Fisika dalam Sistem Konversi dan Transfer Makanan

Progr‘PamendSitduidkiaPnaSsacainssarjana

Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam

E-MODUL

FISIKA DALAM

SISTEM TRANSFER DAN
KONVERSI MAKANAN

Disusun Oleh: 1|Page

Donny Auliya A || Normalia Sandy P Yogyakarta
2021
Dosen Pengampu:

Prof. Dr. Jumadi. M.Pd

2021

KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberikan rahmat dan
karunianya sehingga penulis bisa menyelesaikan produk berupa Produk E-Modul Fisika dalam
Sistem Transfer dan Konversi Makanan.
Penulis mengucapkan terima kasih banyak kepada dosen pengampu Bapak Prof. Dr. Jumadi,
M.Pd dan teman-teman mata kuliah Fisika dalam Sistem Kehidupan Jurusan Pendidikan Sains
S2 Universitas Negeri Yogyakarta yang telah memberikan kritik dan saran kepada penulis untuk
menyelesaikan sumber belajar ini.
Penulis berharap produk yang dibuat dapat dijadikan salah satu bahan ajar yang bermanfaat
baik untuk mahasiswa pendidikan IPA, calon pendidik IPA, dan pendidik sendiri yang ada di
Indonesia..

Yogyakarta, 6 April 2021
Penulis,

Donny & Sandy

i

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR................................................................................................................... i
DAFTAR ISI ................................................................................................................................ ii
PETUNJUK PENGGUNAAN ..................................................................................................... 1
MIND MAPPING ........................................................................................................................ 2
PRETEST ..................................................................................................................................... 3
PENDAHULUAN ........................................................................................................................ 4
A. METABOLISME..................................................................................................................... 5

1. Pengertian Metabolisme....................................................................................................... 5
2. Jenis-Jenis Metabolisme ...................................................................................................... 5
3. Fungsi Metabolisme............................................................................................................. 6
B. ENERGI................................................................................................................................... 7
1. Pengertian Energi................................................................................................................. 7
2. Jenis-Jenis Energi................................................................................................................. 8
3. Pengaturan Konversi atau Perpindahan energi .................................................................... 8

a. Hukum I Termodinamika ............................................................................................... 8
b. Hukum II Termodinamika............................................................................................ 12
C. FOTOSINTESIS.................................................................................................................... 15
1. Pengertian Fotosintesis ...................................................................................................... 15
2. Fungsi Fotosintesis............................................................................................................. 16
3. Proses Fotosintesis ............................................................................................................. 17
4. Reaksi dalam Proses Fotosintesis ...................................................................................... 17
5. Percobaan Fotosintesis....................................................................................................... 22
6. Transformasi Energi pada Proses Fotosintesis .................................................................. 25
D. TRANSFORMASI DAN KONVERSI ENERGI PADA TUBUH MANUSIA DAN SEL
MITOKONDRIA................................................................................................................... 27
1. Konversi Energi pada Tubuh Manusia .............................................................................. 27
2. Transformasi Energi pada Mitokondria ............................................................................. 28
3. Transformasi Energi oleh Sel Tubuh ................................................................................. 29
E. ENERGI YANG ADA DALAM TUBUH MANUSIA ........................................................ 30

ii

Kegiatan Belajar I – Percobaan Ingenhousz............................................................................... 34
Kegiatan Belajar II – Menganalisis Body Mass Index ............................................................... 37
POSTTEST................................................................................................................................. 39
DAFTAR PUSTAKA................................................................................................................. 40

iii

PETUNJUK PENGGUNAAN

Sebelum anda mempelajari modul ini, sebaiknya anda membaca terlebih dahulu petunjuk
penggunaan berikut ini.

1. Keberhasilan belajar tergantung dari kedisiplinan dan ketekunan anda dalam memahami
dan mematuhi langkah-langkah pembelajaran.

2. Belajar dengan modul ini dilakukan secara mandiri.
3. Dalam modul ini disediakan peta konsep yang mengambarkan hubungan kasualitas

materi dalam kegiatan belajar yang satu dengan yang lainnya. Dengan peta konsep
tersebut akan memudahkan anda dalam mengetahui materi yang akan dipelajari.
4. Materi dalam modul ini dijelaskan secara rinci dan merupakan sumber belajar.
5. Langkah-langkah yang perlu diikuti secara berurutan dalam mempelajari modul ini
adalah sebagai berikut:
❖ Baca dan pahami dengan baik tujuan yang terdapat dalam modul ini.
❖ Perhatikan uraian materi yang terdapat dalam modul.
❖ Bila dalam mempelajari modul ini, mahasiswa mengalami kesulitan, diskusikanlah

dengan teman yang lain. Dan apabila belum terpecahkan sebaiknya ditanyakan
kepada dosen/pengajar.
❖ Kerjakan setiap latihan soal, pre-test dan post-test yang telah disediakan.

1

MIND MAPPING
2

PRETEST

Kerjakan soal berikut ini dengan benar!
1. Apakah kegiatan seperti tidur dan duduk memerlukan energi?
2. Dari manakah seseorang memperoleh energi untuk melakukan aktivitas?
3. Apa itu energi kinetik ?
4. Apa itu energi potensial?
5. Apa yang dihasilkan oleh tanaman dalam proses fotosintesis?
6. Sebutkan manfaat dari proses fotosintesis!
7. Dimanakah tempat terjadinya pembentukan energi pada tumbuhan dan hewan?
8. Sebutkan dan jelaskan faktor apa saja yang memengaruhi kebutuhan energi yang
diperlukan seseorang!
9. Apakah setiap orang membutuhkan energi yang sama? Jelaskan
10. Bagaimana proses terjadinya fotosintesis?

3

PENDAHULUAN
E-modul ini dapat diartikan sebagai suatu sistem dalam pembelajaran yang mengacu pada
pemanfaatan teknologi informasi yang diharapkan mampu meningkatkan pengetahuan dan
keterampilan. Penggunaan bahan ajar berupa e-modul ini bersifat mandiri dan dapat digunakan
kapanpun dan dimanapun sesuai dengan kondisi penggunanya. E-modul yang berupa bahan ajar
ini dapat diakses dari laptop, pc dan smartphone yang terhubung dengan jaringan internet.
E-modul ini membahas tentang Fisika dalam Sistem Transfer dan Konversi pada Makanan.
Materi yang berhubungan dengan Fisika dalam Sistem Transfer dan Konversi pada Makanan
dibahas secara lengkap, yaitu metabolisme, energi, fotosintesis, transformasi dan konversi
energi, dan energi yang ada dalam tubuh seseorang. Materi yang terdapat dalam e-modul ini
penting karena mengintegrasikan disiplin ilmu fisika dan biologi. Untuk mengetahui
pengetahuan awal dan akhir diterapkan evaluasi pretest dan posttest serta pengayaan yang
terdapat dalam beberapa sub bab.

