52
Biologi Kelas XII
Nah, setelah kalian mempelajari katabolisme karbohidrat serta respirasi aerobik, simaklah uraian tentang hubungan katabolisme kar-
bohidrat dengan katabolisme lemak dan protein berikut.
2. Hubungan antara Katabolisme Lemak, Protein, dan Katabolisme Karbohidrat
Lemak merupakan molekul besar yang tersusun oleh 2 molekul kecil, yaitu asam lemak dan gliserol. Lemak dapat tersusun oleh 2-20
atom karbon.
P e r c o b a a n
Mengamati Fermentasi Gula
A. Dasar Teori
Fermentasi merupakan proses perombakan senyawa-senyawa kompleks menjadi senyawa- senyawa yang lebih sederhana dengan penerima maupun pemberi elektron atau hidrogen
berupa senyawa organik. Alkohol merupakan hasil fermentasi gula oleh khamir. Bahan dasar fermentasi dapat berupa karbohidrat kompleks singkong dan beras ketan maupun karbohid-
rat sederhana seperti larutan gula. Untuk mengetahui ada tidaknya aktivitas fermentasi alkohol pada bahan, dapat dilihat berdasarkan gas CO
2
yang dihasilkan dilihat dari ada tidaknya gelembung udara dan ada tidaknya alkohol yang dihasilkan dapat dicium bau alkoholnya.
B. Tujuan Mengetahui ada tidaknya fermentasi oleh ragi khamir pada roti.
C. Alat dan Bahan
1. Gelas ukur 250 ml
2. Sendok 3.
Ragi roti kering 4. Tepung
terigu 5.
Minyak atau mentega D. Cara
kerja 1.
Buatlah adonan dengan mencampur sedikit demi sedikit 50 gram tepung terigu dan 2 gram ragi roti.
2. Tambahkan 30 ml air hangat, campurkan secara merata dengan menekan adonan meng-
gunakan sendok selama 5 menit. 3.
Lapisilah gelas ukur dengan minyak atau mentega secara merata dan tipis. Kemudian ma- sukkan adonan ke dalam gelas ukur dengan menekan adonan sampai ke dasar gelas.
Bacalah volume awal adonan tersebut. 4.
Diamkan adonan dan simpan pada suhu kamar 27-30 °C selama 90 menit. 5.
Amatilah dan catat kenaikan volume adonan setiap 30 menit dan nyatakan dengan satuan ml. E. Pembahasan
1. Apakah volume adonan semakin bertambah atau berkurang setiap 30 menit?
2. Gas apakah yang menyebabkan kenaikan volume tersebut?
3. Tuliskan persamaan reaksi fermentasi gula glukosa tersebut?
4. Khamir apakah yang kemungkinan berperan dalam fermentasi gula tersebut?
Catatan: Kalian dapat merakit sendiri alat pengamatan fermentasi gula dengan menggunakan botol
bekas air mineral dan dipotong bagian ujungnya. Kemudian berilah skala tanda volume den- gan spidol atau pena untuk pengamatan perubahan volume.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Metabolisme
53
Lemak berfungsi sebagai cadangan energi yang tinggi. Satu gram lemak mempunyai kandungan energi yang lebih besar kira-kira 2 kali
lipat dibandingkan dengan 1 gram karbohidrat. Bagaimana hal ini dapat terjadi?
Salah satu contoh dari asam lemak yang mempunyai jumlah atom karbon sama dengan glukosa 6 atom C adalah asam heksanoat heksa
= enam. CH
3
– CH
2
– CH
2
– CH
2
– CH
2
– COOH Lemak akan diuraikan menjadi asam lemak dan gliserol. Gliserol
dapat diubah menjadi gliseraldehid fosfat dalam siklus glikolisis lihat kembali Gambar 2.16.. Selanjutnya, akan masuk ke tahapan dekar-
boksilasi oksidatif, siklus Krebs, dan sistem transportasi elektron. Oleh karena itu, dihasilkan energi yang setara dengan katabolisme karbo-
hidrat glukosa yaitu 38 ATP. Selanjutnya, bagaimana dengan asam lemak hasil penguraian lemak?
Asam lemak akan dioksidasi menjadi asetil Ko-A. Oksidasi asam heksanoat 6 atom C akan menghasilkan 3 molekul asetil Ko-A 3
molekul masing-masing dengan 2 atom C yang akan masuk ke siklus Krebs. Cobalah kalian ingat kembali hasil akhir dari siklus Krebs. Pada
siklus Krebs tersebut dihasilkan 6 NADH, 3 FADH
2
, dan 2 ATP dari 2 molekul asetil Ko-A yang berasal dari 1 molekul glukosa. Dengan
demikian, ATP yang dihasilkan oleh 3 molekul glukosa tentunya akan menghasilkan jumlah ATP lebih besar dibandingkan katabolisme glu-
kosa. Oleh karena itu, semakin panjang rantai karbon penyusun asam lemak semakin banyak jumlah energi yang dihasilkan. Selanjutnya,
bagaimana dengan katabolisme protein?
