2. metabolisme

BAB

2 METABOLISME

STANDAR KOMPETENSI :
Memahami peran enzim dalam proses metabolisme dan menyajikan data tentang proses metabolisme
berdasarkan hasil investigasi dan studi literature untuk memahami proses pembentukan energi pada mahluk
hidup.
Melaksanakan percobaan dan menyusun laporan hasil percobaan tentang cara kerja enzim, fotosintesis,
respirasi anaerob secara tertulis dengan berbagai media.

PETA KONSEP

RINGKASAN MATERI
METABOLISME

Metabolisme dalam bahasa Yunani metabolismos yang berarti perubahan, adalah
semua reaksi kimia yang terjadi di dalam organisme, termasuk yang terjadi di tingkat sel.
Tiga tujuan utama metabolisme yaitu:
• Konversi bahan anorganik menjadi bahan organik.
• Konversi makanan menjadi energi yang dibutuhkan untuk menjalankan proses seluler.
• Konversi makanan/bahan bakar menjadi bahan lain seperti protein, lipid, asam nukleat dan

beberapa karbohidrat.
• Pembuangan limbah nitrogen.

Reaksi yang dikatalisis oleh enzim ini memungkinkan organisme untuk tumbuh, berkembang
biak, mempertahankan strukturnya, dan merespons lingkungannya. Secara umum, metabolisme
memiliki dua arah lintasan reaksi kimia:
• Katabolisme, yaitu reaksi yang mengurai senyawa organik, seperti pemecahan glukosa

menjadi O2 dan H2O dalam proses respirasi seluler.
• Anabolisme, yaitu reaksi yang merangkai (sintesis) senyawa organik seperti protein,

karbohidrat, lipid, dan asam nukelat dari molekul-molekul tertentu.
Kedua arah lintasan metabolisme diperlukan setiap organisme untuk dapat bertahan hidup.
Arah lintasan metabolisme ditentukan oleh suatu senyawa yang disebut sebagai hormon, dan
dipercepat /dikatalisis oleh enzim. Pada senyawa organik, penentu arah reaksi kimia
disebut promoter dan penentu percepatan reaksi kimia disebut katalis.

Pada setiap arah metabolisme, reaksi kimiawi melibatkan sejumlah substrat yang bereaksi
dengan dikatalisis enzim pada jenjang-jenjang reaksi guna menghasilkan senyawa intermediat, yang
merupakan substrat pada jenjang reaksi berikutnya. Keseluruhan pereaksi kimia yang terlibat pada
suatu jenjang reaksi disebut metabolom. Semua ini dipelajari pada suatu cabang ilmu biologi yang
disebut metabolomika.

ENZIM
Enzim adalah molekul protein yang bertindak sebagai biokatalisator, yang artinya mendorong
mempercepat reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam tubuh, dengan cara menurunkan energi
aktifasi. Energi aktifasi adalah energi minimal yang dibutuhkan untuk memulai terjadinya reaksi kimia.
Sebagai biokatalisator enzim bersifat:

1. Mempercepat jalannya reaksi kimia tanpa ikut bereaksi, sehingga dapat digunakan berulang-
ulang dan dibutuhkan dalam jumlah kecil/sedikit.

2. Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.
3. Thermolabil; mudah rusak, bila dipanasi pada suhu lebih dari 60º C.
4. Ada yang Bekerja di dalam sel (endoenzim) dan ada yang di luar sel (ektoenzim), contoh

ektoenzim: amilase,maltase.
5. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga yang

mengkatalisis reaksi dua arah, contoh : lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian
lemak.
6. Enzim bersifat spesifik, satu enzim hanya bekerja pada satu substrat.
7. Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang
disebut kofaktor.
Faktor – faktor yang mempengaruhi kerja enzim;
1. Suhu
2. pH
3. Aktivator atau inhibitor
4. Konsentrasi Enzim
5. Konsentrasi substrat
Cara kerja enzim dapat diterangkan dengan 2 teori, yaitu:
1. Teori gembok dan kunci ( lock and key theory )

• Didalam enzim terdapat sisi aktif yang tersusun dari sejumlah kecil asam amino.
• Bentuk sisi aktif sangat spesifik, sehingga hanya molekul dengan bentuk tertentu yang dapat

menjadi substrat bagi enzim
• Enzim dan substrat akan bergabung bersama membentuk kompleks, seperti kunci yang

masuk ke dalam gembok.
• Di dalam kompleks, substrat dapat bereaksi dengan energi aktivasi yang rendah.
• Setelah bereaksi, kompleks lepas dan melepaskan produk serta membebaskan enzim.
2. Teori kecocokan yang terinduksi ( induced fit theory )
• Berdasarkan bukti dari kristalografi sinar X, analisis kimia sisi aktif enzim, serta teknik yang

lain, diduga bahwa sisi aktif enzim bukan merupakan bentuk yang kaku.
• Menurut teori kecocokan yang terinduksi, sisi aktif enzim merupakan bentuk yang fleksibel.

