Biologi SMA

Seperti yang telah kita ketahui, enzim merupakan senyawa organik yang tersusun atas protein yang berfungsi sebagai biokatalisator. Apa itu biokatalisator? Biokatalisator adalah senyawa yang dapat membantu mengubah laju reaksi kimia tanpa ikut bereaksi.

Setelah melakukan percobaan Uji Enzim Katalase pada Esktrak Hati Ayam, tentu temanBio sudah lebih memahami bukan bagaimana cara kerja enzim? Yuk, kita sesuaikan dengan teori kerja enzim yang sudah ada.

Sebelum membahas tentang teori kerja enzim, kita perlu mengetahui terlebih dahulu tentang struktur enzim.

Struktur Enzim

Berdasarkan strukturnya, enzim terdiri dari komponen yang disebut apoenzim yang berupa protein dan komponen lain yang disebut gugus prostetik yang non protein. Gugus prostetik dibedakan menjadi kofaktor dan koenzim. Gugus prostetik dibedakan menjadi kofaktor dan koenzim. Kemudian Apoenzim dan gugus prostetik yang bersatu disebut holoenzim.

Kofaktor adalah gugus prostetik yang tersusun atas molekul anorganik yang biasanya berupa ion-ion logam, seperti Cu2+, Mg2+, K+, Fe2+, atau ion logam lainnya.

Koenzim adalah gugus prostetik yang tersusun atas molekul organik non protein yang memiliki ikatan lemah dengan enzim. Koenzim mempunyai peranan yang terkait dengan sifat katalisis enzim. Umumnya koenzim berupa vitamin, seperti vitamin B1, B2, NAD+ (Nicotinamide Adenine Dinucleotide) dan FAD (Flavin Adenine Dinucleotide).

Teori Kerja Enzim

Setelah mengetahui bagaimana strukturnya, kita akan lebih mudah mengetahui bagaimana teori kerja enzim itu sendiri.

Enzim memiliki sisi yang berfungsi sebagai katalis, yang juga disebut sebagai sisi aktif. Pada sisi aktif terdapat gugus prostetik yang diduga mampu mengkatalisis reaksi. Sisi aktif ini mempunyai bentuk yang spesifik. Hanya substrat yang memiliki bentuk yang sesuai dengan sisi aktif ini dan membentuk ikatan enzim-substrat. Setelah terbentuk ikatan enzim-substrat maka akan memungkinkan terjadi reaksi katalis.

Ada dua teori kerja enzim yang menjelaskan bagaimana cara kerjanya yaitu teori kunci-gembok (lock and key hypothesis) dari Emil Fischer dan teori ketepatan induksi (induced fit) dari Daniel Koshland.

1. Teori Kunci-Gembok (Lock and Key Theory)

Menurut teori ini, terjadinya reaksi substrat dengan enzim karena adanya kesesuaian bentuk ruang antara substrat dengan situs aktif dari enzim. Substrat berperan sebagai kunci masuk ke dalam situs aktif yang berperan sebagai gembok sehingga terjadi kompleks enzim-substrat.

Pada saat ikatan kompleks enzim-substrat terputus, produk hasil reaksi akan dilepas dan enzim akan kembali pada konfigurasi semula.

Berdasarkan sifat reaksinya, teori kerja enzim dibedakan menjadi tiga macam. Yaitu reaksi sintetis, reaksi reduksi, dan reaksi analisis atau degradasi.

2. Teori Kerja Enzim Ketepatan Induksi (Induced Fit Theory)

Menurut teori ini, reaksi antara enzim dengan substrat berlangsung karena adanya induksi substrat terhadap situs aktif (active site) idari enzim, sedemikian rupa sehingga keduanya merupakan struktur yang komplemen atau saling melengkapi.

Suatu enzim dapat bekerja aktif apabila bagian aktif enzim (apoenzim) berikatan dengan substrat sehingga terbentuk enzim-substrat. Setelah terbentuk zat baru, enzim akan melepaskan diri dari kompleks enzim-substrat.

Ketika kita mengetahui bagaimana teori kerja enzim, teman-teman perlu tahu juga informasi : Apa yang terjadi jika terjadi Malfungsi Enzim sehingga dapat menyebabkan Fenilketonuria?