4

A. METABOLISME

Setelah mempelajari materi ini diharapkan kalian:
❖ Mampu menjelaskan pengertian metabolisme tubuh
❖ Mampu menyebutkan jenis-jenis metabolisme
❖ Mampu menjelaskan fungsi dari metabolisme

1. Pengertian Metabolisme

Gambar 1 Aktivitas Manusia yang Membutuhkan Energi
Saat manusia melakukan kegiatan seperti berlari ataupun tidur, mereka pasti
memerlukan energi. Kebutuhan energi yang diperlukan manusia dalam melakukan
aktivitasnya pun berbeda-beda. Energi-energi ini diperoleh dari proses metabolisme.
Metabolisme bersalah dari bahasa Yunani, yaitu metabolismos yang berarti
perubahan. Metabolisme adalah proses kompleks di dalam sel-sel dan jaringan-
jaringan yang berlangsung secara berkesinambungan demi menjamin ketersediaan
energi dan kelangsungan hidup suatu organisme (Syahrizal dkk., 2020: 8). Pada
manusia, energi digunakan dalam segala fungsi tubuh, dari bernapas, berpikir,
bertumbuh, hingga tiap gerakan saat melakukan aktivitas sehari-hari.
2. Jenis-Jenis Metabolisme
Metabolisme sendiri dibagi menjadi 2 jenis, yaitu; katabolisme dan anabolisme.
Katabolisme merupakan proses pemecahan suatu senyawa kompleks menjadi

5

senyawa sederhana dengan melepaskan sejumlah energi, seperti ATP, sehingga
dikenal sebagai reaksi eksotermik.. Sedangkan anabolisme merupakan pembentukan
senyawa kompleks dari reaksi kimia yang melibatkan senyawa-senyawa sederhana
(Syarizal dkk, 2020: 6). Terdapat beberapa perbedaan antara anabolisme dan
katabolisme. Berikut disajikan tabel perbedaan antara katabolisme dan anabolisme.

Tabel 1. Perbedaan Katabolisme dan Anabolisme

Katabolisme Anabolisme

Penguraian molekul besar menjadi molekul Sintesis molekul kimia kecil menjadi

kecil molekul kimia yang lebih besar

Dalam prosesnya melepaskan energi Dalam prosesnya membutuhkan
energi

Reaksi oksidasi Reaksi reduksi

3. Fungsi Metabolisme
Menurut Rosana, terdapat 3 fungsi dari metabolisme, yaitu:
a. Memperoleh energi kimia dalam bentuk ATP dari hasil degradasi zat-zat makanan
yang kaya energi yang berasal dari lingkungan.
b. Mengubah molekul zat-zat makanan (nutrisi) menjadi perkursor unit pembangun
bagi biomolekul sel.
c. Menyusun unit-unit pembangun menjadi protein, asam nikleat, lipida,
polisakarida, dan komponen sel lain. Untuk membentuk dan merombak
biomolekul.

Gambar 2 Metabolisme Tubuh
6

B. ENERGI

Setelah mempelajari materi ini diharapkan kalian:
❖ Mampu menjelaskan pengertian Energi
❖ Mampu menyebutkan jenis-jenis Energi
❖ Mampu menjelaskan Hukum I Termodinamika dan Hukum II
Termodinamika

1. Pengertian Energi

Gambar 3 Seseorang Memperoleh Energi dari Makanan
Saat melakukan berbagai aktivitas dalam kehidupan sehari-hari, terutama
berolahraga, tubuh membutuhkan asupan energi yang cukup untuk menunjang
kegiatan tersebut. Energi ini berasal dari hasil metabolisme zat-zat gizi yang
terkandung dalam makanan yang dikonsumsi dan disimpan dalam tubuh. Ketika
seseorang mengonsumsi apel, maka zat gizi yang terkandung dalam apel tersebut
akan diproses melalui proses metabolisme dan menghasilkan energi yang digunakan
untuk menjalankan fungsi dasar, termasuk selama beristirahat. Proses metabolisme
berlangsung cukup rumit, melibatkan berbagai reaksi kimia sehingga menghasilkan
energi berupa Adenosin Tri Phospat atau lebih dikenal dengan ATP. Energi yang
dimaksud di sini merupakan kapasitas atau kemampun untuk melaksanakan kerja.

7

2. Jenis-Jenis Energi
Menurut U.S. Energi Information Adiministration (2020) energi

diklasifikasikan menjadi 2 kelas utama, yaitu energi potensial danenergi kinetik.
Energi potensial merupakan energi yang dimiliki suatu objek karena posisinya dan
juga merupakan energi yang disimpan dalam suatu objek, energi ini bisa dalam
bentuk energi kimia, energi nuklir, energi gravitasi dan juga energi listrik. Sedangkan.
Energi kinetik merupakan energi yang dimiliki oleh suatu objek karena gerakannya.
energi radiasi, energi panas, energi gerak, energi listrik dan energi bunyi merupakan
contoh dari energi kinetik. Perlu diingat bahwa dalam prosesnya, energi potensial dan
energi kinetik saling berhubungan.

Gambar 4 Klasifikasi Energi
3. Pengaturan Konversi atau Perpindahan energi

Pengaturan konversi atau perpindahan energi mengikuti Hukum I dan II
Termodinamika, dimana terjadi pertukaran energi dari dalam sistem menuju ke
lingkungan.
a. Hukum I Termodinamika

Hukum pertama termodinamika berkaitan dengan jumlah total energi di
alam semesta. Ini menyatakan bahwa jumlah total energi konstan. Energi ada
dalam berbagai bentuk. Menurut hukum pertama termodinamika:

8

“Energi dapat ditransfer dari satu tempat ke tempat lain atau diubah
menjadi bentuk yang berbeda, tetapi tidak dapat diciptakan atau
dihancurkan.”

Perpindahan dan transformasi energi terjadi di sekitar kita sepanjang
waktu. Bola lampu mengubah energi listrik menjadi energi cahaya. Kompor gas
mengubah energi kimia dari gas alam menjadi energi panas. Tumbuhan
melakukan salah satu transformasi energi yang paling berguna secara biologis di
bumi: yaitu mengubah energi sinar matahari menjadi energi kimia yang disimpan
di dalam molekul organik. Beberapa contoh transformasi energi ditunjukkan pada
Gambar 5.

Gambar 5 Tranformasi Energi
(Lumen: Biology (Early Release))

9

Gambar di atas adalah dua contoh energi yang ditransfer dari satu sistem
ke sistem lain dan diubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Manusia dapat
mengubah energi kimiawi dalam makanan, seperti es krim kerucut ini, menjadi
energi kinetik (energi gerak naik sepeda). Tumbuhan dapat mengubah radiasi
elektromagnetik (energi cahaya) dari matahari menjadi energi kimia.

Hukum pertama termodinamika menyatakan bahwa perubahan energi
internal sistem tertutup sama dengan perpindahan panas bersih ke dalam sistem
dikurangi dengan kerja jaringan yang dilakukan oleh sistem. Dalam bentuk
persamaan, hukum pertama termodinamika dapat dituliskan sebagai berikut.

ΔU=Q−W

Dimana;
ΔU = perubahan energi internal dari sistem
Q = panas bersih yang ditransfer atau dipindahkan ke dalam dan ke luar

sistem
W = usaha/kerja bersih yang dilakukan oleh sistem
Sesuai kesepakatan, jika Q positif, maka ada perpindahan panas bersih ke dalam
sistem; jika W positif, maka ada kerja jaringan yang dilakukan oleh sistem. Jadi,
Q positif menambahkan energi ke sistem melalui panas, dan W positif mengambil
energi dari sistem melalui kerja. Perhatikan bahwa jika panas mentransfer lebih
banyak energi ke dalam sistem daripada yang dilakukan oleh pekerjaan,
perbedaannya akan disimpan sebagai energi internal.