Ketika substrat memasuki sisi aktif enzim, bentuk sisi aktif termodifikasi melingkupinya
membentuk kompleks.
• Ketika produk sudah terlepas dari kompleks, enzim kembali tidak aktif menjadi bentuk yang
lepas, hingga substrat yang lain kembali bereaksi dengan enzim tersebut.

A. ANABOLISME / SINTESIS / ASIMILASI

Anabolisme adalah reaksi penyusunan senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks.
Reaksi ini membutuhkan sejumlah energi.
Berdasarkan energi aktivasi yang digunakan, anabolisme terdiri dari :
1. Fotosintesis/asimilasi C yaitu proses pembentukan senyawa karbohidrat dari karbondioksida

dan air menggunakan energi cahaya.

Reaksi fotosintesis: 6CO2 + 6H2O Cah→aya C6 H12 O6 + 6O2

Reaksi fotosintesis membutuhkan klorofil sebagai penangkap energi cahaya matahari untuk
mentransfer elektron, oleh karenanya proses ini hanya dapat dilakukan oleh tumbuhan. Selanjutnya
tumbuhan disebut sebagai produsen.
Tidak semua energi cahaya matahari efektif untuk melakukan fotosintesis. Cahaya yang paling efektif
adalah cahaya merah dan nila/ungu, sedangkan cahaya yang paling tidak efaktif adalah cahaya
kuning dan hijau. Dalam sel tumbuhan klorofil berada di dalam kloroplas, sehingga proses
fotosintesis berlangsung di dalam kloroplas.
Bagian – bagian kloroplas adalah

Tilakoid : suatu struktur yang berupa

: lempengan seperti koin yang memiliki
membran berklorofil dan berfungsi untuk
reaksi terang fotosintesis.

Grana: kumpulan tilakoid

Stroma: berupa cairan kompleks tempat

terjadinya reaksi gelap fotosintesis

Pada kelompok monera, klorofil tersebar pada protoplasma, karena tidak memiliki kloroplas.
Fotosintesis reaksi terang terjadi pada klorofil dan reaksi gelap terjadi pada cairan protoplasma.

Fotosintesis terjadi dalam 2 tahap:
a. Reaksi Terang
Reaksi terang fotosintesis disebut juga dengan fotolisis air karena proses diawali dengan penguraian
H2O menjadi H+ dan O2 dengan memanfaatkan energi cahaya. Atau disebut proses fotofosforilasi
karena terjadi pembentukan fosfat organik (ATP) dari fosfat inorganik dengan bantuan energi cahaya.
Reaksi terang terjadi pada membran tilakoid.
Komponen yang terlibat dalam fotosintesis reaksi terang diantaranya adalah:

1. Fotosistem : yaitu pigmen aktif penangkap cahaya matahari berfungsi sebagai pusat reaksi
yang terdapat pada membran tilakoid. terdapat dua tipe fotosistem yaitu fotosistem I dan II.
Fotosistem I optimal menyerap cahaya dengan panjang gelombang 700 nm sehingga disebut
P700, dan fotosistem II optimal menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 sehingga
disebut P680.

2. Akseptor elektron primer : terdapat 2 tipe, pada PI/ P700 adalah kuinon dan pada PII/P680
adalah filofitin.

3. plastokuinin
4. sitokrom
5. plastosianin
6. NADP + reduktase
7. ATP sintetase

Fotofosforilasi Non Siklik

Mekanisme reaksi terang diawali dengan fotosistem II menyerap cahaya mataharI. PS II
akan mengambil elektron hasil dari pengurai molekul H2O yang ada disekitarnya. Molekul air akan
dipecahkan menjadi H+ dan O2. Ion H+ dilepas di lumen tilakoid.

Dengan menggunakan elektron dari air, PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk
PQH2. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H+ yang disebut
sitokrom b6-f kompleks.

Sitokrom b6-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke PS I dengan
mengoksidasi PQH2 dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah bergerak dan mengandung
tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC).

Elektron dari sitokrom b6-f kompleks akan diterima oleh PS I. Fotosistem ini menyerap energi
cahaya terpisah dari PS II, tapi mengandung kompleks inti terpisahkan, yang menerima elektron yang
berasal dari H2O, melalui kompleks inti PS II lebih dahulu. Sebagai sistem yang bergantung pada
cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein
Fe-S larut yang disebut feredoksin. Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir
pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP+ dan membentuk NADPH. Reaksi ini dikatalisis
dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP+ reduktase. Reaksinya adalah:

4Fd (Fe2+) + 2NADP+ + 2H+ → 4Fd (Fe3+) + 2NADPH

sedangkan Ion H+ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP
sintase. Masuknya H+ pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan
fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah
sebagai berikut:

Sinar + ADP + Pi + NADP+ + 2H2O → ATP + NADPH + 3H+ + O2

Fotofosforilasi siklik

Dalam fotofosforilasi siklik, pergerakan elektron dimulai dari fotosistem I dan berakhir di fotosistem I.
Energi cahaya, yang dihasilkan oleh matahari, membuat elektron-elektron di P700 tereksitasi
(menjadi aktif karena rangsangan dari luar), dan keluar menuju akseptor elektron primer kemudian
menuju rantai transpor elektron. Melewati akseptor primer ke ferredoxin (protein besi-sulfur). lalu
ditransfer ke kompleks dua sitokrom dan kemudian ke plastoquinone setelah itu kembali ke klorofil
(P700).
Karena P700 mentransfer elektronnya ke akseptor elektron, P700 mengalami defisiensi elektron dan
tidak dapat melaksanakan fungsinya. Selama perpindahan elektron dari akseptor satu ke akseptor
lain, selalu terjadi transformasi hidrogen bersama-sama elektron. Rantai transpor ini menghasilkan

gaya penggerak proton, yang memompa ion H+ melewati membran, yang kemudian menghasilkan

gradien konsentrasi yang dapat digunakan untuk menggerakkan sintase ATP selama kemiosmosis,

yang kemudian menghasilkan ATP. Dari rantai transpor, elektron kembali ke fotosistem I. Dengan

kembalinya elektron ke fotosistem I, maka fotosistem I dapat kembali melaksanakan fungsinya.

Fotofosforilasi siklik terjadi pada beberapa bakteri, dan juga terjadi pada semua organisme

fotoautotrof.

Perbandingan Fosforilasi Siklik Dan Non Siklik

Non Siklik Siklik

Melibatkan PS I dan PS II Hanya melibatkan PS I

Terjadi fotolisis air untuk menutup Tidak terjadi

kekurangan elektron pada PS II

Dihasikan ATP, NADPH dan O2 Hanya menghasilkan ATP

Reaksi gelap / reaksi Blackman / siklus Calvin Benson
Disebut reaksi gelap karena tidak memerlukan cahaya tetapi membutuhkan CO2, ATP, dan NADPH2.
Proses terjadi di dalam stroma. walaupun tidak membutuhkan cahaya proses dapat berlangsung
pada siang hari, namun intensitas cahaya yang terlalu tinggi akan menghambat proses reaksi gelap.
Reaksi ini terdiri dari 3 tahapan:

- Fiksasi : proses pengikatan CO2 oleh Ribulosa DI Phospat (RDP)/ RuBP menjadi
asam phospo Gliserat (APG).

- Reduksi : tahap reaksi APG menjadi aldehid Phospo Gliserat (ALPG) dengan
ditambahkan AT dan NADPH2 dari reaksi terang.

- Regenerasi adalah pembentukan RDP kembali untuk fiksasi CO2 lagi,
- Sintesis glukosa dari PGAL (perlu diketahui 1 molekul glukosa dibentuk dari 2

molekul PGAL).
Reaksi gelap dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Untuk membentuk 1 molekul glukosa (6 atom C) dibutuhkan 2 molekul Gliseraldehid 3 fosfat (3 atom
C), sehingga 2 kali siklus calvin-benson baru terbentuk 1 molekul glukosa. Jumlah ATP dan NADPH
yang dibutuhkan juga harus dikalikan 2.

Solve This Problem!
Untuk fotosintesis tumbuhan membutuhkan CO2, agar CO2 dapat masuk ke dalam daun maka stomata
harus terbuka. Saat stomata terbuka terjadi penguapan yang mengakibatkan air dari tanah naik sampai ke
daun. Namun demikian jika intensitas cahaya tinggi maka akan terjadi penguapan yang terlalu tinggi
mengakibatkan tanaman layu. Dengan penjelasan di atas jelaskan mengapa :

a. Tanaman menutup stomata pada malam hari
b. Pada kelompok tanaman rumput-rumputan, kecepatan fotosintesis turun pada tengah hari yang

panas.
Beberapa tanaman membuka stomata pada malam hari dan menyimpan CO2 untuk fotosintesis pada siang
hari. Adaptasi semacam ini sangat cocok untuk tanaman kaktus.

c. Jelaskan mengapa adaptasi semacam ini cocok untuk tanaman kaktus, yang hidup di gurun panas

2. Kemosintesis yaitu proses anabolisme yang energinya menggunakan hasil reaksi kimia
eksergonik. Organisme autotrof yang dapat melakukan kemosisntesis disebut organisme
kemoautotrof. Kemampuan melakukan kemosintesis hanya dimiliki oleh beberapa jenis
mikroorganisme seperti bakteri belerang nonfotosintetik (Thiobacillus), bakteri nitrogen
(Nitrosomonas dan Nitrosococcus). Reaksi kemosintesis yang terjadi pada mikroorganisme
belerang terjadi proses sebagai berikut:
6CO2 + 6H2S → → →C6H12O6 + 6S + 6H2O

B. KATABOLISME
Katabolisme merupakan proses pemecahan senyawa kompleks yang memiliki energi tinggi menjadi
molekul-molekul yang lebih sederhana yang berenergi lebih rendah. Tujuan katabolisme adalah
membebaskan sebagian energi yang terkandung dalam senyawa tersebut. Salah satu proses
katabolisme dalam tubuh adalah katabolisme karbohidrat yaitu pemecahan molekul karbohidrat
menjadi unit-unitnya berupa glukosa yang selanjutnya akan digunakan untuk respirasi seluler yang
akhirnya akan dihasilkan energi berupa ATP. Selanjutnya ATP digunakan oleh tubuh untuk
beraktivitas dan tumbuh. Proses pembongkaran yang berlangsung di lingkungan beroksigen disebut
respirasi, sedangkan pembongkaran yang terjadi di lingkungan tanpa oksigen disebut fermentasi.

