tentang reaksi terang dan gelap dalam
fotosintesis

3. PENDAHULUAN
 Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat
dimusnahkan.
 Akan tetapi energi hanya dapat diubah dari satu
bentuk ke bentuk lainnya (transformasi energi).
 Makhluk hidup melakukan transformasi energi
melalui proses metabolisme yang berlangsung di
dalam sel tubuh.

4. A. Pengertian metabolisme
 Metabolisme (bahasa Yunani
metabole=berubah) secara harfiah berarti
“perubahan”
 Jalur metabolisme:
1. Katabolisme (merombak molekul-molekul
kompleks menjadi molekul yang sederhana)
2. Anabolisme (membangun molekul kompleks
dari molekul-molekul sederhana)

5.  Reaksi-reaksi di dalam tubuh berlangsung secara
optimal pada suhu 270C (suhu ruang), misalnya
hewan poikiloterm (hewan berdarah dingin) dan
hewan homoioterm (hewan berdarah panas)
 Agar reaksi-reaksi berjalan lebih cepat
diperlukan katalisator.
 Katalisator adalah zat yang mempercepat reaksi
tetapi zat itu tidak ikut bereaksi, contoh: enzim
dan ribozim.

6. Gambar. Enzim sebagai katalisator

7. B. Enzim
 Enzim merupakan pengatur suatu reaksi
 Bahan tempat enzim bekerja disebut substrat
 Contoh reaksi:
Maltosa 2Glukosa
(substrat) (produk)
Maltase
(enzim)

8. 1. Struktur Enzim
 Enzim lengkap (holoenzim) tersusun atas 2
bagian, yaitu:
a. Bagian protein (apoenzim):
- tersusun atas asam-asam amino,
- Bersifat labil, misalnya karena suhu dan keasaman.
b. Gugus prostetik (gugusan yang aktif):
- Berasal dari molekul anorganik (kofaktor), misalnya
Fe, Cu dan Zn,
- Berasal dari senyawa organik kompleks (koenzim),
misalnya NADH, FADH dan tiamin.

9. Gambar. Enzim

10. 2. Ciri-ciri enzim
a. Biokatalisator
b. Protein
c. Bekerja secara khusus
d. Dapat digunakan berulang kali
e. Rusak oleh panas
f. Tidak ikut bereaksi
g. Bekerja dapat balik
h. Kerjanya dipengaruhi faktor lingkungan, misalnya
suhu, pH, inhibitor dan aktivator.

11. X
>
<
MATERI
Amudiono
Amudiono
SIFAT – SIFAT ENZIM
1. Sebagai biokatalisator untuk mempercepat terjadinya reaksi kimia dengan
cara menurunkan energi aktivasi reaksi tersebut
2. Dipengaruhi oleh perubahan suhu, keasaman (pH) dan zat inhibitor.
a. Suhu berpengaruh pada bagian apoenzim. Suhu tinggi menyebabkan
denaturasi, sedangkan suhu rendah menyebabkan koagolasi proteni
b. pH dapat menyebabkan ionisasi dari gugus karboksil dan amin bagian
apoenzim
c. Zat Penghambat (inhibitor) adalah senyawa yang mirip substrat dan
dapat bergabung dalam reaksi enzimatik sehingga reaksi tersebut dapat
terganggu
3. Bekerja spesifik pada suatu reaksi kimiawi tertentu. Misalnya enzim Ptialin
hanya mampu memecah amilum menjadi disakharida
4. Tidak berperan tidak bolak balik artinya jika enzim bekerja menguraikan
suatu substrat maka tidak dapat menyusun substrat kembali
5. Bersifat bolak balik, artinya enzim akan kembali seperti struktur semula
apabila proses reaksi telah selesai
6. Bekerja Cepat, karena hanya berfungsi untuk menurunkan energi aktivasi
pada awal reaksi kimia

12. Gambar. Enzim sebagai katalisator

13. 3. Penamaan Enzim
Enzim diberi nama sesuai dengan
substratnya dan diberi akhiran –se,
contohnya:
- Enzim selulase yang menguraikan selulosa,
- Enzim lipase yang menguraikan lipid atau
lemak, dan
- Enzim protease yang menguraikan protein.

