Metabolisme merupakan salah satu bab yang dipelajari siswa SMA pada fase F (kelas XI-XII) kurikulum Nasional tahun 2024. Bahasan metabolisme mencakup konsep dasar metabolisme, enzim, katabolisme dan anabolisme.
Untuk menambah
pemahaman siswa terhadap materi ini, berikut disajikan soal dan jawaban yang
berkaitan dengan metabolisme.
Apabila ada kesalahan dalam soal atau jawaban atau keduanya, mohon dimaafkan dan dikoreksi dengan menuliskan komentar di kolom komentar bagian bawah postingan ini ya.
Soal
1 : Jelaskan apa perbedaan antara
katabolisme dengan anabolisme
Jawaban : Katabolisme dan anabolisme adalah dua proses
biokimia yang saling berlawanan tetapi saling melengkapi dalam metabolisme
tubuh. Keduanya berperan penting dalam menjaga fungsi tubuh yang optimal.
Perbedaan
Utama katabolisme dengan anabolisme dijelaskan dalam tabel berikut
Soal 2. Jelaskan Bagaimana Keterkaitan
antara katabolisme dengan anabolisme !
Jawaban : Katabolisme dan anabolisme saling
bergantung. Energi yang dihasilkan dari katabolisme digunakan untuk menjalankan
proses anabolisme. Sebaliknya, molekul-molekul yang dihasilkan dari anabolisme
dapat menjadi bahan baku untuk katabolisme di kemudian hari.
Dalam
kehidupan sehari-hari, pemahaman tentang katabolisme dan anabolisme dapat
membantu kita dalam:
Diet dan
olahraga: Menyesuaikan
asupan nutrisi dan aktivitas fisik untuk mencapai tujuan tertentu, seperti
penurunan berat badan atau pembentukan otot.
Memahami
penyakit: Beberapa
penyakit, seperti diabetes, terkait dengan gangguan metabolisme, termasuk
ketidakseimbangan antara katabolisme dan anabolisme.
Soal
3. jelaskan bagaimana mekanisme kerja enzim
Jawaban : Secara sederhana, enzim bekerja
dengan cara menurunkan energi aktivasi suatu reaksi. Energi aktivasi adalah
energi minimum yang diperlukan untuk memulai suatu reaksi kimia. Dengan adanya
enzim, energi aktivasi menjadi lebih rendah, sehingga reaksi dapat berlangsung
lebih cepat.
Ada beberapa teori yang menjelaskan mekanisme kerja
enzim, yaitu:
Teori Gembok dan Kunci (Lock and Key):
Enzim memiliki bentuk yang sangat spesifik (seperti
gembok) yang hanya cocok dengan satu jenis substrat (seperti kunci).
Substrat akan berikatan dengan sempurna pada sisi
aktif enzim (tempat terjadinya reaksi) seperti kunci yang pas dengan gembok.
Setelah reaksi selesai, produk akan terlepas dari
enzim dan enzim siap digunakan kembali.
Teori Kecocokan yang Terinduksi (Induced Fit):
Sisi aktif enzim tidak sepenuhnya kaku, tetapi
fleksibel.
Ketika substrat mendekati enzim, bentuk sisi aktif
akan berubah sedikit untuk menyesuaikan diri dengan bentuk substrat.
Setelah substrat terikat, enzim akan mengubah
bentuknya lebih lanjut untuk membentuk kompleks enzim-substrat yang stabil.
Soal
4. Jelaskan minimal 5 Faktor yang
Mempengaruhi Aktivitas Enzim:
Jawaban : Lima
faktor yang mempengaruhi kerja enzim adalah sebagai berikut :
Suhu: Setiap enzim memiliki suhu
optimal. Suhu yang terlalu rendah atau terlalu tinggi dapat menyebabkan enzim
denaturasi (rusak).
pH: Setiap enzim memiliki pH optimal.
Perubahan pH dapat mengubah bentuk enzim dan mengganggu aktivitasnya.
Konsentrasi enzim:
Semakin tinggi konsentrasi enzim, semakin cepat reaksi berlangsung (sampai
batas tertentu).
Konsentrasi substrat: Semakin
tinggi konsentrasi substrat, semakin cepat reaksi berlangsung hingga mencapai
titik jenuh.
Inhibitor: Zat penghambat enzim dapat
menghambat aktivitas enzim dengan cara bersaing dengan substrat atau mengubah
bentuk enzim.
