Metabolisme: Respirasi sel

1
Metabolisme Respirasi sel
Enzim, Hukum Termodinamika, Respirasi Sel Aerob
2

• FUNGSI SEL Metabolisme Sel
• Metabolisme sel berarti membicarakan perubahan
  energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya
• Secara definisi energi adalah kapasitas untuk
  melakukan kerja atau kemampuan untuk melakukan
  kerja.
• Bentuk energi
• Energi Kinetik
• energi pergerakan
• Energi Potensial
• kapasitas tersimpan untuk melakukan kerja

3
Pengaturan konversi atau pemindahan energi
mengikuti hukum termodinamika Hukum Termodinamika
adalah (1) Jumlah energi di alam raya adalah
konstan, energi tersebut dapat dipindahkan atau
diubah tetapi tidak dapat diciptakan atau
dimusnahkan (2) Setiap perubahan energi
menghasilkan disorder atau entropi
4
Heat
Chemical energy
co2

H2O
(b)
(a)
Second law of thermodynamics Every energy
transfer or transformation increases the disorder
(entropy) of the universe. For example, disorder
is added to the cheetahs surroundings in the
form of heat and the small molecules that are the
by-products of metabolism.
First law of thermodynamics Energy can be
transferred or transformed but Neither created
nor destroyed. For example, the chemical
(potential) energy in food will be converted to
the kinetic energy of the cheetahs movement in
(b).
5
Hubungan energi dengan mahluk hidup memiliki arti
pembahasan mengenai reaksi kimia yang terjadi
dalam sel. Ada dua reaksi yaitu (1) reaksi
endergonik yaitu reaksi yang membutuhkan input
atau pemasukan energi atau endergonik berarti
energi masuk, dan (2) reaksi eksergonik yaitu
reaksi kimia yang melepaskan energi atau
eksergonik berarti energi keluar
6

• ATP adalah molekul yang memiliki 3 bagian yaitu
  basa adenin, gula ribosa, dan tiga gusus fosfat
  yang diikatkan dengan ikatan kovalen.
• Ikatan kovalen antar gugus fosfat kedua dan
  ketiga tidak stabil, sehingga kita akan
  mendapatkan pelepasan gugus fosfat, yang berarti
  hidrolisis ATP menjadi ADP.
• Perpindahan gugus fosfat ke suatu molekul disebut
  fosforilasi. ATP adalah sumberdaya dalam sel yang
  dapat diperbarui dan itu sebabnya dikenal siklus
  ATP

7
(No Transcript)
8

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

P
P
P
Adenosine triphosphate (ATP)
H2O
Inorganic phosphate
Energy

P
P
P i
Adenosine diphosphate (ADP)
9
(No Transcript)
10
The Regeneration of ATP

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

11

• ENZIM
• Untuk dapat memahami arah reaksi dan jalur
  metabolisme, keduanya melibatkan apa yang disebut
  enzim, yaitu protein dalam tubuh yang berfungsi
  sebagai katalis biologi.
• Katalis adalah suatu molekul kimiawi yang dapat
  mempercepat proses reaksi tetapi dirinya (molekul
  bersangkutan) tidak ikut bereaksi atau digunakan.
  
• Jadi enzim dapat mempercepat reaksi kimia dalam
  sel dengan cara menurunkan hambatan energi.
• Hambatan energi energi aktivasijumlah energi
  yang dibutuhkan untuk reaksi eksergonik.
• Enzim tertentu akan mengkatalisis reaksi seluler
  tertentu.

12
Cara kerja enzim adalah sisi aktif enzim mengikat
substrat dan kemudian mengubah substrat menjadi
hasil, akibatnya hasil dilepaskan, karena sudah
tidak dapat kembali mengikat substrat lagi dan
seterusnya satu per satu substrat diubah menjadi
hasil. Kerja enzim ini dapat dihambat/dijegal
atau dipengaruhi oleh faktor lingkungan seperti
temperatur, pH, konsentrasi garam dan
lain-lain. Beberapa enzim membutuhkan (dibantu)
oleh ko-faktor yaitu materi bukan protein yang
membantu kerja enzim atau dibantu oleh co-enzim
seperti vitamin atau molekul organik lain. Kerja
enzim juga dihambat atau dijegal oleh molekul
yang disebut inhibitor, pestisida dan antibiotik.

