Proses katabolisme karbohidrat

METABOLISME

            Setelah mengetahui tentang apa itu enzim, sekarang kita akan membahas tentang apa itu metabolisme. Metabolisme berasal dari kata metabole yang artinya berubah. Berubah di sini memiliki dua pengertian, yaitu berubah menjadi lebih kompleks (anabolisme) dan berubah menjadi lebih sederhana (katabolisme). Anabolisme atau biosintesis merupakan proses pembentukan  makro molekul dari molekul yang lebih sederhana dan pembentukkannya membutuhkan energi bebas, maka disebut sebagai reaksi endergonik. Katabolisme merupakan proses pemecahan makromolekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana. Seperti pengubahan karbohidrat menjadi CO2 dan H2O dalam proses respirasi dan proses ini menghasilkan energi bebas sehingga disebut reaksi eksergonik. Semua proses metabolisme merupakan reaksi enzimatis yang terjadi melalui keterlibatan enzim.

Katabolisme Karbohidrat

            Karbohidrat merupakan sumber energi paling besar untuk tubuh kita. Ketika karbohidrat diproses karbohidrat tidak langsung masuk dengan molekul sebesar itu tetapi akan diuraikan terlebih dahulu. Karbohidrat atau amilum awalnya akan diurai terlebih dahulu dengan enzim karbohidrase atau amilasi menjadi maltosa atau disakarida. Oleh enzim maltase maltosa akan diubah menjadi 2 molekul glukosa (monosakarida) yang berupa monosakarida. Glukosa inilah yang akan mulai masuk ke tahap pertama yaitu proses glikosis pada respirasi sel.

Respirasi sel dibagi menjadi dua , yaitu repirasi aerob dan anaerob. Saya akan membahas repirasi aerob karena katabolisme karbohiodrat termasuk dalam respirasi aerob. Berikut tahap – tahap respirasi aerob :

Respirasil aerob

            Respirasi aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan suasana aerob sehingga dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi dalam jumlah besar. Respirasi Aerob juga diartikan sebagai proses pembebasan energi yang terkandung dalam makanan menjadi energi ATP yang dibutuhkan oleh tubuh kita untuk melaksanakan kinerjanya.

Tahap Respirasi Aerob Glikolisis berlangsung pada Sitosol
            Tahap pertama respirasi aerob adalah glikolisis dengan pemecahan molekul glukosa(6C) membentuk senyawa berupa Phosfogliseraldehid (PGAL), yaitu senyawa beratom C-6 yang mendapat tambahan fosfat yang memerlukan energy dari 2 molekul ATP.
            Selanjutnya respirasi aerob dimana molekul PGAL kemudian akan membelah membentuk 2 senyawa 3 rantai karbon dan 1 fosfat yang disebut 3GP atau 3-Phospoglycerade. Kemudian masing-masing 3GP akan berubah menjadi asam piruvat dengan melepaskan energi sebanyak 1 molekul ATP dan pelepasan 1 atom hidrogen yang berpotensi energi tinggi, dimana selanjutnya hidrogen yang dilepaskan ini akan ditangkap oleh kofaktor berupa NAD+ dan membentuk senyawa 2NADH. Hasil dari tahap glikolisis  adalah 2 molekul asam piruvat, 2 molekul ATP, dan 2 molekul NADH. Selanjutnya senyawa asam piruvat memasuki membran mitokondria untuk tahap berikutnya.
glikolisis
Tahap Respirasi Aerob Dekarboksilasi Oksidatif
           Sebelum masuk ke tahap respirasi aerob selanjutnya dalam mitokondria, asam piruvat terlebih dahulu akan diubah menjadi senyawa Asetil Co-A dan berlangsung dalam membran mitokondria.
            Senyawa asam piruvat yang mengandung 3 atom karbon, dioksidasi dengan bantuan enzim piruvat dehidrogenase untuk melepas 1 atom karbonnya dan mengubahnya menjadi CO2. Bersamaan dengan terbentuknya CO2, NAD+ akan direduksi dan membentuk NADH. Selanjutnya proses Respirasi Aerob ini dengan terbentuknya senyawa dengan 2 atom karbon yang disebut asetil group, yang kemudian akan ditambahkan dengan koenzim A membentuk Asetil Koenzim-A.

dekarboksilasi-oksidatif-dan-siklus-krebs-4-638
Tahap Respirasi Aerob Siklus Krebs
 berlangsung dalam matriks mitokondria