Jadi, Fenilketonuria adalah kelainan genetika langka yang muncul sejak lahir. Kondisi ini akan menyebabkan tubuh tidak bisa mengkatalisis fenilalanin.

Fenilalanin adalah asam amino yang dibutuhkan tubuh untuk membantu pembentukan protein. Jika tubuh tidak bisa memproses fenilalanin, substansi tersebut akan menumpuk dalam darah dan otak. Kadar fenilalanin yang tinggi akan menyebabkan kerusakan permanen pada otak, gangguan saraf seperti tremor atau kejang dan ukuran kepala kecil sehingga terlihat tidak wajar.

Fenilketonuria merupakan penyakit yang muncul akibat mutasi genetika. Mutasi tersebut kemudian membuat gen fenilalanin hidroksilase tidak memproduksi enzim pengurai fenilalanin dalam tubuh pengidap. Langkah utama dalam menangani kondisi ini adalah dengan menerapkan pola makan yang rendah protein. Disarankan untuk menghindari bahan makanan yang kaya protein seperti telur, produk susu, ikan serta semua jenis daging. Jenis bahan lain pun harus senantiasa dipilih dan ditakar dengan cermat, termasuk sayur dan buah (alodokter.com).

Mudah-mudahan artikel mengenai teori kerja enzim ini bermanfaat ya 🙂

 

Keterangan gelembung bisa diisi :

– = tidak ada gelembung

+ = sedikit gelembung

++ = gelembung sedang

+++ = banyak gelembung

Keterangan nyala atau tidak nyala pada lidi api :

+++ = menyala terang

++ = menyala sedang

+ = redup

– = tidak menyala

Lalu jawab pertanyaan di bawah ini untuk melengkapi laporan praktikum enzim katalase :

1. Pada perlakuan manakah pembentukan gelembung gas yang paling banyak? Mengapa demikian?
2. Gas apakah yang terbentuk dari reaksi tersebut di atas?
3. Apakah peranan enzim katalase?
4. Faktor apakah yang memengaruhi kerja enzim katalase? Jelaskan berdasarkan hasil percobaan.

Nanti kita akan tahu faktor yang memengaruhi kerja enzim katalase dan bagaimana enzim ini bekerja kalau teman-teman sudah melakukan uji enzim katalase pada hati ayam seperti di atas. Tuntaskan, lalu saya akan bahas bagaimana sifat dan kerja enzim dalam artikel selanjutnya.

Semoga uji enzim katalase ini bisa bermanfaat ya. Selamat belajar!

Kali ini kita akan melakukan percobaan perkecambahan dan pengamatan struktur biji dengan tujuan untuk mengamati struktur biji, perbedaan hipograf dan epigeal serta perkecambahannya. Berikut contoh rancangan percobaan pertumbuhan

Percobaan Perkecambahan dan Pengamatan Struktur Biji

TemanBio bisa siapkan alat dan bahan sebagai berikut :

1. Biji kacang hijau 10 butir
2. Biji jagung 10 butir
3. Kapas
4. Gelas Plastik 4 buah
5. Kertas/Plastik
6. Karet Gelang

Cara Kerjanya sebagai berikut :

1. Dua gelas plastik diberi kapas (beri label A dan B). Gelas A diisi biji kacang hijau/kedelai dan gelas B diisi jagung (perangkat I).
2. Dua gelas plastik diberi kapas basah setebal 1 cm (beri label C dan D). Gelas C diisi kacang hijau/kedelai, gelas D diisi biji jagung (perangkat II).
3. Tutup perangkat tersebut dengan kertas atau plastik yang diberi lubang-lubang kecil. Ikat dengan karet/benang agar tutup tidak lepas.
4. Letakkan di tempat yang tidak terkena sinar matahari secara langsung.
5. Lakukan pengamatan terhadap biji kacang hijau dan biji jagung pada masing-masing perangkat selama 7 hari. Catat pertambahan panjang dan bertambahnya daun.
6. Pada hari kedua dan ketiga, ambil satu biji kacang dan jagung masing-masing satu yang telah tumbuh. Lalu amati bentuk dan struktur biji kacang tersebut. Gunakan lup agar lebih jelas dan gambarlah hasil pengamatan temanBio secara lengkap dengan keterangannya.
7. Masukkan data yang diperoleh ke dalam tabel pengamatan dan buatlah laporan hasil pengamatannya.

