ENZIM

Mata Pelajaran : Biologi

• Standar Kompetensi : Memahami pentingnya proses metabolisme
• Kompetensi Dasar: Mendeskripsikan fungsi enzim dalam proses metabolisme
• Indikator Ketuntasan

1. Menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim.
2. Menjelaskan fungsi enzim dalam metabolisme
3. Mengidentifikasi ciri-ciri enzim

• Kelas : XII
• Semester : 5

DASAR TEORI



ENZIM

• Merupakan biokatalisator / katalisator organik yang dihasilkan oleh sel.
• Didalam sel enzim itu ada yang dikeluarkan dari sel disebut dengan Eksoenzim (enzim ekstra sel) dan jika tetap didalam sel disebut endoenzim ( enzim intra sel )
• Di dalam sel enzim diproduksi di badan golgi yang bahan bahan proteinnya dari ribosom yang dialirkan oleh Retikuklum endoplasma ke badan golgi.
• Berupa cairan / getah eksokrin untuk menghidrolisis, memutuskan ikatan dan oksidasi maupun reduksi didalam sel ditempatkan di Lisosom yang dibuat oleh badan golgi , jika di sumbangkan keluar sel mis untuk enzim pencernaan (eksoenzim) ya dibawa oleh lisosom untuk dieksositosiskan keluar sel.

APARRATUS GOLGI (mekanisme pembentukan enzim)

Gbr. Badan Golgi di dalam Sel

Ada 3 karakter menghafal enzim yaitu tentukan

1. Sifat fisik enzim
2. Kerja nya
3. Faktor yang berpengaruh

SIFAT FISIK ENZIM
1. Sebagai Cairan berupa getah eksokrin yang bisa sebagai ekso enzim maupun endoenzim
2. Tersusun oleh Bahan protein kandungan protein ini akan rusak bila suhu terlampau panas(termolabil) .

• Enzim yang strukturnya mutlak dari protein disebut Apoenzim
• Sedang bagian enzim yang tidak hanya tersusun dari protein, tetapi terdapat unsure lain berupa GUGUS PROSTETIK yaitu Kofaktor dan Koenzim
• Kofaktor jika diluar protein ada ion-ion logam
• Koenzim jika diluar protein ada molekul-molekul organic lainnya misalnya vitamin
• Karakter adanya gugus prostetik itu menjadikan lebih tahan panas (termostabil),
• Ion-ion logam yang menjadi kofaktor berperan sebagai stabilisator agar enzim tetap aktif.
• Contoh Koenzim yaitu NAD (Nikotinamid Adenin Dinukleotida), FAD (Flavin Adenin Dinukleotida), NADP pada daun untuk fotosintesis dan Coenzim A.

3. Biokatalisator pada mhakluk hidup

• Enzim mengatur kecepatan dan kekhususan ribuan reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel.
• Walaupun enzim dibuat di dalam sel, tetapi untuk bertindak sebagai katalis tidak harus berada di dalam sel.
• Reaksi yang dikendalikan oleh enzim antara lain ialah respirasi, pertumbuhan dan perkembangan, kontraksi otot, fotosintesis, fiksasi, nitrogen, dan pencernaan.
• Biokatalisator, mempercepat jalannya reaksi tanpa ikut bereaksi.
• Dibutuhkan dalam jumlah sedikit, sebagai biokatalisator, reaksinya sangat cepat dan dapat digunakan berulang-ulang.

KERJA ENZIM

4. Bekerjanya ada yang di dalam sel (endoenzim) dan di luar sel
(ektoenzim), contoh ektoenzim: amilase,maltase.

5. Umumnya enzim bekerja mengkatalisis reaksi satu arah, MESKIPUN DEMIKIAN ada juga yang mengkatalisis reaksi dua arah (BOLAK BALIK), contoh : lipase, mengkatalisis pembentukan dan penguraian lemak.

