Dokumen tersebut membahas tentang metabolisme yang terdiri dari katabolisme dan anabolisme. Katabolisme adalah proses penguraian senyawa kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi. Contohnya adalah respirasi seluler yang terdiri atas respirasi aerob dan anaerob. Anabolisme adalah proses pembentukan senyawa kompleks dari senyawa yang lebih sederhana seperti fotosintesis.

1. METABOLISME
Leonardus, S.Si.

2. METABOLISME
•Terdiri dari:
•Katabolisme
•Anabolisme

3. • Katabolisme: reaksi penguraian senyawa kompleks
menjadi senyawa yang lebih sederhana
• Katabolisme menghasilkan energi yang berasal dari
terlepasnya ikatan-ikatan kimia yang menyusun suatu
persenyawaan
• Energi diubah ke dalam bentuk ATP (adenosin trifosfat)
• Contoh proses katabolisme: respirasi seluler
KATABOLISME

4. RESPIRASI SELULER
• Berdasarkan kebutuhan
oksigen dibedakan
menjadi:
• Respirasi aerob:
respirasi yang
menggunakan oksigen
bebas untuk
menghasilkan energi
• Respirasi anaerob:
repsirasi yang tidak
membutuhkan oksigen
untuk menghasilkan
energi
Skema Proses Respirasi Aerob

5. RESPIRASI AEROB
• Proses respirasi yang membutuhkan oksigen
• Selama respirasi aerob, glukosa dipecah atau dioksidasi
untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi
• Respirasi aerob dibagi menjadi empat tahap:
1. Glikolisis
2. Konversi piruvat menjadi asetil KoA/dekarboksilasi oksidatif
3. Siklus Krebs
4. Fosforilasi oksidatif

6. GLIKOLISIS
• Reaksi pengubahan molekul glukosa menjadi asam
piruvat dengan menghasilkan NADH dan ATP
• Terjadi di dalam sitosol/sitoplasma
• Dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob
• Pemecahan Glukosa (6C) menjadi Asam Piruvat
(3C)
• Dari 1 molekul glukosa menghasilkan
• 2 asam piruvat
• 2 ATP
• 2 NADH

7. TAHAP-TAHAP GLIKOLISIS

8. DEKARBOKSILASI OKSIDATIF
• Perubahan asam piruvat (3C)
menjadi asetil Koenzym A (2C)
• Terjadi di matriks
mitokondria
• Membebaskan CO2
• Reduksi NAD+ menjadi NADH
• Dari 2 molekul asam piruvat:
• Membebaskan 2 CO2
• Membentuk 2 NADH
• Membentuk 2 asetil Ko.A

9. • Asetil ko-A memasuksi siklus
bereaksi dengan asam oksaloasetat
membentuk asam sitrat
• Terjadi di matriks mitokondria
• Dari 2 molekul asetil Ko.A :
• Dibebaskan 4 molekul CO2
• Dihasilkan 6 NADH
• Dihasilkan 2 ATP
• Dihasilkan 2 FADH2
SIKLUS KREBS

10. • Terjadi di krista mitokndria (membran dalam)
• Perjalanan elektron dari NADH ke oksigen:
• Tiap 1 molekul NADH menghasilkan 3 ATP
• Perjalanan elektron dari FADH2 ke oksigen:
• Tiap 1 molekul FADH2 menghasilkan 2 ATP
• Pembentukan ATP terjadi secara kemiosmosis
yaitu: Pembentukan ATP dengan memanfaatkan
perbedaan gradien konsentrasi H+, melalui pompa
H+ (Gaya Gerak Proton)
TRANSPOR ELEKTRON

11. TRANSPOR ELEKTRON

12. KEMIOSMOSIS DAN SINTESIS ATP
KEMIOSMOSIS SINTESIS ATP

13. TOTAL ATP
• Glikolisis :
• 2 ATP
• 2 NADH → elektron dan hidrogen dibawa ke matriks mitokondria, diterima oleh FAD
atau NAD+ dan dibawa ke sistem transport elektron.
• Bila diterima NAD+ maka dalam sistem transport elektron akan membentuk 6 ATP
• Bila diterima FAD maka dalam sistem transport elektron akan membentuk 4 ATP
• Transisi :
• 2 NADH → melalui transport elektron menghasilkan 6 ATP
• Siklus Krebs :
• 2 ATP
• 6 NADH → melalui transport elektron menghasilkan 18 ATP
• 2 FADH2 → melalui transport elektron menghasilkan 4 ATP