13

• Membran
• Posisi molekul enzim dalam sel dan hasil kerja
  enzim sangat berhubungan dengan membran biologi.
• Proses metabolisme menyangkut transport materi
  asal dan hasil metabolisme di mana akan
  melibatkan membran biologi.
• Struktur membran biologi yaitu pemisah antara
  hidup dan tidak hidup dan secara selektif dapat
  dilalui adalah tiga lapis mosaik cair yang
  terdiri atas fosfolipid dan protein

14

• Fungsi membran ada empat yaitu sebagai
• fungsi mosaik yang memfasilitasi proteinnya
  sebagai enzim, reseptor, sel junction dan
  transporter atau protein pemindah
• membran transport, yaitu fungsi difusi, osmosis,
  difusi yang difasilitasi (oleh protein pemindah),
  dan transport aktif, yaitu pergerakan molekul
  melewati membran yang memerlukan energi dari
  gradien rendah ke gradien tinggi
• memelihara keseimbangan air (osmoregulasi) yaitu
  fungsi membran di mana ia bertindak sebagai
  membran semipermiabel antara isi sel dan
  lingkungannya, yang meliputi kondisi isotonik,
  hipotonik, dan hipertonik
• eksositosis/endositosis, yaitu fungsi membran
  untuk mengeluarkan atau memasukkan materi dari
  dan ke luar sel. Termasuk dalam endositosis
  adalah apa yang disebut fagositosis, pinositosis,
  dan pinositosis yang diperantai reseptor.

15

• Proses metabolisme yang membutuhkan energi dan
  yang menghasilkan energi terjadi dalam sel dalam
  organel utama.
• Organel utama untuk proses metabolisme yang
  membutuhkan energi fotosintesis adalah
  khloroplast.
• Organel utama untuk proses metabolisme yang
  menghasilkan energi respirasi selular adalah
  mitokondria.

16
Respirasi Seluler

• Adalah jalur metabolisme yang memanen atau
  menghasilkan energi.
• Istilah respirasi sama dengan bernafas yaitu
  pertukaran oksigen (O2) dan karbodioksida (CO2)
  antara organisme dan lingkungannya.
• Respirasi selular yaitu pemanenan atau proses
  menghasilkan energi secara aerobik (perlu O2)
  dari molekul makanan oleh sel.
• Oleh karena itu pernafasan dan respirasi seluler
  sangat berhubungan.

17

• Rumus umum untuk respirasi selular adalah
• C6H12O6 6O2 ? 6 CO2 6 H2O ATP
• Ada tiga tipe jalur metabolisme yang menghasilkan
  energi.
• Respirasi aerobik
• tipe yang paling umum terjadi dalam sel dan
  merupakan jalur utama penghasil energi yang
  menghasilkan ATP (pembentukan ATP), molekul
  energi biologi.
• Istilah aerobik menunjukkan makna bahwa jalur
  aerobik tidak dapat berlangsung tanpa tersedianya
  oksigen yang cukup.
• Setiap pernafasan yang kau ambil, kau memasukkan
  oksigen yang diperlukan sel untuk melangsungkan
  jalur aerobik ini.

18

• jalur fermentasi dan
• transport elektron anaerob.
• Kebanyakan bakteri dan protista lain sangat
  mengandalkan jalur anaerob untuk membuat atau
  mengahasilkan ATP yang diperlukannya.
• Ketiga tipe jalur metabolisme penghaisl energi
  tersebut memulai prosesnya dengan reaksi yang
  sama yang disebut reaksi glikolisis.
• Reaksi glikolisis memecah glukosa menjadi dua
  molekul asam piruvat.
• Reaksi glikolisis terjadi dalam sitoplasma sel
  tanpa peranan oksigen.

19
Setelah reaksi glikolisis jalur berikutnya bisa
berbeda, bisa aerobik, bisa anaerob, tergantung
kebutuhan sel dan atau ketersediaan oksigen dalam
sel. Apabila jalur melalui aerob yang ditempuh,
maka proses akan dilangsungkan dalam organel
mitrokondria. Dalam mitokondria oksigen adalah
penerima elektron terakhir yang dilepaskan selama
proses reaksi. Apabila jalur anaerob yang dipilih
maka proses metabolisme berlangsung tetap pada
sitoplasma sel dan substansi selain oksigen dalam
sitoplasma adalah penerima elektron
terakhir. Dalam ketiga jalur tersebut, reaksi
tidak dapat mereka langsungkan sendiri, tetapi
harus dibantu enzim.
20
Respirasi Aerobik

• Respirasi aerobik adalah jalur yang paling banyak
  menghasilkan energi ATP dari satu molekul
  glukosa, yaitu
• satu molekul glukosa melalui jalur respirasi
  aerobik dapat dihasilkan 36 bahkan lebih molekul
  ATP,
• bila lewar jalur fermentasi satu molekul glukosa
  dihasilkan 2 ATP.

21
(No Transcript)