
Metabolisme adalah serangkaian reaksi kimia dalam tubuh makhluk hidup yang bertujuan untuk mengubah makanan menjadi energi yang dibutuhkan untuk berbagai fungsi tubuh. Proses ini melibatkan dua kategori utama: anabolisme dan katabolisme.
Anabolisme
Anabolisme adalah proses sintesis molekul besar dari molekul kecil, seperti pembentukan protein dari asam amino. Proses ini memerlukan energi yang biasanya diperoleh dari ATP (adenosin trifosfat).
Katabolisme
Katabolisme adalah proses pemecahan molekul besar menjadi molekul yang lebih kecil, seperti pemecahan glukosa menjadi piruvat dalam glikolisis. Proses ini melepaskan energi yang dapat digunakan oleh sel untuk melakukan pekerjaan.
Enzim dan Peranannya dalam Metabolisme
Enzim adalah protein yang berfungsi sebagai katalis dalam reaksi kimia metabolisme. Mereka mempercepat laju reaksi tanpa diubah secara permanen oleh reaksi tersebut. Contoh enzim penting dalam metabolisme termasuk amilase, lipase, dan protease.
Jalur Metabolisme Utama
Beberapa jalur metabolisme utama meliputi:
- Glikolisis: Proses pemecahan glukosa menjadi piruvat.
- Siklus Krebs: Serangkaian reaksi yang menghasilkan ATP dan prekursor metabolit lainnya.
- Rantai Transpor Elektron: Proses yang menghasilkan ATP melalui gradien proton di membran mitokondria.
Soal Latihan dan Pembahasan Materi Belajar Metabolisme
1. Soal Biologi Metabolisme
Dalam proses respirasi aerob, pembentukan ATP terjadi melalui fosforilasi tingkat substrat dan fosforilasi oksidatif. Fosforilasi tingkat substrat terjadi pada tahap glikolisis dan siklus Krebs. Fosforilasi oksidatif terjadi pada tahap transpor elektron dengan mengubah NADH dan FADH$_{2}$ menjadi ATP. Apabila pada siklus Krebs dihasilkan 6 molekul NADH dan 2 molekul FADH$_{2}$, maka total ATP yang dihasilkan baik oleh fosforilasi tingkat substrat dan fosforilasi oksidatif pada tahap siklus Krebs adalah....
Alternatif Pembahasan:
Fosforilasi tingkat substrat 2 ATP
Fosforilasi oksidatif:
1 NADH$_{2}$ akan diubah menjadi 3 ATP
1 FADH$_{2}$ akan diubah menjadi 2 ATP
Sehingga:
6 NADH$_{2}$ $\times$ 3 = 18 ATP
2 FADH$_{2}$ $\times$ 2 = 4 ATP
Total: 24 ATP
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ 24
2. Soal Biologi Metabolisme
Perhatikan grafik kerja enzim berikut ini!
Pernyataan yang tidak tepat berdasarkan grafik aktivitas enzim di atas adalah...
Alternatif Pembahasan:
Enzim merupakan senyawa yang dapat mempercepat terjadinya reaksi dalam sel dengan cara menurunkan energi aktivasi. Enzim bekerja spesifik, artinya enzim tertentu hanya bisa bekerja pada substrat tertentu.
Kerja enzim sangat dipengaruhi oleh lingkungan, yaitu oleh suhu, pH, konsentrasi substrat, konsentrasi enzim, senyawa aktivator, dan senyawa penghambat (inhibitor). Enzim bekerja maksimal pada pH dan suhu optimum. Enzim I adalah pepsin yang bekerja di lambung, sedangkan enzim II adalah tripsin yang bekerja di usus halus.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ Enzim akan bekerja maksimal pada pH maksimum
3. Soal Biologi Metabolisme
Manakah tumbuhan di bawah ini yang memiliki tingkat fotorespirasi tertinggi...