14. TOTAL ATP
• TOTAL ATP yang dihasilkan :
• Glikolisis → 2 ATP
• Siklus Krebs → 2 ATP
• Transpor Elektron → maksimal 34 ATP
----------------------------------------------------+
TOTAL maksimal 38 ATP
BACK

15. RESPIRASI ANAEROB
• Proses penguraian gula tanpa penggunaan oksigen
• Disebut juga fermentasi
• Bertujuan menghasilkan energi (jumlah energi lebih sedikit
dibandingkan respirasi aerob)
• Ion Hidrogen bergabung dengan produk antara (asetaldehid
atau asam piruvat) membentuk alkohol atau asam laktat
• Berdasarkan hasil samping yang dibentuk dibagi menjadi:
• Fermentasi asam laktat
• Fermentasi alkohol

16. FERMENTASI ASAM LAKTAT
• Piruvat direduksi secara langsung oleh
NADH untuk membentuk laktat sebagai
produk akhir, tanpa pelepasan CO2
• Enzim yang berperan: laktat dehidrogenase
• Apabila seseorang melakukan aktifitas
yang berat, misalnya olah raga, maka
tubuhnya bisa berada dalam keadaan
anaerob (kekurangan oksigen), sehingga
tidak dapat melakukan respirasi dengan
menggunakan oksigen sebagai penerima
elektron terakhir.
• Dalam keadaan seperti ini, orang tersebut
memanfaatkan asam piruvat sebagai
penerima elektron terakhir (dari NADH) dan
akan terbentuk asam laktat.

17. FERMENTASI ALKOHOL
• Asam piruvat mengalami
dekarboksilasi menjadi asetaldehid,
yang kemudian dimanfaatkan
sebagai penerima elektron dari
NADH, yang kemudian akan menjadi
etanol
• Enzim yang berperan: alkohol
dehidrogenase
• Fermentasi alkohol dilakukan oleh
khamir (sejenis fungi)

18. PERBANDINGAN
 Fermentasi Asam Laktat
 Akseptor elektron terakhir
asam piruvat
 Tidak ada pembebasan CO2
 Terjadi glikolisis
 Terbentuk 2 ATP
 Fermentasi Alkohol
 Akseptor elektron terakhir
asetaldehid
 Pembebasan CO2
 Terjadi glikolisis
 Terbentuk 2 ATP

19. P E R B E D A A N
• Respirasi Aerob
• Penerima elektron
terakhir oksigen
• 1 molekul glukosa
menghasilkan 38 ATP
• Membebaskan CO2
• Respirasi anaerob
(Fermentasi asam laktat)
• Penerima elektron
terakhir asam piruvat
• 1 molekul glukosa
menghasilkan 2 ATP
• Tidak membebaskan CO2

20. KATABOLISME PADA MOLEKUL ORGANIK YANG LAINNYA
BACK

21. •Pembentukan senyawa dasar
karbohidrat dari CO2 dan H2O
dengan menggunakan energi
cahaya matahari
•Terjadi di dalam kloroplas
•Dilakukan oleh organisme autotrof
•Contoh anabolisme: Fotosintesis
ANABOLISME

22. KLOROPLAS

23. FOTOSINTESIS
•Proses fotosintesis berlangsung dua tahapan:
1. Reaksi terang
2. Reaksi gelap (reaksi Calvin-Benson)

24. Dapat berlangsung jika ada
cahaya (merah dan biru)
Terjadi di membran tilakoid
Pada membran tilakoid
terdapat fotosistem yang
tersusun dari pigmen-
pigmen
Pigmen-pigmen yang
terlibat: klorofil a, klorofil
b, karotenoid
Produk akhir: NADPH2 dan
ATP
REAKSI TERANG

25.  Molekul klorofil dan pigmen-pigmen
membentuk satu kesatuan unit sistem
yang dinamakan fotosistem.
 Setiap fotosistem menangkap cahaya dan
memindahkan energi yang dihasilkan ke
pusat reaksi, yaitu suatu kompleks klorofil
dan protein-protein yang berperan langsung
dalam fotosintesis.
 Fotosistem:
1. Fotosistem I (P700), mengandung klorofil
a menyerap energi cahaya dengan
panjang gelombang 700nm
2. Fotosistem II (P680), mengandung klorofil
a menyerap energi cahaya dengan
panjang gelombang 680nm
REAKSI TERANG

