BIOLOGI KTSP 2006 SMA

1. 1
2
3
4
5
6
7
Sumber: Dokumen Penerbit

2. 1
2
3
4
5
6
7
Metabolisme
Katabolisme Anabolisme
Katabolisme
Karbohidrat
Katabolisme
Protein
Katabolisme
Lemak
Respirasi
Fermentasi
Glikolisis
Pembentukan
Asetil KoA
Siklus Krebs
Transpor Elektron
Fermentasi
Alkohol
Fermentasi
Asam Laktat
Fotosintesis
Kemosintesis
Reaksi
Terang
Reaksi
Gelap
Enzim
Struktur Cara Kerja
Faktor-Faktor
yang Berpengaruh
Suhu
pH
Jumlah
Enzim
Konsentrasi
Substrat
Inhibitor
meliputi
meliputi meliputi
terdiri atas
meliputi
tahap-tahap
terbagi menjadi
terdiri atas
melibatkan
memiliki
terdiri atas

3. 1
2
3
4
5
6
7
Metabolisme
A. Enzim
B. Adenosine Triphosphate (ATP)
C. Katabolisme
D. Anabolisme

4. 1
2
3
4
5
6
7
METABOLISME
Seluruh reaksi kimia yang terjadi di dalam sel-sel tubuh
makhluk hidup.
meliputi:
KATABOLISME
Reaksi pemecahan molekul-molekul besar yang
kompleks menjadi molekul-molekul kecil yang lebih
sederhana
ANABOLISME
Reaksi penyusunan molekul-molekul besar dan
kompleks dari molekul-molekul yang lebih kecil dan
sederhana

5. 1
2
3
4
5
6
7
Sumber: Clegg dan Mackean, 2000: 170

6. 1
2
3
4
5
6
7
A. Enzim
Biokatalisator
Reaksi-reaksi kimia metabolisme terjadi secara
cepat. Semua reaksi tersebut dimungkinkan
terjadi karena adanya kerja enzim
Berfungsi meningkatkan kecepatan laju reaksi
kimia, tetapi ia tidak ikut bereaksi
Bersifat spesifik
Artinya, satu jenis enzim hanya dapat
mengatalisis satu jenis reaksi kimia.

7. 1
2
3
4
5
6
7
Enzim
Enzim intraseluler
Enzim yang terbentuk dan terdapat di dalam sel,
di dalam sitoplasma atau nukleus.
Enzim
ekstraseluler
Beberapa jenis enzim dibentuk di
dalam sel, tetapi bekerja di luar sel,
contohnya beberapa enzim-enzim
pencernaan.

8. 1
2
3
4
5
6
7
Struktur
Enzim
Sebagian besar enzim tersusun atas protein. Namun, ada pula
enzim yang terdiri atas komponen tambahan yang bukan
protein. Enzim yang seperti itu dinamakan protein konjugasi.
Komponen Enzim
Komponen enzim yang terdiri atas protein disebut APOENZIM
Komponen enzim yang bukan protein dinamakan KOFAKTOR
Gabungan antara apoenzim (protein enzim) dan kofaktor
(nonprotein) dinamakan HOLOENZIM

9. 1
2
3
4
5
6
7
Kerja
Enzim
Tipe-tipe
enzim

10. 1
2
3
4
5
6
7
Reaksi kimia yang dikatalis oleh enzim tidak berjalan
spontan, tetapi melalui beberapa tahap, yaitu:
Pembentukan kompleks enzim-substrat
Modifikasi substrat membentuk enzim
yang masih terikat dengan substrat
Pelepasan produk dari ikatan
molekul enzim

11. 1
2
3
4
5
6
7
Suatu
reaksi
katalisis
enzim

12. 1
2
3
4
5
6
7
Teori
mekanisme
kerja enzim LOCK AND KEY
THEORY
Dikemukakan oleh Emil Fischer tahun 1894
Menurut teori ini, enzim bekerja dengan mekanisme kunci dan
anak kunci.
Hanya anak kunci (substrat) dengan ukuran yang sesuai yang
dapat masuk ke lubang kunci (sisi aktif enzim).