Percobaan Perkecambahan dan Pengamatan Struktur Biji tersebut di atas bisa dilakukan selama PJJ lho. Mudah untuk mendapatkan bahannya. Kelasbiologi membantu temanBio sekalian untuk dapat memahami bagaimana struktur biji dalam proses perkecambahan.

Nantinya akan didapatkan hasil bagaimana perkecambahan hipogeal pada tumbuhan monokotil dan perkecambahan epigeal pada tumbuhan dikotil.

Setelah melakukan pengamatan, coba kita jawab pertanyaan di bawah ini untuk mengetahui sejauh mana temanBio bisa memahami konsep Percobaan Perkecambahan dan Pengamatan Struktur Biji.

Pertanyaan : 

1. Mengapa biji kacang hijau pada perangkat I tetap utuh dan tidak ada perubahan?
2. Bagaimana keadaan biji kacang hijau dan jagung pada perangkat II? Mengapa demikian?
3. Bagian mana dari biji itu yang tumbuh? Amati struktur biji kedelai/kacang hijau dan biji jagung ketika mulai berkecambah!
4. Jelaskan perbedaan struktur biji dikotil (kedelai/kacang hijau dan biji jagung ketika mulai berkecambah!
5. Jelaskan perbedaan struktur biji dikotil dengan monokotil!
6. Faktor apa saja yang memengaruhi perkecambahan?
7. Jelaskan tahap perkecambahan.

Untuk pembahasan dari pertanyaan tersebut di atas, hendaknya temanBio sudah menyelesaikan terlebih dahulu percobaannya ya. Sehingga akan didapatkan hasil yang akurat dan bisa diambil kesimpulannya.

Pembahasan :

1. Perangkat I tidak mengalami proses perkecambahan dengan baik karena kapas tidak mengandung air. Hal ini membuktikan bahwa pada percobaan perkecambahan, kita memerlukan faktor lingkungan dan juga keadaan biji untuk mendukung suatu perkecambahan. Faktor lingkungan tersebut seperti ketersediaan air yang cukup, suhu yang sesuai dan ketersediaan oksigen.
2. Keadaan biji kacang hijau dan jagung pada perangkat II bisa tumbuh karena ada faktor lingkungan yang mendukung terjadinya perkecambahan. Selengkapnya temanBio bisa membacanya di sini.
3. Bagian dari biji yang tumbuh adalah bagian radikula. Adapun struktur biji kedelai dan jagung ketika tumbuh nampak berbeda.

Pertumbuhan kacang hijau melengkung seperti kail dan akan tumbuh mendorong kotiledon ke permukaan tanah. Akibat dari rangsangan cahaya (meskipun tidak terkena secara langsung) hipokotil akan tumbuh tegak mengangkat kotiledon dan epikotil.

Selanjutnya dari epikotil akan muncul kuncup daun pertama (plumula) yang berbeda dengan kotiledon. Daun ini akan melebar, berwarna hijau, dan mulai berfotosintesis untuk memproduksi makanan. Kotiledon yang cadangan makanannya telah habis untuk pertumbuhan, akan menyusut dan akhirnya jatuh ke tanah.

Adapun jagung pertumbuhan epikotilnya memanjang dan akan menyebabkan plumula menembus ke luar dari kulit biji dan muncul ke atas permukaan tanah. Lalu kotiledonnya tetap berada di dalam tanah.

Untuk pembahasan nomor 4 dan seterusnya, yuk temanBio temukan sendiri dengan memahami bagaimana prinsip pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dalam situs ini.

Diskusikan juga pertanyaan berikut dan sampaikan hasilnya pada guru temanBio masing-masing yuk!

• Apakah persamaan dan perbedaan struktur kecambah dengan struktur tumbuhan dewasa?
• Sebutkan contoh tumbuhan dengan tipe perkecambahan epigeal dan hipogeal masing-masing tiga!