14. 4. Cara Kerja Enzim
a. Teori gembok-anak kunci (lock and key)
- Sisi aktif enzim mempunyai bentuk tertentu
yang hanya sesuai untuk satu jenis substrat saja.
b. Teori Induced Fit
- Sisi aktif enzim bersifat fleksibel dalam
menyesuaikan strukutur sesuai dengan struktur
substrat.

15. Cara Kerja Enzim
Pusat Aktif Enzim:
 Enzim Mitokondria , menghasilkan energi
 Enzim Ribosom, sintesis protein
 Enzim mikrosom, biosintesis protein
 Enzim Lisosom, pemecahan berbagai
bahan yang tidak diperlukan oleh tubuh
Teori cara kerja enzim:
 Teori gembok-anak kunci
 Teori Induced Fit

16. Teori gembok-anak kunci
Substrat
Enzim
Produk
Produk
Kompleks enzim substrat
Enzim

17. Teori Induced Fit

18. 5. Inhibitor
 Adalah zat yang dapat menghambat kerja
enzim.
 Dibedakan berdasarkan sifatnya, a.l:
a. Inhibitor reversibel, yaitu tidak berikatan
kuat dengan enzim. Macamnya:
1) Inhibitor kompetitif
- Menempati sisi aktif enzim sehingga
substrat tidak dapat masuk.
2).Inhibitor non kompetitif
- Tidak mirip dengan substrat dan berikatan
pada sisi selain sisi aktif.

19. Gambar. Inhibitor kompetitif & non kompetitif

20. Inhibitor kompetitif
Senyawa tertentu yang
mempunyai struktur mirip
dengan substrat saat
reaksi enzimatik akan terjadi.
Contoh : asam malonat
Inhibitor ini dapat diatasi
dengan menambah jumlah
substrat sampai
berlebihan.

21. Inhibitor non kompetitif
Zat-zat kimia tertentu mempunyai
afinitas yang tinggi terhadap ion
logam penyusun enzim.
Senyawa penghambat untuk enzim
yang mengandung Fe, yaitu dengan
terjadinya reaksi antara senyawa-
senyawa tersebut dengan ion Fe yang
menyebabkan enzim menjadi tidak
aktif.
Merkuri (Hg) dan perak (Ag) merupakan penghambat enzim
yang mengandung gugusan sulfhidril (-SH).

22. b. Inhibitor Irreversibel
 Berikatan dengan sifat aktif enzim secara kuat
sehingga tidak dapat terlepas.
 Enzim menjadi tidak aktif dan tidak dapat
kembali seperti semula (irreversibel)

23. C. Katabolisme
Yaitu reaksi penguraian senyawa yang
kompleks menjadi senyawa yang lebih
sederhana dengan bantuan enzim.
Menghasilkan energi.
Contoh: respirasi ( yaitu proses
penguraian bahan makanan yang
menghasilkan energi)

24. Bahan Ajar Biologi 12 sem 1
Materi lanjutan ...
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan
energi yang tersimpan dalam zat sumber
energi melalui proses kimia dengan
menggunakan oksigen. Dari respirasi akan
dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan
kehidupan, seperti sintesis (anabolisme),
gerak, pertumbuhan.

25. Bahan Ajar Biologi 12 sem 1
Materi lanjutan ...
Pada kebanyakan tumbuhan den hewan
respirasi yang berlangsung adalah respirasi
aerob, namun demikian dapat saja terjadi
respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal,
maka hewan dan tumbuhan tersebut
melangsungkan proses fermentasi yaitu proses
pembebasan energi tanpa adanya oksigen,
nama lainnya adalah respirasi anaerob.
Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi
fermentasi asam laktat/asam susu dan
fermentasi alkohol.