13. 1
2
3
4
5
6
7
INDUCED FIT
THEORY
Ditemukan oleh Daniel Koshland
Teori ini berasumsi bahwa substrat berperan
dalam menentukan bentuk akhir enzim dan
bahwa sebagian enzim bersifat fleksibel
Pada beberapa enzim, bentuk sisi aktif
berubah pada saat molekul substrat melekat,
yaitu menyesuaikan dengan bentuk substrat
Menurut teori ini, pemutusan atau
penggabungan ikatan kimia akan berjalan
lebih aktif

14. 1
2
3
4
5
6
7
Faktor-faktor yang
memengaruhi kerja enzim
Aktivitas enzim akan meningkat seiring
dengan meningkatnya suhu hingga
mencapai suhu optimum. Suhu
optimum adalah suhu di mana enzim
dapat bekerja secara maksimal. Makin
jauh di atas suhu optimum, enzim akan
mengalami denaturasi.
Enzim bekerja maksimal pada pH
optimum. pH optimum adalah pH di
mana enzim menyebabkan laju reaksi
yang maksimal. Efektivitas enzim akan
berkurang pada pH sedikit di atas atau
di bawah pH optimum.
Suhu
pH

15. 1
2
3
4
5
6
7
Makin banyak jumlah enzim,
makin cepat laju reaksi yang
dikatalisis, hingga mencapai
kecepatan maksimum
Makin tinggi konsentrasi
substrat, makin cepat laju reaksi
yang terjadi hingga mencapai
kecepatan maksimum. Setelah
mencapai kecepatan maksimum,
penambahan substrat tidak akan
mempercepat laju reaksi
sehingga laju reaksi menjadi
konstan.
Jumlah enzim
Konsentrasi
substrat

16. 1
2
3
4
5
6
7
Inhibitor
Inhibitor adalah senyawa kimia yang menghambat kerja
enzim. Contohnya adalah garam-garam logam berat,
seperti air raksa (Hg); senyawa yodium asetat, fluorida,
sianida, dan karbon monoksida. Makin banyak jumlah
inhibitor, makin lambat laju reaksi yang dikatalisis oleh
suatu enzim.

17. 1
2
3
4
5
6
7
B. Adenosine
Triphosphate [ATP]
Dalam reaksi anabolisme, misalnya reaksi
pembentukan protein dari ratusan molekul
asam amino, diperlukan sejumlah besar
energi dalam bentuk ATP.
Struktur ATP

18. 1
2
3
4
5
6
7
Adenosine triphosphate adalah nukleotida yang
terdiri atas suatu basa organik (adenin), gula dengan
5 atom karbon (ribosa), dan 3 gugus fosfat yang
saling bersambungan.
ATP
ATP pertama kali diisolasi dari otot manusia
ATP merupakan senyawa kimia yang sangat penting bagi sel-sel hidup.
Mengapa
demikian?
Di dalam ATP tersimpan energi utama yang diperlukan untuk
berbagai aktivitas sel. Pada saat terjadi reaksi
katabolisme akan dihasilkan ATP yang akan digunakan dalam
reaksi anabolisme.

19. 1
2
3
4
5
6
7
Energi dalam
ATP
dibebaskan
pada saat
pemecahan (hidrolisis) molekul ATP
hanya dapat terjadi jika
ada enzim
ATP-ase
menjadi
adenosine fosfat anorganik (P diphosphate (ADP) i)
ATP + H2O  ADP + Pi + Energi (30 – 33 kJ/mol)
air

20. 1
2
3
4
5
6
7
Dari mana sel-sel tubuh dapat memperoleh ATP?
Diperoleh dari reaksi kimia di dalam tubuh
merupakan reaksi oksidasi-reduksi
melibatkan unsur-unsur oksigen, hidrogen, dan elektron
Berbagai senyawa organik ataupun anorganik dapat digunakan
sebagai sumber energi dan sekaligus sebagai donor elektron
Selama proses oksidasi-reduksi senyawa-senyawa kimia atau
substrat tersebut, terjadi sintesis ATP
Sintesis ATP dari ADP dan fosfat organik tersebut dinamakan
fosforilasi
Fosforilasi adalah peristiwa penggabungan senyawa fosfat pada suatu
bentuk senyawa kimia.