            Respirasi aerob siklus krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratom C6). Secara bertahap Asam sitrat melepaskan satu per satu atom C nya hingga akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat (beratom C4), peristiwa ini diikuti dengan respirasi aerob oleh reaksi reduksi (pelepasan elektron & ion hidrogen) oleh NAD+ dan FAD+ menghasilkan 2 molekul NADH, 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP. Dari seluruh rangkaian peristiwa respirasi aerob siklus krebs dihasilkan : 4 molekul CO2, 6 molekul NADH , 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP.
siklus krebs

Tahap Respirasi Aerob Transport Elektron

            Sebanyak 10 molekul NADH2 dan 2 molekul FADH2 dihasilkan selama tahap glikosis dan siklus kreb. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transport elektron. Mula-mula molekul NADH memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase kembali menjadi ion NAD+ diikuti pelepasan 3 ATP, kemudian diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoprotein kembali menjadi ion FAD+ dan menghasilkan 2 molekul ATP, keduanya juga melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron, elektron ini akan ditangkap oleh Fe sebagai akseptor elektron.Hasil akhir dari respirasi aerob sistem transpor elektron ini adalah 34 molekul ATP.
transport elektron
Berikut sedikit cuplikan video mengenai respirasi aerob :

Soal

1) Metabolisme adalah …
A. Berubah
B. Bertukar
C. Berganti
D. Berbalik
E. Berhenti

2) Merubah molekul kompleks menjadi molekul sederhana adalah pengertian dari …
A. Anabolisme
B. Enzim
C. Katabolisme
D. Fotosintesis
E. Fotosistem

3) Respirasi sel dibagi menjadi 2, yaitu …
A. Respirasi dalam dan luar
B. Respirasi aerob dan dalam
C. Respirasi aerob dan luar
D. Respirasi aerob dan anaerob
E. Respirasi anaerob dan dalam

4) Respirasi akan menghasilkan produk berupa …
A. Sukrosa
B. CO
C. CO2 dan air
D. Glukosa
E. Oksigen

5) Proses pertama respirasi aerob adalah …
A. Derkabosilaksi Oksidatif
B. Reaksi Kimia
C. Transport Elektron
D. Gliklosis
E. Siklus krebs

6) Hasil dari glikolisis adalah …
A. 2 ATP, 2 NADH , 2 Asam Piruvat
B. 2 CO2, 4 ATP, 2 NADH
C. 2 ATP, 2 NADH, 2 Asam Laktat
D. 3 ATP, 3 NADH, 2 Asam Piruvat
E. 3 CO2, 3 ATP, 4 NADH

7) Molekul yang dapat masuk kedalam respirasi sel adalah …
A. Glukosa
B. Maltosa
C. Amilum
D. Sukrosa
E. Protein

8) Glikolisis terjadi di …
A. Sitosol
B. Matriks Mitokondria
C. Grana
D. Stroma
E. Plasma darah

9) Sebelum siklus krebs sasam piruvat yang diproduksi pada glikolisis pertama sekali dikonversi menjadi …
A. Koenzim A
B. Asetil Koenzim A
C. Oksiasi piruvat
D. Sitrat
E. Etanol

10) Urutan yang tepat untuk proses reaksi aerob adalah …
A. Glikolisis – Derkabosilaksi Oksidatif – Siklus Krebs – Transport Elektron
B. Glikolisis – Dekarbosilaksi Oksidatif – Transport Elektron – Siklus Krebs
C. Gliklolisis – Transport Elektron – Siklus Krebs – Derkarbosilaksi Oksidatif
D. Transport Eleketron – Siklus Krebs – Derkabosilaksi Oksidatif – Glikolisis
E. Transport Elektron – Derkabosilaksi Oksidatif – Glikolisis – Siklus Krebs

11) Asetil koenzim A akan berekasi dengan …
A. Asam suksinat
B. Asam malat
C. Asetil oksaolasetat
D. Asetil koenzim A
E. Suksinil Ko – A

12) Pada siklus krebs akan didapatkan hasil …
A. 4 CO2, 6 NADH , 2 FADH2 , 2 ATP.
B. 4 ATP, 2 NADH
C. 4 ATP, 4 FADH2, 4 NADH
D. 2O2, 2 Asam Piruvat
E. 3 ATP, 4 CO2, 5 NADH, 2 FADH2

13) Di proses manakah FADH2 dan NADH akan diproses …
A. Gliklosis
B. Anaerob
C. Siklus Krebs
D. Transport Elektron
E. Derkarboksilasi Oksidasi

14) Transport elektron akan mengubah NADH dan FADH2 …
A. NH4
B. Gas beracun
C. ATP dan ion H diikuti dengan elektron
D. Elektron
E. Air

15) Hasil ATP akhir dari respirasi aerob sempurna adalah …
A. 24
B. 34
C. 38
D. 26
E. 36

Pembahasan :

1) Jawaban yang benar adalah A.
Metabolisme adalah sebuah perubahan yang bisa merubah suatu molekul menjadi lebih kompleks atau menjadi lebih sederhana.