26. - Berdasarkan kebutuhan akan O2, respirasi
dibedakan menjadi:
1. Respirasi aerobik,
- Menggunakan O2 bebas untuk mendapatkan
energi.
2. Respirasi anaerobik,
- Tidak menggunakan O2 bebas untuk
mendapatkan energi.

27. Respirasi aerob
C6H12O6 + 6O2  6CO2 + 6H2O + 36ATP
Empat tahap
Glikolisis
Sistem transpor elektron
Dekarboksilasi oksidatif
Respirasi
anaerob
(fermentasi)
Fermentasi alkohol
Fermentasi asam laktat
Katabolisme Karbohidrat
Bab 2 Metabolisme
Siklus Krebs

28. 1. Katabolisme karbohidrat
- Contohnya respirasi dengan glukosa
sebagai bahan baku, yang diuraikan
menjadi CO2 dan H2O serta
menghasilkan energi.
a. Respirasi aerobik
- Secara sederhana dituliskan:
C6H12O6 + 6O2  6H2O + 6CO2 + 675 kkal

29. Bahan Ajar Biologi 12 sem 1
Respirasi Aerob
Oksidasi molekul- molekul organik oleh sel
(respirasi selular) terjadi di dalam mitokondria
(pada sel-sel eukariot)

30. 1) Glikolisis
- Yaitu peristiwa penguraian satu molekul glukosa
menjadi asam piruvat, NADH dan ATP.
- NADH (nikotinamida adenin dinukleotida
hidrogen).
- Berlangsung di dalam sitoplasma.
- Hasil akhir:
a. Atom molekul 6C (glukosa) berubah menjadi
3C (piruvat) sebanyak 2 mol,
b. Energi yang dihasilkan 2 ATP,
c. Dua molekul NADH akan ditrasnfer ke rantai
transpor elektron.

32. 2) Dekarboksilasi Oksidatif
- Berlangsung di matriks mitokondria
- Mengubah asam piruvat menjadi asetil Ko A
- Hasil akhir : 2 asetil Ko A, 2 CO2, 2 mol NADH
3) Siklus Krebs
- Diambil dari nama Hans Krebs
- Berlangsung didalam matriks mitokondria
- Mengubah 2 asetil KoA menjadi asam sitrat.
- Hasil akhir:
a. Dihasilkan 2 FADH2 dan 6 NADH,
b. Dihasilkan 2 ATP dan 4 gas CO2.

34. Tahapan siklus Krebs
Bab 2 Metabolisme
Respirasi aerob

35. 3) Transport Elektron
- Elektron dan H+ dari NADH dan FADH2
dibawa dari substrat satu ke substrat yang
lain.. Berlangsung di membran dalam
mitokondria.
- Hasil akhir:
a. Dihasilkan 30 ATP dari 10 NADH
b. Dihasilkan 4 ATP dari 2 FAD + H2O

36. Sistem transpor elektron
Bab 2 Metabolisme
Respirasi aerob

37. Rangkuman reaksi aerob.
Bab 2 Metabolisme

39. Rangkuman Respirasi
Aerob````````````
Tahap Bahan
Tempat
Reaksi
Hasil
Senyawa
Karbon
Jumlah
Akseptor
Jumlah
ATP
Glikolisis Glukosa Sitoplasma
2 asam
piruvat
2 NADH 2 ATP
Dekarboksila
si Oksidatif
Asam
piruvat
Matriks
Mitokondria
2 Asetil
CO-A dan
2 CO2
2 NADH -
Daur Krebs
Asetil CO-
A
Matriks
Mitkondria
4 CO2
6 NADH
2 FADH2
2 ATP
Transpor
Elektron
10 NADH
2 FADH2
Membran
Dalam
Mitokondria
- - 34 ATP

40. Gambar. Proses respirasi aerobik

41. b. Respirasi Anaerobik
- Adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk
mendapatkan energi tanpa menggunakan O2.
- Terjadi pada:
1) Jaringan yang kekurangan O2,
2) Akar tumbuhan yang terendam air,
3) Biji tebal yang sulit ditembus O2,
4) Sel ragi dan bakteri anaerobik.