Contoh reaksi Respirasi : C6H12O6 + O2 ——————> 6CO2 + 6H2O + 688KKal.

(glukosa)
Contoh reaksi Fermentasi :C6H1206 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.

(glukosa) (etanol)

Respirasi

Respirasi aerob terjadi dalam tiga tahap yaitu : glikolisis, siklus krebs dan transport elektron.

a. Glikolisis

Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi, yaitu glukosa yang

mempunyai 6 atom C manjadi senyawa yang lebih sederhana, yaitu asam piruvat yang

mempunyai 3 atom C. Reaksi ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma).

Reaksi glikolisis mempunyai sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu.

Dari sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua fase yaitu:

- fase investasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap 4,

- fase pembelanjaan energi, yaitu dari tahap 5 sampai tahap 9.

Secara skematis, proses glikolisis dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

- Penggunaan ATP menyebabkan glukosa berikatan dengan
pospat anorganik menjadi glukosa 6-pospat

- Glukosa 6-Pospat mengalami perubahan struktur menjadi
fruktosa 6-pospat

- Penggunaan ATP menambah pospat menjadi fruktosa 1,6-
dipospat

- Fruktosa 1,6-dipospat dipecah menjadi 2 molekul PGAL

- Setiap PGAL memberi 2 elektron dan 1 atom hidrogen kepada
NAD+ untuk membentuk NADH

- Masing masing PGAL berikatan dengan pospat anorganik
membentuk 1,3-diposfogliserat

- Posfat anorganik pada 1,3-diposfogliserat ditransfer ke ADP

b. Siklus Krebs siklus kedua dalam proses untuk membentuk ATP dan 1,3-diposfogliserat menjadi 3-
Siklus krebs merupakan
repirasipaoseforgolibse,radtisebut pula siklus asam sitrat.

Siklus Krebs terjadi dalam matriks mitokondria. Selam- a siklu3s-ptoesrfosgelibseurattdmileempinadsakhkaann g3ugmusoploeskfautnlyCa sOeh2i,ng4ga
NADH, 1 FADH2 dan 1 ATP. Reaksi ini terjadi 2 kali karena pamdenajagdili2k-opolissfoisglidseirhaat,sdiilikkuatni pe2lempaosalnekHu2Ol saeshiangmga 2-

posfogliserat berubah menjadi PEP

- Setiap PEP menstransfer posfat anorganiknya kepada ADP untuk
menghasilkan ATP, sehingga PEP berubah menjadi asam piruvat

piruvat. Jadi siklus krebs menghasilkan 8 NADH, 2 FADH2 dan 2 ATP. Secara skematis siklus krebs
dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Katerangan:

- As piruvat memasuki mitokondria

- Membentuk asetyl Coenzim A. Pada tahap ini dihasilkan NADH

- Asetyl CoA membentuk as.sitrat

- As.sitrat diubah menjadi as. Isositrat

- As.Isositrat diubah menjadi as. α-ketoglutarat. Pada tahap ini
dihasilkan NADH

- α-ketoglutarat berikatan dengan molekul koenzim A
membentuk suksinil CoA. Pada tahap ini dihasilkan NADH

- Suksinil –CoA berubah menjadi asam suksinat

- As. Suksinat berubah menjadi as. Fumarat. Pada tahap ini
dihasilkan FADH2

c. Sistem Transpor elektron - As. Fumarat diubah menjadi as.malat kemudian berubah lagi

amnjadi as-oksaloasetat yang akan digunakan untuk siklus kreb
Transpor elektron terjadi di bagian membran dalam mbeirtiokuktonnyad. rPiaad.a tNahAapDinHi dihdaasinlkanFNAADDHH2 yang
dihasilkan dari siklus krebs dan glikolisis memberikan elektron dan H+ ke sistem transpor

elektron. Oleh karena elektron bergerak melalui sistem transpor, H+ dipompa keluar dari

membran dalam mitokondria. Sehingga konsentrasi H+ di luar membran dan di dalam membran

berbeda dan ini menyebabkan gradien elektron antara luar dan dalam membran. Akibatnya ion

H+ kembali menuju bagian dalam membran mitokondria melalui ATP sintase. Aliran H+ melalui

protein ini memacu pembentukan ATP dari ADP. Keberadaan oksigen bebas dalam tahap ini

menjaga pembentukan ATP supaya terus berjalan. Oksigen akan bergabung dengan H+

membentuk air. ATP yang dihasilkan pada tahap ini adalah 32 ATP. Tahap transpor elektron

dapat dilihat pada gambar dibawah:

Dari ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

Tahap Tempat Reaksi

reaksi

. Glikolisis Sitoplasma Glukosa ——> 2 asam piruvat + 2 NADH + 2 ATP

Dekarboksilasi Matriks 2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 + 2 NADH
Oksidatif mitokondria
Siklus krebs Matriks 2 asetil KoA ——> 6 NADH + 4CO2 + 2 FADH + 2 ATP
mitokondria
Rantai Membran 10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 + 30 ATP
trsnspor dalam/krista 2 FADH2 + O2 ——> 2 FAD + 2 H20 + 4 ATP
elektron mitokondria
respirator

catatan khusus:

Berapakah hasil total reaksi respirasi 38 ATP atau 36 ATP ?

jawab:
Perbedaan hasil akhir pembentukan ATP pada proses respirasi terletak pada cara NADH hasil
glikolisis masuk ke dalam mitokondria. Seperti kita ketahui bahwa glikolisis berlangsung di
sitoplasma dan menghasilkan 2 molekul NADH. Agar dapat diubah menjadi ATP dalam transpor
elektron, NADH harus dapat menembus membran mitokondria yang bersifat impermeable.
NADH masuk ke dalam mitokondria dengan sistem ulang alik. ada 2 macam sistem ulang alik yaitu

1. sistem ulang alik malat aspartat : bila melalui sistem ulang-alik malat-aspartat NADH sitosol
dapat masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami proses rantai transpor elektron dan
menghasilkan 3 ATP untuk setiap NADH yang dioksidasi.

2. sistem ulang alik gliserol fosfat : Bila melalui sistem ulang-alik gliserol-phospat, NADH sitosol
dikonversi menjadi FADH lalu masuk ke dalam mitokondria untuk mengalami proses rantai
transpor elektron dan dihasilkan 2 ATP untuk setiap FADH yang dioksidasi.

Sehingga pada hasil akhir proses respirasi terdapat selisih 2 molekul. Proses respirasi yang
berlangsung pada mitokondria di hati, ginjal, dan jantung menghasilkan 38 ATP sedangkan sistem
respirasi pada otot rangka dan otak hanya menghasilkan 36 ATP untuk tiap mol glukosa.

Fermentasi
Fermentasi atau respirasi anaerob merupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen sebagai
penerima elektron akhir pada saat pembentukan ATP. Respirasi anaerob juga menggunakan glukosa
sebagai substratnya.
Seperti pada respirasi aerob, glukosa merupakan substrat pada tahap awal fermentasi. Glukosa
dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH dan terbentuk 2 ATP. Akan tetapi reaksi fermentasi
tidak secara sempurna memecah glukosa menjadi karbondioksida dan air sehingga ATP yang
dihasilkan lebih sedikit dari jumlah ATP yang dihasilkan oleh glikolisis.
Fermentasi dapat dilakukan oleh jamur ragi (yeast) secara anaerob. Proses ini menghasilkan 2 ATP.
Selain itu fermentasi juga dapat terjadi pada otot manusia saat melakukan kerja keras dan
persediaan oksigen kurang mencukupi. Fermentasi ini juga menghasilkan 2 ATP. Kerja otot yang
terus menerus akan menghasilkan asam laktat dalam jumlah besar. Penimbunan asam laktat pada
otot menyebabkan elastisitas otot menjadi berkurang dan menimbulkan gejala kram serta kelelahan.

LEMBAR KERJA SISWA 1
1. Tujuan: Mempelajari peranan jenis cahaya dalam proses fotosintesis.

Alat dan Bahan
Alat :
1. Gelas piala ukuran 1000 ml berisi 300 ml air.
2. Bunsen/ pemanas listrik
3. Silet
4. Penjepit kertas
5. Botol semprot
6. Gelas piala ukuran 500 ml
7. Cawan Petri (diameter 9-10 cm)
8. Pipet tetes
9. Pinset
10. Gunting

Bahan :
1. Kertas manila hitam
2. Plastik transparansi warna biru tua, merah, dan bening
3. Tanaman kedelai umur 2 minggu
4. Alkohol 70%
5. Air
6. Larutan I2 pekat dalam alkohol
7. Kantung plastik (polybag)

Cara Kerja:
1. Satu minggu sebelum percobaan dilaksanakan, pilih tanaman yang telah memiliki 3-4 daun
trifoliate dan pilih daun yang sehat. Tentukan 4 lembar daun yang akan diberi perlakuan.
2. Ambil tiga pasang potongan plastik transparansi masing-masing berwarna biru, merah, dan
bening (tidak berwarna), serta sepasang kertas manila hitam. Potongan kertas maupun
plastik yang berbentuk segi empat berukuran 2,5 x 5,0 cm telah disediakan di laboratorium,
mintalah kepada asisten anda.
3. Tempelkan tiap pasangan plastik/kertas tersebut pada tiap daun yang telah dipilih sedemikian
rupa sehingga lembar daun berada diantara dua potongan plastik/kertas. Jepitlah daun yang
telah terbungkus tersebut dengan penjepit kertas.
4. Letakkan tanaman pada daerah yang mempunyai cahaya penuh dan biarkan sampai
percobaan dilakukan (satu minggu kemudian).