21. 1
2
3
4
5
6
7
C.
Kataboli
sme
1. Katabolisme Karbohidrat
dimulai saat terjadi pencernaan makanan
molekul-molekul karbohidrat
kompleks (polisakarida)
diuraikan secara
molekul-molekul karbohidrat
sederhana (monosakarida)
enzimatis

22. 1
2
3
4
5
6
7
RESPIRASI
peristiwa oksidasi biologis yang menggunakan oksigen
sebagai akseptor (penerima) elektron terakhirnya
Dalam proses ini, oksigen direduksi menjadi air (H2O)
Elektron dan hidrogen yang bebas mula-mula
ditangkap oleh NAD (nicotinamide adenine
dinucleotide: suatu substansi yang berasal dari
vitamin niasin) menjadi NADH2, tetapi selanjutnya
atom hidrogen dan elektron diberikan kepada
oksigen melalui sistem transpor elektron sehingga
dihasilkan kembali NAD dan H2O

23. 1
2
3
4
5
6
7
RESPIRASI
AEROB 1) glikolisis;
Tahap-tahap penguraian glukosa
2) pembentukan asetil koenzim A;
3) siklus Krebs atau siklus asam sitrat;
4) transpor elektron

24. 1
2
3
4
5
6
7
GLIKOLISIS
Glukosa (6C)
Glukosa 6-fosfat (6C) Fruktosa 6-fosfat (6C)
Fruktosa 1,6-difosfat (6C)
Gliseraldehid 3-fosfat (3C) Dihidroksiaseton fosfat (3C)
Gliseraldehid 1,3-difosfat (3C)
Gliseraldehid 3-fosfat (GP) (3C) Gliseraldehid 2-fosfat (3C) Fosfoenolpiruvat (3C)
Piruvat (3C) Enolpiruvat (3C)
ATP
ADP
ATP
ADP
2NAD+
2NAD+ + H+
2Pi
2ADP
2ATP
2ADP
2ATP

25. 1
2
3
4
5
6
7
Jalur metabolisme piruvat sangat tergantung pada kondisi
aerob sel. Jika tersedia oksigen yang cukup, piruvat akan
diubah menjadi asetil KoA dan masuk ke siklus Krebs.
Namun, jika kondisi sel
anoksia (kekurangan
oksigen), piruvat akan
masuk ke jalur fermentasi
membentuk etanol atau
asam laktat.

26. 1
2
3
4
5
6
7
Pada kondisi anaerob, misalnya pada jaringan otot yang aktif, piruvat
yang terbentuk akan direduksi menjadi asam laktat oleh enzim laktat
dehidrogenase.
Asam laktat inilah yang menyebabkan rasa lelah.
piruvat + NADH + H+ → laktat + NAD+
Reaksi glikolisis pada kondisi anaerob meliputi perubahan glukosa menjadi
2 molekul asam laktat serta pembentukan 2 ATP dari 2 ADP dan 2 fosfat.
Dalam kondisi aerob, piruvat tidak direduksi menjadi laktat sehingga
piruvat merupakan produk akhir glikolisis. Peristiwa ini terjadi di dalam
mitokondria.
Setiap NADH yang berasal dari glikolisis dalam jalur fosforilasi oksidatif
hanya menghasilkan dua ATP.

27. 1
2
3
4
5
6
7
PEMBENTUKAN
ASETIL KOENZIM A
Reaksi:
2 piruvat + 2 NAD+ + 2 KoA-SH 2 asetil KoA + 2 CO2 + 2 NADH + H+
Dalam respirasi aerob, dihasilkan 4 molekul NADH dari 1
molekul glukosa, yaitu 2 selama glikolisis dan 2 selama
pembentukan asetil KoA dari piruvat.

