Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII
30
B. Katabolisme Karbohidrat
M et abol i sme dal am makhl uk hi dup dapat di bedakan menj adi katabolisme dan anabolisme.
Katabolisme adalah proses penguraian atau pemecahan senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana.
D al am proses kat abol i sme, t erj adi pel epasan energi sebagai hasi l pemecahan senyawa- senyawa organi k kompl eks t ersebut . A dapun
anabolisme adalah proses pembentukan atau penyusunan senyawa organik sederhana menjadi senyawa kompleks. Kebalikan dari katabolisme, proses
anabolisme ini memerlukan energi. Kali ini akan dibahas mengenai proses katabolisme.
Cont oh dari proses kat abolisme adalah respirasi selular. Berbeda dengan pengert ian respirasi pada umumnya proses pengikat an O
2
, respirasi selular diartikan sebagai reaksi oksidasi molekul berenergi tinggi
unt uk melepaskan energinya. Respirasi selular t erjadi pada semua sel tubuh hewan maupun tumbuhan terutama di mitokondria. Pada respirasi
selular, molekul glukosa karbohidrat dan bahan makanan lain diuraikan at au dipecah menjadi karbon dioksida CO
2
, air H
2
O, dan energi dalam bentuk ATP. Berdasarkan keterlibatan oksigen dalam prosesnya,
respirasi selular terbagi menjadi respirasi aerob dan respirasi anaerob. A pakah A nda tahu perbedaannya?
1. Respirasi Aerob
Respirasi aerob adalah proses respirasi yang menggunakan oksigen. Secara sederhana, proses respirasi aerob pada glukosa dituliskan sebagai
berikut . C
6
H
12
O
6
+ 6O
2
6H
2
O + 6CO
2
+ energi A pakah respirasi aerob terjadi sesederhana reaksi ini? Proses respirasi
aerob melewati tiga tahap, yaitu: a.
Glikolisis, b.
Siklus Krebs, dan c.
Rantai transfer elektron.
a. Glikolisis
Glikolisis merupakan serangkaian reaksi yang terjadi di sitosol pada hampir semua sel hidup. Pada tahap ini, terjadi pengubahan senyawa
glukosa dengan 6 atom C, menjadi dua senyawa asam piruvat dengan 3 atom C, serta N A DH dan AT P. Tahap glikolisis belum membutuhkan
oksigen.
Glikolisis yang terdiri atas sepuluh reaksi, dapat disimpulkan dalam dua tahap:
1 Reaksi penambahan gugus fosfat . Pada t ahap ini digunakan dua
molekul AT P. 2
Gliseraldehid-3-fosfat diubah menjadi asam piruvat . Selain it u, dihasilkan 4 molekul ATP dan 2 molekul NA DH .
Pada tahap glikolisis dihasilkan energi dalam bentuk ATP sebanyak 4 ATP. Namun karena 2 ATP digunakan pada awal glikolisis maka hasil
akhir energi yang didapat adalah 2 ATP.
Sekilas Biologi
Glukosa adalah monosakarida yang mengandung enam atom
karbon. Glukosa merupakan sumber energi penting bagi makhluk hidup.
Hew an mendapat glukosa dengan m em ecah m akanan m elalui proses
pencernaan. Adapun tum buhan m em bent uk glukosa m elalui
fot osint esis.
Sumber: Concise Encyclopedia
Nature , 1994
Karbohidrat , lem ak, dan
prot ein
Molekul sederhana
Met abolism e K
a ta
b o
li sm
e A
n a
b o
lis m
e Pem bentukan
Pemecahan
Menghasilkan energi
Dibutuhkan energi
Sumber: Concise Encyclopedia
Nature , 1994
Gambar 2.8
Ilust rasi reaksi kat abolism e dan anab olism e
Kata Kunci
• Aero b
• Glikolisis
• Kat ab olism e
• Resp irasi
Di unduh dari : Bukupaket.com
Met ab olism e
31
b. Siklus Krebs
Dua molekul asam piruvat hasil dari glikolisis ditransportasikan dari sitoplasma ke dalam mitokondria, tempat terjadinya siklus Krebs. A kan
t et api, asam piruvat sendiri t idak akan memasuki reaksi siklus Krebs tersebut. A sam piruvat tersebut akan diubah menjadi asetil koenzim A
asetil koA . Tahap pengubahan asam piruvat menjadi asetil koenzim A ini terkadang disebut tahap transisi atau reaksi dekarboksilasi oksidatif.