Alternatif Pembahasan:
Fotorespirasi adalah respirasi yang terjadi bersamaan dengan fotosintesis yang terjadi pada siang hari. Fotorespirasi berkaitan dengan jenis tanaman yang dibagi berdasarkan jenis jalur fotosintesis. Tanaman dengan tingkatan fotorespirasi yang tinggi adalah jenis tanaman C3. Tanaman C3 memiliki enzim pengikatan karbondioksida yaitu enzim Rubisco. Enzim Rubisco mampu mengikat oksigen sehingga dapat melakukan fotorespirasi. Contoh tanaman C3 adalah kedelai.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(A)$ Kedelai
4. Soal Biologi Metabolisme
Enzim Rubisco adalah enzim penting yang berperan dalam reaksi gelap fotosintesis. Apabila suatu sel tumbuhan kehilangan kemampuan untuk mensistesis enzim Rubisco, peristiwa yang mungkin terjadi adalah...
Alternatif Pembahasan:
Enzim rubisco atau Ribulosa Bifosfat Karboksilasi/Oksigenase adalah enzim yang berperan untuk memfiksasi karbondioksida. Peorsen fiksasi karbon dioksida selanjutnya kan dilanjutkan untuk pembentukan glukosa.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(C)$ Pembentukan gula tidak terjadi
5. Soal Biologi Metabolisme
Jalur metabolik yang prosesnya tidak bergantung oksigen dan yang sama-sama dijalani oleh respirasi aerob dan fermentasi alkohol adalah...
Alternatif Pembahasan:
Respirasi aerob dan fermentasi mengalami glikolisis. Pada respirasi aerob (memerlukan oksigen) setelah glikolisis dilanjutkan ke proses dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron. Sedangkan fermentasi terhenti sampai glikolisis sehingga ATP yang dihasilkan hanya 2.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(A)$ Glikolisis
6. Soal Biologi Metabolisme
Ketika musim kemarau, tanaman seringkali kekurangan air, sehingga proses fotosintesis menjadi terganggu. Ketika tanaman kekurangan air, tahapan fotosintesis mana yang tidak dipengaruhi ?...
Alternatif Pembahasan:
Air berperan saat proses fotolisis air pada reaksi terang fotosintesis. Air berperan sebagai penyumbang elektron pada fotosistem, dan menghasilkan oksigen sebagai hasil samping. Ketika air berkurang, maka sumbangan elektron akan berkurang, hal ini akan menghambat rantai transpor elektron, pembentukan NADPH sebagai akseptor elektron terakhir, dan pembentukan gula saat reaksi gelap karena untuk membentuk gula diperlukan energi dari hasil transpor elektron. Cahaya yang diterima tidak berhubungan dengan banyaknya air.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(D)$ Penerimaan cahaya oleh fotosistem
7. Soal Biologi Metabolisme
Pernyataan yang tepat mengenai reaksi gelap (siklus Calvin Benson) dalam proses fotosintesis adalah...
Alternatif Pembahasan:
Reaksi gelap merupakan proses pembuatan gula berkarbon 6 yang berlangsung di stroma, memerlukan CO2 sebagai sumber karbon sehingga membutuhkan enzim pemfiksasi karbon (Rubisco). Reaksi ini tidak menghasilkan ATP namun memerlukan ATP (energi) dari hasil reaksi terang. Reaksi gelap tidak memerlukan cahaya, namun dapat berlangsung ketika ada maupun tidak ada cahaya (siang dan malam hari).
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(C)$ Menggunakan energi dari hasil reaksi terang
8. Soal Biologi Metabolisme
Berdasarkan jenis metabolisme fotosintesisnya, tanaman yang melakukan pengikatan CO2 dengan membentuk senyawa berkarbon 4 dan tidak mengalami fotorespirasi adalah...
Alternatif Pembahasan:
Berdasarkan metabolisme fotosintesisnya, tanaman dikelompokkan menjadi tanaman C3, C4, dan CAM. Tanaman C4 (tebu, jagung, gandum) mengalami sedikit fotorespirasi sehingga bisa mengefisiensikan proses fotosintesisnya. Tanaman C4 mengalami pengikatan CO2 di sel seludang berkas pembuluh dengan membentuk senyawa berkarbon 4.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(A)$ Jagung
9. Soal Biologi Metabolisme
Enzim peroksidase berperan untuk memecah senyawa H2O2 menjadi air dan oksigen. Enzim peroksidase bekerja optimal pada suhu tubuh. Apabila enzim berada lingkungan suhu tinggi, enzim akan terdenaturasi. Apakah yang akan terjadi jika enzim terdenaturasi?...
