Topik : Enzim dan Metabolisme
Sub Topik : Praktikum
Alokasi Waktu: 2 x 45 menit
A. Tujuan Pembelajaran 1. Peserta didik melaksanakan percobaan secara berkelompok mengenai cara kerja enzim,
fotosintesis dan respirasi anaerob dengan tekun, teliti, disiplin dan tanggung jawab. 2. Peserta didik menganalisis peran enzim dalam proses metabolisme proses fotosintesis
dan respirasi anaerob berdasarkan hasil percobaan dan sesuai dengan pola pikir ilmiah secara tekun, teliti dan penuh tanggung jawab sehingga dapat mengagumi bioproses
yang terjadi pada makhluk hidup
B. Dasar Teori
Enzim katalase bertindak sebagai katalisator dalam menguraikan hydrogen peroksida H
2
O
2
yang bersifat racun. Enzim ini dihasilkan di organela sel badan mikro. Organela ini berfungsi untuk metabolisme lemak. Terdapatnya hidrogen peroksida H
2
O
2
dalam sel akan diurai oleh enzim katalase menjadi oksigen O
2
dan air H
2
O. Hal ini menghindari resiko kerusakan jaringan akibat hidrogen peroksida H
2
O
2
yang bersifat racun. Berikut persamaan reksinya :
2
H
2
O
2 2
H
2
O + O
2
Fermentasi
Fermentasi adalah produksi energi di dalam sel berupa respirasi yang terjadi dalam kondisi anaerob tanpa melibatkan oksigen. Fermentasi menggunakan agen pengoksidasi
yang berasal dalam sel dan jaringan dari organisme tersebut, dengan mentransfer elektron dari NADH ke piruvat atau turunan dari piruvat. Piruvat, produk akhir dari glikolisis, berfungsi
sebagai akseptor elektron untuk mengoksidasi NADH kembali ke NAD
+
, yang kemudian dapat digunakan kembali dalam glikolisis Campbell, dkk: 2011.
Ada banyak jenis fermentasi, berbeda dalam produk akhir yang terbentuk dari piruvat. Dua jenis umum adalah fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
Fermentasi alkohol
Dalam beberapa mikroorganisme seperti ragi, glukosa dioksidasi menghasilkan etanol dan CO
2
dalam proses yang disebut fermentasi alkohol. Jalur metabolisme proses ini sama dengan glikolisis, yang diawali dengan pemecahan
molekul glukosa sampai dengan terbentuknya piruvat. Dua tahap reaksi enzim berikutnya
Enzim
adalah reaksi perubahan asam piruvat menjadi asetaldehida, dan reaksi reduksi asetaldehida menjadi alkohol. Dalam reaksi yang pertama piruvat didekarboksilasi diubah menjadi
asetaldehida dan CO
2
oleh piruvat dekarboksilase, suatu enzim yang tidak terdapat pada hewan. Asetildehid diubah menjadi etanol dan NADH diubah menjadi NAD
+
untuk selanjutnya digunakan dalam glikolisis kembali. Dengan demikian etanol dan CO
2
merupakan hasil akhir fermentasi alkohol dan jumlah energi yang dihasilkannya sama dengan respirasi anaerob, yaitu 2 ATP.
Fermentasi alkohol merupakan jenis fermentasi yang banyak digunakan manusia selama ribuan tahun dalam pengolahan bahan makanan. Khamir banyak digunakan dalam
pembuatan roti dan minuman beralkohol.
FOTOSINTESIS
Masa depan manusia sedikit banyak ditentukan oleh produksi bahan makanan, bahan bakar dan serat melalui proses fotosintesis. Proses sintesis karbohidrat dari bahan-bahan
anorganik CO2 dan H2O pada tumbuhan berpigmen dengan bantuan energi cahaya matahari disebut fotosintesis dengan persamaan reaksi kimia berikut ini.
Cahaya matahari 6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6 O2
Pigmen fotosintesis Berdasarkan reaksi fotosintesis di atas, CO
2
dan H
2
O merupakan substrat dalam reaksi fotosintesis dan dengan bantuan cahaya matahari dan pigmen fotosintesis berupa klorofil dan
pigemen-pigmen lainnya akan menghasilkan karbohidrat dan melepaskan oksigen. Cahaya matahari meliputi semua warna dari spektrum tampak dari merah hingga ungu, tetapi tidak
semua panjang gelombang dari spektrum tampak diserap diabsorpsi oleh pigmen fotosintesis.Atom O pada karbohidrat berasal dari CO
2
dan atom H pada karbohidrat berasal dari H
2
O Sasmitamihardja dan Siregar, 1996. Energi cahaya diubah menjadi energi kimia oleh pigmen fotosintesis yang terdapat
pada membran interna atau tilakoid.Pigmen fotosintesis yang utama ialah klorofil dan karotenoid.Klorofil a dan b menunjukkan absorpsi yang sangat kuat untuk panjang gelombang
biru dan ungu, jingga dan merah lembayung dan menunjukkan absorpsi yang sangat kurang untuk panjang gelombang hijau dan kuning hijau 500-600 nm Sasmitamihardja dan Siregar,
1996. Klorofil merupakan komponen kloroplas yang utama dan kandungan klorofil relatif
berkorelasi positif dengan laju fotosintesis Li et al., 2006.Klorofil disintesis di daun dan
berperan untuk menangkap cahaya matahari yang jumlahnya berbeda untuk tiap spesies. Sintesis klorofil dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti cahaya, gula atau karbohidrat, air,
temperatur, faktor genetik, unsur-unsur hara seperti N, Mg, Fe, Mn, Cu, Zn, S dan O Hendriyani dan Setiari, 2009. Karotenoid menunjukkan absorpsi kuat untuk panjang
gelombang biru dan ungu; memantulkan dan mentransmisikan panjang gelombang hijau, kuning, lembayung, merah kombinasi warna-warna tersebut tampak kuning
Sasmitamihardja dan Siregar, 1996.
C. Alat dan Bahan Kegiatan I