42. - Repirasi anaerobik itu:
a) Tidak memerlukan O2,
b) Menggunakan asam piruvat atau
asetaldehida sebagai pengikat H,
c) Menghasilkan asam laktat atau alkohol,
d) Hanya menghasilkan 2 molekul ATP atau
energi sebesar 21 kakl,
e) Tahapan reaksi lebih sederhana.

43. c. Fermentasi
- Termasuk respirasi anaerobik
- Sering kali diistilahkan proses penguraian zat
oleh mikroorganisme pengurai menggunakan
enzim-enzim yang ada di dalam sel.
- Fermentasi sebagai perubahan enzimatik dari
substansi organik oleh mikroorganisme untuk
menghasilkan produk-produk organik yang
lebih sederhana.

44. 1) Fermentasi alkohol
C6H12O6  2 asam piruvat  2 asetaldehid  2CO2 + 2C2H5OH (ethanol) + 2ATP

45. 2) Fermentasi asam laktat
Tahapan reaksi fermentasi asam laktat.
Bab 2 Metabolisme
C6H12O6  2 asam piruvat  2 fosfoenol piruvat  2 asam laktat + 2ATP

46. Repirasi seluler Fermentasi
Alkohol Asam laktat
Glukosa
Asam piruvat
O2
CO2
Air + 38 ATP
Glukosa
Asam piruvat
CO2
Alkohol + 2 ATP
Glukosa
Asam piruvat
Asam laktat +
2ATP

47. 2. Katabolisme Lemak
- Rekasi sederhananya:
Trigliserida + 3H2O --- gliserol + 3 asam lemak
lipase

48. 3. Katabolisme Protein
- Protein diuraikan menjadi asam amino.
- Asam amino diubah menjadi asam
piruvat dan asetil KoA.
- Gugus amino yang dilepas dari asam
amino dibawa ke hati untuk diubah
menjadi amonia (NH3) dan dibuang
lewat urin.

49. D. Anabolisme
- Adalah reaksi penyusunan zat yang
berlangsung di dalam sel.
- Macamnya:
1. Anabolisme karbohidrat
- Dibedakan menjadi:
a. Fotosintesis
- Yaitu peristiwa penyusunan zat organik
dari zat anorganik dengan pertolongan
energi cahaya.
- Asimilasi karbon karena bahan baku yang
digunakan CO2

50. 1. Proses fotosintesis
- Bertujuan pembentukan gula dari CO2, H2O, dan
energi.
- Terjadi di dalam kloroplas.
- Reaksi sederhananya:
6CO2 + 12H2O  C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Cahaya matahari
Klorofil

51. 2. Percobaan tentang fotosintesis
a) Jan Ingenhousz
- Menggunakan Hydrilla verticulata
- Fotosintesis menghasilkan O2.
b) Theodor Wilhem Engelmann
- Menggunakan alga Spirogyra,
- Kesimpulan:
(1) Fotosintesis dilakukan oleh kloroplas,
(2) Kloroplas hanya berfotosintesis jika terkena
cahaya.

52. c) Julius von Sachs
- Fotosintesis menghasilkan amilum,
- Percobaan dengan menggunakan larutan iodin
yang diteteskan pada daun.
d) Robert Hill dan F.F Blackman
- Energi cahaya yang diterima digunakan untuk
memecah H2O menjadi H+ dan menghasilkan
produk samping berupa O2.

53. - Hill mengemukakan reaksi terang yaitu fotolisis
yang berlangsung dengan bantuan cahaya.
- Reaksi terang terjadi di grana (tumpukan tilakoid
di dalam kloroplas).
- Tilakoid berupa gelembung pipih berbentuk
cakram yang membrannya mengandung pigmen
fotosintesis.
- Persamaan Hill:
12H2O + ADP + Pi + 12 NADP+  6O2 + ATP 12NADPH + 12H+
cahaya
matahari

