Metabolisme adalah keseluruhan reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme melalui proses katabolisme dan anabolisme dengan bantuan enzim. Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi sederhana yang menghasilkan energi, seperti respirasi aerob yang menguraikan glukosa menjadi CO2, H2O, dan ATP menggunakan oksigen.

1. ENZIM &
METABOLISME

2. Apa itu metabolism?
Metabolisme merupakan keseluruhan reaksi
kimia yang berlangsung di dalam organisme
atau mahkluk hidup
Metabolisme memiliki beberapa jenis seperti
Anabolisme dan Katabolisme
Metabolisme disebut juga sebagai Reaksi
Enzimatis karena selalu menggunakan
katalisator enzim

3. Jadi apa itu anabolisme
Anabolisme merupakan proses penyusunan senyawa kimia
sederhana menjadi senyawa kompleks
Anabolisme Dalam proses penyusunan senyawa kimia
menjadi senyawa kompleks mermelukan energi
(reaksi endergonic)
Disebut juga endoterm karena Reaksi mermelukan
energi panas
Fotosintesis (mermelukan energi cahaya)
Kemosintesis (mermelukan
energi kimia)
(NH4)2CO3 + 3O2 -->2HNO2 +
CO2 + 3H2O.

4. Apa itu Katabolisme
Katabolisme adalah proses pemecahan/penguraian senyawa
kimia kompleks menjadi senyawa sederhana
Katabolisme merupakan proses dimana terjadinya
pelepasan/melepaskkan energi (Reaksi Eksergonik)
Respirasi

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

6. 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.

7. Gambar. Enzim

8. 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.

9. 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

10. Gambar. Enzim sebagai katalisator

11. 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.

12. 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.

13. 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

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

15. Teori Induced Fit

16. 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.

17. Gambar. Inhibitor kompetitif & non kompetitif

18. 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.

19. 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).

20. 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)

21. 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)

22. 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.

23. 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.

24. - 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.

25. 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
Siklus Krebs

26. 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

27. Respirasi Aerob
Oksidasi molekul- molekul organik oleh sel
(respirasi selular) terjadi di dalam mitokondria
(pada sel-sel eukariot)

28. 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.

30. 2) Dekarboksilasi Oksidatif
Tahap kedua setelah glikolisis adalah dekarboksilasi oksidatif.
Tahap ini berlangsung di dalam mitokondria. Reaksi pertama
diawali dengan perubahan asam piruvat menjadi asetil koenzim A
(asetil koA). Perubahan tersebut menghasilkan molekul CO2 dan
NADH. Artinya, satu molekul asam piruvat akan menghasilkan 1
molekul asetil koA, CO2, dan NADH. Oleh karena pada tahap
glikolisis dihasilkan 2 asam piruvat, maka dekarboksilasi oksidatif
menghasilkan 2 molekul asetil koA, 2 molekul CO2, dan 2 molekul
NADH. Untuk prosesnya, simak bagan berikut.

31. Urutan prosesnya adalah sebagai berikut.
Asam piruvat yang terbentuk pada tahap glikolisis akan melepaskan gugus
karboksilat (COO–). Gugus tersebut akan diubah menjadi CO2.
Sisa atom C dalam bentuk CH3COO– akan mentransfer kelebihan
elektronnya pada molekul NAD+ menjadi NADH. Untuk CH3COO– akan
diubah menjadi asam asetat.
Asam asetat akan berikatan dengan koenzim A membentuk asetil koenzim A
(asetil koA).

32. 3) Siklus Krebs
 Siklus krebs merupakan tahap kedua dari tahapan
respirasi sel, yang diawali dengan proses glikolisis.
Glikolisis adalah pemecahan glukosa menjadi asam
piruvat dan i-fosforilasi oksidatif. Kemudian akan
menghasilkan 2 ATP dan 2 NADH, yang disebut juga
dengan istilah Adenotriphosphate. Setelah itu asam
piruvat diproses untuk memasuki tahap siklus krebs.
 Sebelum masuk ke tahap siklus krebs, asam piruvat
terlebih dahulu masuk ke tahap dekarboksilasi
oksidatif yang berada di dalam mitokondria sel tubuh.
Setelah itu barulah terjadi delapan tahapan dalam
proses siklus krebs

33. Tahapan Siklus Krebs
1. Tahap pertama adalah proses pembentukan sitrat. Dalam
proses ini, terjadi penggabungan molekul Asetil ko-A dengan
oksaloasetat yang membentuk asam sitrat, dibantu oleh
enzim asam sitrat sintase.
2. Sitrat yang dihasilkan dari proses sebelumnya kemudian
diubah menjadi isositrat dengan bantuan enzim akotinase
yang mengandung Fe2+
3. Terjadi proses dekarboksilasi atau perombakan pertama kali.
Isositrat yang terbentuk dari tahapan sebelumnya dioksidasi
menjadi oksalosuksinat yang terikat oleh enzim isositrat
dehidrogenase. Pada tahap ini juga, isositrat diubah menjadi
alfa-ketoglutarat oleh enzim yang sama dan dibantu NADH.

34. 4. Terjadi proses pengubahan alfa-ketoglutarat menjadi suksinil
ko-A oleh enzim alfa-ketoglutarat kompleks dan proses
oksidasi.
5. Suksinil-koA kemudian diubah menjadi suksinat. Tidak hanya
dibantu dengan enzim, tahap pengubahan ini dibantu juga oleh
Mg2+ dan GDP yang dengan fosfat membentuk GTP. GTP inilah
yang diubah menjadi ATP, sehingga menjadi energi yang
dibutuhkan jaringan.
6. Pada tahapan ini, suksinat akan dioksidasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.
7. Pada tahapan ini, suksinat akan dioksidasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.

35. 8. Malat kemudian dioksidasi untuk
menghasilkan oksaloasetat, yang dibantu
dengan enzim malat dehidrogenase.
Oksaloasetat kemudian akan menangkap
asetil-koA, sehingga siklus krebs dapat
terus-menerus terjadi. Selain itu, pada
tahap ini juga berupa NADH.

37. Tahapan siklus Krebs
Respirasi aerob

38. 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

39. Sistem transpor elektron
Respirasi aerob

40. Rangkuman reaksi aerob.

42. 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

43. Gambar. Proses respirasi aerobik

44. 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.

45. - 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.

46. 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.

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

48. 2) Fermentasi asam laktat
Tahapan reaksi fermentasi asam laktat.
C6H12O6  2 asam piruvat  2 fosfoenol piruvat  2 asam laktat +
2ATP

49. 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

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

51. 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.

52. 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

53. 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

54. 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.

55. 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.

56. - 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

57. - 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

58. 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.

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

60. 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

61. a. Tahapan reaksi terang

62. 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

63. Gambar. Proses siklus Calvin

64. 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

65. 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.

66. 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.

67. 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.

68. TERIMA KASIH