Uji Kandungan Karbohidrat
1. Pada hari percobaan, ambil daun yang telah ditempeli potongan plastik/kertas tadi dan bawa
ke meja praktikum anda.
2. Jangan melepas potongan plastik dari daun sampai daun direbus dalam alkohol.
3. Beri tanda pada masing-masing daun untuk mencirikan warna plastik/kertas yang
ditempelkan pada daun, misalnya dengan memotong panjang petiole.
• Catat pada hasil yang di dapat pada .
• kertas hitam = ____________________
• plastik merah = ____________________
• plastik biru = ____________________
• plastik bening (tidak berwarna) = ____________________
1. Gambar masing-masing daun diatas kertas dan tentukan posisi kertas/plastik pembungkus
daun.
2. Siapkan ethanol mendidih dengan cara menempatkan gelas piala ukuran 1000 ml yang telah
berisi air 300 ml diatas pemanas.
3. Dengan hati-hati tempatkan gelas piala ukuran 500 ml yang telah berisi 100 ml etanol 70% ke
dalam gelas piala 1000 ml tersebut. (di tim)
4. Nyalakan pemanas dan tunggu hingga ethanol mendidih.
5. Jangan meletakkan gelas piala berisi etanol langsung diatas pemanas listrik karena etanol
mudah terbakar.
6. Lepaskan plastik/kertas tersebut dari masing-masing daun dengan menggunakan pinset dan
masukkan tiap daun ke dalam ethanol yang telah mendidih untuk mengekstrak pigmen.
7. Jika daun telah berwarna putih, angkat daun dengan hati-hati dengan pinset.
8. Letakkan tiap daun pada cawan petri yang berbeda.
9. Cuci daun dengan akuades dan tambahkan lebih banyak akuades sampai daun terendam.
Matikan pemanas listrik.
10. Teteskan beberapa tetes larutan Iodine pekat ke dalam cawan petri yang telah berisi daun
terendam air sampai air menjadi berwarna merah.
11. Biarkan larutan Iodine bereaksi dengan pati dalam daun dan akan menghasilkan warna ungu
kehitaman.
12. Amati bagian daun yang berubah menjadi warna ungu kehitaman dan gambarkan hasil
pengamatan anda.
13. Buatlah laporan hasil pengamatan anda, yang mencakup :
• Gambar daun sebelum direbus dalam etanol 70% dan tunjukan posisi kertas/plastik dari
masing-masing warna.
• Gambar daun setelah direbus di dalam etanol 70% dan tunjukkan posisi terbentuknya warna.

Pertanyaan
1. Pada perlakuan yang mana aktivitas fotosintesis tertinggi ?
2. Pada plastik bening ataupun biru yang ditempelkan pada daun, panjang gelombang mana
yang dilewatkan dan mencapai daun? Bagaimana dengan kertas hitam?
3. Apakah terbentuk pati di dalam daun yang ditempeli kertas hitam? Jelaskan.

LATIHAN SOAL

1. Manakah dari reaksi dibawah ini secara a. Penyusunan asam amino menjadi
tepat menggambarkan peristiwa katabolisme? protein yang membutuhkan NADH2

b. penyusunan basa nitrogen menjadi asam peroksida
nukleat dengan membutuhkan NADH2 b. Enzim lipase dengan substrat lipid
c. Enzim sukrase dengan substrat sukrosa
c. Pemecahan gula menjadi polisakarida d. Enzim amilase dengan substrat amilum
dengan mengeluarkan ATP e. Enzim laktase dengan substrat laktosa

d. Pemecahan karbohidrat menjadi CO2 6. Zat atau senyawa yang menghalangi ikatan
dan H2O yang membutuhkan ATP antara enzim dan substrat disebut …

e. Pemecahan karbohidrat menjadi CO2 a. Inhibitor
dan H2O dengan mengeluarkan ATP b. aktivator
c. enzim konjugasi
2. perhatikan gambar dibawah ini d. Biokatalisator
e. kofaktor
urutan yang tepat untuk menggambarkan
reaksi anabolisme adalah ... 7. Definisi dari respirasi anaerob adalah …
a. Reaksi oksidatif senyawa anorganik
a. 2 – 3 - 1
b. 4 – 3 – 1 secara terkendali untuk membebaskan energi
c. 1 – 3 - 2 b. Reaksi oksidatif senyawa anorganik
d. 1 – 4 - 2
e. 3 – 4 - 2 secara tidak terkendali dengan bantuan energi
c. Reaksi oksidatif senyawa organik secara
3. Manakah yang merupakan sifat dari enzim?
a. Tidak mampu mengubah kecepatan terkendali dengan membebaskan energi
d. Reaksi oksidatif senyawa anorganik
reaksi manapun
b. Tidak terpengaruh oleh suhu lingkungan secara terkendali dengan membebaskan
c. Tidak berpengaruh oleh perubahan energi.