54. - Blackmann mengemukakan adanya rekasi gelap
yang terjadi di stroma (yaitu matriks kloroplas
tak berwarna yang mengandung grana).
- Persamaan reaksi Blackmann:
6CO2 + ATP + 12NADPH + 12H+  (CH2O)6 + 6H2O + NADP+ + ADP + Pi
- Reaksi gabungan Hill dan Blackmann:
6CO2 + 12H2O + energi  C6H12O6 + 6H2O + 6O2

55. 3. Cahaya yang berperan dalam fotosintesis
- Di dalam kloroplas terkandung beebrapa jenis
pigmen, yaitu:
a) Klorofil a,
- Menyerap cahaya merah dan biru-ungu.
- Berperan dalam reaksi terang.
- Berwarna hijau karena memantulkan cahaya warna hijau.
b) Klorofil b,
- Menyerap cahaya biru dan oranye.
- Memantulkan cahaya hijau-kuning.
c) Karotenoid
- Menyerap cahaya biru-hijau.
- Memantulkan cahaya kuning-oranye.

56. 4). Tahapan proses fotosintesis
a. Penangkapan energi cahaya (fotosistem)
b. Aliran elektron
c. Perhatikan gambar

57. a. Reaksi Terang
 Berlangsung di membran tilakoid (grana)
 Memerlukan cahaya
 Terjadi fotolisis air H2O  2H +1/2 O2
 Hasil reaksi terang: ATP, NADPH2 dan O2
 Terdiri dari: siklik dan non siklik

58. Bab 2 Metabolisme
a. Tahapan reaksi terang

59. b. Siklus Calvin
 Ditemukan oleh Melvin Calvin.
 Merupakan proses penggunaan ATP dan
NADPH untuk mengubah CO2 menjadi
gula.
 Fase-fasenya:
1) Pengikatan (fiksasi) CO2
2) Reduksi
3) Pembentukan RuBP

60. Gambar. Proses siklus Calvin

61. b. Kemosintesis
 Yaitu penyusunan bahan organik dengan
menggunakan energi dari pemecahan senyawa
kimia.
 Energi yang dihasilkan lebih kecil
dibandingkan dengan menggunakan energi
cahaya.
 Contoh: bakteri Nitrobacter dengan reaksi,
Ca(NO2)2 + O2 ------------ Ca(NO3)2 + E

62. 2. Anabolisme Lemak
 Disebut juga lipogenesis, yang terjadi di dalam
sitoplasma yang memiliki enzim kompleks, yaitu
asam lemak sitetase.
 Lemak dapat disintesis dari protein dan karbohidrat.
 Lemak tersusun dari asam lemak dan gliserol.
 Asam lemak terbentuk dari Asetil KoA.
 Sintesis lemak berlangsung di retikulum endoplasma.

63. 3. Anabolisme Protein
 Protein tersusun atas senyawa asam amino.
 Penyusunan gugus amino (-NH2) pada suatu
substrat disebut aminasi.
 Ada 2 cara sintesis protein, yaitu:
a. Reaksi aminasi reduksi,
b. Reaksi transaminasi.

64. a. Reaksi aminasi reduksi, diantaranya:
- aminasi dari asam oksaloasetat akan
menghasilkan asam aspartat,
- aminasi dari asam piruvat akan
menghasilkan alanin.
b. Reaksi transaminasi
- reaksi yangmelibatkan satu gugus amino dari
sati asam amino ke suatu asam α-
ketoglutamat dan asam amino baru.

65. 5/10/2023 65
5/10/2023
5/10/2023
Biologi Rela Berbagai, Ikhlas Memberi
KETERKAITAN
METABOLISME
KARBOHIDRAT,
LEMAK DAN
PROTEIN
dapat dilihat
pada gambar
disamping
Protein Karbohidrat Lemak
Asam
amino
Asam
lemak
Gula Gliserol
GLIKOLISIS
Glukosa
Gliseraldehida-p
Piruvat
Asetil CoA
SIKLUS
KREBS
TRANSPORT
ELEKTRON
dan
FOSFORILASI
OKSIDATIF
NH
3

66. SEKIAN
TERIMAKASIH BANYAK