6. Bekerjanya spesifik ; enzim bersifat spesifik, karena bagian yang aktif
(permukaan tempat melekatnya substrat) hanya setangkup dengan
permukaan substrat tertentu.
ada 2 teori - key lock dan Induced fit yang keduanya dibedakan atas dasar pada substrat yang dikerjakan. jika permukaan substrat mengikuti sisi aktif enzim = key lock begitu sebaliknya


7. Dapat menurunkan Energi pengaktifan , sehingga metabolism dengan enzim dapat menurunkan energi sangat besar dalam reaksinya

8. Bekerjanya terus menerus berulang ulang , sehingga sebenarnya tidak perlu penggunaan enzim terlalu banyak , sedikit saja bisa nguraiin substrat begitu banyak
misal 1 ml Katalase aja bisa nguraiin 1000000 ml H2O2 menjadi H2O dan O2 , tapi memang waktunya tambah , untuk cepat ya ditambah enzimnya. OK

FAKTOR YANG BERPENGARUH

9. Suhu membuat kondisi thermolabil ; mudah rusak (denaturasi )bila dipanasi lebih dari suhu 60º C, karena enzim tersusun dari protein yang mempunyai sifat thermolabil. Pemanasan membuat protein penyusun enzimrusak terjadi Denaturasi .Umumnya enzim tak dapat bekerja tanpa adanya suatu zat non protein tambahan yang disebut kofaktor maupun Koenzim .
misal pertumbuhan bakteri ini Berdasarkan suhu optimum untuk pertumbuhan maka dapat dikelompokan menjadi 3 yaitu :
1. psikrofilik (0-20⁰C),
2. mesofilik (20-30⁰C),
3. termofilik (50-100⁰C).
Suhu merupakan faktor lingkungan yang sangat menentukan kehidupan mikroorganisme, pengaruh suhu berhubungan dengan aktivitas enzim. Suhu rendah menyebabkan aktiivtas enzim menurun dan jika suhu terlalu tinggi dapat mendenaturasi protein enzim.
Untuk manusia suhu optimum enzim 370C

10 pH membuat kondisi enzim terbatas
dari suhu dan pH membuaat kerja enzim menjadi 3 ketentuan minimal optimal dan maksimal

11 Pada reaksis enzimatis terdapat zat yang mempengarahi reaksi, yakni aktivator dan inhibitor, aktivator dapat mempercepat jalannya reaksi,
contoh aktivator enzim: ion Mg, Ca, zat organik seperti koenzim-A.

Inhibitor akan menghambat jalannya reaksi enzim. Contoh inhibitor : CO, Arsen, Hg, Sianida.
12. selain diatas enzim juga dipengaruhi konsentrasi enzimnya dan produk yang yang tidak segera dipindahkan dan tentu jumlah substrat

• Sebenarnya tidak hanya enzim yang digunakan dalam membantu proses metabolisme namun senyawa ATP senyawa Adenosin dengan 3 ikatan Phosphat sangat membantu setiap proses proses yang memerlukan energi

ISILAH

• Enzim adalah satu atau beberapa gugus----------------------------- yang berfungsi sebagai .............dalam suatu ......................... 
• Enzim bekerja dengan cara menempel pada permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat proses reaksi. 
• Percepatan terjadi karena enzim menurunkan.............. yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. 
• Sebagian besar enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja pada satu macam..................... . 
• Hal ini disebabkan perbedaan struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. 
• Sebagai contoh, .....................enzim hanya dapat digunakan pada proses perombakan.............menjadi ..........

• Enzimologi dalam dunia pendidikan tinggi, enzimologi tidak dipelajari tersendiri sebagai satu jurusan tersendiri tetapi sejumlah program studi memberikan mata kuliah ini. 
• Enzimologi terutama dipelajari dalam bidang ................dan ........ teknologi pengolahan pangan, dan cabang-cabang ilmu pertanian.

• Kerja enzim dipengaruhi oleh beberapa faktor, terutama adalah ........,........,......dan ............... 
• Tiap enzim memerlukan suhu dan ....... (tingkat keasaman) optimum yang berbeda-beda karena enzim adalah .............., yang dapat mengalami perubahan bentuk jika suhu dan keasaman berubah. 
• Di luar suhu atau pH yang sesuai, enzim tidak dapat bekerja secara ............... atau strukturnya akan mengalami kerusakan. Hal ini akan menyebabkan enzim kehilangan fungsinya sama sekali. 
• Kerja enzim juga dipengaruhi oleh kofaktor dan inhibitor.