Berikut ini gambar proses pengubahan satu asam piruvat menjadi asetil koenzim A .
Gambar 2.9
Bagan proses glikolisis. Pada proses ini dihasilkan 4 m olekul ATP dan
digunakan 2 m olekul ATP. Glukosa
ATP ADP
Heksokinase Glukosa-6-fosfat
ATP ADP
Frukt osa-6-fosfat Fosfoglukoisom erase
Fruktosa 1,6-difosfat Fosfofrukt okinase
Ald ose Dihidroksiaset on fosfat
Gliseraldehid-3-fosfat Isom erase
NAD
+
NADH H
+
+
H
+
NADH +
NAD
+
ADP ATP
Gliseraldehid-3-fosfat 1,3-difosfogliserat
1,3-difosfogliserat ATP
ADP 3-fosfogliserat
3-fosfogliserat 2-fosfogliserat
2 fosfogliserat
Fosfoenolp iruvat Fosfoenolp iruvat
ATP ADP
H
2
O H
2
O ATP
ADP
Piruvat Piruvat
Triose fosfat d ehid rogenase
Kata Kunci
• Asam piruvat
• Dekarboksilasi oksidat if
• Koenzim A
• Kreb s
• Mit okond ria
Di unduh dari : Bukupaket.com
Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII
32
Kompleks senyawa asetil koenzim A inilah yang akan memasuki siklus Krebs atau yang dikenal juga sebagai siklus asam sitrat. Koenzim A pada
pembentukan asetil KoA merupakan turunan dari vitamin B. Siklus Krebs dijelaskan pertama kali oleh
H ans Krebs pada sekitar 1930-an. Dalam siklus Krebs, satu molekul asetil KoA akan menghasilkan
4 NA DH, 1 GTP, dan 1 FA DH. GTP guanin trifosfat merupakan salah satu bentuk molekul berenergi tinggi. Energi yang dihasilkan satu molekul
GT P setara dengan energi yang dihasilkan satu molekul AT P. M olekul CO
2
juga dihasilkan dari siklus Krebs ini. Karena satu molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul aset il KoA dan masuk ke siklus Krebs,
berapa banyak molekul berenergi yang dihasilkannya?
NADH NAD
+
Asam p iruvat
Aset il KoA
CO
2
Koenzim A
Gambar 2.10
Bagan dekarboksilasi oksidat if asam p iru vat
Gambar 2.11
Bagan siklus Krebs
Asetil KoA
Asam sit rat
Isosit rat
CO
2
NAD
+
NADH Asam
α
-ket oglut arat
Siklus Krebs
NAD
+
NADH CO
2
Suksinil KoA GDP
GTP ATP
ADP Asam
suksinat 2H
Asam fumarat FADH
2
FAD H
2
O Asam m alat
NAD
+
NADH Asam oksaloasetat
Sekilas Biologi
Hans Krebs 1900–1981
Hans Krebs m elakukan penelit ian t ent ang bagaim ana sel
m elepaskan energi saat respirasi aerob. Ia menemukan bahw a
glukosa dipecah dalam sebuah rantai reaksi yang kini dikenal
dengan siklus asam sitrat atau siklus
Krebs.
Sumber: Concise Encyclopedia
Nature , 1994
Di unduh dari : Bukupaket.com
Met ab olism e
33
Selain dihasilkan energi pada siklus Krebs, juga dihasilkan hidrogen yang direaksikan dengan oksigen membent uk air. M olekul-molekul
sumber elektron seperti NA DH dan FA DH
2
dari glikolisis dan siklus Krebs, selanjut nya memasuki t ahap t ranspor elekt ron unt uk menghasilkan
molekul berenergi siap pakai.
c. Sistem Transfer Elektron