E-Book Fisiologi Tumbuhan: Enzim anyflip

MODUL FISIOLOGI UMBUHAN

MATERI: ENZIM
PENULIS : Dra AMINAH ASNGAD, MSi

DAFTAR ISI

Judul Hal

HALAMAN JUDUL…………………………………………………………… 1

DAFTAR ISI .................................................................................................... ... 2
PENDAHULUAN ……………………………………………………………. 3

A. RUMUSAN CPMK…………………………………………………… 3
B. SUB CPMK…………………………………………………………… . 3
C. DESKRIPSI MATERI………………………………………………… 4
D. PEMBELAJARAN……………………………………………………. 4
1. TUJUAN PEMBELAJARAN…………………………………………. 4
2. URAIAN MATERI……………………………………………………. 4
3. RANGKUMAN……………………………………………………… 9
4. PENDALAMAN MATERI…………………………………………… 10
DAFTAR PUSTAKA…………………………………………………………. 13

2

PENDAHULUAN
Program Studi Pendidikan Biologi FKIP UMS merupakan salah satu

institusi penghasil calon guru Biologi. Salah satu mata kuliah yang diajarkan adalah
fisiologi tumbuhan. Matakuliah Fisiologi Tumbuhan merupakan matakuliah yang
memberikan pengalaman dan pembekalan dalam memahami proses-proses yang
terjadi dalam kehidupan tumbuhan.

Salah satu faktor penting untuk meningkatkan mutu lulusan pendidikan
biologi adalah ketersediaan buku ajar dan modul Materi bahan ajar. Modul Materi
ini disusun dalam rangka memenuhi kebutuhan di atas, khususnya untuk mata
kuliah Fisiologi Tumbuhan yang dirasa sangat diperlukan. Materinya disusun
sesuai kurikulum pendidikan tinggi, dan isi materi ini diadaptasi dari berbagai
sumber.

Modul materi ini disusun mencakup pokok bahasan sesuai dengan capaian
pembelajaran yakni mahasiswa mampu menganalisis konsep enzim, fungsi enzim
dan prinsip kerja enzim dalam proses metabolisme pada tumbuhan secara
berkelompok maupun madiri menggunakan teknologi informasi dengan tujuan
setelah mempelajari materi Enzim, maka dapat mendeskripsikan transpor aktif dan
transpor pasif, dapat membedakan transpor aktif dan transpor pasif, dapat
mendeskripsikan difusi, osmosis dan imbibisi dan menjelaskan contoh peristiwa
difusi, osmosis dan imbibisi

A. Rumusan CPMK
Adapun rumusan CPMK yakni mahasiswa mampu menganalisis konsep

enzim, fungsi enzim dan prinsip kerja enzim dalam proses metabolisme pada
tumbuhan secara berkelompok maupun madiri menggunakan teknologi informasi

B. Sub CPMK
Adapun Sub CPMK nya yakni mahasiswa 1). mampu menjelaskan enzim

yang terdapat pada tumbuhan, 2). mampu menganalisis prinsip kerja enzim dalam
proses metabolisme pada tumbuhan, 3). mampu menjelaskan fungsi enzim, 4).

3

mampu menjelaskan sifat-sifat enzim , 5). mampu menjelaskan faktor yang
mempengaruhi aktivitas enzim pada tumbuhan

C. Diskripsi Materi
Adapun Deskripsi dari materi Enzim adalah mahasiswa mampu

menganalisis konsep enzim, fungsi enzim dan prinsip kerja enzim dalam proses
metabolisme pada tumbuhan secara berkelompok maupun madiri menggunakan
teknologi informasi

D. Pembelajaran
1. Tujuan Pembelajaran

Setelah mempelajari materi Enzim, mahasiswa diharapkan dapat:
a. Mendeskripsikan pengertian enzim dan struktur enzim
b. Menjelaskan sifat-sifat enzim
c. Menjelaskan cara kerja enzim
d. Menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
e. Menjelaskan macam-macam enzim pada tumbuhan

2. Uraian Materi
a. Pengertian Enzim dan Struktur Enzim
Beberapa reaksi kimia dalam tubuh mahluk hidup terjadi sangat cepat. Hal

ini terjadi karena adanya suatu zat yang membantu proses tersebut. Bila zat ini tidak
ada ada maka proses – proses tersebut akan terjadi lambat atau tidak berlangsung
sama sekali. Zat tersebut dikenal dengan nama fermen atau enzim.