Alternatif Pembahasan:
Enzim akan terdenaturasi ketika berada di suhu tinggi, terkena senyawa kimia seperti alkohol dan kloroform, asam kuat, dan basa kuat. Saat terdenaturasi, enzim akan inaktif karena struktur tersier atau kuarter yang rusak, namun struktur primer tetap dipertahankan.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ Struktur tersier dan kuartener akan rusak
10. Soal Biologi Metabolisme
Fermentasi menghasilkan ATP lebih sedikit dibandingkan ATP yang dihasilkan dari respirasi aerob. Hal ini disebabkan oleh...
Alternatif Pembahasan:
Fermentasi menghasilkan 2 ATP karena tidak ada keberadaan oksigen. Hal tersebut menyebabkan asam piruvat tidak dirubah menjadi asetil koA, namun menjadi asam laktat atau alkohol.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(A)$ Hasil akhir berupa asam laktat atau alkohol
11. Soal Biologi Metabolisme
Kedelai ditanam di lahan yang panas tanpa adanya pengairan. Hal tersebut menyebabkan hasil fotosintesis tanaman kedelai tersebut menurun. Berdasarkan kasus tersebut, peran air dalam proses fotosintesis adalah...
Alternatif Pembahasan:
Air dibutuhkan dalam proses fotosintesis pada saat fotolisis air di reaksi terang. Air berperan untuk mendonorkan elektronnya pada fotosistem 2. Ketika elektron di fotosistem 2 tereksitasi maka elektron dari fotosistem 2 menjadi penggerak pembentukan energi pada reaksi Hill.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ Sebagai donor elektron saat reaksi terang
12. Soal Biologi Metabolisme
Peristiwa di bawah ini yang termasuk proses anabolisme adalah...
Alternatif Pembahasan:
Anabolisme adalah proses perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, contohnya fotosintesis. Katabolisme adalah proses perubahan senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana, contohnya resporasi seluler.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(C)$ Penggabungan karbon menjadi glukosa
13. Soal Biologi Metabolisme
Berikut ini adalah tahapan dalam respirasi aerob: 1. Siklus krebs 2. Dekarboksilasi oksidatif 3. Glikolisis 4. Transport elektron 5. Reaski terang 6. Siklus Calvin-Benson Proses yang menghasilkan karbon dioksida adalah...
Alternatif Pembahasan:
Reksi yang terjadi dalam reaski aerob adalah: glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transport elektron. Tahap yang menghasilkan karbondioksida adalah dekarboksilsi oksidatif dan siklus krebs.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(E)$ 1 dan 2
14. Soal Biologi Metabolisme
Fosforilasi oksidatif yang terjadi pada sel tumbuhan, bertujuan untuk menghasilkan...
Alternatif Pembahasan:
Fosforilasi oksidatif adalah reaksi yang terjadi didalam matriks mitokondria. Fosforilasi oksidatif bertujuan untuk menghasilkan ATP dengan oksigen sebagai akseptor ekektron terakhir. Reaksi ini terjadi baik pada sel hewam, tumbuhan, dan sel eukariot lainnya.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(C)$ ATP, yang terjadi di matriks mitokondria
15. Soal Biologi Metabolisme
Dalam proses fotosintesis, senyawa yang dihasilkan oleh reaksi yang terjadi pada membran tilakoid adalah...
Alternatif Pembahasan:
Proses yang terjadi di membran tilakoid adalah reaksi terang. Reaksi terang terbagi menjadi dua tipe yaitu siklik dan non-siklik. Siklik menghasilkan ATP, non-siklik menghasilkan ATP, NADPH, dan O2.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(A)$ ATP, NADPH, dan O2
16. Soal Biologi Metabolisme
Komponen berikut ini yang tidak diperlukan untuk berlangsungnya reaksi gelap adalah...