Selamat mencoba dan selamat belajar ya!

Perbedaan anabolisme dan katabolisme seringkali muncul di pertanyaan-pertanyaan yang diujikan di sekolah maupun perguruan tinggi. Secara sederhana, perbedaan anabolisme dan katabolisme berdasarkan sifat reaksi biokimia metabolisme memang dibedakan menjadi dua. Anabolisme adalah reaksi biokimia yang menyusun (sintetis) dan katabolisme adalah reaksi biokimia yang menguraikannya (analisis).

Sebelum itu kita harus pahami dulu nih bagaimana mekanisme metabolisme sel dalam tubuh makhluk hidup. Yuk simak sampai habis ya biar pinter.

Metabolisme Sel : Perbedaan Anabolisme dan Katabolisme

Sebagai unit struktural dan fungsional makhluk hidup, sel memiliki fungsi untuk mendukung fungsi hidup suatu organisme. Salah satu fungsi sel yang mendukung fungsi hidup yang lain adalah metabolisme.

Metabolisme adalah keseluruhan reaksi biokimia beserta perubahan energi yang menyertainya dan berlangsung dalam sel tubuh organisme. Untuk menjaga agar proses hidup senantiasa terpelihara dengan baik, reaksi biokimia di dalam sel berlangsung cepat. Untuk menjaga laju reaksi biokimia di dalam sel, diperlukan suatu zat aktif yang penting untuk membantu perubahan reaksi biokimia.

Zat aktif tersebut dinamakan enzim. Jadi, metabolisme akan berlangsung apabila tersedia materi atau zat yang bereaksi. Ada sumber energi, serta adanya zat aktif, yaitu enzim.

Berikut macam-macam senyawa yang berperan penting dalam metabolisme sehingga kita bisa mengetahui secara komprehensif perbedaan anabolisme dan katabolisme.

1. Adenosin Trifosfat

Adenosin Trifosfat (ATP) adalah molekul nukleotida berenergi tinggi yang tersusun atas gula pentosa, basa nitrogen adenin dan mengikuti tiga gugus fosfat yang disebut trifosfat. Kandungan energi tinggi ini terdapat pada ikatan antara gugus fosfat 1 dan 2 serta gugus fosfat 2 dan 3. Jika terjadi reaksi hidrolisis terhadap itakan fosfat tersebut, akan dibebaskan banyak energi.

Ikatan gugus fosfat 2 dan 3 bersifat labil, artinya mudah lepas ya temanBio. Nah, jika ikatan gugus fosfat 2 dan 3 lepas maka akan dibebaskan energinya dan dihasilkan senyawa dengan dua gugus fosfat yang disebut ADP (Adenosin Difosfat). Jika ikatan gugus fosfat 1 dan  2 lepas, akan dibebaskan energi dan dihasilkan senyawa dengan mengikat satu gugus yang disebut AMP (Adenosin Monofosfat).

ATP ini dibentuk baik pada saat anabolisme (fotosintesis) dan pada proses katabolisme (respirasi).

2. Enzim

Secara umum enzim dapat diartikan sebagai senyawa organik yang tersusun atas protein yang berfungsi sebagai biokatalisator. 

Apa itu biokatalisator? Biokatalisator dalam perannya untuk mengetahui perbedaan anabolisme dan katabolisme, adalah senyawa yang dapat membantu mengubah laju reaksi kimia tanpa ikut bereaksi. Keren kan? Enzim ini disintetis dalam sel hidup, namun aktivitasnya tidak selalu di dalam sel.

Enzim yang bekerja di dalam sel disebut enzim intraseluler. Biasanya enzim-enzim intraseluler ini berfungsi untuk mengkatalis senyawa-senyawa yang membahayakan di dalam sel. Contohnya enzim katalase. Enzim ini banyak ditemukan di dalam jaringan sel-sel hati. Berfungsi untuk menghidrolisis H2O2 (hidrogen peroksida).

Sedangkan enzim yang dibuat suatu sel dan fungsinya di luar sel disebut enzim ekstraseluler. Contohnya pada enzim pencernaan. Reaksi kimia dalam tubuh organisme yang dikendalikan  enzim antara lain proses pencernaan, kontraksi otot, respirasi, fotosintesis dan fiksasi nitrogen.

