BioMetabolism - Modul Interaktif Biologi Kelas 11

Langkah 1: Pengenalan Konsep

Apa itu Metabolisme, Katabolisme & Anabolisme?

Dalam tubuh makhluk hidup, terjadi ribuan reaksi kimia secara simultan untuk mempertahankan kehidupan. Keseluruhan reaksi kimia intraseluler ini disebut sebagai Metabolisme. Metabolisme terbagi menjadi dua arah utama: memecah molekul kompleks atau menyusun molekul kompleks.

Katabolisme (Penguraian)

Reaksi Eksergonik (Melepas Energi)

Proses pemecahan senyawa organik kompleks (seperti karbohidrat, lemak, dan protein) menjadi molekul-molekul sederhana yang lebih kecil.

• Sifat Energi: Menghasilkan energi ATP dan kalor.

• Substrat & Hasil: Molekul Besar → Molekul Kecil + Energi

• Contoh Utama: Respirasi Seluler (Aerob & Anaerob)

Anabolisme (Penyusunan)

Reaksi Endergonik (Membutuhkan Energi)

Proses pembentukan/sintesis senyawa kompleks dari molekul-molekul sederhana yang lebih kecil dengan menggunakan pasokan energi.

• Sifat Energi: Membutuhkan energi (cahaya matahari / ATP).

• Substrat & Hasil: Molekul Kecil + Energi → Molekul Kompleks

• Contoh Utama: Fotosintesis & Kemosintesis

Peran Pasangan Enzim & ATP

Metabolisme tidak dapat berlangsung tanpa biokatalisator yang disebut Enzim. Selain itu, energi dari Katabolisme disimpan dalam bentuk ATP (Adenosina Trifosfat), yang kemudian dipakai oleh Anabolisme untuk membangun struktur sel baru.

Langkah 2: Jalur & Contoh Spesifik

Detail Jalur Katabolisme & Anabolisme

A. Katabolisme Karbohidrat (Respirasi Seluler) C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 38 ATP

1

Glikolisis

Lokasi: Sitoplasma. Pemecahan 1 Glukosa (6C) menjadi 2 Asam Piruvat (3C). Hasil: 2 ATP & 2 NADH.

2

Dekarboksilasi Oksidatif

Lokasi: Matriks Mitokondria. Mengubah 2 Asam Piruvat menjadi 2 Asetil-KoA + 2 CO2 + 2 NADH.

3

Siklus Krebs

Lokasi: Matriks Mitokondria. Pengolahan Asetil-KoA. Hasil: 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, 4 CO2.

4

Transpor Elektron

Lokasi: Krista Mitokondria. Oksidasi NADH & FADH2 menggunakan O2 sebagai penerima elektron akhir → Membentuk H2O & 34 ATP.

Katabolisme Lemak (Lipolisis)

Lemak dihidrolisis menjadi Gliserol dan Asam Lemak. Gliserol masuk ke jalur Glikolisis (sebagai PGAL). Asam lemak dipecah melalui Beta-Oksidasi menjadi molekul Asetil-KoA untuk masuk langsung ke Siklus Krebs. Lemak menghasilkan ATP per gram paling tinggi.

Katabolisme Protein (Proteolisis)

Protein diurai menjadi Asam Amino. Gugus amina (-NH2) dibuang melalui proses Deaminasi (menghasilkan urea). Kerangka karbon sisa dikonversi menjadi asam piruvat, asetil-KoA, atau intermediet Siklus Krebs.

Fotosintesis

Asimilasi karbon menggunakan energi cahaya matahari pada tumbuhan hijau dan alga di kloroplas.

• Reaksi Terang (Tilakoid): Memecah H2O (fotolisis), melepas O2, menghasilkan ATP & NADPH.
• Reaksi Gelap / Siklus Calvin (Stroma): Fiksasi CO2 menggunakan ATP & NADPH menjadi Glukosa.

Kemosintesis

Penyusunan bahan organik menggunakan energi hasil reaksi kimia anorganik (bukan cahaya).

• Bakteri Nitrifikasi: Nitrosomonas, Nitrosococcus (mengoksidasi Amonia menjadi Nitrit).
• Bakteri Belerang: Thiobacillus mengoksidasi senyawa sulfur.

Perbandingan Tanaman C3, C4, CAM & Fotorespirasi

Kategori	Tanaman C3	Tanaman C4	Tanaman CAM
Produk Pertama Fiksasi CO2	PGA (3 Karbon)	Oksaloasetat (4 Karbon)	Asam Malat (4 Karbon)
Enzim Fiksasi Utama	RuBisCO	PEP Karboksilase & RuBisCO	PEP Karboksilase (Malam) & RuBisCO (Siang)
Waktu Waktu Pembukaan Stomata	Siang Hari	Siang Hari	Malam Hari (Hemat Air)
Contoh Spesies Tumbuhan	Padi, Gandum, Kedelai	Jagung, Tebu, Sorghum	Nanas, Kaktus, Anggrek
Tingkat Fotorespirasi	Tinggi (Merugikan efisiensi)	Sangat Rendah / Tidak Ada	Sangat Rendah

Catatan Fotorespirasi: Reaksi pemborosan energi saat enzim RuBisCO mengikat O2 alih-alih CO2 pada kondisi suhu tinggi dan stomata tertutup.

Langkah 3: Simulasi Game Interaktif

Petualangan Metabolisme Sel (Enzyme Quest)

Skor Game 0

Mode Reaksi Katabolisme

Kendalikan Enzim (Lingkaran Hijau) menggunakan **Keyboard Arrow / WASD** atau **Tombol Layar Sentuh** untuk mengumpulkan monomer/polimer & energi!

Petualangan Enzim Metabolisme

Bantu Enzim menjalankan reaksi seluler! Dalam **Mode Katabolisme**, tangkap Molekul Kompleks (Merah/Orange) untuk dipecah menjadi energi ATP. Dalam **Mode Anabolisme**, kumpulkan Energi Sun/ATP dan Monomer (Biru/Ungu) untuk membentuk Molekul Kompleks!

Refleksi Konsep Biologi Game: Enzim bertindak sebagai biokatalisator yang mempercepat reaksi tanpa ikut terpakai. Katabolisme memecah ikatan kimia molekul besar untuk menghasilkan ATP, sedangkan Anabolisme memanfaatkan molekul ATP tersebut untuk menyusun ikatan molekul kompleks baru.

Langkah 4: Evaluasi Pembelajaran

Word Scramble Quiz Metabolisme

Skor Kamu 0 / 100

Nama Lengkap Siswa:

Kelas / Absen:

Isi seluruh kata yang diacak di atas, kemudian klik "Unduh Bukti PDF" sebagai bukti pengerjaan tugas kepada Guru Biologi kamu.

BioMetabolism Kelas 11 SMA