Alternatif Pembahasan:
Reaksi gelap adalah proses pembentukan glukosa yang terjadi di stroma kloroplas. Untuk membentuk glukosa diperlukan karbondioksida, NADPH, dan ATP. Air digunakan sebagai donor elektron dalam pembuatan ATP dan NADPH.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(D)$ O2
17. Soal Biologi Metabolisme
Pernyataan berikut menggambarkan proses yang terjadi dalam katabolisme. (1) Terjadi di matriks mitokondria (2) Pengikatan Asetil Ko-A oleh Oksaloasetat (3) Menghasilkan NADH dan FADH (4) Untuk merombak satu molekul glukosa membutuhkan dua kali proses Proses katabolisme tersebut adalah...
Alternatif Pembahasan:
Katabolisme adalah proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul sederhana. Tahapan prosesnya adalah : 1. Glikolisis Terjadi di sitoplasma; Memecah molekul glukosa menjadi 2 Asam piruvat, 2 ATP, 2 NADH 2. Dekarboksilasi Oksidatif Terjadi di matriks mitokondria; memecah 2 Asam piruvat menjadi 2 Asetil Ko-A, 2 CO2, 2 NADH 3. Siklus Krebs Terjadi di matriks mitokondria; memecah 2 Asetil Ko-A menjadi 6 NADH, 2 FADH, 4 CO2, 2 ATP; terjadi 2 kali 4. Transport Elektron Terjadi di krista; mengubah NADH dan FADH menjadi ATP dan H2O; terjadi penambahan oksigen
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(C)$ Siklus Krebs
18. Soal Biologi Metabolisme
Pernyataan di bawah ini terjadi dalam proses fotosintesis! 1. Terjadi fotolisis air 2. Terbentuk NADPH 3. Terjadi fiksasi karbon 4. Menghasilkan oksigen 5. Tidak melibatkan fotosistem II Manakah yang merupakan proses fotofosforilasi non-siklik....
Alternatif Pembahasan:
Fotofosforilasi non-siklik melibatkan tahapan di bawah ini : 1. Fotolisis air (Pemecahan molekul air menggunakan energi cahaya). Proses ini menghasilkan oksigen, hidrogen, dan elektron. 2. Eksitasi elektron yaitu proses pelepasan elektron dari fotosistem II dan ditangkap oleh akseptor elektron. Kehilangan elektron pada fotosistem II akan digantikan oleh elektron yang dihasilkan dari fotolisis air. 3. Transfer elektron menuju fotosistem I . 4. Eksitasi elektron pada fotosistem I. 5. Pembentukan NADPH.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(A)$ 1 , 2, dan 4.
19. Soal Biologi Metabolisme
Berikut merupakan pernyataan mengenai sifat-sifat dari enzim, kecuali...
Alternatif Pembahasan:
Sifat-sifat enzim: - Enzim memiliki sifat seperti protein, yaitu menggumpal saat dipanaskan. - Enzim bekerja secara spesifik pada substrat tertentu. - Enzim berfungsi sebagai biokatalisator, yaitu mempercepat reaksi kimia dengan cara menurunkan energi aktivasi. - Enzim berkerja bolak balik atau dua arah (reversible). - Enzim dapat digunakan secara berulang-ulang karena enzim tidak ikut bereaksi.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(D)$ Enzim maltase hanya dapat merombak maltosa menjadi dua glukosa, tapi tidak sebaliknya
20. Soal Biologi Metabolisme
Manakah pernyataan yang benar berkaitan dengan karakteristik enzim....
Alternatif Pembahasan:
Berikut ini merupakan karakteristik dari enzim : a. Enzim dapat bekerja lebih dari satu kali. b. Enzim bekerja secara spesifik. c. Enzim diperlukan dalam jumlah yang sedikit karena dapat bekerja berulang kali. d. Enzim berperan sebagai biokatalisator yang mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi. e. Enzim dapat mempercepat suatu reaksi tanpa ikut bereaksi.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(D)$ Enzim berperan sebagai katalis yang mempercepat reaksi tanpa ikut bereaksi.