Aktivator: Zat aktivator dapat meningkatkan
aktivitas enzim.
Soal
5. Apa arti Pentingnya Enzim dalam kehidupan ?
Jawaban : Enzim memiliki peran yang
sangat penting dalam berbagai proses kehidupan, seperti:
Pencernaan: Membantu memecah makanan menjadi
molekul yang lebih sederhana agar dapat diserap tubuh.
Respirasi: Membantu mengubah glukosa
menjadi energi (ATP).
Sintesis protein: Membantu menyusun asam amino
menjadi protein.
Pertumbuhan dan perkembangan:
Membantu mengatur proses pertumbuhan dan perkembangan sel.
Soal
6. Jelaskan tahapan reaksi terang pada fotosintesis !
Jawaban : Reaksi terang adalah tahap awal
fotosintesis yang sangat bergantung pada cahaya matahari. Proses ini terjadi di
dalam kloroplas, tepatnya pada membran tilakoid. Energi cahaya matahari
ditangkap oleh pigmen klorofil dan diubah menjadi energi
kimia dalam bentuk ATP (Adenosin Trifosfat) dan NADPH (Nikotinamida Adenin
Dinukleotida
Tahapan
Reaksi Terang:
Penyerapan Cahaya:
Foton (partikel
cahaya) dari matahari diserap oleh pigmen klorofil yang terdapat pada
fotosistem II (P680) dan fotosistem I (P700).
Energi cahaya
ini mengeksitasi elektron pada klorofil, sehingga elektron tersebut terlepas
dari molekul klorofil.
Transport Elektron:
Elektron yang
tereksitasi dari fotosistem II akan melewati rantai transport elektron.
Selama
perjalanan, energi elektron digunakan untuk memompa ion hidrogen (H+) dari
stroma ke dalam lumen tilakoid, sehingga terbentuk gradien konsentrasi H+.
Elektron yang
telah kehilangan energinya kemudian ditangkap oleh fotosistem I.
Fotolisis Air:
Untuk mengganti
elektron yang hilang dari fotosistem II, terjadi proses fotolisis air. Molekul
air (H₂O) dipecah
menjadi ion hidrogen (H+), elektron, dan oksigen (O₂).
Oksigen yang
dihasilkan akan dilepaskan ke atmosfer.
Pembentukan ATP:
Gradien
konsentrasi H+ yang terbentuk di dalam lumen tilakoid akan mendorong ion H+
untuk mengalir kembali ke stroma melalui enzim ATP sintase.
Energi potensial
dari aliran H+ ini digunakan untuk mengubah ADP (Adenosin Difosfat) dan fosfat
anorganik menjadi ATP.
Pembentukan NADPH:
Elektron yang
telah ditangkap oleh fotosistem I akan diteruskan ke penerima elektron akhir,
yaitu NADP+.
NADP+ akan
menerima elektron dan ion H+ dari stroma, sehingga terbentuk NADPH.
Produk Reaksi Terang:
ATP: Sumber energi untuk reaksi gelap.
NADPH: Pembawa elektron berenergi tinggi untuk
reaksi gelap.
Oksigen
(O₂): Dilepaskan ke atmosfer sebagai produk
sampingan
Soal
7. Jelaskan tahapan reaksi gelap pada fotosintesis !
Jawaban : eaksi gelap merupakan tahap kedua dalam
proses fotosintesis yang tidak memerlukan cahaya secara langsung. Proses ini
terjadi di stroma kloroplas dan menggunakan produk dari reaksi terang, yaitu
ATP dan NADPH, untuk mengubah karbon dioksida (CO₂) menjadi glukosa. Reaksi gelap juga dikenal
sebagai siklus Calvin-Benson.
Tahapan Reaksi Gelap:
1.Fiksasi Karbon:
Molekul CO₂
dari udara bereaksi dengan RuBP (ribulosa bifosfat), sebuah gula berkarbon 5,
dengan bantuan enzim rubisco.
Hasil reaksi ini adalah dua molekul 3-fosfogliserat
(3-PGA), sebuah senyawa berkarbon 3.
2.Reduksi:
Molekul 3-PGA diubah menjadi fosfogliseraldehid
(PGAL) dengan menggunakan energi dari ATP dan elektron dari NADPH yang
dihasilkan pada reaksi terang.
PGAL adalah gula berkarbon 3 yang merupakan bahan
baku untuk membentuk berbagai macam molekul organik, termasuk glukosa.