keasaman dan kebasaan e. Reaksi oksidatif senyawa organik
d. Tidak berubah oleh suatu reaksi kimia secara terkendali dengan membutuhkan
energi
yang dipengaruhinya
e. Tidak terpengaruh dengan keadaan 8. Perhatikan gambar dibawah ini! Pada
proses mana terjadi pembebasan energi?
inhibitor dan aktivator
a. 1 dan 2
4. Manakah dari pernyataan dibawah ini yang b. 1, 2 dan 3
bukan merupakan ciri-ciri enzim? c. 1 dan 3
d. 2 saja
a. Mempercepat reaksi kimia dengan jalan e. 3 saja
meningkatkan energi aktivasi
9. Kesimpulan yang dapat ditarik berdasarkan
b. Mempercepat reaksi kimia tetapi tidak data hasil praktikum tentang enzim katalase
berubah setelah reaksi selesai
adalah ...
c. Tidak mengubah kesetimbangan reaksi
d. Memiliki sisi katalitik dan sisi aktif
e. bekerja dengan sistem satu substrat satu
enzim

5. Perhatikan gambar cara kerja enzim
dibawah ini!

berdasarkan jenis produk yang terurai, a. Enzim katalase bekerja secara optimal

dapat diketahui pasangan jenis enzim dan

substrat
adalah …

a. Enzim katalase dengan substrat

pada suhu 40 oC e. D.O asam piruvat
b. Pada jantung kerja enzim katalase sangat
15.Ketika sel-sel otot melakukan proses
dipengaruhi oleh suhu pemecahan glukosa dalam keadaan
c. Enzim katalase lebih banyak dijumpai kekurangan

pada hati dari pada jantung oksigen, manakah zat berikut yang tidak
d. Kerja enzim katalase tidak dipengaruhi diproduksi dari kegiatan tersebut?

oleh pH larutan a. panas
e. Pada hati kerja enzim katalase tidak b. ATP
c. asam laktat
dipengaruhi oleh pH dan suhu d. asetil koenzim A
e. asam piruvat
10. Produk penting yang dihasilkan pada
peristiwa gikolisis dengan memecah 1 molekul 16. Proses yang digambarkan pada
persamaan reaksi dibawah ini adalah …
glukosa adalah …
a. 2 asam piruvat, 2 molekul ATP dan 2 Glukosa -----> asam laktat + ATP
molekul NADH2 a. anabolisme
b. 2 asetil k enzim A, dan 6 NADH2 b. Fermentasi
c. 1 molekul asam piruvat, 1 molekul ATP c. fotosintesis
dan 1 molekul NADH2 d. kemosintesis
d. 1 carbodioksida, 2 molekul ATP dan 2 e. sintesis senyawa lain
molekul NADH2
e. 1 asam laktat, 2 molekul ATP, 2 molekul 17. Tahap terakhir dari rangkaian respirasi
NADH2 aerob terjadi di …

11.Manakah dari reaksi respirasi aerob a. Disepanjang retikulum endoplasma
dibawah ini yang terjadi dalam sitosol? b. Dalam sitoplasma
c. Dipermukaan ribososm
a. Glikolisis d. Di dalam kloroplast
b. Siklus krebs e. Di dalam mitokondria
c. D.O asam piruvat
d. Sistem transport elektron 18. Jenis respirasi yang dilakukan oleh
e. Fermentasi asam laktat Sacharomyces sp atau khamir adalah …

12. Pada tahap reaksi mana dari respirasi a. respirasi aerob
aerob dihasilkan senyawa carbondioksida? b. respirasi anaerob
c. fermentasi alkohol
1. glikolisis d. fermentasi asam laktat
2. D.O asam piruvat e. proses menghasilkan peroksida
3. Siklus krebs
4. sistem transport elektron 19. Oksigen yang dihasilkan pada peristiwa
a. 1 dan 2 fotosintesis terbentuk pada proses …
b. 2 dan 3
c. 3 dan 4 a. Reaksi Hill saat fotolisis berlangsung
d. 2 dan 4 b. Reaksi blackman saat terjadi
e. 1 dan 3 fotoposporilasi siklis
c. Reaksi gelap saat berlangsung proses
13. Berapa banyak molekul ATP yang fiksasi CO2
dihasilkan untuk setiap molekul FADH2 yang d. Reaksi terang saat berlangsung
oksidasi CO2
memasuki sistem pengangkutan elektron? e. Reaksi gelap saat berlangsung proses
a. 1 ATP siklus calvin
b. 2 ATP
c. 4 ATP 20. Perhatikan pernyataan berikut ini 1. ATP
d. 6 ATP
e. 12 ATP 4. NADPH2

