Upload
rio-mnagaya
View
72
Download
2
Embed Size (px)
Citation preview
Energi dan MetabolismeFK Unaya, 21 Desember 2012
Aliran Energi
Kegunaan energi kimia dalam sel BIOSINTESIS KONTRAKSI DAN GERAKAN TRANSPOR AKTIF TRANSFER BAHAN GENETIK
Dari mana energinya? Dari makanan.
Energi yang diekstrak dari makanan digunakan untuk memberi energi
gugus fosfat agar dapat membentuk ATP.
ATP (Adenosin Tri Fosfat) ATP memiliki energi yang dapat
dilepaskan dengan mudah melalui pemutusan ikatan pada fosfat ketiga. Energi yang dilepaskan digunakan untuk menjalankan proses-proses kehidupan.
Siklus ATP
ATP (Adenosin Tri Fosfat) Pembebasan fosfat ketiga mengubah ATP menjadi
molekul yang memiliki 2 gugus fosfat ( ADP). ADP dapat membentuk ATP kembali bila terdapat gugus fosfat dan energi.
p energi masuk
p
p ATP energi keluar
Tanjakan energi p P+ p p ADP p P+ p p ADP
Reaksi Berpasangan
Pertanyaan Apa saja kegunaan energi kimia dalam sel ... Energi di dalam tubuh sebagian besar berbentuk ... Pelepasan energi terjadi jika ATP melepaskan gugus
.... ATP dapat berubah menjadi ADP, dan ADP dapat berubah kembali menjadi ATP (B/S) Apa syaratnya? ATP berubah menjadi ADP disebut reaksi ... ADP berubah menjadi ATP disebut reaksi ...
MetabolismeNUTRISI PENGHASIL ENERGI Karbohidrat Lemak Protein Katabolisme HASIL AKHIR RENDAH ENERGI CO2 H 2O NH3 ENERGI KIMIA ATP NADH/NADPH FADH2 MAKROMOLEKUL SEL Polisakarida Lipida Protein Asam Nucleat Anabolisme MOLEKUL PREKURSOR Asam Amino Gula Asam Lemak Basa Nitrogen
Tiga tahap katabolisme1. DEGRADASI BIOMOLEKUL BESAR MENJADI MOLEKUL BUILDING BLOCK 2. DEGRADASI MOLEKUL BUILDING BLOCK MENJADI
SENYAWA UMUM HASIL DEGRADASI3. DEGRADASI SENYAWA UMUM HASIL DEGRADASI MENJADI SENYAWA HASIL AKHIR YANG SEDERHANA
Katabolisme tahap IProtein Asam amino
Poli sakarida
Glukosa
Lipida
Gliserol, Asam Lemak MOLEKUL BUILDING BLOCK
MOLEKUL BESAR
Katabolisme tahap IIAsam amino
Glukosa
Asam Piruvat
Asetil ko-A
Gliserol, Asam Lemak MOLEKUL BUILDING BLOCKHASIL UMUM DEGRADASI
Katabolisme tahap IIIAsam Piruvat CO2
Asetil ko-A
HASIL UMUM
HASIL AKHIR YAN SEDRHANA
H 2O
Pertanyaan Apa saja nutrisi penghasil energi? Apa saja bentuk energi kimia? Protein, pada katabolisme tahap pertama akan
menjadi .... Pada katabolisme tahap kedua menjadi .... Pada katabolisme tahap ketiga menjadi ...
Glukosa
Glikolisis Terjadi di sitoplasma.
Memotong 1 molekul gula berkarbon 6 menjadi 2
molekul gula berkarbon 3 (asam piruvat adalah hasil akhir). Tidak menghasilkan banyak energi (hanya dihasilkan 2 ATP), tetapi dapat berlangsung sangat cepat dan tidak membutuhkan oksigen (anaerobik).
glukosa
ATP
ADP
glukosa 6-fosfat
fruktosa 6-fosfat
ATP
ADP
fruktosa 1,6-difosfat
fruktosa 1,6-difosfat
gliseraldehida
3-fosfat2 NADH
2 NAD+ + 2 P
+ 2 H+
Asam 1,3-difosfogliserat
2 ADP
2 ATP
Asam 3-fosfogliserat
2 ADP
2 ATP
Asam piruvat
Glikolisis
Beberapa bakteri dan eukaryot hanya
menggunakan Glikolisis sebagai cara untuk memperoleh energi. Fermentasi alkohol yang dilakukan khamir pada keadaan tanpa oksigen mengubah asam piruvat menjadi alkohol. Fermentasi asam laktat yang terjadi di banyak sel jaringan hewan pada keadaan tanpa oksigen mengubah asam piruvat menjadi asam laktat.