Gambar 6 Transformasi Energi menurut Hukum 1 Termodinamika
(Sumber: Texas Gateway)

10

Dari gambar di atas diketahui bahwa hukum pertama termodinamika merupakan
prinsip kekekalan energi yang dinyatakan untuk suatu sistem, di mana panas dan
usaha adalah metode pemindahan energi ke dan dari suatu sistem. Q
melambangkan perpindahan panas bersih yang merupakan jumlah dari semua
perpindahan energi oleh panas ke dalam dan ke luar sistem. Q positif untuk
perpindahan panas bersih ke dalam sistem. Wout adalah usaha yang dilakukan
oleh sistem, dan Win adalah usaha yang dilakukan pada sistem. W adalah total
usaha yang dilakukan pada atau oleh sistem. W bernilai positif jika lebih banyak
pekerjaan yang dilakukan oleh sistem daripada di atasnya. Perubahan energi
internal sistem, ΔU, terkait dengan panas dan kerja oleh hukum pertama
termodinamika: ΔU = Q – W. Q negatif menunjukkan energi dipindahkan dari
sistem oleh panas dan dengan demikian menurunkan energi internal sistem,
sedangkan W negatif adalah pekerjaan yang dilakukan pada sistem, yang
meningkatkan energi internal.

Hukum pertama termodinamika berlaku untuk metabolisme. Panas yang
ditransfer keluar dari tubuh (Q) dan pekerjaan yang dilakukan oleh tubuh (W)
menghilangkan energi internal, sedangkan asupan makanan menggantikannya.
(Asupan makanan dapat dianggap sebagai pekerjaan yang dilakukan pada tubuh).
Tumbuhan mengubah sebagian dari energi pancaran sinar matahari menjadi
energi kimia yang tersimpan, suatu proses yang disebut fotosintesis.

Gambar 7 Transformasi Energi pada Manusia dan Tumbuhan
(Sumber: Gateway Texas)

11

Kehidupan itu sendiri bergantung pada transfer energi biologis. Melalui
fotosintesis, tumbuhan menyerap energi matahari dari matahari dan menggunakan
energi ini untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi glukosa dan oksigen.
Fotosintesis mengambil satu bentuk energi dari matahari dan mengubahnya
menjadi bentuk lain, yaitu energi potensial kimiawi (glukosa dan karbohidrat
lain).
Metabolisme pada manusia merupakan konversi makanan menjadi energi yang
dilepaskan dalam bentuk panas yang dihasilkan oleh usaha yang dilakukan oleh
sel-sel tubuh, energi dari sisa metabolisme dalam tubuh yang belum terpakai
disimpan dalam bentuk lemak. Metabolisme adalah contoh menarik dari hukum
pertama termodinamika yang bekerja.
Energi ditransfer bersama dengan materi genetik hal ini mengikuti hukum
pertama termodinamika. Energi yang ditransfer tidak dibuat atau dihancurkan
dalam prosesnya. Ketika usaha dilakukan pada sel atau panas mentransfer energi
ke sel, energi internal sel meningkat. Ketika sebuah sel bekerja atau kehilangan
panas, energi internalnya berkurang. Jika jumlah usaha yang dilakukan oleh sel
sama dengan jumlah energi yang ditransfer oleh panas, atau jumlah pekerjaan
yang dilakukan pada sel sesuai dengan jumlah energi yang dipindahkan oleh
panas, tidak akan ada perubahan bersih dalam energi internal.

b. Hukum II Termodinamika
Hukum II termodinamika menyatakan bahwa:
“Setiap transfer atau transformasi energi akan meningkatkan entropi
di jagat raya”
Dalam setiap transfer atau transformasi energi, proses yang terjadi tidak dapat
mencapai efisiensi 100% artinya energi awal tidak akan diubah semuanya menjadi
bentuk energi yang kedua, pasti dalam prosesnya akan mengalami penurunan.
Contohnya energi yang dimiliki oleh bensin, hanya 25% yang siap dimanfaatkan
untuk menggerakkan kendaraan, 75% sisanya diubah menjadi energi panas yang
terbuang ke lingkungan. Energi panas yang terbuang dapat dirasakan pada panas
yang ada di sekitar mesin. Hal ini berarti dalam transformasi energi terjadi

12

perubahan energi dari bentuk yang bermanfaat atau energi yang digunakan oleh
kendaraan untuk bergerak menjadi energi yang kurang bermanfaat (panas yang
terbuang ke lingkungan).

Gambar 8 Transformasi Energi Menurut Hukum II Termodinamika
Semakin banyak energi panas yang ada di lingkungan atau alam semesta, maka
akan meningkatkan ketidak aturan dalam alam semesta termasuk tubuh.

13

Soal Pengayaan I

1. Jelaskan proses transformasi energi yang terdapat pada gambar 1!
2. Berapakah perubahan energi internal sistem ketika usaha total sebesar 150 J ditransfer

oleh kalor sebesar 159 J?

14

C. FOTOSINTESIS

Setelah mempelajari materi ini diharapkan kalian:
❖ Mampu menjelaskan pengertian dari fotosintesis
❖ Mampu menjelaskan fungsi dari fotosintesis tumbuhan
❖ Mampu menyebutkan dan menjelaskan reaksi apa saja yang terjadi
dalam fotosintesis
❖ Mampu menjelaskan dan melakukan demonstrasi percobaan fotosintesis
❖ Mampu menjelaskan proses transformasi energi pada proses fotosintesis

1. Pengertian Fotosintesis

Gambar 9 Fotosintesis pada Tanaman
(Sumber: sciencefacts.net/photosynthesis.html)
Fotosintesis merupakan suatu kegiatan yang dilakukan oleh tumbuhan untuk
menghasilkan karbohidrat dan zat gula dengan menggunakan energi matahari
(Suyitno, 2005). Tidak hanya tumbuhan saja yang dapat melakukan proses
fotosintesis melainkan terdapat makhluk hidup lain yang bersifat nonklorfil mampu
melakukan fotosintesis yaitu alga dan beberapa jenis bakteri (Sumardi & Rosana,
2008). Tumbuhan dan organisme tersebut melakukan fotosintesis untuk mengubah

15

energi cahaya menjadi energi kimia (Lambers & Bassham, n.d.). Fotosintesis adalah
proses di mana tumbuhan menggunakan sinar matahari, air, dan karbon dioksida
untuk menghasilkan oksigen dan energi dalam bentuk gula (NatGeoSoc, 2019). Ada
sebutan tersendiri bagi tumbuhan yang mampu membuat makanannya sendiri melalui
cahaya matahari yaitu disebut sebagai autotrof. Tumbuhan hijau di dalamnya terdapat
organel sel yang disebut kloroplas. Di dalam Kloroplas sendiri terkandung yang
namanya klorofil, melalui klorofil inilah daun tumbuhan berwarna hijau. Karena pada
dasarnya klorofil akan menyerap sebagian besar cahaya matahari dan sebagainya lagi
akan dipantulkan menuju mata seseorang. Tidak semua panjang gelombang akan
ditangkap klorofil melainkan panjang gelombang tertentu yang akan ditangkap,
panjang gelombang tersebut adalah panjang gelombang yang dalam range gelombang
tampak.

