Top Banner
Metabolisme: Respirasi sel Enzim, Hukum Termodinamika, Respirasi Sel Aerob
21

Metabolisme: Respirasi sel

Jan 02, 2016

Download

Documents

Brandon Patrick

Metabolisme: Respirasi sel. Enzim, Hukum Termodinamika, Respirasi Sel Aerob. FUNGSI SEL: Metabolisme Sel Metabolisme sel berarti membicarakan perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya Secara definisi energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja atau kemampuan untuk melakukan kerja. - PowerPoint PPT Presentation
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Metabolisme: Respirasi sel

Metabolisme: Respirasi selEnzim, Hukum Termodinamika, Respirasi Sel Aerob

Page 2: Metabolisme: Respirasi sel

FUNGSI SEL: Metabolisme Sel

Metabolisme sel berarti membicarakan perubahan energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya

Secara definisi energi adalah kapasitas untuk melakukan kerja atau kemampuan untuk melakukan kerja.

Bentuk energi:

• Energi Kinetik

energi pergerakan

• Energi Potensial

kapasitas tersimpan untuk melakukan kerja

Page 3: Metabolisme: Respirasi sel

Pengaturan konversi atau pemindahan energi mengikuti

hukum termodinamika

Hukum Termodinamika adalah:

(1)Jumlah energi di alam raya adalah konstan, energi

tersebut dapat dipindahkan atau diubah tetapi tidak

dapat diciptakan atau dimusnahkan

(2)Setiap perubahan energi menghasilkan disorder

atau entropi

Page 4: Metabolisme: Respirasi sel

Chemicalenergy

First law of thermodynamics: Energy can be transferred or transformed but Neither created nor destroyed. For example, the chemical (potential) energy in food will be converted to the kinetic energy of the cheetah’s movement in (b).

Second law of thermodynamics:

Every energy transfer or transformation

increases the disorder (entropy) of the

universe. For example, disorder is added

to the cheetah’s surroundings in the form

of heat and the small molecules that are

the by-products of metabolism.

Heat

co2

H2O+

(b)(a)

Page 5: Metabolisme: Respirasi sel

Hubungan energi dengan mahluk hidup memiliki arti pembahasan mengenai reaksi kimia yang terjadi dalam sel.

Ada dua reaksi yaitu:

(1)reaksi endergonik yaitu reaksi yang membutuhkan input atau pemasukan energi atau endergonik berarti energi masuk, dan

(2)reaksi eksergonik yaitu reaksi kimia yang melepaskan energi atau eksergonik berarti energi keluar

Page 6: Metabolisme: Respirasi sel

• ATP adalah molekul yang memiliki 3 bagian yaitu

basa adenin, gula ribosa, dan tiga gusus fosfat yang

diikatkan dengan ikatan kovalen.

• Ikatan kovalen antar gugus fosfat kedua dan ketiga

tidak stabil, sehingga kita akan mendapatkan

pelepasan gugus fosfat, yang berarti hidrolisis ATP

menjadi ADP.

• Perpindahan gugus fosfat ke suatu molekul disebut

fosforilasi. ATP adalah sumberdaya dalam sel yang

dapat diperbarui dan itu sebabnya dikenal siklus ATP

Page 7: Metabolisme: Respirasi sel

Figure 8.8

O O O O CH2

H

OH OH

H

N

H H

O

NC

HC

N CC

N

NH2Adenine

RibosePhosphate groups

O

O O

O

O

O

-- - -

CH

Page 8: Metabolisme: Respirasi sel

• Energy is released from ATP– When the terminal phosphate bond is broken

Adenosine diphosphate (ADP)

P

Adenosine triphosphate (ATP)

H2O

+ Energy

PP

P PP i

Inorganic phosphate

Page 9: Metabolisme: Respirasi sel
Page 10: Metabolisme: Respirasi sel

The Regeneration of ATP

• Catabolic pathways– Drive the regeneration of ATP from ADP and phosphate

ATP synthesis from ADP + P i requires energy

ATP

ADP + P i

Energy for cellular work(endergonic, energy-consuming processes)

Energy from catabolism(exergonic, energy yieldingprocesses)

ATP hydrolysis to ADP + P i yields energy

Page 11: Metabolisme: Respirasi sel

ENZIM

• Untuk dapat memahami arah reaksi dan jalur

metabolisme, keduanya melibatkan apa yang disebut

enzim, yaitu protein dalam tubuh yang berfungsi sebagai

katalis biologi.

• Katalis adalah suatu molekul kimiawi yang dapat

mempercepat proses reaksi tetapi dirinya (molekul

bersangkutan) tidak ikut bereaksi atau digunakan.

• Jadi enzim dapat mempercepat reaksi kimia dalam sel

dengan cara menurunkan hambatan energi.

• Hambatan energi= energi aktivasi=jumlah energi yang

dibutuhkan untuk reaksi eksergonik.

• Enzim tertentu akan mengkatalisis reaksi seluler tertentu.

Page 12: Metabolisme: Respirasi sel

Cara kerja enzim adalah sisi aktif enzim mengikat substrat dan kemudian

mengubah substrat menjadi hasil, akibatnya hasil dilepaskan, karena

sudah tidak dapat kembali mengikat substrat lagi dan seterusnya satu

per satu substrat diubah menjadi hasil.

Kerja enzim ini dapat dihambat/dijegal atau dipengaruhi oleh faktor

lingkungan seperti temperatur, pH, konsentrasi garam dan lain-lain.