Bagaimana struktur enzim dan untuk lebih memahaminya kita akan bahas di pembahasan berikutnya ya. Begitu juga untuk mengenal lebih mendalam tentang bagaimana perbedaan anabolisme dan katabolisme itu sendiri.

Untuk memahami tentang metabolisme secara umum dan juga fungsi enzim-enzim secara umum seperti di atas, yuk share di kolom komentar jenis makanan apa nih kira-kira yang paling baik untuk menjaga metabolisme tubuh? Apa kaitannya dengan perbedaan anabolisme dan katabolisme? Saya tunggu jawaban kalian ya!

Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia dapat dibedakan menjadi dua tahap ya TemanBio. Apakah itu? Yaitu pertumbuhan sebelum lahir atau yang biasa disebut dengan prenatal, dan pertumbuhan setelah lahir atau yang biasa disebut dengan postnatal.

Yuk kita bahas satu persatu dalam artikel ini, semoga dapat dimengerti dengan baik ya.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan dan Manusia : Masa Prenatal

Pertumbuhan prenatal terjadi saat sebelum kelahiran. Pertumbuhan ini juga dibagi menjadi tiga fase, yaitu fase germinal, embrionik dan janin.

1. Fase Germinal

Fase germinal terjadi pada minggu pertama setelah proses pembuahan. Di dalam fase ini terjadi peristiwa pembentukan zigot, pembelahan sel, dan melekatnya zigot yang berlangsung sangat cepat.

Kira-kira nih, terbentuknya janin yang kembar ada di fase ini bukan?

Nah pada fase ini sekelompok sel yang terdiri dari inti sel kemudian berkembang menjadi embrio dan trofoblas. Trofoblas adalah sel pada bagian tepi ovum (sel telur) yang telah dibuahi dan nantinya akan melekat di dalam rahim hingga berkembang menjadi plasenta serta membran yang memberi nutrisi pada embrio.

Zigot kemudian menempel pada dinding uterus dan terjadi pada 10-14 hari setelah proses pembuahan.

Fase ini terjadi pada 2-8 minggu kehamilan, dimulai dari embrio yang melekat pada dinding uterus. Pada fase ini sistem pendukung sel mulai terbentuk, dan organ tubuh mulai terlihat.

2. Fase Embrionik

Secara garis besarnya, fase embrionik meliputi beberapa tahapan yaitu morulasi, blastulasi dan gastrulasi. Kalau disingkat moblasgas, agar teman Bio mudah mengingatnya.

• morulasi : menghasilkan morula. Apa itu morula? Yaitu bentuk seperti bola yang tersusun atas banyak sel (hasil dari pembelahan zigot).
• blastulasi : menghasilkan blastula. Apa itu blastula? Yaitu tahap akhir morula dan mulai terbentuknya lubang yang disebut blastocoel.
• gastrulasi : menghasilkan gastrula. Nah, gastrula terbentuk karena pada fase blastula mengalami penekukan (invaginasi) sehingga terbentuklah rongga baru yang disebut gastrocoel. Lubang tempat penekukan tersebut adalah blastophor (pada perkembangan selanjutnya akan menjadi anus).

Nantinya pada akhir tahap gastrulasi akan terbentuk tiga lapisan jaringan embrional, yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm.

Ektoderm merupakan lapisan terluar dari lapisan embrional yang berkembang menjadi otak dan saraf, telinga, hidung, mata, dan kulit.

Sedangkan mesoderm (bagian tengah) akan membentuk jaringan tulang, otot, sistem sirkulasi, ekskresi dan sistem reproduksi. Endoderm (lapisan paling dalam) akan berkembang menjadi sistem pencernaan dan pernapasan.

Bersamaan dengan terbentuknya tiga lapisan embrional tersebut sistem pendukung kehidupan embrio juga berkembang pesat. Sistem pendukung tersebut berfungsi untuk melindungi embrio terhadap kekeringan dan guncangan. Serta membantu proses pernapasan, ekskresi, dan fungsi penting lainnya selama kehidupannya di dalam rahim.