• Dewasa ini, enzim adalah senyawa yang umum digunakan dalam proses ............... 
• Enzim yang digunakan pada umumnya berasal dari enzim yang diisolasi dari bakteri. 
• Penggunaan enzim dalam proses produksi dapat meningkatkan efisiensi yang kemudian akan meningkatkan jumlah produksi.

JAWAB

polipeptida(protein)

katalis

reaksi kimia

energi pengaktifan

reaksi kimia

α-amilase

pati

glukosa

substrat, suhu, keasaman, kofaktor dan inhibitor.

kedokteran, ilmu pangan

pH

protein

optimal

produksi.

SILABUS METABOLISME

SILABUS METABOLISME

1. Metabolisme Sel meliputi Katabolisme dan Anabolisme
2. Dengan keterlibatan Enzim
3. Memahami pentingnya proses metabolisme pada organisme serta pentingnya enzim

Deskripsi uraian

• Menjelaskan pengertian metabolisme.
• Menentukan susunan enzim
• Menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim.
• Menceritakan kembali cara menguji kerja enzim.
• Menjelaskan fungsi enzim dalam metabolisme.
• Mengidentifikasi ciri-ciri enzim.
• Menjelaskan skematik metabolisme sel

Diskusi

• Susunan enzim
• Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim dari hasil pengamatan.
• Fungsi enzim
• Ciri Enzim .

Laboratorium

• Melakukan uji kerja enzim katalase terhadap pengaruh pH, suhu dll pada jantung dan hati ayam melalui kerja kelompok.
• Melakukan studi litertatur secara mandiri menemukan sifat dan faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim
• Menggali informasi tentang proses teknologi pembuatan enzim , dan aplikasinya produk enzim itu di masyarakat dari informasi Biologi

KATABOLISME

• Mendeskripsi-kan proses katabolisme Respirasi sel
• Menjelaskan tahapan proses respirasi selular secara umum
• Menjelaskan tempat terjadinya setiap tahapan respirasi sel.
• Menjelaskan proses fermentasi gula.
• Menghitung jumlah energi yang diperoleh dalam respirasi aerob dan anaerob.
• Menjelaskan hasil yang diperoleh dari respirasi aerob dan anaerob
• Memberikan pemahaman kepada siswa bahwa perlunya mengetahui peristiwa respirasi baik yang aerob dan anaerob itu meliputi tujuan , substrat , hasil , ekskret .
• Mekanisme pada setiap jenjang langkahnya.

Tahapan Respirasi

1. Glikolisis
2. Daur Krebs
3. Dekarboksilasi Oksidatif
4. Sistem Transfer Elektron

Pelaksanaan

• Menganalisis skema / diagram tahapan respirasi aerob dan anaerob melalui diskusi berpasangan sehingga mampu membedakan kedua respirasi itu
• Menjelaskan. Respirasi aerob melibatkan oksigen sebagai penerima hidrogen, respirasi anaerob melibatkan senyawa kimia, seperti asam piruvat, asetilaldehid dll., sebagai penerima elektron terakhir pada transpor elektron.
• Merancang dan melakukan fermentasi dengan bahan substitusi (nasi putih, nasi merah, ubi jalar, kentang dll) melalui penugasan individu.

Laboratorium

• Melakukan percobaan sederhana fermentasi dalam pembuatan tape dalam praktikum
• Menggali informasi tentang katabolisme berupa respirasi sel aerob dan anaerob (fermentasi) dari internet , buku diluar buku paket .
• Dengan mempresen tasikan hasil informasinya

ANABOLISME

Anabolisme Fotosintesis.