Pemecahan atau katabolisme protein dilakukan oleh organisme, jika cadangan makanan berupa karbohidrat dan lemak telah habis. Se-
perti halnya karbohidrat dan lemak, protein juga merupakan molekul besar yang tersusun oleh molekul-molekul yang lebih kecil, yaitu asam
amino. Oleh karena itu, protein akan dipecah menjadi asam-asam amino penyusunnya. Asam-asam amino seperti tirosin dan fenilalanin
akan diubah menjadi fumarat. Metionin dan valin akan menjadi suk- sinat, serta asam amino arginin, prolin, histidin, dan glutamin akan di-
ubah menjadi -ketoglutarat. Selanjutnya, asam-asam amino tersebut masuk ke dalam siklus Krebs. Beberapa asam amino dapat mengalami
deaminasi atau pelepasan gugus aminnya -NH2. Kerangka-kerangka karbon hasil pemecahan asam amino tersebut akan masuk ke siklus
glikolisis, siklus Krebs dan dihasilkan jumlah energi yang setara dengan katabolisme karbohidrat. Hubungan antara katabolisme karbohidrat
dengan katabolisme protein dan lemak dapat dilihat pada Gambar 2.24.
Galeri
Akibat Kelebihan Lemak Jenuh
Konsumsi asam lemak jenuh mempunyai ikatan rangkap
pada strukturnya yang berlebihan dapat meng-
hambat sistem peredaran darah. Penyakit ini disebut
atherosclerosis.
Campbell, Reece, Mitchell, Biologi 3, hlm. 57
Di unduh dari : Bukupaket.com
54
Biologi Kelas XII
Setelah kalian mempelajari tentang katabolisme karbohidrat, pro- tein, dan lemak maka ikutilah rubrik Uji Kompetensi berikut ini:
Karbohidrat kompleks polisakarida
Gula sederhana glukosa
Gliseraldehid fosfat Piruvat
Asetil Ko-A Gliserol
Kerangka karbon
Metionin dan valin
Protein
Siklus Krebs
- ketoglutarat fumarat
suksinat Asam
lemak Lemak
Oksidasi Glikolisis
NH
2
gugus amin Asam
amino
Tirosin dan fenilalanin
Arginin, prolin, histidin, dan
glutamin Glutamat
D. oksidatif Deaminasi
Gambar 2.24 Hubungan katabolisme karbohidrat, protein, dan lemak
Kerjakanlah soal-soal berikut ini. 1.
Apa yang dimaksud dengan respirasi? Sebut- kan dan jelaskan macam respirasi.
2. Apa sajakah hasil akhir senyawa dari glikolisis,
siklus Krebs, dan sistem transportasi elektron? 3.
Di manakah tempat terjadinya glikolisis, sik- lus Krebs, dan sistem transportasi elektron di
dalam sel? 4.
Apa yang dimaksud dengan: a.
fosforilasi b.
fosforilasi tingkat substrat c.
fosforilasi oksidatif
5. Jelaskan tahapan-tahapan yang terjadi pada siklus Krebs.
6. Bandingkan jumlah energi atau ATP yang
dihasilkan pada tahapan glikolisis, siklus Krebs, dan fosforilasi oksidatif pada sistem
transportasi elektron. 7. Bandingkan
jumlah energi ATP yang di-
hasilkan pada tahapan respirasi aerobik dengan energi hasil fermentasi.
Uji Kompetensi
Di unduh dari : Bukupaket.com
Metabolisme
55
C. Anabolisme
Selain menghasilkan energi, metabolisme juga memerlukan energi untuk menyusun senyawa-senyawa sederhana menjadi senyawa-senyawa
yang dibutuhkan oleh tubuh melalui anabolisme. Misalnya, anabolisme lemak dapat menggunakan asetil Ko-A yang merupakan produk dari
katabolisme. Glukosa dapat dibuat dari piruvat. Selain itu, asam-asam amino penyusun protein dapat dibuat dengan memodifi kasi senyawa-se-
nyawa hasil siklus Krebs. Selanjutnya, lemak, protein, maupun glikogen hasil anabolisme dapat digunakan sebagai bahan baku cadangan dalam
katabolisme. Dengan demikian, katabolisme dan anabolisme merupakan peristiwa yang saling berkaitan satu sama lain.
Setiap organisme mempunyai kemampuan berbeda-beda dalam memperoleh energi untuk melangsungkan aktivitas kehidupannya.
Oleh karena itu, organisme dibedakan menjadi beberapa kelompok ber- dasarkan sumber karbon, sumber donor elektron, dan sumber energinya.
Tabel 2.2. Pengelompokan Organisme Berdasarkan Sumber C, Donor Elektron, dan Sumber Energi
Berdasarkan sumber energinya, organisme dapat memperoleh ener- gi dari cahaya atau sinar matahari maupun dari bahan-bahan kimia
di sekitar lingkungan hidupnya. Sebelum melanjutkan materi tentang anabolisme yaitu fotosintesis dan kemosintesis, ikutilah rubrik Diskusi
berikut ini.
1. Fotosintesis