2. Fungsi Fotosintesis
Fungsi utama proses fotosintesis adalah mengubah energi matahari menjadi

energi kimia dan kemudian melalui energi kimia ini akan dihasilkan oksigen yang
akan digunakan di masa mendatang (Bill Cook, 2013). Sumardi & Rosana (2008)
menyebutkan selain dimanfaatkan sebagai pengubah energi matahari menjadi energi
kimia, fotosintesis juga berfungsi untuk:
a. Memproduksi makanan berupa glukosa. Glukosa merupakan salah satu bahan

bakar dasar yang digunakan untuk membangun makanan lainnya seperti lemak
dan protein yang terdapat dalam tubuh tumbuhan. Zat yang dihasilkan inilah
nantinya akan dimakan oleh hewan maupun manusia sebagai pemenuhan
kebutuhan mereka.
b. Fotosintesis dapat digunakan untuk membersihkan udara, artinya fotosintesis
dapat menyerap CO2 yang terdapat dalam lingkungan dan nantinya senyawa ini
akan digantikan oleh O2. Oksigen selain membantu membersihkan udara, oksigen
juga berperan sebagai bahan bakar gratis yang diberikan kepada hewan maupun
tumbuhan untuk bernafas dan hidup.

16

c. Tumbuhan yang melakukan fotosintesis selama masa hidupnya akan memuat sisa
sia tumbuhan tersebut memberikan suatu energi dan tertimbun di dalam tanab
selama berjuta-juta tahun.

3. Proses Fotosintesis
Proses fotosintesis secara sederhana adalah mengubah energi matahari

menjadi energi kimia. Energi kimia ini nantinya akan digunakan untuk sintesa CO2
dan H2O menjadi glukosa dan senyawa kompleks lainnya. Energi radiasi matahari ini
adalah energi yang berbentuk energi kinetik dan akan diubah menjadi energi potensial
dan energi kimiawi yang disimpan dalam molekul karbohidrat. Reaksi yang terjadi
pada proses fotosintesis dapat ditulis sebagai berikut ini.

Gambar 10 Reaksi yang terjadi pada Proses Fotosintesis
(Sumber: https://idschool.net/sma/percobaan-ingenhousz/)

Di dalam suatu tumbuhan terdapat suatu organel yang disebut dengan kloroplas. Di
dalam kloroplas sendiri ada yang namanya klorofil. Klorofil inilah nantinya akan
memberikan warna hijau pada daun. Klorofil ini sebagian akan diserap dan
sebagiannya akan dipantulkan menuju ke mata seseorang. Jika suatu saat klorofil
mengalami suatu kerusakan maka akan berdampak pada warna hijau daun yakni tidak
lagi berwarna hijau melainkan berubah warna menjadi kuning (Sumardi & Rosana,
2008).

4. Reaksi dalam Proses Fotosintesis
Pada proses fotosintesis, reaksi yang terjadi meliputi reaksi terang dan reaksi

gelap. Reaksi terang merupakan proses dalam fotosintesis yang menghasilkan ATP
dan reduksi NADPH2. Proses ini diawali dengan penangkapan foton oleh
pigmen (Alberts et al., 2002). Cahaya matahari diperlukan tanaman sebagai
sumber energi untuk menjalankan 2 tahapan reaksi pada fotosintesis yaitu reaksi

17

terang atau light dependent reaction/LDR) yang terjadi di tilakoid dan siklus Calvin
atau light independent reaction/LIR) yang terjadi di stroma. Perubahan intensitas
cahaya dapat merubah LDR dan LIR sehingga tanaman perlu melakukan penyesuaian
agar proses fotosintesis tetap efisien. Penyesuaian tanaman dalam menghadapi
perubahan intensitas cahaya dilakukan antara lain melalui efisiensi penyerapan foton,
pengaturan reaksi fotosistem II (PS II) dan fotosistem I (PS I) serta fiksasi
karbon (Neri et al, 2003). Diantara ketiga jenis reaksi yang terjadi di dalam
kloroplas tersebut, efisiensi penyerapan foton dan pengaturan PS II dan PS I
menjadi tahap penting karena penyerapan foton menjadi dasar terbentuknya ATP
dan glukosa sebagai produk akhir fotosintesis (Yustiningsih, 2019). Dalam reaksi
terang, terjadi konversi energi cahaya menjadi energi kimia dan menghasilkan
oksigen (O2). Sedangkan dalam 2 reaksi gelap atau yang lebih dikenal dengan siklus
Calvin terjadi pembentukan gula dari bahan dasar CO2 yang diperoleh dari udara
bebas dan energi (ATP dan NADPH) yang diperoleh dari reaksi terang. Dari reaksi
gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi
katabolisme (Alamsjah, dkk., 2010).

Gambar 11 Dua Tahapan Kerja Sama Reaksi Terang dan Reaksi Gelap
(sumber buku Biologi Campbell 11ed tahun 2017)

a. Reaksi Terang
Penangkapan energi cahaya pada reaksi terang melibatkan dua sistem

cahaya (fotosistem) yaitu fotosistem 1 dan fotosistem 2. Fotosistem adalah
18

molekul protein kompleks yang terdapat di dalam membran tilakoid. Klorofil
yang terdapat di dalam fotosistem I (PS I) akan menyerap foton (energi cahaya)
dengan maksimal panjang gelombang 700 nm sedangkan klorofil pada fotosistem
II (PS II) akan menyerap maksimal panjang gelombang cahaya 680 nm.

Gambar 12 Reaksi Terang dalam Proses Fotosintesis
(Sumber: idschool.net/sma/reaksi-terang-dan-gelap-fotosintesis/)

1) Pada mulanya, foton akan diserap oleh klorofil di PS II. Ketika foton diserap
oleh 1 klorofil, energi yang diperoleh dilepaskan ke pigmen.

2) Energi yang dilepaskan ke pigmen akhirnya sampai di pusat reaksi.
3) Elektron di dalam PS II menjadi tereksitasi (berubah menjadi energi yang

lebih tinggi). Elektron tersebut menjadi tidak stabil dan akan ditangkap oleh
PS II lain yang menyebabkan PS II yang kehilangan elektron menjadi
bermuatan positif. Elektron yang hilang diganti dengan cara pemecahan
molekul air.
4) Menghasilkan produk sampingan berupa O2 (oksigen) dan elektron H+.
oksigen akan dilepas ke udara sedangkan elektron H+ akan digunakan di
dalam PS I. Melalui rantai elektron transpor, tiap elektron yang tereksitasi
akan ditransfer ke PS I.
5) Elektron tersebut akan menyediakan energi untuk pembentukan ATP. Foton
yang diserap oleh PS 1 akan mengeksitasi elektron yang selanjutnya akan
ditangkap oleh aseptor elektron.

