Halo, Sobat Zenius! Elo pernah kan ngerasa kelelahan setelah melakukan aktivitas fisik yang berat? Misalnya, setelah olahraga, angkat beban berat, jalan jauh, dan sebagainya. Nah, rasa lelah ini muncul karena tubuh elo lagi melakukan proses katabolisme.
Dalam artikel ini, gue mau membahas tentang proses katabolisme dalam tubuh kita. Gue akan bahas mulai dari apa itu katabolisme, tahapan katabolisme, jenis-jenis katabolisme, hingga perbedaan katabolisme dengan anabolisme sebagai bagian dari proses metabolisme dalam tubuh.
Di akhir artikel, gue juga akan memberikan beberapa contoh soal untuk menguji pemahaman elo terhadap materi katabolisme ini. So, simak artikel ini sampai akhir ya!
Daftar Isi
Pengantar: Metabolisme
Sobat Zenius, di dalam tubuh manusia ada yang namanya metabolisme. Metabolisme adalah rangkaian proses biokimia dalam tubuh untuk mengubah makanan menjadi energi dan bahan yang diperlukan oleh sel tubuh. Dengan adanya metabolisme ini, tubuh kita bisa beroperasi setiap saat secara optimal.
Proses metabolisme terbagi menjadi dua proses utama, yaitu katabolisme dan anabolisme. Di artikel ini gue akan ngebahas secara khusus tentang proses katabolisme. Nggak hanya itu, gue juga akan ngasih sedikit perbedaan antara kedua proses metabolisme ini.
Apa itu Katabolisme?
Sobat Zenius, katabolisme adalah bagian dari proses metabolisme, sehingga katabolisme ini pasti seputar proses biokimia dan pemecahan molekul.
Katabolisme adalah proses penguraian atau pemecahan senyawa organik kompleks menjadi senyawa yang lebih kecil. Dalam proses ini, terjadi pelepasan energi sebagai hasil dari pemecahan senyawa organik kompleks.
Lalu, kenapa proses katabolisme ini terjadi?
Proses katabolisme bertujuan untuk menghasilkan energi yang dapat digunakan oleh sel tubuh, misalnya pembentukan ATP (adenosin trifosfat) sebagai sumber energi utama sel.
Selama proses katabolisme, molekul yang didapat dari makanan akan dipecah menjadi energi. Selain menghasilkan energi, proses katabolisme juga bisa menghasilkan produk sampingan, seperti air, karbon dioksida, dan urea.
Proses katabolisme ini terjadi di dalam mitokondria, yaitu organel sel yang bertanggung jawab untuk menghasilkan energi.
Proses Katabolisme: Respirasi Aerob
Contoh dari proses katabolisme adalah respirasi seluler. Respirasi seluler adalah reaksi oksidasi molekul kompleks menjadi molekul sederhana.
Proses respirasi seluler ini juga terbagi menjadi dua jenis, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.
Respirasi aerob adalah respirasi yang berlangsung dengan adanya O2. Secara sederhana, respirasi aerob pada glukosa dapat dituliskan seperti ini:
C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + Energi
Tapi, proses respirasi aerob nggak sesederhana itu. Proses respirasi aerob juga melalui beberapa tahapan, yaitu glikolisis, oksidasi piruvat, siklus krebs, dan fosforilasi oksidatif.
1. Glikolisis
Glikolisis adalah proses pemecahan glukosa di dalam sitoplasma. Pada tahap glikolisis, terjadi pengubahan senyawa glukosa. Hasil bersih dari tahap ini adalah 2 ATP, 2 NADH, dan 2 asam piruvat.
Tahapan Glikolisis (Arsip Zenius)
2. Oksidasi Piruvat
Dari tahap glikolisis, asam piruvat yang dihasilkan akan diubah menjadi asetil ko-A dalam tahap oksidasi piruvat. Tahapan ini terjadi di matriks mitokondria. Hasil dari tahap ini adalah asetil ko-A, 2 CO2, dan 2 NADH.
3. Siklus Krebs
Asetil ko-A yang didapat dari oksidasi piruvat kemudian akan masuk ke dalam siklus krebs atau siklus asam sitrat, yaitu siklus reaksi kimia di matriks mitokondria. Hasil dari tahap ini adalah 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP, dan 4 CO2.