Beberapa enzim membutuhkan (dibantu) oleh ko-faktor yaitu materi

bukan protein yang membantu kerja enzim atau dibantu oleh co-enzim

seperti vitamin atau molekul organik lain.

Kerja enzim juga dihambat oleh molekul yang disebut inhibitor, pestisida

dan antibiotik.

Page 13: Metabolisme: Respirasi sel

Membran

• Posisi molekul enzim dalam sel dan hasil kerja enzim

sangat berhubungan dengan membran biologi.

• Proses metabolisme menyangkut transport materi asal dan

hasil metabolisme di mana akan melibatkan membran

biologi.

• Struktur membran biologi yaitu pemisah antara hidup dan

tidak hidup dan secara selektif dapat dilalui adalah tiga

lapis mosaik cair yang terdiri atas fosfolipid dan protein

Page 14: Metabolisme: Respirasi sel

Fungsi membran ada empat yaitu sebagai:

1) fungsi mosaik yang memfasilitasi proteinnya sebagai enzim, reseptor, sel

junction dan transporter atau protein pemindah

2) membran transport, yaitu fungsi difusi, osmosis, difusi yang difasilitasi

(oleh protein pemindah), dan transport aktif, yaitu pergerakan molekul

melewati membran yang memerlukan energi dari gradien rendah ke gradien

tinggi

3) memelihara keseimbangan air (osmoregulasi) yaitu fungsi membran di

mana ia bertindak sebagai membran semipermiabel antara isi sel dan

lingkungannya, yang meliputi kondisi isotonik, hipotonik, dan hipertonik

4) eksositosis/endositosis, yaitu fungsi membran untuk mengeluarkan atau

memasukkan materi dari dan ke luar sel. Termasuk dalam endositosis

adalah apa yang disebut fagositosis, pinositosis, dan pinositosis yang

diperantai reseptor.

Page 15: Metabolisme: Respirasi sel

• Proses metabolisme yang membutuhkan energi dan yang

menghasilkan energi terjadi dalam sel dalam organel

utama. • Organel utama untuk proses metabolisme yang

membutuhkan energi fotosintesis adalah khloroplast.• Organel utama untuk proses metabolisme yang

menghasilkan energi respirasi selular adalah mitokondria.

Page 16: Metabolisme: Respirasi sel

Respirasi Seluler

• Adalah jalur metabolisme yang memanen atau

menghasilkan energi.

• Istilah respirasi sama dengan bernafas yaitu pertukaran

oksigen (O2) dan karbodioksida (CO2) antara organisme

dan lingkungannya.

• Respirasi selular yaitu pemanenan atau proses

menghasilkan energi secara aerobik (perlu O2) dari

molekul makanan oleh sel.

• Oleh karena itu pernafasan dan respirasi seluler sangat

berhubungan.

Page 17: Metabolisme: Respirasi sel

• Rumus umum untuk respirasi selular adalah

• C6H12O6 + 6O2 6 CO2 + 6 H2O + ATP

• Ada tiga tipe jalur metabolisme yang menghasilkan energi.

1) Respirasi aerobik

• tipe yang paling umum terjadi dalam sel dan merupakan jalur

utama penghasil energi yang menghasilkan ATP (pembentukan

ATP), molekul energi biologi.

• Istilah aerobik menunjukkan makna bahwa jalur aerobik tidak

dapat berlangsung tanpa tersedianya oksigen yang cukup.

• Setiap pernafasan yang kita ambil, kita memasukkan oksigen

yang diperlukan sel untuk melangsungkan jalur aerobik ini.

Page 18: Metabolisme: Respirasi sel

2) jalur fermentasi dan

3) transport elektron aerob.

• Kebanyakan bakteri dan protista lain sangat mengandalkan

jalur anaerob untuk membuat atau mengahasilkan ATP

yang diperlukannya.

• Ketiga tipe jalur metabolisme penghaisl energi tersebut

memulai prosesnya dengan reaksi yang sama yang disebut

reaksi glikolisis.

• Reaksi glikolisis memecah glukosa menjadi dua molekul

asam piruvat.

• Reaksi glikolisis terjadi dalam sitoplasma sel tanpa

peranan oksigen.

Page 19: Metabolisme: Respirasi sel

Setelah reaksi glikolisis jalur berikutnya bisa berbeda, bisa aerobik, bisa anaerob, tergantung kebutuhan sel dan atau ketersediaan oksigen dalam sel.

Apabila jalur melalui aerob yang ditempuh, maka proses akan dilangsungkan dalam organel mitrokondria. Dalam mitokondria oksigen adalah penerima elektron terakhir yang dilepaskan selama proses reaksi.

Apabila jalur anaerob yang dipilih maka proses metabolisme berlangsung tetap pada sitoplasma sel dan substansi selain oksigen dalam sitoplasma adalah penerima elektron terakhir.

Dalam ketiga jalur tersebut, reaksi tidak dapat mereka langsungkan sendiri, tetapi harus dibantu enzim.

Page 20: Metabolisme: Respirasi sel

Respirasi Aerobik

Respirasi aerobik adalah jalur yang paling banyak menghasilkan

energi ATP dari satu molekul glukosa, yaitu

• satu molekul glukosa melalui jalur respirasi aerobik dapat

dihasilkan 36 bahkan lebih molekul ATP,

• bila lewar jalur fermentasi satu molekul glukosa dihasilkan 2

ATP.

Page 21: Metabolisme: Respirasi sel