19

6) Elektron selanjutnya dibawa ke NADP reduktase untuk mereduksi NADP+
menjadi NADPH.
Reaksi terang juga menghasilkan ATP melalui proses kemiosmosis untuk

menambahkan gugus fosfat ke ADP (disebut fotofosforilasi). Jadi energi cahaya
pada awalnya dirubah menjadi energi kimia dalam bentuk NADPH (sumber
elektron yang dapat memberikan elektron kepada penerina elektron) dan ATP
(energi sel). Reaksi terang tidak menghasilkan gula. Pembentukan gula terjadi
pada tahap kedua fotosintesis yaitu siklus Calvin.
b. Reaksi Gelap atau Siklus Calvin

Reaksi gelap menggunakan ATP dan NADPH yang dihasilkan oleh reaksi
terang untuk mengubah karbondioksida menjadi karbohidrat. Produk akhirnya
adalah sukrosa dan pati. Reaksi fiksasi karbon kunci dikatalisis oleh enzim besar
yang disebut ribulosa bifosfat karboksilase (disingkat menjadi rubisko) yang
terletak di dalam stroma. Reaksi ini mengkondensasi molekul CO2 dengan
ribulosa 1,5-bifosfat (molekul lima karbon) untuk memproduksi intermediet enam
karbon sementara yang dengan cepat terhidrolisis menjadi dua molekul 3-
fosfogliserat.

Rubisko adalah enzim yang sangat lambat, memfiksasi hanya tiga molekul
substratnya setiap detik sehingga dibutuhkan dalam jumlah yang besar. Reaksi
rubisko membentuk sebagian dari siklus reaksi yang disebut siklus Calvin, yang
mengarah pada regenerasi ribulosa 1,5-bifosfat (siap memfiksasi CO2 yang lain)
dan produksi total gliseraldehid 3-fosfat untuk sintesis sukrosa dan pati. Tiga
molekul CO2 harus diikat untuk menciptakan satu molekul gliseraldehid 3-fosfat
(molekul tiga karbon). Konversi gliseraldehid 3-fosfat menjadi ribulosa 1,5-
bifosfat dalam siklus tersebut membutuhkan tujuh enzim termasuk transketolase
dan aldolase

Banyak gleseraldehid 3-fosfat yang diproduksi oleh siklus Calvin dalam
kloroplas yang dikeluarkan ke sitosol dan digunakan untuk memproduksi
disakarida, sukrosa. Pertama-tama gleseraldehid 3-fosfat diubah menjadi fruktosa
6-fosfat dan glukosa 1-fosfat. Glukosa 1-fosfat kemudian diubah menjadi UDP-
glukosa dan bereaksi dengan fruktosa 6-fosfat untuk mensintesis sukrosa 6-fosfat.

20

Hidrolisis sukrosa 6-fosfat menghasilkan sukrosa. Ini adalah gula utama yang
yang ditransfor di antara sel-sel tumbuhan, analog dengan pasokan glukosa
melalui aliran darah ke jaringan tubuh hewan. Jika hewan menyimpan kelebihan
karbohidrat dalam bentuk glikogen, maka tumbuhan melakukannya dalam bentuk
pati (starch). Pati diproduksi dalam stroma kloroplas dan disimpan disana sebagai
starch grains. Sintesis starch terjadi dari ADP-glukosa, CDP-glukosa, atau GDP
glukosa (tetapi bukan UDP-glukosa). Jalur ini melibatkan konversi gliseraldehid
3-fosfat (dari siklus Calvin) menjadi glukosa 1-fosfat yang kemudan digunakan
untuk mensintesis turunan gula nukleotida (Sukmawati, 2016). Berikut tahapan-
tahapan singkat yang terjadi pada reaksi gelap.

Gambar 13 Siklus Calvin (Reaksi Gelap)
1) Siklus calvin dimulai dengan penggabungan senyawa CO2 dengan senyawa

gula berantai karbon 5 (RuBP-ribulosa bifosfat) menghasilkan 2 molekul 3-
PGA (forfogliserat) yang masing-masing berantai karbon 3.
2) 6 senyawa 3-PGA diubah menjadi 6 senyawa G3P (gliseraldehid 3 fosfat)
dengan bantuan 6 ATP dan 6 NADPH.
3) 5 senyawa G3P akan mengalami siklus berulang membentuk RuBP dan
diubah kembali menjadi 3-PGA dan seterusnya.

21

4) 1 senyawa G3P akan diubah menjadi glukosa (C6H12O6) dan senyawa lainnya.
Glukosa maupun senyawa lainnya akan digunakan sebagai sumber energi bagi
tumbuhan.

5. Percobaan Fotosintesis
Secara umum untuk membuktikan adanya fotosintesis dapat dilakukan melalui

dua percobaan, yaitu melalui eksperimen yang sudah dilakukan oleh Jan Ingenhousz
dan eksperimen yang dilakukan oleh Sach. Eksperimen yang sudah dilakukan Jan
Ingehousz membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen dengan ditandai
adanya gelembung-gelembung yang keluar pada tanaman Hydrillia vercillatea.

Gambar 14 Percobaan Ingenhousz
(Sumber: saintif.com/wp-content/uploads/2021/03/percobaan-ingenhousz.png)

Konsep eksperimen yang dilakukan oleh Ingenhousz dengan menempatkan
tanaman Hydrillia vercillatea kedalam gelas ukur kemudian ditutup dengan gelas
corong yang terbalik seperti gambar berikut:

Setelah beberapa saat ada suatu gelembung yang keluar pada tanaman tersebut
ini membuktikan bahwa gelembung tersebut menghasilkan oksigen. Tanaman
tersebut diletakkan pada suatu tempat yang terkena langsung sinar matahari, namun
ketika tanaman Hydrillia vercillatea di tempatkan pada tempat yang tidak terkena
cahaya matahari langsung maka terlihat bahwa tidak ada muncul gelembung-
gelembung. Berdasarkan dua eksperimen tersebut menyimpulkan bahwa tanaman
Hydrilia vercilatea membutuhkan sinar matahari untuk melakukan proses fotosintesis

22

Percobaan Sach memiliki tujuan yang sama dengan tujuan yang dilakukan
oleh Ingenhous yaitu sama-sama membuktikan hasil fotosintesis, namun Sach tidak
membuktikan adanya oksigen sebagai hasil dari fotosintesis, melainkan Sach
membuktikan bahwa fotosintesis akan menghasilkan gula/karbohidrat.

Gambar 15 Percobaan Sach
(Sumber: idschool.net/sma/percobaan-sach/)
Percobaan yang dilakukan sach dimulai dengan menentukan daun tumbuhan
yang setiap harinya terkena sinar matahari, kemudian daun tersebut sebagian ditutup
dengan kertas alumunium selama beberapa jam pada saat sebelum matahari terbit
atau setelah sholat subuh. Setelah beberapa jam daun tersebut dipetik dan dilepaskan
kertas alumunium foil selanjutnya dilakukan perebusan kedalam air yang mendidih,
proses perebusan di sini bertujuan untuk mematikan jaringan yang terdapat dalam
daun tersebut dan kemudian di tiriskan dan dilakukan kembali perebusan namun daun
tersebut diletakkan di dalam alkohol dan di rebus menggunakan air panas, pada
dasarnya tujuan dilakukan perebusan ini adalah agar klorofil yang terdapat dalam
daun akan luntur. Dan langkah terakhir untuk membuktikan adanya karbohidrat atau
tidak dengan meneteskan lugol pada semua permukaan daun dan ditunggu selama
beberapa menit hasilnya adalah daun tersebut memiliki fisiologi yang berbeda yaitu

23

daun yang ditutup oleh alumunium foil berwarna pucat dibandingkan dengan yang
tidak ditutup kertas alumunium foil.