PERHITUNGAN ENERGI GLIKOLISIS Membutuhkan 2 ATP.
Menghasilkan energi cukup untuk
menggabungkan fosfat ke 4 molekul ADP membentuk 4 ATP. Hasil 4 ATP perlu 2 ATP = Hasil bersih 2 ATP.
Berlari 30 detik Perolehan energi melalui glikolisis,
karena cepat. Tidak membutuhkan oksigen (anaerobik). Dihasilkan asam laktat.
Berlari 10 menit? Perlu energi lebih banyak.
Tidak boleh terbentuk asam laktat
terlalu banyak, maka kondisi tidak boleh anaerob.
Jangka waktu lari maksimalDetik 10 30 60 2 4 Menit 10 30 60 120
% anaerobik
90
80
70
50
35
15
5
2
1
% aerobik
10
20
30
50
65
85
95
98
99
RESPIRASI SEL Tiga tahap penuaian energi
Glikolisis Daur Krebs Rangkaian transpor elektron
Respirasi sel dan Mitokondria Daur Krebs dan rangkaian transpor
elektron terjadi di dalam mitokondria
sel
Membran luarmembran dalam
mitokondrion
glikolisis
membrane luar
membran dalam
Rangkaian transpor elektron Daur Krebs
H+
eO2
kompartemen luar
H2 O
kompartemen dalam
Peralihan antara Glikolisis dan Daur Krebs Asam piruvat hasil glikolisis menuju ke mitokondria. Berikatan dengan koenzim A membentuk asetil koA, 1
molekul NADH, dan CO2. Daur Krebs terjadi di kompartemen dalam dari
mitokondria.
glikolisis
mitokondrion
Asam piruvat
cytosol
NAD+
koenzim A
NADH
Menuju ke rangkaian transpor elektron koA
CO2
asetll koenzim A
Kompartemen dalam
Daur Krebs
SIKLUS KREBS
6 NADH 2 FADH2
GLYCOLYSIS
asetil koenzim A
CoA
Daur KrebsRangkaian transpor elektron
CO2 2 ATP
asam oksaloasetat 1.NADHNAD+
asam sitratNAD+ NADH
6.
2.
CO2
asam malatFADH2
asam a-ketoglutaratFAD+
3.ADP NAD+
CO2NADH
5.asam suksinat
4. turunan asam a-ketoglutarat
ATP
Siklus Krebs (Asam Sitrat)
Ringkasan Daur Krebs Asetil koA didegradasi sempurna
menjadi CO2. Hanya 1 ATP yang dihasilkan dari setiap asetil koA yang memasuki Daur Krebs (total 2 ATP tiap glukosa). Semua elektron dapat diikat dalam bentuk 6 NADH (per glukosa) untuk diproses lebih lanjut melalui rangkaian transpor elektron.
Katabolisme, Transfer Elektron dan Reaksi Oksidasi Reduksi Elektron dibebaskan dari oksidasi
nutrisi selama katabolisme. Elektron dipindahkan oleh
pembawa elektron melalui suatu proses untuk menghasilkan ATP.
Oksidasi - ReduksiOksidasi: Pengambilan/pemindahan elektron dari suatu senyawa. Reduksi: Penambahan/pemberian elektron kepada suatu senyawa.
OKSIDASI-REDUKSI DALAM SEL Dalam sel hidup, beragam molekul terlibat
dalam proses transfer energi. Masing-masing molekul memiliki kecenderungan untuk mendapatkan atau kehilangan elektron. Di dalam sel, proses oksidasi dan reduksi tidak terjadi secara terpisah. Proses oksidasi-reduksi yang terjadi berpasangan disebut REAKSI REDOKS.