• Terjadi pada kloroplas dalam 2 tahap reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap.
• Menemukan faktor-faktor yang mempengaruhi kegiatan fotosintesis dan hasilnya.
• Menjelaskan tahapan reaksi fotosintesis; reaksi terang dan reaksi gelap.
• Menjelaskan proses reaksi terang dan reaksi gelap dan hasilnya
• Membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum.
• Memberi pemahaman pada siswa bahwa reaksi terang fotosintesis itu terbagi secara detail meliputi reaksi siklik - dan non siklik yang mendahului sebelum fotolisis ( reaksi Hill )
• Memberi pemahaman pada siswa bahwa reaksi gelap fotosintesis itu terbagi secara detail menjadi 3 tahap yaitu Fiksasi , Reduksi Regenerasi
• Mendiskusikan charta tahapan reaksi terang dan reaksi gelap menemukan hasil akhir dari masing-masing tahapan melalui kegiatan diskusi kelas.

Laboratorium

• Melakukan Percobaan Ingenhouz dengan berbagai perlakuan (ditutup plastik transparan berbagai warna, perubahan suhu, ditambahkan NaHCO3 dll) melalui kerja kelompok untuk membuktikan fotosintesis mengeluarkan oksigen dengan penggunaan suhu yang tepat suhu kamar)
• Melakukan percobaan Sachs melalui kerja kelompok. Untuk membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum Melakukan studi pustaka tentang tahapan kegiatan fotosintesis; reaksi terang dan reaksi gelap melalui kerja berpasangan. Dengan diberikan tugas tentang anabolisme yang salah satunya fotosintesis dalam beberapa pertanyaan .
• Menggali informasi tentang percobaan Enggelmann tentang jenis cahaya yang efektif untuk fotosintesis

METABOLISME LEMAK DAN PROTEIN

• Keterkaitan antara proses metabolime karbohidrat dengan metabolisme lemak dan protein
• Menjelaskan hubungan antara proses metabolisme karbohidrat dengan metabolisme lemak dan metabolisme protein
• Menganalisis senyawa antara pada metabolisme karbohidrat yang dapat di sintesis menjadi komponen lemak dan asam amino
• Menggali informasi tentang hubungan antara proses metabolisme karbohidrat dengan metabolisme lemak dan metabolisme protein
• Membuat diagram alur hubungan metabolisme karbohidrta dengan metabolisme lemak dan protein
• Diskusikan mengapa Keterkaitan antara proses metabolisme karbohidrat dengan metabolisme lemak
• Begitu pula dengan metabolisme protein Menggali informasi tentang Keterkaitan antara proses metabolisme karbohidrat dengan metabolisme lemak
• Keterkaitan antara proses metabolisme karbohidrat dengan metabolisme protein dari internet , buku diluar buku paket .
• Mempresentasikan hasil informasinya

NOTES

1. Anabolisme adalah proses-proses penyusunan energi kimia melalui sintesis senyawa-senyawa organik.
2. Katabolisme adalah proses penguraian dan pembebasan energi dari senyawasenyawa organik melalui proses respirasi.
3. Enzim adalah biokatalisator organic yang dihasilkan organisme hidup di dalam protoplasma. Enzim terdiri atas protein atau suatu senyawa yang berikatan dengan protein.
4. Apoenzim merupakan bagian protein dari enzim, bersifat tidak tahan panas,dan berfungsi enentukan kekhususan dari enzim.
5. Koenzim merupakan gugus prostetik apabila terikat sangat erat pada apoenzim dan berfungsi untuk menentukan sifat dari reaksinya.
6. Faktor-faktor yang memengaruhi enzim dan aktivitasnya, antara lain temperature atau suhu, air, pH, hasil akhir, substrat, dan zat-zat penghambat.
7. Contoh-contoh enzim dalam proses metabolisme, antara lain enzim katalase, oksidase, hidrase, dehidrogenase, transphosforilase, karboksilase, desmolase, dan periksodase.
8. Karbohidrat merupakan senyawa yang tersusun atas unsur-unsur C, H, dan O.
9. Macam-macam proses metabolism karbohidrat, yaitu glikogenesis, glikolisis, dan Daur Krebs.
10. Asam lemak adalah suatu senyawa yang terdiri atas rantai panjang hidrokarbon dan gugus karboksilat yang terikat pada ujungnya.
11. Peranan fisiologis asam lemak pembentuk fosfolipid dan glikolipid yang merupakan molekul amfipotik sebagai komponen membran biologi, dan sebagai molekul sumber energi.
12. Molekul protein terdiri atas kesatuankesatuan kecil yang disebut asam amino. Asam amino ada dua macam, yaitu asam amino esensial dan asam amino nonesensial.
13. Asam amino esensial atau asam amino utama adalah asam amino yang sangat diperlukan oleh tubuh dan harus didatangkan dari luar tubuh manusia karena sel-sel tubuh manusia tidak dapat mensintesis sendiri. Contoh: leusin, lisin, histidin, arginin, valin, treonin, fenilalanin, triptofan, isoleusin, dan metionin.
14. Asam amino nonesensial adalah asam amino yang dapat disintesis sendiri oleh tubuh manusia. Contoh: tirosin, glisin, alanin, dan prolin.