Enzim adalah bio katalisator, yang artinya dapat mempercepat reaksi–reaksi
biologi tanpa mengalami perubahan struktur kimia. Enzim adalah suatu protein
yang berupa molekul – molekul besar, yang berat molekulnya adalah ribuan.

Berdasarkan strukturnya, enzim terdiri atas komponen yang disebut
apoenzim yang berupa protein dan komponen lain yang disebut gugus prostetik
yang berupa nonprotein. Gugus prostetik dibedakan menjadi koenzim dan kofaktor.
Koenzim berupa gugus energy yang pada umumnya merupakan vitamin, seperti

4

vitamin B1, B2, NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide), FAD (Flavin
Adenine Dinucleotida) dan sitokrom. Kofaktor berupa gugus anorganik yang
biasanya berupa ion-ion logam, seperti Cu2+, Mg2+, dan Fe2+. Beberapa jenis
vitamin seperti kelompok vitamin B merupakan koenzim. Jadi, enzim yang utuh
tersusun atas bagian protein yang aktif yang disebut apoenzim dan koenzim, yang
bersatu dan kemudian disebut holoenzim.

b. Metabolisme Tumbuhan
Tumbuhan juga mengahasilkan senyawa metabolit sekunder yang berfungsi

untuk melindungi tumbuhan dari serangan serangga, bakteri, jamur dan jenis
patogen lainnya serta tumbuhan itu mampu menghasilkan vitamin untuk
kepentingan tumbuhan itu sendiri serta hormon – hormon yang merupakan sarana
bagi tumbuhan untuk berkomunikasi antara organnya atau jaringannya dalam
mengendalikan dan mengkoordinasi pertumbuhan dan perkembangannya.

Dalam tumbuhan pun terdapat proses metabolisme tumbuhan yang terdiri
dari anabolisme (pembentukan senyawa yang lebih besar dari molekul – molekul
yang lebih kecil, molekul ini terdiri dari pati, selulose, protein, lemak dan asam
lemak. Proses ini membutuhkan energi). Sedang katabolisme merupakan senyawa
dengan molekul yang besar membentuk senyawa – senyawa dengan molekul yang
lebih kecil dan menghasilkan energi.

Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur lintasan – lintasan metabolik
yang dikendalikannnya agar terjadi dan dapat mengatur kecepatan reaksi tersebut
dengan cara memproduksi suatu katalisator dalam jumlah yang sesuai dan tepat
pada saat dibutuhkan. Katalisator inilah yang disebut dengan enzim yang mampu
mempercepat laju reaksi.

c. Sifat Enzim
Enzim mempunyai sifat-siat sebagai berikut:

1) Biokatalisator, yaitu mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.

5

2) Thermolabil yaitu mudah rusak atau mengalami denaturasi bila dipanasi lebih
dari suhu 50º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat
thermolabil.

3) Merupakan senyawa protein sehingga sifat protein tetap melekat pada enzim.
4) Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan

berulang-ulang.
5) Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel (ektoenzim).
6) Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, meskipun ada juga

yang mengkatalisis reaksi dua arah.
7) Bekerjanya spesifik, enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif

(permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan permukaan
substrat tertentu.
8) Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non
protein tambahan yang disebut kofaktor.
9) Dapat menurunkan Energi pengaktifan (energi aktivasi), sehingga metabolism
dengan enzim dapat menurunkan 6nergy sangat besar dalam reaksinya