24

6. Transformasi Energi pada Proses Fotosintesis
Energi

Energi
Kimia
Energi
Potensial
Gambar 16 Transformasi Energi pada Proses Fotosintesis
Energi cahaya diubah menjadi energi kimia oleh pigmen fotosintesis yang
terdapat pada membran internal atau tilakoid (Ai, 2012). Energi dari sinar matahari
ditangkap oleh klorofil tumbuhan hijau. Melalui proses fotosintesis, energi ini
digunakan untuk mengikat CO2 dan H2O menjadi karbohidrat. Jadi dalam proses ini
terjadi transformasi dari energi cahaya yang berupa energi kinetik dirubah menjadi
energi kimia yang merupakan energi potensial. Energi kimia ini disimpan dalam
bentuk ikatan-ikatan kimia senyawa organik hasil fotosintesis, yaitu karbohidrat dan
senyawa-senyawa organik lainnya (Sukmawati, 2016: 4).

25

Soal Pengayaan II
1. Mengapa Fotosintesis dapat membantu dalam membersihan udara?
2. Jelaskan secara singkat proses fotosintesis!
3. Terdapat dua Percobaan yang paling fundamental terkait fotosintesis, dua percobaan

tersebut apakah itu? dan apa perbedaan dan persamaan dari kedua percobaan tersebut?
4. Sebutkan dan jelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi proses fotosintesis!

26

D. TRANSFORMASI DAN KONVERSI ENERGI PADA TUBUH MANUSIA DAN
SEL MITOKONDRIA

Setelah mempelajari materi ini diharapkan kalian:
❖ Mampu menjelaskan proses konversi energi pada tubuh manusia
❖ Mampu menjelaskan transformasi energi yang terjadi pada mitokondria
❖ Mampu menjelaskan transformasi energi yang terjadi pada sel tubuh

1. Konversi Energi pada Tubuh Manusia

Energi Potensial
Kimia

Energi Panas
Gambar 17 Transformasi Energi pada Tubuh Manusia
Tubuh manusia merupakan media bagi perubahan bentuk energi. Energi kimia
berupa adenosine triphospat (ATP) diubah menjadi energi potensial otot saat melepas
salah satu ikatan fosfatnya. Tubuh yang bergerak tidak kehilangan energi
potensialnya, justru besar energinya ditambah oleh energi kinetik yang muncul dari
kecepatan gerakan tersebut. Tubuh akan selalu memperoleh dan kehilangan energi,
karena tubuh manusia kontak dengan molekul dari benda lain di alam semesta.
Dengan demikian energi di dalam tubuh manusia tidak bersifat tetap, tetapi
bergantung pada kondisi lingkungan sekitar.
Besarnya energi tubuh ditentukan dalam berbagai besaran dan ukuran
variabel. Sebagian besar buku Fisika menyatakan energi dalam satuan Joule, namun
ada pula yang menyatakan energi dalam skala kalori. Beberapa buku fisiologi dan

27

biokimia menyatakan besar energi tubuh dalam jumlah adenosine triphosphat (ATP).
1 ATP memiliki 2 ikatan berenergi tinggi yang bila terlepas akan membebaskan
sejumah besar energi yang diubah dalam bentuk apapun. Jumlah ATP belum dapat
diukur, namun gejala kurangnya ATP dapat diamati sebagai kelainan tubuh.

Energi termal suatu zat adalah energi kinetik total dari atom dan molekul
penyusun zat yang bergerak secara acak akibat pemanasan. Energi kinetik termal rata-
rata dari gerakan atom dan molekul penyusun zat tertentu disebut dengan suhu. Suhu
dikenal luas sebagai variabel penentu temperatur benda dan dunia medis
menggunakan suhu untuk membantu mengakan diagnosa demam. Suhu diukur
dengan alat yang disebut dengan termometer (Hasbiyati, 2012).

2. Transformasi Energi pada Mitokondria

Gambar 18 Transformasi Energi pada Mitokondria
Energi kimia yang tersimpan di dalam karbohidrat dan senyawa organik
lainnya selanjutnya akan diolah dan dipecah melalui proses respirasi di dalam sel
organisme. Sel yang memiliki peran untuk memecah karbohidrat adalah mitokondria.
Proses respirasi ini akan membebaskan sejumlah energi yang selanjutnya akan
digunakan untuk membentuk berbagai senyawa yang lain dengan membentuk ikatan
fosfat yang mengandung energi yaitu ATP atau Adenosin Tri Phospat. Untuk
mengirimkan energi kimia dilakukan suatu proses pengangkutan elektron oleh
koenzim tertentu yaitu NAD dan NADP.

28

3. Transformasi Energi oleh Sel Tubuh
Energi yang telah berubah menjadi ikatan fosfat (ATP) nantinya akan

digunakan oleh sel agar dapat melakukan berbagai aktivitas kehidupan. Ketika
seseorang melakukan aktivitas yang berhubungan dengan energi mekanik untuk kerja
kontraksi otot, energi listrik (saraf), dan energi sintesis untuk membangun senyawa
pertumbuhan maka energi ATP akan diaktifkan dan dilepaskan untuk menjalankan
berbagai kegiatan tersebut (Sukmawati, 2016; Sumardi & Rosana, 2008).

29

E. ENERGI YANG ADA DALAM TUBUH MANUSIA

Setelah mempelajari materi ini diharapkan kalian:
❖ Mampu menghitung energi yang dibutuhkan untuk setiap aktivitas
❖ Mampu menghitung energi yang dibutuhkan seseorang dalam melakukan

aktivitas satu hari

Jumlah energi yang dibutuhkan oleh seseorang berbeda-beda antara satu orang

dengan orang lain. Perbedaan di sini didasarkan pada massa, bentuk, dan aktivitas

yang dilakukan oleh orang tersebut. Energi yang dikonsumsi oleh seseorang untuk

berbagai aktivitas yang dilakukannya disebut metabolic rate dengan satuannya adalah

cal/m2-hr. untuk mendapatkan energi yang perlu dikonsumsi tiap jamnya dapat

dihitung dengan mengalikan besaran metabolic rate dengan surface area. Adapun

persamaan yang digunakan dapat dilihat sebagai berikut:

Energi yang diperlukan = Surface area x metabolic rate

( )= 0, 22 x W0,425 x H0,725 x metabolic rate

W: massa seseorang (Kg)
H: tinggi seseorang (m)

30

Nilai metabolic rate dapat dilihat pada tabel berikut:

Aktivitas Metabolic Rate (Cal-m2-hr)

Sleeping 35

Lying awake 40

Sitting upright 50

Standing 60

Walking (3mph) 140

Moderatre physical work 150

Bicycling 250

Running 600

Shivering 250

Contoh:
Seorang laki-laki bernama Alexander memiliki tinggi badan 1,55 m kemudian
massanya adalah 70 Kg. pada saat ini Alexander sedang laying awake (rebahan) maka
tentukan energi yang diperlukan oleh alexander untuk rebahan!
Diket:
W = 70 Kg
H = 1,55 m
Metabolic rate = 40 Cal/m2-hr

Ditanya: Energi yang diperlukan untuk laying awake

Jawab:

Energi yang diperlukan = Surface area x metabolic rate

( )= 0, 22 x W0,425 x H0,725 x metabolic rate

( )= 0, 22 x 700,425 x 1,550,725 x metabolic rate

= (0,22 x 6,0837 x 1,374) x 40

= 1,839 x 40
= 73,5592 Cal/m2 -hr ~ = 74 Cal/m2 − hr

31

Rata-rata karbohidrat dan protein menyediakan energi sebesar 4 Kal/gram,
sedangkan lemak menghasilkan 9 Kal/g. Untuk menentukan berapa banyak
karbohidrat, lemak, dan protein yang dibutuhkan seseorang ada cara penghitungnya.
Agar lebih mudah memahami berikut ini ada contoh kasus terkait penghitungan
konsumsi karbohidrat, protein, dan lemak:

Seorang laki-laki bernama Alexander memiliki tinggi badan sebesar 1,55 m kemudian
massanya adalah 70 Kg. Ada beberapa aktivitas yang dilakukan oleh Alexander pada
hari Rabu yang dapat dilihat pada tabel dibawah ini:

Berdasarkan tabel diatas maka berapa banyak perkiraan konsumsi karbohidrat, protein,
dan lemak yang diperlukan oleh Alexander?

Sebelum menjawab pertanyaan komposisi karbohidrat, protein, dan lemak yang

diperlukan, perlu diketahui terlebih dahulu total energi yang diperlukan oleh Alexander,

yakni dengan menghitungnya sebagai berikut:

Energi yang diperlukan = Surface area x metabolic rate

( )= 0, 22 x W0,425 x H0,725 x metabolic rate

= 1,7 x 2320
= 3944 Cal/m2 -hr

Berdasarkan hasil tersebut diketahui bahwa Alexander membutuhkan energi sebesar 3944
Cal/m2-hr, jadi dapat di mungkinkan untuk komponen karbohidrat, protein dan lemak
dapat diketahui dengan persamaan

32

Energi yang diperlukan = Karbohidrat + Protein +Lemak
3944 = (K x 4 Kal/gr) + (P x4 Kal/gr) + (L x 4 kal/gr)
3944 = (400 x 4 Kal/gr) + (200 x4 Kal/gr) + (9 x 4 kal/gr)
3944 = 1600 + 800 +1548
3944 = 3944

Berdasrakan perhitungan diatas diketahui bahwa total karbohidrat yang dibutuhkan
adalah 1600 Kal/gr, protein sebesar 800 Kal/gr, dan lemak sebesar 1548 Kal/gr. Agar
terpenuhi komposisi itu semua perlu meninjau kembali komposisi dan energi yang
terdapat pada setiap makanan. Adapun contoh tabelnya dapat dilihat berikut ini

33

Kegiatan Belajar I – Percobaan Ingenhousz

Persiapan
1. Bukalah Laptop kalian
2. Kunjungi alamat website berikut:
https://www.biologycorner.com/worksheets/photosynthesis_virtual_lab.html
3. Download file yang bertuliskan:
http://www.kscience.co.uk/animations/photolab.swf
4. Buka file tersebut menggunakan Adobe Flash Player
5. Amati dan catat apa saja alat dan bahan yang terdapat dalam flash player tersebut kedalam
lembat pengamatan

Percobaan 1 Pengaruh suhu terhadap intensitas gelembung pada tanaman Hydrillia Vercilatea
1. Atur suhu menjadi 10OC
2. Atur pencahayaan lampu menjadi 20
3. Hitung banyakanya gelembung yang terjadi selama 1 menit dengan menyalakan stopwatch
tersebut
4. lakukan langkah nomer 1 sampai 3, dimana suhunya diubah menjadi 25 OC dan 40 OC.
5. catat gelembung yang didapat kedalam tabel pengamatan

Percobaan 2 Pengaruh intensitas cahaya lampu terhadap gelembung pada tanaman Hydrillia
Vercilatea

1. Atur suhu menjadi 25 OC
2. Atur pencahayaan lampu menjadi 0
3. Hitung banyakanya gelembung yang terjadi selama 1 menit dengan menyalakan stopwatch

tersebut
4. lakukan langkah nomer 1 sampai 3 dengan variasinya adalah pencahayaan lampu 5, 10, 15,

20, 25, dan 30.
5. catat gelembung yang didapat kedalam tabel pengamatan

34

Kegiatan Belajar I – Percobaan Ingenhousz

Percobaan 3 Pengaruh karbon dioksida terhadap gelembung pada tanaman Hydrillia Vercilatea
1. Atur suhu 25OC dan pencahayaan lampunya 20.
2. Biarkan CO2 yang terdapat dalam botol penuh
3. Hitung banyakanya gelembung yang terjadi selama 1 menit dengan menyalakan stopwatch
tersebut
4. lakukan langkah nomer 1 sampai 3 dengan catatan isi dalam botol CO2 berkurang
5. catat gelembung yang didapat kedalam tabel pengamatan

Lembar Pengamatan:

Alat dan Bahan:

1.

2.

3.

4.
…..

Percobaan 1 Pengaruh suhu terhadap intensitas gelembung pada tanaman Hydrillia Vercilatea

No Suhu Tingkat Banyak Gelembung Ket.
(OC) Pencahayaan

35

Kegiatan Belajar I – Percobaan Ingenhousz

Percobaan 2 Pengaruh intensitas cahaya lampu terhadap gelembung pada tanaman Hydrillia

Vercilatea

No Suhu Tingkat Banyak Gelembung Ket.
(OC) Pencahayaan

Percobaan 3 Pengaruh karbon dioksida terhadap gelembung pada tanaman Hydrillia Vercilatea

No Suhu Tingkat Indikator CO2 Banyak Ket.
(OC) Pencahayaan Pada Botol Gelembung

(Penuh/berkurang)

36

Kegiatan Belajar II – Menganalisis Body Mass Index

1. Carilah 20 orang terdekat yang kamu temui

2. Data setiap orang mulai dari jenis kelamin, umur, tinggi badan, massa seseorang, dan data

tingkat aktivitas yang dilakukan (menetap, aktifitas ringan, cukup aktif, dan sangat aktif).

Kemudian masukkan kedalam tabel pengamatan

3. Hitunglah BMI pada tiap orang melalui website https://superyou.co.id/kalkulator-bmi-

berat-badan-ideal

4. Tulis dan kategorikan hasil BMI tersebut kedaam tabel pengamatan

5. Hitunglah berapa kalori yang dibutuhkan setiap hari untuk menjaga berat badan,

penurunan berat badan ringan, penurunan berat badan, dan penurunan berat badan ekstem

melalui website https://calculator-online.net/id/calorie-calculator

6. Masukkan hasil tersebut kedalam tabel pengamatan

7. Analisilah berapa persentase seseorang yang masuk dalam kategori underweight, healthy,

overweight, dan obese.

8. Analisilah berapa persentase orang yang perlu mengubah pola makan agar hasil BMInya

masuk dalam kategori healthy.

Nama Jenis Umur Tinggi Massa (kg) Tingakt
No Kelamin (Tahun)
Badan (cm) aktivitas
Orang

1

2

3

4

5

6

7

8

9
…

37

Kalori Yang Dibutuhkan

No Nama Hasil Kategori Menambah Menambah Menambah Menjaga Menurunkan Menurunkan Menurunkan
Orang BMI BMI MB MB
MB MB MB Ringan MB MB Ekstem
Eksterm Ringan

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

38

POSTTEST

1. Perhatikan gambar di atas, dari gambar tersebut dapat dilihat bahwa seseorang sedang memakan
burger yang nantinya akan diproses oleh tubuh dan diubah menjadi energi yang akan ia gunakan
untuk melakukan aktivitas. Proses pengubahan dari burger menjadi energi disebut?