LATIHAN SOAL 

1. Perhatikan pernyataan berikut.

1. Penamaan protein, lemak, dan karbohidrat
2. Pengangkutan sari-sari makanan oleh lemak
3. Respirasi sel
4. Pengangkutan hormon oleh darah
5. Fotosintesis pada tumbuhan

Contoh dari metabolisme adalah ….

a. 1, 2, dan 3

b. 1, 3, dan 4

c. 1, 3, dan 5

d. 2, 4, dan 5

e. 2, 3, dan 4

2. Seluruh reaksi yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup menggunakan sumber energi berupa ….

a. ATP

b. enzim

c. glukosa

d. lemak

e. protein

3. Tahapan katabolisme glukosa atau respirasi sel adalah ….

a. glikolisis, transpor elektron, dan siklus Krebs

b. transfer elektron, glikolisis, dan siklus Krebs

c. glikolisis, siklus Krebs, dan transpor elektron

d. siklus Krebs, glikolisis, dan transpor elektron

e. siklus Krebs, transpor elektron, dan glikolisis

4. Hasil dari peristiwa glikolisis pemecahan 1 molekul Glukosa adalah ….

a. 2 ADP, 2 NAD, dan 2 glukosa

b. 2 ATP, 2 NADH, dan 2 asam piruvat

c. 2 ADP, 2 NADH, dan 2 asam piruvat

d. 2 ATP, 2 NAD, dan 2 asam piruvat

e. 2 ATP, 2 NAD, dan 2 glukosa

5. Siklus Krebs menghasilkan molekul-molekul ….

a. H2O, NADH, dan FADH

b. CO2, NAD, dan FAD

c. H2O, NAD, dan FAD

d. CO2, NADH, dan FADH

e. CO2, NADH, dan FAD

6. Katabolisme karbohidrat mengalami beberapa tahap, di antaranya transfer elektron yang terjadi di dalam ….

a. ribosom

b. sitoplasma

c. mitokondria

d. badan golgi

e. lisosom

7. Dalam peristiwa anabolisme karbohidrat di antaranya terjadi siklus elektron yang menghasilkan ….

a. NADH

b. O2

c. FADH2

d. glukosa

e. H2O

8. Seseorang yang telah bekerja berat akan merasa lelah. Hal ini terjadi karena terjadi penimbunan hasil glukosa, yaitu ….

a. ATP

b. NADH

c. asam piruvat

d. asetil koA

e. asam laktat

9. Perhatikan grafik pengaruh enzim terhadap energi aktivasi ….

Berdasarkan grafik tersebut, pengaruh enzim adalah ….

a. meningkatkan energi aktivasi

b. menurunkan energi aktivasi tanpa ikut bereaksi

c. menurunkan energi aktivasi dengan ikut bereaksi

d. menurunkan laju reaksi

e. tidak berpengaruh terhadap reaksi

10. Berikut ini beberapa sifat enzim, kecuali….

a. selektif

b. efisien

c. bekerja bolak-balik

d. biokatalisator

e. tahan panas

11. Perhatikan gambar dibawah ini

Enzim ditunjukkan oleh huruf ….

a. 2 dan 4

b. 2 dan 1

c. 1 dan 5

d. 5

e. 3

12. Perhatikan gambar ini

Inhibitor non kompetitif dan inhibitor kompetitif ditunjukkan oleh huruf ….