21. Soal Biologi Metabolisme
Ion klorida yang berikatan dengan enzim ptialin dalam saliva dapat mempercepat perombakan amilum menjadi glukosa. Pernyataan yang tepat mengenai ion klorida adalah...
Alternatif Pembahasan:
Ion klorida merupakan komponen non-protein dari enzim sedangkan ptialin merupakan komponen protein dari enzim. Ion klorida melekat pada sisi alosterik ptialin untuk membentuk enzim yang sempurna (holoenzim). Ion klorida berupa ion anorganik sehingga berdasarkan jenis senyawanya ion klorida dinamakan sebagai aktivator. Ion klorida berikatan lemah dengan apoenzim sehingga berdasarkan jenis ikatannya ion klorida dinamakan sebagai kofaktor. Ion klorida berfungsi dalam meningkatkan fungsi dari ptialin.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(C)$ Berdasarkan jenis ikatannya ion klorida merupakan komponen non-protein bernama aktivator
22. Soal Biologi Metabolisme
Pernyataan yang tepat mengenai respirasi anaerob adalah...
Alternatif Pembahasan:
Respirasi anaerob memerlukan glukosa sebagai substrat, tidak memerlukan oksigen, dapat menghasilkan karbondioksida, asam laktat, asam cuka, alkohol, dan energi (ATP).
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(E)$ Menghasilkan ATP dan asam laktat
23. Soal Biologi Metabolisme
Ari sedang melakukan ujian praktik olahraga. Ari berlari mengelilingi lapangan sabuga sebanyak 3 putaran. Setelah berlari Ari merasakan pegal pada kakinya. Berikut adalah yang terjadi pada otot kaki Ari, kecuali...
Alternatif Pembahasan:
Saat Ari berlari maka sel otot Ari membutuhkan energi lebih banyak. Untuk menghasilkan energi yang banyak membutuhkan oksigen yang banyak juga. Hal tersebut menyebabkan sel otot kekurangan oksigen sehingga sel otot melakukan fermentasi asam laktat untuk menghasilkan energi. Fermentasi asam laktat tidak menggunakan oksigen dalam prosesnya, membutuhkan glukosa sebagai substrat, menghasilkan 2 ATP dan asam laktat. Penimbunan asam laktat pada sel otot menyebabkan berkurangnya elastisitas otot sehingga menimbulkan kelelahan dan nyeri. Secara berangsur-angsur asam laktat akan diangkut oleh darah menuju ke hati untuk diubah kembali menjadi asam piruvat.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(B)$ Sel otot Ari menghasilkan 36 ATP
24. Soal Biologi Metabolisme
Dibawah ini adalah beberapa tahapan fotosintesis. 1. Fotolisis air. 2. Pembentukan NADPH dan ATP. 3. Pembentukan oksigen 4. Fiksasi CO2 Manakah tahapan yang terjadi pada reaksi hills?...
Alternatif Pembahasan:
Reaksi fotosintesis terbagi menjadi dua yaitu reaksi bergantung cahaya atau reaksi hills dan reaksi tidak bergantung cahaya/siklus calvin. Reaksi hills dikenal juga dengan reaksi terang (light dependent reaction). Pada reaksi terang, energi cahaya akan ditangkap oleh fotosistem dan diubah menjadi energi kimia berupa NADPH dan ATP. Kemudian terjadi fotolisis air yang menghasilkan hidrogen, oksigen dan elektron.
$\therefore$ Pilihan yang sesuai adalah $(A)$ 1, 2, dan 3.
Kesimpulan
metabolisme adalah proses vital dalam tubuh makhluk hidup yang memungkinkan konversi makanan menjadi energi. Memahami jalur metabolisme utama dan peran enzim dapat membantu kita mengapresiasi kompleksitas proses biokimia yang mendukung kehidupan. Dengan pengetahuan ini, kita dapat mengambil langkah-langkah untuk menjaga kesehatan dan kebugaran tubuh kita.
Untuk melihat materi biologi lainnya dapat di download pada Modul Materi Belajar Biologi, Selamat belajar dan semoga materi ini bermanfaat!