2. Jelaskan perubahan energi yang terjadi pada gambar di bawah ini!

3. Saat berada di cuaca yang dingin anda memerlukan energi untuk mempertahankan berat dan
suhu tubuh anda. Berdasarkan hukum pertama termodinamika apakah anda perlu makan dengan
lebih banyak untuk mempertahankan suhu dan berat anda? Sertakan dengan alasan yang
mendukung!

4. Bagaimana hukum pertama termodinamika berlaku dalam proses metabolisme?
5. Mengapa energi yang berada di dalam tubuh manusia tidak bersifat tetap? Jelaskan!
6. Mengapa pulau Kalimantan disebut sebagai paru-paru dunia? Apa kaitannya antara Kalimantan

dengan oksigen dunia?
7. Ada dua orang yang satu memiliki massa badan yang berlebih dan yang satunya memiliki

massa badan yang kurang dari ideal. Ketika dua orang tersbut sedang melakukan puasa,
bagaimana proses energi bekerja pada situasi tersebut?
8. Apakah reaksi gelap membutuhkan cahaya matahari? Jelaskan!
9. Percobaan Sach dan percobaan Ingenhouz merupakan percobaan yang membuktikan adanya
hasil fotosintesis, jelaskan sub tujuan dari masing-masing percobaan tersebut dan jelaskan
secara singkat proses dari kedua percobaan!
10. Andi adalah salah satu peserta didik yang duduk di kelas VII SMP Watu Gong, karena pandemi
aktivitas kesehariannya hanya tidur selama 12 jam, rebahan 3 jam, 3 jam santai menonton
TV/HP, 6 jam moderate physical labor. Tentukan berapa banyak perkiraan konsumsi
karbohidrat, protein, dan lemak yang diperlukan untuk melakukan aktivitas tersebut?
Catatan: Andi memiliki tinggi 170 Cm dan massa badan 70 kg.

39

DAFTAR PUSTAKA

Ai, Nio Song. (2012). Evolusi Fotosintesis pada Tumbuhan. Jurnal Ilmiah Sains. 12(1), 28-34.
DOI: https://doi.org/10.35799/jis.12.1.2012.398

Alamsjah, Moch. Amin, dkk. (2010). Pengaruh Lama Penyinaran terhadap Pertumbuhan dan
Klorofol a Gracilaria verrucosa pada Sistem Budidaya Indoor. Jurnal Ilmiah Perikanan
dan Kelautan. 2(1).

Alberts et al. 2002. Molecular Biology of The Cell 4th Edition. New York:Garland
Publishing

Alberts et al. 2002. Molecular Biology of The Cell 4th Edition. New York:
Bill Cook. (2013, April 9). The important role of photosynthesis - MSU Extension. Michigan

State University Extension.
https://www.canr.msu.edu/news/the_important_role_of_photosynthesis
Chemistry Libretexts. 2020. 12.2: The First Law of Thermodynamics - Internal Energi, Work,
and Heat.
https://chem.libretexts.org/Bookshelves/General_Chemistry/Map%3A_Principles_of_M
odern_Chemistry_(Oxtoby_et_al.)/Unit_4%3A_Equilibrium_in_Chemical_Reactions/1
2%3A_Thermodynamic_Processes_and_Thermochemistry/12.2%3A_The_First_Law_o
f_Thermodynamics_-
_Internal_Energi_Work_and_Heat#:~:text=The%20first%20law%20of%20thermodyna
mics%20states%20that%20the%20energi%20of,the%20PV%20work%20done.
Garland Publishing
Hasbiyati, Haning. 2012. Pembentukan Energi dalam Tubuh Manusia (Keterkaitan Ilmu
Biologi dan Fisika). Jurnal Bioshell. 1(1)
Handoko, P., & Fajariyanti, Y. (2008). Pengaruh Spektrum Cahaya Tampak terhadap Laju
Fotosintesis Tanaman Air Hydrilla verticillata. Seminar Nasional X Pendidikan Biologi
FKIP UNS, 1–9.
Lambers, H., & Bassham, . James Alan. (n.d.). Photosynthesis. Encyclopedia Britannica.
https://www.britannica.com/science/photosynthesis

40

Lumen: Biology (Early Release). Reading: The First Law of Thermodynamics.
https://courses.lumenlearning.com/bio1/chapter/reading-the-first-law-of-
thermodynamics/

NatGeoSoc. (2019). Photosynthesis | National Geographic Society. National Geograhic.
https://www.nationalgeographic.org/encyclopedia/photosynthesis/

Novitasari, Rahma. (2017). Proses Respirasi Seluler pada Tumbuhan. Porsiding Seminar
Nasional Pendidikan Biologi dan Biologi. B-89 – B-96.

Putri, Tri Oktaviani. Asosiasi Pelatih Kebugaran Indonesia. Proses Konversi Makanan
Sebagai Sumber Energi. https://apki.or.id/proses-konversi-makanan-sebagai-sumber-
energi/

Rizaludin, A., Melina, M., & Kusumaningtyas, V. A. (2020). Pengaruh Penyinaran Lampu
LED Terhadap Proses Fotosintesis Menggunakan Percobaan Ingenhousz The Effect of
LED Light Radiation on Photosynthesis Process Using Ingenhousz Experiment. Jurnal
Kartika Kimia, 6(November), 77–80.

Setiwan, Samhis. (2021). Metabolisme Sel Beserta Penjelasannya. Gurupendidikan.com.
https://www.gurupendidikan.co.id/metabolisme-sel/

Sukmawati, Ni Made Suci. 2016. Bahan Ajar: Bioenergetika. Fakultas Peternakan:
Universitas Udayana.

Sumardi, Y., & Rosana, D. (2008). Biofisika. In Biofisika (p. 1.76). Universitas Terbuka.
Sukmawati, N. M. S. (2016). Bioenergitika. In Laboratorium Peternakan, Fakultas Udayana,

Universitas. Universitas Udayana.
Suyitno. (2005). Topik : fotosintesis 1. In Pendalaman materi biologi siswa-siswi SMP Stella

Duce 1.
Syahrizal, dkk., 2020. Metabolisme dan Bioenergetika. Aceh: Syiah Kuala University Press.
Texas Gateway for Online Resources by TEA. 12.2 First law of Thermodynamics: Thermal

Energi and Work. https://www.texasgateway.org/resource/122-first-law-
thermodynamics-thermal-energi-and-work
U.S. Energi Information Adiministration. (2020). What is Energy?, Forms of Energy.
https://www.eia.gov/energiexplained/what-is-energi/forms-of-energi.php

41

Yustiningsih, Maria. (2019). Intensitas Cahaya dan Efisiensi Fotosintesis pada Tanaman
Naungan dan Tanaman Terpapar Cahaya Langsung. Bio-Edu: Jurnal Pendidikan
Biologi. 4(2), 44-49.

42

Program Studi Pascasarjana
Pendidikan Sains

Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam

Yogyakarta
2021