3.Regenerasi RuBP:
Sebagian besar molekul PGAL digunakan untuk
meregenerasi RuBP, sehingga siklus dapat berulang.
Hanya sebagian kecil PGAL yang akan keluar dari
siklus untuk membentuk molekul glukosa atau senyawa organik lainnya.
Soal 8. Jelaskan Faktor yang Mempengaruhi Reaksi
Gelap:
Jawaban : Beberapa faktor yang memengaruhi reaksi
gelap antara lain ; 1.Konsentrasi CO₂: Semakin tinggi konsentrasi CO₂, semakin cepat laju reaksi
fiksasi karbon.
2.Suhu: Suhu yang terlalu tinggi atau
terlalu rendah dapat menghambat aktivitas enzim rubisco.
3,Ketersediaan ATP dan NADPH:
ATP dan NADPH yang dihasilkan pada reaksi terang sangat penting untuk
berlangsungnya reaksi gelap
Soal
9. Jelaskan tahapan respirasi aerob !
Jawaban : Respirasi
aerob adalah proses pemecahan molekul organik, terutama glukosa, dengan menggunakan
oksigen untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Proses ini berlangsung
dalam beberapa tahap, yaitu:
1. Glikolisis
Lokasi: Sitoplasma
Proses: Molekul glukosa (gula 6 karbon) dipecah
menjadi dua molekul piruvat (asam piruvat, gula 3 karbon).
Hasil: Dihasilkan sedikit ATP dan NADH.
2.
Dekarboksilasi Oksidatif
Lokasi: Matriks mitokondria
Proses: Molekul piruvat yang dihasilkan dari
glikolisis diubah menjadi asetil-CoA. Dalam proses ini, dilepaskan CO₂.
Hasil: Dihasilkan NADH.
3. Siklus
Krebs (Siklus Asam Sitrat)
Lokasi: Matriks mitokondria
Proses: Asetil-CoA memasuki siklus ini dan
mengalami serangkaian reaksi kimia.
Hasil: Dihasilkan ATP, NADH, FADH₂, dan CO₂.
4. Transport
Elektron
Lokasi: Membran dalam mitokondria
Proses: Elektron berenergi tinggi dari NADH dan
FADH₂ dibawa
melalui rantai transpor elektron. Energi yang dilepaskan digunakan untuk
memompa proton (H+) dari matriks ke ruang antar membran.
Hasil: Terbentuk gradien proton.
5.
Fosforilasi Oksidatif
Lokasi: Membran dalam mitokondria
Proses: Proton (H+) mengalir kembali ke matriks
melalui enzim ATP sintase. Energi yang dihasilkan digunakan untuk mensintesis
ATP dari ADP dan fosfat anorganik.
Hasil: Sebagian besar ATP yang dihasilkan dalam
respirasi aerob.
Soal
10. Jelaskan tahapan dalam fermentasi alkohol !
Jawaban
: Fermentasi alkohol
adalah proses pemecahan glukosa menjadi alkohol (etanol) dan karbon dioksida
dalam kondisi anaerob (tanpa oksigen). Proses ini sering dilakukan oleh
mikroorganisme seperti ragi, dan dimanfaatkan dalam pembuatan minuman
beralkohol, roti, dan beberapa produk lainnya.
Tahapan Fermentasi Alkohol dapat dijelaskan sebagai
berikut
Tahap 1.Glikolisis:
Tahap ini sama seperti pada respirasi aerob.
Glukosa dipecah menjadi dua molekul piruvat. Dihasilkan sedikit ATP dan NADH.
Tahap 2.Dekarboksilasi Piruvat:
Molekul piruvat yang dihasilkan dari glikolisis akan
kehilangan satu atom karbon dalam bentuk karbon dioksida (CO₂), sehingga terbentuk
asetaldehida.
Tahap 3. Reduksi Asetaldehida:
NADH yang dihasilkan pada glikolisis akan
memberikan elektronnya kepada asetaldehida, mengubahnya menjadi etanol
(alkohol). Proses ini juga meregenerasi NAD+ yang akan digunakan kembali pada
tahap glikolisis.
Soal
11. Jelaskan tahapan fermentasi asam laktat
Jawaban : Fermentasi asam laktat adalah proses
pemecahan glukosa menjadi energi dalam kondisi anaerob (tanpa oksigen), dengan
menghasilkan asam laktat sebagai produk sampingan. Proses ini sering terjadi
pada sel otot saat suplai oksigen terbatas, seperti saat melakukan aktivitas
fisik yang berat.