26. REAKSI TERANG
 Ketika suatu molekul pigmen
menyerap energi cahaya, energi
itu dilewatkan dari suatu molekul
pigmen ke molekul pigmen
lainnya hingga mencapai pusat
reaksi.
 Setelah energi sampai di P700
atau di P680 pada pusat reaksi,
sebuah elektron kemudian
dilepaskan menuju tingkat energi
lebih tinggi.
Plastokuinon (Pq), merupakan pembawa elektron; Plastosianin (Pc), merupakan protein yang
mengandung tembaga; Feredoksin (Fd), protein yang mengandung besi

27. REAKSI TERANG
• Energi yang ditangkap digunakan oleh pusat reaksi (klorofil a) untuk
melepaskan elektron (fotofosforilasi)
• Dalam reaksi terang, terdapat 2 jalur perjalanan elektron, yaitu jalur elektron
siklik dan jalur elektron nonsiklik.:
1. Fotofosforilasi nonsiklik; fotosistem II menyerap energi cahaya yang ditangkap oleh
klorofil untuk memecah molekul air (fotolisis), elektron yang dilepaskan dari hasil
fotolisis diteruskan ke akseptor elektron menuju ke sistem transpor elektron (PQ,
CC, PC) dan dihasilkan ATP yang kemudian elektron akan diteirma oleh fotosistem I
dan pada saat yang bersamaan fotosistem I menyerap energi cahaya dan juga
melepaskan elektron yang diteruskan ke akseptor elektron menuju ke sistem
transpor elektron (FD) dan akhirnya ditangkap oleh NADP+ dan berikatan dengan H+
hasil dari fotolisis air sehingga membentuk NADPH2
2. Fotofosforilasi siklik; elektron yang dilepaskan oleh fotosistem I akan ditangkap oleh
akseptor elektron yang diteruskan menuju ke sistem feredoksin dan dilanjutkan ke
kompleks sitokrom dan akhirnya kembali ke fotosistem I; menghasilkan ATP

28. REAKSI TERANG

29. REAKSI GELAP
Terjadi di stroma tanpa
memerlukan cahaya
Terdiri dari 3 tahap:
1. Fiksasi
2. Reduksi
3. Regenerasi

30. REAKSI GELAP
1. Tahap fiksasi
 CO2 berikatan dengan ribulosa bifosfat (RuBP)
 Membentuk 2 molekul 3-fosfogliserat (PGA)
2. Tahap reduksi
 PGA diubah menjadi DPGA (1,3-difosfogliserat)
melalui penambahan gugus fosfat dari ATP
 NADPH mereduksi DPGA menjadi
fosfogliseraldehid (PGAL/G3P)
3. Tahap regenerasi
 PGAL disusun ulang menjadi 3 molekul RuBP
 Diperlukan 3 ATP
 Sebagian PGAL lainnya digunakan untuk
membentuk glukosa

31. REAKSI GELAP

32. TANAMAN C3, C4 DAN CAM
 Berdasarkan reaksi pengikatan CO2 dari udara, tanaman dibedakan menjadi:
1. Tanaman C3: fotosintesis terjadi di mesofil, contohnya pada tanaman Gymnospermae,
famili Poaceae, seperti gandum, padi, bayam, kangkung, kedelai
2. Tanaman C4: CO2 yang diikat sel-sel mesofil akan diubah terlebih dulu menjadi
oksaloasetat (senyawa 4C), setelah bereaksi dengan PEP (fosfoenolpiruvat) selanjutnya
diubah menjadi malat (senyawa 4C). Senyawa ini kemudian memasuki sarung berkas
pembuluh. Malat, dalam sel-sel sarung berkas pembuluh, mengalami dekarboksilasi
menjadi piruvat dan CO2. Selanjutnya, CO2 memasuki jalur siklus Calvin. Contohnya
pada tanaman jagung, tebu, sorghum
3. Tanaman Crassulacean Acid Metabolism (CAM): CO2 diubah menjadi oksaloasetat,
tetapi dalam waktu berlainan. Pada tanaman familia Crassulaceae penambatan CO2
terjadi pada malam hari ketika stomatanya membuka. Oksaloasetat yang diubah
menjadi malat akan disimpan dalam vakuola. Ketika stomata menutup pada siang hari,
malat mengalami reaksi dekarboksilasi dan menghasilkan piruvat dan CO2. contohnya
pada tanaman kaktus, lili, nanas, dan anggrek

33. TANAMAN C3, C4 DAN CAM
Fiksasi CO2 pada Tanaman C4

34. TANAMAN C3, C4 DAN CAM
Fiksasi CO2 pada Tanaman CAM

35. FOTOSINTESIS
Fiksasi CO2 pada Tanaman CAM