3. Fase Janin dalam Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan dan Manusia

Fase janin dalam pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia dimulai akhir bulan ke-2 setelah proses pembuahan dan umumnya berlangsung selama 7 bulan atau sampai lahir. Proses pertumbuhan dan perkembangan mengalami kemajuan yang sangat cepat. Embrio yang berkembang menjadi janin sudah memiliki organ-organ internal (jantung, paru-paru, usus besar, dan sebagainya). Lalu eksternal (tangan, kaki, jari-jari, kepala) secara lengkap.

Janin makin memanjang dan sistem organ tubuh berkembang semakin kompleks, terus berlangsung hingga organisme matang dan siap untuk dilahirkan. Berikut pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia selama fase janin :

• Terjadi perubahan pada bagian-bagian tubuh yang telah terbentuk, baik dalam bentuk maupun perubahan aktual, serta terjadi perubahan dalam fungsi. Tidak tampak bentuk-bentuk baru pada saat ini.
• Akhir bulan ketiga, beberapa organ dalam berkembang dan dapat mulai berfungsi. Sekitar minggu kelima belas, denyut jantung janin sudah dapat dideteksi.
• Akhir bulan kelima, organ dalam telah menempati posisi hampir seperti posisi di dalam tubuh dewasa.
• Sel-sel saraf, yang ada sejak minggu ketiga, jumlahnya meningkat pesat selama berbulan-bulan kedua, ketiga, dan keempat. Peningkatan jumlah sel saraf ini, bergantung pada kondisi di dalam tubuh ibu, seperti kekurangan gizi dan kesehatan ibu.
• Biasanya gerakan janin terlihat pertama kali antara minggu kedelapan belas dan dua puluh. Gerakan janin meningkat cepat sampai akhir bulan kesembilan, karena penuhnya pembungkus janin dan tekanan pada otak janin pada saat janin mengambil posisi kepala di bawah di daerah pinggul dalam persiapan untuk lahir. Gerak-gerak janin ini sangat bervariasi. Ada gerakan menggelinding dan menendang, gerak pendek atau cepat.
• Akhir bulan ketujuh, janin sudah cukup berkembang dan dapat hidup bila lahir sebelum waktunya.
• Akhir bulan kedelapan, tubuh janin sudah lengkap terbentuk. Meskipun lebih kecil dibandingkan dengan bayi normal yang cukup bulannya.

Pertumbuhan dan Perkembangan pada Hewan dan Manusia : Masa Postnatal

Pertumbuhan postnatal adalah pertumbuhan yang terjadi setelah individu lahir. Individu setelah lahir akan melalui lima tahap pertumbuhan, yaitu fase bayi, anak-anak, remaja, dewasa, dan masa tua.

Faktor-faktor yang memengaruhi pertumbuhan manusia dibedakan menjadi dua macam, yaitu faktor internal dan eksternal. Faktor internal merupakan faktor alamiah yang terdapat di dalam individu itu sendiri. Pada masa prenatal faktor ini berhubungan dengan aspek biofisiologis terutama keturunan, genetis dan herediter.

Pertumbuhan setiap individu sudah terprogram sejak masa pembuahan yang dipengaruhi oleh faktor genetis. Perubahan panjang, tinggi, dan berat badan bayi akan terjadi secara otomatis karena pengaruh genetika. Faktor genetis cenderung bersifat statis dan merupakan kecenderungan untuk mengarahkan pertumbuhan dan perkembangan individu.

Faktor eksternal yang memengaruhi janin terutama nutrisi dan kesehatan yang diperoleh dari orangtuanya maupun kesehatan orangtuanya. Setelah bayi lahir, pertumbuhannya dipengaruhi oleh faktor internal berupa gen dan hormon. Serta faktor eksternal berupa nutrisi. Pada manusia terdapat berbagai jenis hormon yang memengaruhi pertumbuhan, seperti hormon tumbuh, hormon kelamin, hipofisi dan tiroksin.

Penjelasan tentang pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dan manusia kali ini semoga bermanfaat ya. Jika ada pertanyaan boleh tulis di kolom komentar ya 🙂