PEMBAWA ELEKTRON Molekul yang memindahkan elektron
selama proses oksidasi reduksi di dalam sel. NADH, FADH2 adalah molekul pembawa elektron
NAD (Nikotinamida Dinukleotida)Di dalam sel, NAD terdapat dalam 2 bentuk: Bentuk membawa elektron atau atom
hidrogen ( NADH) dan tanpa atom hidrogen (NAD+). NAD+ berperan sebagai senyawa pengoksidasi, bila menerima atom hidrogen dan elektron, menjadi NADH.
NAD (Nikotinamida Dinukleotida) NADH dapat memindahkan elektron
ke molekul lain, dan kembali menjadi NAD. Proses pemindahan ini dikendalikan/dilakukan oleh enzim.
- -
NAD+ kosong
NADH terisi
NAD+ kosong
-
-
+
H proton + - - H
teroksidasi NAD + NAD
tereduksi
Rangkaian Transpor Elektron NADH memindahkan elektron ke
suatu rangkaian molekul yang terdapat di membran dalam mitokondria. Perpindahan elektron mengakibatkan perpindahan ion H+ melawan gradien konsentrasi.
Rangkaian Transpor Elektron
Energi yang terbentuk pada saat masuknya kembali ion H+ ke dalam mitokondria melalui ATP sintase, digunakan untuk menggabungkan fosfat dengan ADP untuk membentuk ATP. Dihasilkan ATP yang lebih banyak pada tahap ini (32 ATP per glukosa).
Rangkaian Transpor Elektron
Di akhir rangkaian O2 + 2 electrons + 2 H+ = H2O. Penyebab kebutuhan oksigen.
GLYCOLYSIS
KREBS CYCLEinner membrane
mitokondria
ELECTRON TRANSPORT CHAIN
32 ATP
inner compartment outer compartment
O2
H2O
Kompartemen bagian luarinner membraneH+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+
SINTESIS ATPH+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ H+ + + H H H+ H+ + H H+ H+ H+ H+H+H+ H+
NADH NAD+2 H+ + 1/2 O2
ATP synthesisADP + P
Kompartemen bagian dalam
H2O
ATP
RANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRON
food
PROTEIN amino acids
KARBOHIDRAT sugars
LEMAK
glycerol fatty acids
Molekul lain yang digunakan pada respirasi
GLIKOLISIS glukosaAsam piruvat
acetyl CoA
DAUR KREB NH3 (ammonia) RANGKAIAN TRANSPOR ELEKTRON
RESPIRASI SEL Tiga tahap penuaian energi
Glikolisis Daur Krebs Rangkaian transpor elektron Reaksi secara keseluruhan: C6H12O6 + 6 O2 + ADP 6 CO2 + 6 H2O + ATP.
Glucose + 2 ATP + 36 ADP + 36 Pi + 6 O2
6CO2 + 2 ADP + 36 ATP + 6 H2O
Pertanyaan
Dimana terjadi glikolisis Proses glikolisis terjadi sangat lambat (B/S) Proses glikolisis membutuhkan oksigen (B/S) Berapa energi yang dihasilkan dari glikolisis? Daur krebs terjadi dimana? Bahan baku siklus krebs adalah .... Untuk 1 asetil KoA dihasilkan berapa energi .... Molekul pembawa elektron di dalam sel adalah .... Hasil akhir rangkaian transport elektron membutuhkan apa dan menghasilkan apa? Metabolisme glukosa melewati tiga tahap yaitu .... Tuliskan reaksinya secara keseluruhan 1 molekul glukosa akan menghaislkan berapa ATP?
Metabolisme Lemak Trigliserida dipecah menjadi gliserol dan 3 rantai asam
lemak Gliserol memasuki tahap glikolisis Asam lemak dioksidasi dan molekul 2-c akan dipecah menjadi asetil KoA
Metabolisme Protein Protein dicerna di usus menjadi asam amino
yang kemudian diabsorbsi ke dalam darah dan cairan ekstraseluler. Kelebihan protein dapat digunakan sebagai penghasil energi seperti halnya karbohidrat dan lemak.
Pertanyaan Trigliserida dipecah menjadi apa?
Gliserol akan memasuki tahap ... Asam lemak akan dpecah menjadi ... Protein dipecah menjadi ...
Terima Kasih