Gambar 1. Kerja Enzim menurunkan energi aktivasi
Enzim mengatur kecepatan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel. walaupun
enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk berfungsi sebagai katalis tidak harus berada di

6

dalam sel. Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan
dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.

d. Cara Kerja Enzim

1) Teori Kunci-Gembok (Lock and Key Theory)
Menurut teori kunci-gembok, terjadinya reaksi antara substrat dengan

enzim karena adanya kesesuaian bentuk ruang antara substrat dengan sisi aktif
(active site) dari enzim, sehingga sisi aktif enzim cenderung kaku. Substrat berperan
sebagai kunci masuk ke dalam sisi aktif, yang berperan sebagai gembok, sehingga
terjadi kompleks enzim-substrat. Pada saat ikatan kompleks enzim-substrat
terputus, produk hasil reaksi akan dilepas dan enzim akan kembali pada konfigurasi
semula

Sumber: http://www.biologyguide.net

Gambar 2.2. Teori Lock and Key
2) Teori Kecocokan terinduksi (Induced Fit Theory)

Menurut teori kecocokan terinduksi reaksi antara enzim dengan substrat
berlangsung karena adanya induksi substrat terhadap sisi aktif enzim sedemikian
rupa sehingga keduanya merupakan struktur yang komplemen atau saling
melengkapi. Menurut teori ini sisi aktif tidak bersifat kaku, tetapi lebih fleksibel
(mengikuti bentuk substratnya).

7

Sumber: https://katysstudynotes.wordpress.com

Gambar 2.3. Teori Induced Fit

e. Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Kerja Enzim
Faktor-faktor yang dapat mempengaruhi kerja enzim diantaranya adalah

sebagai berikut:
1) Suhu
Enzim tidak dapat bekerja secara optimal apabila suhu lingkungan terlalu

rendah atau terlalu tinggi. Jika suhu lingkungan mencapai 0° C atau lebih rendah
lagi, enzim tidak aktif. Jika suhu lingkungan mencapai 40° C atau lebih, enzim akan
mengalami denaturasi (rusak). Suhu optimal enzim bagi masing-masing organisme
berbeda-beda.

2) pH (Tingkat Keasaman)
Setiap enzim mempunyai pH optimal masing-masing, sesuai dengan tempat
kerja dimana enzim bekerja.

3) Aktivator dan Inhibitor
Aktivator adalah zat yang dapat mengaktifkan dan menggiatkan kerja enzim.
Inhibitor adalah zat yang dapat menghambat kerja enzim. Berdasarkan cara
kerjanya, inhibitor terbagi dua, inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.
Pada inhibitor kompetitif, zat – zat penghambat mempunyai struktur yang mirip
dengan struktur substrat. Dengan demikian baik substrat maupun zat penghambat
berkompetisi atau bersaing untuk bersatu dengan sisi aktif enzim, jka zat
penghambat lebih dulu berikatan dengan sisi aktif enzim , maka substratnya tidak
dapat lagi berikatan dengan sisi aktif enzim. Sedangkan pada inhibitor non

8

kompetitif, substrat sudah tidak dapat berikatan dengan kompleks enzim- inhibitor,
karena sisi aktif enzim berubah.

sumber: http://studentshareid.blogspot.co.id

Gambar 2.4. Inhibitor Kompetitif (kiri) dan non kompetitif (kanan)
4) Konsentrasi enzim dan substrat

Semakin tinggi konsentrasi enzim akan semakin mempercepat terjadinya
reaksi. dan konsentrasi enzim berbanding lurus dengan kecepatan reaksi. Jika sudah
mencapai titik jenuhnya, maka konsentrasi substrat berbanding terbalik dengan
kecepatan reaksi.

3. Rangkuman
Salah satu molekul yang berperan penting dalam proses metabolisme tubuh
adalah enzim. Enzim merupakan molekul protein kompleks yang memiliki bagian
yang disebut sisi aktif enzim, yaitu tempat melekatnya substrat yang spesifik.
Enzim terdiri dari protein sehingga sifatnya sama dengan protein. Enzim yang
lengkap atau terdiri dari protein dan gugus prostetik disebut sebagai Holoenzim.