28. 1
2
3
4
5
6
7
SIKLUS ASAM
SITRAT [KREBS
CYCLE]
Ditemukan oleh
Sir Hans Krebs
(1937)
Pada kondisi aerob, glukosa yang telah diubah menjadi asam piruvat melalui
glikolisis akan dioksidasi secara sempurna menjadi air dan karbon dioksida
melalui siklus asam sitrat.
Reaksi siklus asam sitrat terjadi di dalam matriks mitokondria.
Sebelum memasuki siklus asam sitrat, asam piruvat (3 atom karbon) harus
dioksidasi terlebih dahulu menjadi asetil koenzim A atau asetil KoA (2 atom
karbon)
Reaksi ini terjadi di dalam mitokondria dan dikatalisis oleh enzim piruvat
dehidrogenase.
piruvat + NAD+ + KoA-SH → asetil KoA + CO2 + NADH + H+
Dua molekul NADH yang terbentuk pada reaksi ini akan memberikan elektronnya
pada rantai transpor elektron, yang selanjutnya akan diterima oleh oksigen. Satu
molekul NADH, melalui transpor elektron, akan menghasilkan 3 molekul ATP
sehingga pada reaksi ini akan dihasilkan 6 ATP

29. 1
2
3
4
5
6
7
SIKLUS ASAM
SITRAT [SIKLUS
KREBS]

30. 1
2
3
4
5
6
7
TRANSPOR
ELEKTRON
[FOSFORILASI
OKSIDATIF]
merupakan reaksi tahap akhir respirasi sel
Transpor elektron terjadi pada membran sebelah dalam mitokondria
Pada transpor elektron, aliran elektron dari senyawa organik menuju
oksigen akan menghasilkan energi untuk membuat ATP dari ADP dan
fosfat

31. 1
2
3
4
5
6
7
FERMENTASI = RESPIRASI ANAEROB
Proses katabolisme untuk memperoleh energi tanpa
menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron
terakhirnya.
Sebagai pengganti oksigen, digunakan senyawa antara,
misalnya asam piruvat atau asetaldehid untuk mengikat
elektron terakhirnya.
Karena tidak menggunakan oksigen, fermentasi disebut
juga respirasi anaerob.
contohnya:
Fermentasi alkohol
Fermentasi asam LAKTAT

32. 1
2
3
4
5
6
7
Fermentasi Alkohol
Fermentasi alkohol terutama dilakukan oleh ragi atau
khamir, misalnya Saccharomyces
Khamir ini bersifat anaerob fakultatif, artinya hidup secara
aerob, tetapi dapat juga hidup atau tumbuh secara anaerob
jika tidak ada oksigen bebas
asam piruvat
piruvat dehidogenase
asetaldehid + CO2
asetaldehid + NADH + H+ alkohol dehidogenase
etanol + NADH+
Dalam fermentasi alkohol, untuk setiap molekul glukosa dihasilkan
dua ATP (lebih sedikit dibandingkan respirasi aerob)
Secara singkat, reaksi fermentasi alkohol dapat
ditulis sebagai berikut:
glukosa
enzim
etanol (etil alkohol) + 2CO2 + 2ATP

33. 1
2
3
4
5
6
7
Selain untuk membuat tapai, fermentasi
alkohol juga digunakan untuk membuat roti
dan minuman beralkohol, misalnya bir,
anggur (wine), serta tuak.
Dalam pembuatan anggur, sari buah
anggur yang mengandung gula di
fermentasikan menjadi alkohol

34. 1
2
3
4
5
6
7
Fermentasi asam LAKTAT
Umumnya dilakukan oleh mikroorganisme, misalnya
bakteri asam laktat (contohnya Lactobacillus bulgaricus dan
Lactobacillus casei) .
Proses perubahan asam piruvat menjadi asam laktat dikatalisis oleh
enzim laktat dehidrogenase.
asam piruvat
laktat dehidogenase
+ NADH + H+ asam laktat + NAD+
Fermentasi asam laktat juga dapat terjadi dalam sel-sel otot. Jika
bekerja terlalu keras, sel-sel otot kita akan mengalami kekurangan
pasokan oksigen. Akibatnya, terjadi kondisi anaerob. Dalam
kondisi demikian, sel-sel otot melakukan fermentasi asam laktat
untuk membentuk ATP.
Pada fermentasi asam laktat, dihasilkan dua ATP untuk setiap
molekul glukosa
glukosa
enzim
2 asam laktat + 2H2+ 2ADP O + 2ATP