a. A dan B

b. B dan C

c. C dan D

d. C dan E

e. D dan E

13. Pada saat pembuatan tape terjadi proses fermentasi yang menghasilkan alkohol setelah peristiwa …

a. transfer elektron

b. glikolisis

c. siklus krebs

d. dekarboksilasi oksidatif

e. siklus Calvin-Benson

14. Dalam satuan berat yang sama, bahan makanan yang menghasilkan energi tertinggi melalui katabolisme adalah ….

a. karbohidrat

b. protein

c. lemak

d. vitamin

e. mineral

15. Tempat berlangsungnya reaksi terang fotosintesis adalah …..

a. membran tilakoid

b. stroma

c. matriks

d. krista

e. ruang dalam kloroplas

16. Jika dalam satu siklus Krebs dihasilkan 3 NADH dan 1 FADH2, maka setelah melalui transfer elektron

dihasilkan ….

a. 11 ATP

b. 24 ATP

c. 28 ATP

d. 32 ATP

e. 36 ATP

17. Di bawah ini ciri reaksi terang fotosintesis, kecuali ….

a. penyerapan energi cahaya untuk diubah menjadi energi kimia

b. dihasilkan ATP dan NADPH2

c. fotolisis air

d. membutuhkan cahaya

e. pengikatan karbondioksida

18. Dalam peristiwa siklus Calvin-Benson terjadi pengikatan CO2 oleh senyawa ….

a. asam fosfogliserat (PGA)

b. ribulosa bifosfat (RuBP)

c. fosfogliseraldehid (PGAL)

d. ATP

e. NADPH

19. Kelompok makhluk hidup yang mampu menggunakan reaksi kimia anorganik sebagai sumber energi adalah ….

a. heterotrof

b. fotoautotrof

c. kemoheterotrof

d. kemoautotrof

e. parasitis

20. Proses kemosintesis yang dilakukan oleh bakteri nitrifikasi mempunyai ciri sebagai berikut, kecuali ….

a. membutuhkan tanah gembur

b. berlangsung secara aerob

c. membutuhkan senyawa anorganik

d. nitrat yang dihasilkan digunakan untuk membentuk protein

e. berlangsung secara anaerob

B. Soal Uraian

1. Jelaskan fungsi enzim dan teori mengenai cara kerja enzim.

2. Apa yang dimaksud dengan katabolisme dan metabolisme?

3. Jelaskan tahap-tahap dalam respirasi aerob.

4. Jelaskan tahap-tahap dalam fotosintesis.

5. Jelaskan keterkaitan antara metabolisme lemak, karbohidrat, dan protein.

B. Soal Uraian

1. Enzim berfungsi sebagai biokatalisator, menurunkan energi aktivasi suatu reaksi. Terdapat dua teori yang menjelaskan cara kerja enzim, yaitu teori lock and key dan teori induced fit. Berdasarkan teori lock and key, kerja enzim mirip mekanisme kunci dan anak kunci. Substrat memasuki enzim, kemudian substrat diubah menjadi produk dan dilepaskan. Berdasarkan teori induced fit, enzim melakukan penyesuaian bentuk untuk berikatan dengan substrat. Hal tersebut meningkatkan kecocokan dan mendorong komplek enzim-substrat lebih reaktif. Molekul enzim kembali ke bentuk semula setelah produk dihasilkan.
2. Respirasi aerob terjadi melalui tahap glikolisis, siklus Krebs, dan transport elektron. Pada tahap glikolisis, molekul glukosa diubah menjadi asam piruvat. Kemudian asam piruvat diubah menjadi asatil KoA dan memasuki siklus Krebs. NADH dan FADH2 dari tahap glikolisis dan siklus Krebs memasuki tahap transpor elektron untuk dihasilkan molekul ATP. Dari seluruh reaksi respirasi aerob dihasilkan 38 ATP.
3. Selain karbohidrat, molekul protein dan lemak juga dapat digunakan sebagai sumber energi. Jika tubuh kelebihan salah satu molekul, seperti kelebihan karbohidrat, molekul berlebih tersebut dapat dibentuk menjadi protein atau lemak.