9

Bagian yang berupa protein saja disebut dengan apoenzim dan bagian yang non
protein disebut dengan gugus prostetik (berupa kofaktor dan koenzim).

Terdapat dua cara kerja enzim yaitu menurut teori gembok dan anak kunci
(Lock and Key) dan menurut kecocokan terinduksi (Induced fit). Menurut teori lock
and key bahwa sisi aktif enzim hanya cocok dengan substrat tertentu yang
bentuknya sma dengan sisi aktif enzim. Sehingga satu enzim hanya dapat berikatan
dengan satu substrat yang sama. Sedangkan menurut teori induced fit, sisi aktif
enzim bersifat fleksibel karena terinduksi oleh substratnya, sehingga bentuk sisi
aktif enzim menyesuaikan bentuk substratnya, setelah proses selesai maka produk
terlepas dan sisi aktif enzim kembali ke bentuk semula.

Faktor yang mempengaruhi kerja enzim berupa faktor lingkungan seperti suhu,
pH, konsentrasi substrat, aktivator dan inhibitor (penghambat). Ada dua macam
inhibitor yaitu inhibitor kompetitif dan non kompetitif

4. Pendalaman Materi

Pilihlah Satu Jawaban Yang Paling Tepat!

1. Enzim bekerjamengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang
berlangsung di dalam sel, untuk bertindak sebagai katalis keberadaan enzim tidak
harus berada di dalam sel. Karena fungsi enzim untuk mempercepat reaksi, tetapi
tidak ikut bereaksi, maka jumlah yang dipakai sebagai katalis jumlahnya

a. Tidak sedikit c. Cukup

b. Tidak banyak d. Banyak

2. Mekanismekerjanya enzim diibaratkan kunci dengan gembok, dimana enzim
diumpamakan sebagai gembok sedangkan substrat diumpamakan sebagai kunci.
Enzim dapat beriakatan dengan substrat jika enzim memiliki sisi aktif sebagai tempat
melekat substrat. Hubungan antara enzim dan substrat terjadi pada sisi aktivasi dan
hubungan tersebut membentuk ikatan yang lemah. Teori tersebut dikemukakan oleh

a. Daniel Koshland c. Muller

b. Daniel Foger d. Fischer

10

3. Dalam berbagai reaksi biokimia, enzim ikut terlibat, dimana enzim merupakan
molekul kompleks yang dihasilkan oleh sel-sel.Enzim berbasis protein yang sifatnya
bukan struktural tetapi fungsional, dan tidak semua protein bertindak sebagai enzim.
Karena enzim merupakan molekul kompleks berbasis protein, sehingga sifat-sifat
enzim sama dengan protein yaitu dipengaruhi oleh

a. Air c. Suhu

b. pH d. Suhu dan pH

4. Enzim adalah suatu protein yang berupa molekul-molekul besar, yang berat
molekulnya adalah ribuan Pada enzim terdapat bagian protein yang tidak tahan panas
yaitu dengan

a. Koenzim c. Apoenzim

b. Gugus prostetik d. Holoapoenzim

5. Molekulpenghambat yang bersaing dengan substrat untuk mendapatkan sisi aktif
enzim dikenal dengan istilah inhibitor kompetitif. Penghambatan inhibitor kompetitif
bersifat sementara dan dapat diatasi dengan cara

a. Mengurangi konsentrasi substrat. c. memurunkan suhu

b. Menambah konsentrasi substrat. d. Menaikkan suhu

Petunjuk Pilihlah : a. jika 1), 2), dan 3) benar!
b. jika 1) dan 3) benar!
c. jika 2) dan 4) benar!
d. jika semua benar atau salah semua!

6. Proses metabolisme yang terjadi pada tumbuhan, enzim berperan sebagai
biokatalisator, yakni enzim dapat meningkatkan kecepatan reaksi kimia, tetapi
senyawa tersebut tidak ikut bereaksi. Dalam reaksi kimia tersebut ,enzim .......