14. Manakah tahapan dari reaksi dibawah ini 2. CO2 5. Glukosa
yang terjadi baik melalui jalur respirasi aerob
3. O2
maupun respirasi anaerob?
a. Glikolisis . Produk yang dihasilkan dari proses reaksi
b. oksidasi asam piruvat
c. siklus krebs terang adalah ….
d. Sistem pengangkutan elektron
a. 1 – 3 dan 5
b. 1 – 3 – dan 4
c. 2 – 3 – dan 4
d. 2 – 4 – dan 5

e. 3 – 4 – dan 5 1. mengubah senyawa C6 menjadi C3
2. menggunakan ko A
21. Proses fotosintesis pada gambar dibawah 3. H+ bereaksi dengan O2
ini ditunjukkan oleh nomer … 4. mengubah senyawa C2 menjadi C6
5. menggunakan sitokrom
a. 1 dan 2 Proses yang terjadi pada transport elektron
b. 2 dan 3 adalah nomor .... .
c. 3 dan 4 a. 1 dan 2.
d. 4 dan 5 b. 3 dan 5
e. 2 dan 4 c. 2 dan 3
d. 4 dan 5
22. Senyawa yang berfungsi melakukan e. 2 dan 4
proses fiksasi CO2 pada siklus Calvin-benson 27. Pada proses fermentasi alkohol dihasilkan
adalah energi 2 ATP Hal ini disebabkan ….
a. Kekurangan oksigen untuk
a. RUBP menghasilkan
b. Rubisco
c. RUBP karboksilase ATP
d. Asam oksaloasetat b. Asam piruvat yang terbentuk tidak
e. asam sitrat
berubah menjadi asetil ko enzim A
23. Perbedaan antara fotosistem I dengan c. Fermentasi berhenti saat konsentrasi
fotosistem II mengenai hal-hal berikut, kecuali
… alcohol di atas 15 %
d. NADH2 dan FADH2 tidak dapat
a. Jenis akseptor elektronnya
b. Jenis klorofil penyusunnya melepaskan ion hydrogen
c. Kepekaannya terhadap panjang e. Elektron yang digunakan untuk
gelombang
d. Fungsinya dalam reaksi terang fermentasi memiliki energi yang rendah
e. Produk akhir reaksinya 26. Respirasi yang bersifat aerob berbeda
dengan respirasi yang bersifat an aerob
24. Bakteri nitrit dapat melakukan proses dalam
kemosintesis dengan terlebih dahulu beberapa hal. Perbedaan respirasi aerob
melakukan dan aerob yang benar dalam tabel berikut ini
adalah ..
reaksi pemecahan senyawa …
a. H2S 27. Perlakuan pada eksperimen sebagai berikut
b. NH3 :
c. HNO2
d. HNO3 1. setelah terkena cahaya ± 3 jam daun
e. H2SO4 tanaman di poles

25. Jenis bakteri yang mampu mengoksidasi 2. daun dimatikan selnya melalui perebusan
senyawa nitrit menjadi nitrat untuk 3. dihilangkan klorofilnya pada alkohol
mendapatkan mendidih
4. dikeringkan ditetesi lugol
energi dalam proses kemosintesis adalah Kesimpulan eksperimen tersebut adalah
… pada proses fotosintesis dibutuhkan …. .
a. Cahaya
a. Bakteri belerang b. udara
b. Bakteri nitrosococus c. air
c. Bakteri nitrobacter d. CO2
d. Bakteri nitrosomonas e. O2
e. Bakteri fakultatif
26. Proses respirasi meliputi :

28.Selain glukosa proses fotosintesis juga e. asetil Ko-A dan siklus Krebs
menghasilkan oksigen yang sangat dibutuh 30. Perhatikan bagan eksperimen fotosintesis

organisme aerob lainnnya. Oksigen yang Ingenhouz.
dihasilkan ini berasal dari....

a. Penguraian CO2
b. Fotolisis H2O
c. Pembentukan glukosa dari H2O dan
CO2
d. Rangkaian reaksi gelap
e. Pengubahan cahaya matahari

29. Perhatikan skema respirasi berikut!

Dari hasil eksperimen di atas dapat

membuktikan bahwa dalam proses

fotosintesis ....

a. diperlukan oksigen

b. dihasilkan karbondioksida

Dari skema tersebut, bagian yang berlabel c. diperlukan cahaya

X dan Y masing-masing adalah ...... d. dibutuhkan klorofil

a. glukosa dan transpor elektron e. dipengaruhi natrium bikarbonat

b. glukosa dan siklus Krebs

c. glukosa dan dekarboksilasi

d. asetil Ko-A dan transpor elektron

Jawablah Pertanyaan berikut ini!

1. jelaskan mengapa permukaan daun dilapisi oleh kutikula, mengapa pada daun terdapat

ruangan udara besar di daerah dekat dengan permukaan bawah daun, apa fungsinya?

2. karbondioksida merupakan faktor pembatas alami pada proses fotosintesis, dengan

pengetahuan itu jelaskan grafik di bawah ini.