35. 1
2
3
4
5
6
7
Perbedaan antara
Fermentasi Alkohol
dan Fermentasi Asam
Laktat

36. 1
2
3
4
5
6
7
KATABOLISME
LEMAK
Setelah berada di dalam mitokondria, asam lemak akan mengalami oksidasi
untuk menghasilkan energi. Oksidasi asam lemak terjadi dalam dua tahap, yaitu
oksidasi asam lemak yang menghasilkan residu asetil KoA dan oksidasi asetil
KoA menjadi karbon dioksida melalui siklus Krebs.
Oksidasi Asam Lemak yang
Menghasilkan Residu Asetil KoA
disebut juga beta oksidasi.
Pada tahap ini asam lemak akan mengalami pemotongan dua unit karbon
berturut-turut secara oksidatif yang dimulai dari ujung karboksil asam lemak.
Dari setiap pemotongan akan dihasilkan satu unit asetil berkarbon dua, yaitu
asetil KoA.

37. 1
2
3
4
5
6
7
Oksidasi Asetil KoA Menjadi Karbon
Dioksida melalui
Siklus Krebs
Pada tahap ini, asetil KoA akan dioksidasi menjadi karbon dioksida
dan air melalui siklus Krebs yang juga terjadi di dalam mitokondria.
Kedua tahap oksidasi asam lemak ini akan menyebabkan adanya aliran
melalui rantai transpor elektron dan akan dihasilkan ATP dari ADP melalui
mekanisme fosforilasi oksidatif.
Oksidasi 1 molekul asam lemak (16 atom karbon) menghasilkan energi
yang besar, yaitu 131 ATP. Bandingkan dengan oksidasi 1 molekul glukosa
(6 atom karbon) yang hanya menghasilkan 38 ATP.

38. 1
2
3
4
5
6
7
KATABOLISME protein
Di dalam sistem pencernaan makanan, protein dapat
diuraikan/dirombak oleh enzim protease menjadi peptida-peptida
yang lebih sederhana, yaitu asam-asam amino.
Selanjutnya, asam-asam amino tersebut mengalami
deaminasi, yaitu pemutusan gugus amino (–NH2) dari
asam amino.
Asam-asam amino mengalami deaminasi oksidatif di
dalam sel-sel hati.
Pada mamalia, gugus amino hasil deaminasi diubah
menjadi amonia (NH3) dan diekskresikan dalam bentuk
urea.
Sementara itu, rantai (rangka) karbon yang tersisa
masuk ke jalur respirasi glukosa melalui beberapa titik,
bergantung pada jumlah atom karbonnya.

39. 1
2
3
4
5
6
7
Metabolisme karbohidrat,
lemak, dan protein

40. 1
2
3
4
5
6
7
D.
Anaboli
sme
reaksi PENYUSUNAN SENYAWA KOMPLEKS dari
SENYAWA-SENYAWA SEDERHANA, misalnya sintesis asam
lemak, sintesis asam amino, atau sintesis berbagai metabolit
sekunder lainnya
Berdasarkan sumber energi yang dipakai, dibedakan menjadi
Fotosintesis Kemosintesis

41. 1
2
3
4
5
6
7
Fotosintesis
peristiwa PENYUSUNAN SENYAWA KARBON ORGANIK DARI
SENYAWA KARBON ANORGANIK dengan bantuan ENERGI
CAHAYA.
Apakah peran cahaya
matahari dalam
fotosintesis?
Cahaya matahari berperan sebagai sumber energi. Besar kecilnya energi
yang dikandung cahaya bergantung pada panjang gelombangnya.
Cahaya matahari yang dapat digunakan untuk fotosintesis adalah yang
memiliki panjang gelombang tertentu.
Sebagai contoh, klorofl a hanya dapat menyerap secara maksimum
cahaya dengan panjang gelombang sekitar 600-700 nm, sedangkan
klorofl b menyerap cahaya dengan panjang gelombang 400-500 nm

42. 1
2
3
4
5
6
7
Letak
kloroplas
dalam sel
Pada daun,
kloroplas banyak
dijumpai pada
jaringan bunga
karang (spons) dan
jaringan palisade
atau jaringan tiang.