Tahapan
Fermentasi Asam Laktat dapat dijelaskan sebagai berikut
Tahap Glikolisis:
Tahap ini sama
seperti pada respirasi aerob dan fermentasi alkohol. Glukosa dipecah menjadi
dua molekul piruvat.
Dihasilkan
sedikit ATP dan NADH.
Tahap Reduksi
Piruvat menjadi Asam Laktat:
Berbeda dengan
fermentasi alkohol, pada fermentasi asam laktat, piruvat tidak diubah menjadi
asetaldehida terlebih dahulu.
NADH yang
dihasilkan pada glikolisis akan langsung memberikan elektronnya kepada piruvat,
mereduksi piruvat menjadi asam laktat. Proses ini juga meregenerasi NAD+ yang
akan digunakan kembali pada tahap glikolisis.
Ringkasan
Reaksi:
Glukosa → 2
Piruvat → 2 Asam Laktat
Soal 12. Jelaskan apa Perbedaan Fermentasi
Asam Laktat dengan Fermentasi Alkohol:
Jawaban : Perbedaan antara fermentasi asam laktat dengan fermentasi alkohol antara
lain sebagai berikut
1.dilihat dari Produk
Akhir: Fermentasi asam laktat menghasilkan asam laktat, sedangkan
fermentasi alkohol menghasilkan etanol dan CO₂.
2.dilihat
dari Penerima Elektron:
Pada fermentasi asam laktat, piruvat sendiri berperan sebagai penerima
elektron, sedangkan pada fermentasi alkohol, asetaldehida berperan sebagai
penerima elektron.
Soal 13. Apa aeri Penting Fermentasi Asam Laktat dalam kehidupan ?
Jawaban : Proses fermentasi asam laktat dapat
dimanfaatkan manusia dalam hal 1.Produksi Energi Cepat: Fermentasi asam laktat memungkinkan sel
otot menghasilkan ATP dengan cepat, meskipun dalam kondisi kekurangan oksigen.
2.Produksi
Makanan: Fermentasi asam
laktat digunakan dalam pembuatan makanan seperti yoghurt, keju, sauerkraut, dan
acar. Bakteri asam laktat mengubah laktosa dalam susu menjadi asam laktat,
memberikan rasa asam dan tekstur khas pada produk-produk tersebut.
Soal
14. Jeaskan Respirasi Aerob mengenai definisi, lokasi, tahapan. Hasilkeuntungan dan organisme
pelakunya !
Jawaban :
Definisi: Proses pemecahan glukosa menjadi energi
(ATP) dengan menggunakan oksigen sebagai penerima elektron terakhir.
Lokasi: Terjadi di dalam mitokondria sel
eukariotik.
Tahapan: Glikolisis, dekarboksilasi oksidatif,
siklus Krebs, dan transport elektron.
Hasil: Menghasilkan banyak ATP (sekitar 36-38 ATP
per molekul glukosa), CO₂,
dan H₂O.
Keuntungan: Efisien dalam menghasilkan energi.
Organisme: Umumnya dilakukan oleh organisme
aerobik, seperti manusia, hewan, dan sebagian besar tumbuhan.
Soal 15. Jelaskan tentang Respirasi Anaerob
mengenai definisi, lokasi, tahapan, hasil, keuntungan dan organisme pelakunya !
Jawaban :
Definisi: Proses pemecahan glukosa menjadi energi
tanpa menggunakan oksigen.
Lokasi: Terjadi di sitoplasma sel.
Tahapan: Glikolisis diikuti oleh fermentasi (asam
laktat atau alkohol).
Hasil: Menghasilkan sedikit ATP (2 ATP per molekul
glukosa), serta produk sampingan seperti asam laktat atau etanol dan CO₂.
Keuntungan: Memungkinkan organisme hidup di
lingkungan tanpa oksigen.
Organisme: Dilakukan oleh bakteri anaerob, ragi,
dan sel otot saat kekurangan oksigen.
Soal
16. Jelaskan perbedaan antara respirasi aerob denganrespirasi ananrob !
Jawaban : Respirasi aerob dan respirasi anaerob dapat dijelaskan dalam bentuk tabel seperti berikut
Demikian tadi soal-jawab seputar metabolisme. Semoga menambah wawasan dan menginspirasi.
0 Komentar