1. Tidak mengalami perubahan bentuk.
2. Tidak mempengaruhi keseimbangan reaksi
3. Tidak mengubah produk
4. Tidak dipengaruhi suhu

11

7. Gugus prostetik merupakan bagian enzim yang bukan bagian protein yang
menempel pada protein dengan ikatan kovalen. Dibawah ini yang merupakan
gugus protetik adalah

1. Ion logam besi pada sitokrom oksidase
2. Flavin pada dehidrogenase
3. Ion logam tembaga pada sitokrom oksidase
4. Gugus gula pada glikoprotein

8. Zat aktivator dan zat inhibitor merupakan zat yang dapat mempengarahi enzim
pada reaksi enzimatis. Zat aktivator yang dapat mempercepat jalannya reaksi
enzimatis,contoh zat aktivator dalam reaksi enzimatis ....

1. Ion Mg, 3. Ion Ca,
2. Koenzim-A. 4. Ion Hg

9. Enzimdibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus
berada di dalam sel.Kerja enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan
reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel.Reaksi yang dikendalikan oleh
enzim antara lain ialah......

1. Proses respirasi 3. Pertumbuhandan perkembangan.
2. Proses fotosintesis, 4. Fiksasinitrogen

10. Zatyang aktif membantu perubahan-perubahandi dalam proses metabolisme
berupa senyawa organik bermolekul besar yang dikenal dengan istilah enzim.
Berdasarkan komponen penyusunnya, enzim dibedakan menjadi Enzim
kompleksdan enzim sederhana. Adapun enzim kompleks terdiri
ataskomponen-komponen berikut:

1. Apoenzim 3. Gugus prostetik

12

2. Holoenzim. 4. Koenzim

PILIHLAH!

a. Jika Kedua Pernyataan Benar Dan Keduanya Merupakan Hubungan
Sebab Akibat!

b. Jika Pernyataan Pertama Benar Dan Pernyataan Kedua Salah !
c. Jikapernyataan Pertama Salah Dan Pernyataan Kedua Benar!
d. Jika Kedua Pernyataan Benar Semua Atau Salah Semua!

11. Enzim mempercepat kecepatan reaksi yang terjadi. Jika tidak ada enzim, reaksi
kimia akan menjadi sangat lambat. SEBAB enzim berperan sebagai katalis
organik,

12. Enzim merupakan molekul kompleks dihasilkan oleh sel-selyang berfungsi
sebagai biokatalisator SEBAB Enzim ikut terlibat dalam berbagai reaksi
biokimia.

13. Suhu merupakan salah satu faktor yang mempengaruhi aktivitas enzim SEBAB
Jika suhu rendah, kerja enzim akan cepat, tetapi jika semakin tinggi suhu,
enzim akan mengalami denaturasi

14. Enzim terdapat disemua bagian sel dengan jumlah dan macam sama. SEBAB
Enzim-enzim yang berperan untuk fotosintesis terdapat pada kloroplas.

15. Garam-garam yang mengandung merkuri (Hg) merupakan salah satu zat kimia
yang dapat menghambat aktivitas enzim SEBAB dengan adanya zat
penghambat tersebut enzim tidak dapat berikatan dengan substrat sehingga
tidak dapat menghasilkan suatu produk.

PUSTAKA
Aminah Asngad, Dkk, 2018, Fisiologi Tumbuhan, LPPI UMS

13

Hamim. 2014. Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Universitas terbuka.
Lakitan, Benyamin. 2015. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan Jakarta. PT Raja

Grafindo: Persada.
Meyer, B.S; and Anderson, D.B. 1952. Plant Physiology. New York: D Van

Nostrad Company Inc.
Taiz, L; and Zeiger E. 2002. Plant Physiology (3rd Edition). Massachusetts: Sinauer

Associates, Inc. Publisher.

14