2) : Jawaban yang benar adalah C.
Katabolisme adalah proses menguraikan suatu molekul kompleks menjadi molekul sederhana. Contohnya maltosa yang diurai menjadi glukosa dengan enzim maltase, sehingga menjadi monosakarida atau molekul yang lebih sederhana.

3) Jawaban yang benar adalah D.
Respirasi sel dibagi menjadi dua, yaitu respirasi aerob adalah proses yang membutuhkan oksigen dan respirasi anaerob yang tidak memerlukan oksigen

4) Jawaban yang benar adalah C.
Reaksi respirasi adalah sebagai berikut:
C6H12O6 + O2 –> CO2 + H2O + 36 ATP
Produk akhir dari respirasi adalah CO2, H2O (air), dan energi berupa 36 ATP.

5) Jawaban yang benar adalah D.
Tahap awal respirasi aerob adalah glikolisis, dimana ini merupakan tempat pertama kali glukosa diproses setelah melalu proses katabolisme atao proses penguraian.

6) Jawaban yang benar adalah A.
Glukosa akan diproses dan menghasilkan 2 asam piruvat, 2 NADH dan 2 ATP yang nantinya asam piruvat ini akan masuk ke proses selanjutnya.

7) Jawaban yang benar adalah A.
Glukosa sudah merupakan molekul sederhana dan hal ini disebabkan juga respirasi sel ini dapat terjadi ketika molekul sederhana yang masuk dalam proses respirasi sel.

8) Jawaban yang benar adalah A.
Tahap glikolisis akan berlangsung di sitosol atau sitoplasma.

9) Jawaban yang benar adalah B.
Glukosa yang diproses dalam glikolisis akan menghasilkan asam piruvat.Asam piruvat akan diubah menjadi asetil KoA di dalam proses derkabosilaksi oksidatif sebelum masuk ke siklus krebs.

10) Jawaban yang benar adalah A.
Pertama – tama glukosa akan masuk ke proses glikolisis. Kemudian asam piruvat dari proses glikolisis akan masuk ke dalam proses derkabosilaksi oksidatif dan menghasilkan asetil koenzim – A yang nantinya akan masuk ke proses siklus krebs. Terakhir proses transport electron yang mengubah semua moleh NADH dan FADH2.

11) Jawaban yang benar adalah C.
Respirasi aerob siklus krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratom C6).

12) Jawaban yang benar adalah A.
Secara bertahap Asam sitrat melepaskan satu per satu atom C nya hingga akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat (beratom C4), peristiwa ini diikuti dengan respirasi aerob oleh reaksi reduksi (pelepasan elektron & ion hidrogen) oleh NAD+ dan FAD+ menghasilkan 2 molekul NADH, 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP. Dari seluruh rangkaian peristiwa respirasi aerob siklus krebs dihasilkan : 4 molekul CO2, 6 molekul NADH , 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP.

13) Jawaban yang benar adalah D.
Seluruh molekul NADH2 molekul FADH2 dihasilkan selama tahap glikosis dan siklus kreb. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transport elektron. Seluruhnya akan diubah menjadi ATP dan H2O.

14) Jawaban yang benar adalah C.
Molekul NADH memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase kembali menjadi ion NAD+ diikuti pelepasan 3 ATP, kemudian diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoprotein kembali menjadi ion FAD+ dan menghasilkan 2 molekul ATP, keduanya juga melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron.

15) Jawaban yang benar adalah C.
Gliklosis menghasilkan 2 NADH, 2 ATP. Siklus Krebs menghasilkan 8 NADH, 2 FADH2 dan 2 ATP. Transport elektron akan mengubah NADHd an 2 FADH2 menjadi ATP, 1 NADH sama dengan 3 ATP dan FADH2 sama dengan 2 ATP. Jadi totalnya sebanyak 38 ATP. ( Proses ini sempurna)

Sumber :
Begot, Santoso. Biologi XII. Bekasi : Interplus. 2007
Abdurahman Deden. Biologi (Kelompok Pertanian dan Kesehatan Kelas X).Bandung : Grafindo Media Pratama. 2008

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s