4. Fosforilasi Oksidatif
Tahapan terakhir dari respirasi aerob adalah fosforilasi oksidatif. Tahapan ini terbagi lagi menjadi 2 proses, yaitu transpor elektron dan kemiosmosis.
Pada transpor elektron, NADH dan FADH2 melepaskan elektron ke rantai transpor elektron. Elektron tersebut akan diterima diterima akseptor elektron terakhir, yaitu O2 sehingga membentuk H2O.
Ketika elektron bergerak di rantai transpor elektron, energi akan dilepaskan. Energi ini berguna untuk memindahkan ion H+ dari matriks mitokondria ke ruang intermembran.
Dari sini, konsentrasi gradien ion H+ akan lebih banyak. Gradien ion H+ ini akan menjadi energi untuk menghasilkan ATP dengan bantuan ATP sintase. Nah, proses inilah yang disebut sebagai kemiosmosis.
Keseluruhan tahap ini terjadi di krista mitokondria. Hasil akhir dari tahap ini dan juga seluruh proses respirasi aerob adalah ATP sebanyak 38 ATP dengan 2 ATP dari glikolisis, 2 ATP dari siklus krebs, dan 34 ATP dari fosforilasi oksidatif.
Proses Katabolisme: Respirasi Anaerob
Nah, selanjutnya ada juga respirasi seluler yang nggak membutuhkan O2. Respirasi ini disebut sebagai respirasi anaerob.
Berdasarkan tahapan, respirasi anaerob cukup mirip dengan respirasi aerob. Perbedaan antara kedua respirasi ini adalah akseptor elektron terakhir di transpor elektron.
Pada respirasi anaerob, akseptor elektron terakhirnya adalah senyawa selain O2, seperti sulfur, CO2, dan nitrogen. Respirasi anaerob juga hanya menghasilkan 2 ATP.
Salah satu bentuk respirasi anaerob adalah fermentasi. Pada proses fermentasi, nggak ada siklus krebs dan fosforilasi oksidatif. Fermentasi ini terbagi menjadi dua jenis, yaitu fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat.
Fermentasi alkohol merupakan fermentasi yang menghasilkan alkohol (etanol), ATP, dan CO2. Fermentasi ini bisa dimanfaatkan untuk membuat wine atau roti.
Sementara itu, fermentasi asam laktat adalah fermentasi yang menghasilkan asam laktat dan ATP. Fermentasi asam laktat terjadi di sel otot hewan mamalia, salah satunya kita sebagai manusia. Nah, karena fermentasi asam laktat inilah kita merasakan lelah setiap kali melakukan aktivitas berat.
Selain fermentasi, proses katabolisme lemak berhubungan dengan katabolisme karbohidrat. Sebelum masuk ke jalur katabolisme karbohidrat, lemak akan dipecah menjadi asam lemak dan gliserol.
Gliserol akan masuk ke tahap glikolisis, sementara asam lemak akan diubah menjadi asetil ko-A melalui proses beta oksidasi untuk masuk ke siklus krebs.
Jenis-Jenis Katabolisme
Proses katabolisme juga terbagi menjadi beberapa jenis tergantung molekul yang diuraikan dan hasil bersih dari prosesnya.
Katabolisme karbohidrat merupakan proses penguraian molekul karbohidrat menjadi energi.
Katabolisme lemak merupakan proses penguraian lemak menjadi asam lemak dan gliserol.
Sementara itu, katabolisme protein adalah proses penguraian protein menjadi asam amino.
Katabolisme dan Anabolisme
Sebagai bagian dari metabolisme, proses katabolisme juga punya kembaran bernama anabolisme.
Katabolisme adalah proses metabolisme yang menghasilkan energi, sementara anabolisme adalah proses metabolisme yang memerlukan energi.
Proses katabolisme adalah proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul sederhana. Hasil dari proses katabolisme utamanya adalah energi yang akan digunakan untuk aktivitas sel dalam tubuh.
Sementara itu, anabolisme adalah proses pembentukan molekul kompleks dari molekul sederhana. Proses anabolisme memerlukan energi untuk kemudian menyusun senyawa organik kompleks.
Contoh Soal
Apakah elo udah cukup paham dengan materi tentang katabolisme? Supaya pemahaman elo bisa lebih mateng lagi, gue akan kasih elo beberapa contoh soal dan pembahasannya. Coba elo kerjain dulu ya!