43. 1
2
3
4
5
6
7
Tempat
berlangsung
nya
fotosintesis
Di dalam kloroplas terdapat butiran-butiran yang disebut
GRANUM (jamak: GRANA). Antara granum yang satu dan
granum yang lain dihubungkan oleh suatu lamela yang
disebut LAMELA ANTARGRANUM. Satu granum tersusun
oleh unit yang disebut TILAKOID. Klorofil a dan klorofil b
terdapat di dalam membran tilakoid tersebut. Grana terdapat
di dalam cairan yang disebut STROMA. Pigmen penyerap
cahaya yang tersusun atas klorofil a serta klorofil b terdapat
pada membran tilakoid dan membentuk kelompok-kelompok
yang disebut FOTOSISTEM (satuan fungsional penangkap
cahaya).

44. 1
2
3
4
5
6
7
Struktur suatu fotosistem

45. 1
2
3
4
5
6
7
Tahap-Tahap
Fotosintesis
Reaksi Terang
Reaksi terang terjadi jika ada cahaya matahari dan
berlangsung di dalam bagian grana. Pada reaksi terang terjadi
penyerapan energi matahari oleh klorofil untuk diubah
menjadi energi kimia yang tersimpan dalam dua jenis molekul
berenergi tinggi, yaitu ATP dan NADPH. Pada saat reaksi
terang terjadi FOTOLISIS (penguraian air oleh cahaya
menjadi hidrogen dan oksigen).
Selama reaksi terang terdapat dua jalur aliran elektron,
yaitu FOTOFOSFORILASI NONSIKLIS dan
FOTOFOSFORILASI SIKLIS.

46. 1
2
3
4
5
6
7
Fotofosforilasi nonsiklis dan
fotofosforilasi siklis
dalam reaksi terang

47. 1
2
3
4
5
6
7
 Fotofosforilasi siklis merupakan reaksi terang yang paling
sederhana karena hanya melibatkan FS I.
 Aliran elektronnya membentuk siklus karena elektron yang
tereksitasi yang berasal dari P700 pada pusat reaksi, sering kali
kembali ke P700.
 Untuk setiap elektron yang masuk ke fotofosforilasi siklis,
disintesis 1 ATP melalui kemiosmosis.
 Pada jalur ini tidak terbentuk NADPH dan oksigen.

48. 1
2
3
4
5
6
7
Pembentukan ATP melalui kemiosmosis
terjadi di dalam membran tilakoid.

49. 1
2
3
4
5
6
7
Reaksi Gelap
Reaksi ini terjadi di dalam bagian STROMA. Pada reaksi
gelap, ATP dan NADPH yang dihasilkan pada reaksi terang
digunakan sebagai sumber energi untuk MEREDUKSI
KARBON DIOKSIDA menjadi GLUKOSA. Pembentukan
glukosa dari karbon dioksida adalah melalui SIKLUS
CALVIN BENSON.

50. 1
2
3
4
5
6
7
Faktor yang
memengaruhi
fotosintesis
Faktor
genetik
Suhu
Cahaya Air
Mineral
Karbon
dioksida

51. 1
2
3
4
5
6
7
Kemosintesis
Reaksi biosintesis yang menggunakan energi dari reaksi
kimia.
Kemosintesis dapat dilakukan oleh beberapa jenis bakteri, seperti
bakteri belerang, bakteri besi, dan bakteri nitrifikasi.
Nitrobacter
Thiobacillus
thio-oxidans
mengoksidasi nitrit menjadi
nitrat
mengoksidasi sulfur (belerang)
anorganik menjadi asam sulfat