Contoh Soal Katabolisme 1
Pada respirasi seluler, sebagian besar energi dipanen pada tahap ….
a. glikolisis
b. transpor elektron
c. siklus krebs
d. respirasi anaerob
e. fermentasi
Pembahasannya:
Untuk mengerjakan soal ini, elo perlu uji pemahaman elo tentang tahapan pada respirasi seluler. Kita bahas ulang sekilas, respirasi seluler itu terbagi menjadi dua jenis, yaitu respirasi aerob dan anaerob. Respirasi aerob adalah respirasi yang membutuhkan O2, sementara respirasi anaerob adalah respirasi yang nggak membutuhkan O2.
Kalau kita bandingkan antara kedua jenis respirasi tersebut, respirasi aerob menghasilkan paling banyak ATP sejumlah 38 ATP. Sementara itu, respirasi anaerob menghasilkan ATP sejumlah 2 ATP. Artinya, sebagian besar energi dihasilkan dari respirasi aerob.
Dalam respirasi aerob, ada 4 tahapan, yaitu glikolisis, oksidasi piruvat atau dekarboksilasi asam piruvat, siklus krebs atau siklus asam sitrat, dan fosforilasi oksidatif. Pada tiap tahapannya, ada senyawa yang dihasilkan, seperti CO2, NADH, hingga ATP (energi).
Pada tahap glikolisis dan siklus krebs, ada 2 ATP yang dihasilkan. Sementara itu pada tahap fosforilasi oksidatif, ada 34 ATP yang dihasilkan. Elo juga perlu inget kalau fosforilasi oksidatif dibagi lagi menjadi 2 proses, yaitu transpor elektron dan kemiosmosis. Oleh karena itu, jawaban dari contoh soal ini adalah (b) transpor elektron.
Contoh Soal Katabolisme 2
Reaksi berikut yang tidak memproduksi ATP adalah ….
a. pembentukan asam laktat
b. fosforilasi oksidatif
c. siklus krebs
d. transpor elektron
e. glikolisis
Pembahasannya:
Soal ini juga masih membahas soal penghasilan energi atau ATP dari proses katabolisme. Sesuai pembahasan untuk contoh soal sebelumnya, kita tau kalo ATP akan dihasilkan dari tahapan glikolisis, siklus krebs, dan fosforilasi oksidatif spesifiknya transpor elektron. Oleh karena itu, kita langsung tahu jawabannya adalah (a) pembentukan asam laktat.
Tapi, gimana penjelasannya? Elo perlu lihat lagi proses fermentasi asam laktat. Sebelum asam laktat dibentuk, terjadi tahapan glikolisis. Pada tahapan glikolisis ini, glukosa akan dipecah menjadi asam piruvat. Proses ini menghasilkan juga NADH dan ATP.
Nah, asam laktat baru dibentuk setelah tahapan glikolisis. Asam piruvat akan mengalami laktat dehidrogenase sehingga tersebut asam laktat. Artinya, pada tahapan pembentukan asam laktat ini nggak ada ATP yang dihasilkan.
Gimana? Gampang kan kerjain soal tentang katabolisme? Atau elo butuh contoh soal yang lebih menantang? Tenang! Elo bisa download aplikasi Zenius di hp elo untuk dapetin contoh soal beserta video pembahasannya.
Elo juga bisa klik banner di bawah ini untuk belajar materi katabolisme atau materi biologi lainnya. Tinggal klik banner dan ketik materi yang diinginkan di kolom pencarian ya.
Supaya pemahaman elo makin dalam, ikuti terus review materi dan kerjakan berbagai latihan soal di Zenius, yuk. Ada berbagai paket yang bisa elo beli sesuai kebutuhan elo. Klik banner di bawah ini untuk info selengkapnya!
Pembahasan gue tentang materi katabolisme kelas 12 sampai sini dulu ya! Kalau elo ada pertanyaan, bisa langsung tulis di kolom komentar.
Sampai bertemu di artikel selanjutnya. Semangat terus ya, Sobat Zenius!
Penulis: Trisnajaya Shalsabila
Referensi:
- Firmansyah, R. (2007). Mudah dan Aktif Belajar Biologi. PT Grafindo Media Pratama.
Leave a Comment