Indikator 25

Proses Katabolisme Karbohidrat

Katabolisme adalah proses pemecahan molekul kompleks menjadi molekul sederhana dengan melepaskan energi. Contoh: respirasi. Respirasi merupakan proses reduksi, oksidasi, dan dekomposisi dari senyawa organik kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dengan membebaskan sejumlah energi. Berikut adalah gambarannya.

Nasi (amilum)	Maltosa (disakarida)	Glukosa (monosakarida) + glukosa
	Laktosa (disakarida)	Galaktosa (monosakarida) + glukosa
	Sukrosa (disakarida)	Fruktosa (monosakarida) + glukosa

Ada dua macam respirasi, yaitu aerob dan anaerob. Respiras anaerob tidak memerlukan oksigen atau biasa disebut fermentasi (alkohol dan asam laktat), yaitu penguraian senyawa organik (glukosa) tanpa oksigen. Fermentasi alkohol mengubah glukosa menjadi 2 asam piruvat, 2 asetaldehida, dan menghasilkan akhirnya 2 etanol. Gula berubah menjadi alkohol melalui bantuan ragi (saccharomyces cerevisiae) dan berubah menjadi asam cuka melalui bantuan acetobacter. Pada fermentasi asam laktat, glukosa diubah menjadi asam piruvat yang mampu menghasilkan asam laktat.

Respirasi yang memerlukan oksigen disebut respirasi aerob. Reaksi kimia pada respirasi aerob sebagai berikut.

C₆H₁₂O₆  (glukosa) + 6O₂ (oksigen) à 6CO₂ (karbon dioksida) + 6H₂O (air) + 36 ATP

Respirasi ini memiliki empat tahap, yaitu glikolisis (katabolisme karbohidrat), pembentukan asetil ko-A, siklus atau daur krebs, dan sisitem transpor elektron. Keempat tahapan tersebut dapat dilihat pada bagan tersebut.

Perbedaan antara keempat tahapan tersebut dapat dilihat dalam tabel berikut.

Tahap	Bahan	Tempat Reaksi	Hasil
Glikolisis	Glukosa	Sitosol	2 NADH, 2 ATP, 2 asam piruvat
Pembentukan asetil ko-A	Asam piruvat	Matriks (mitokondria)	2 asam piruvat, 2 NADH, 2 CO2, 2 asetil ko-A
Daur krebs	Asetil ko-A	Maktirks (mitokondria)	6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP, 4 CO2
Transpor elektron	NADH dan FADH2	Membran dalam mitokondria	6 H2O dan 32 ATP

Pada organisme eukariotik oksidasi NADHdan FADH2 terjadi dalam membran mitokondria. Namun, NADH hasil glikolisis dibentuk dalam sitosol. Akibatnya NADH tersebut harus dimasukkan kedalam mitokondria. Pemindahan  2 NADH hasil glikolisis tersebut memerlukan 2 ATP. Dengan demikian, jumlah total bersih ATP yang dihasilkan sebanyak 36.

Berikut tabel perbandingan mengenai respirasi aerob dan anaerob.

Latihan Soal

1. Fermentasi asam laktat ditandai dengan tidak terbentuknya .......

A.        ATP

B.         CO₂

C.         NADH₂

D.        Panas

E.         NADPH₂

Jawaban: E

Pembahasan: Glikolisis pada sel hewan atau manusia yang tidak diikuti dengan suplai oksigen kedalam sel dapat membentuk asam laktat yang akan menyebabkan rasa pegal pada otot. Fermentasi asam laktat ditandai dengan terbentuknya ATP, CO₂, NADH₂, dan panas.

2. Definisi dari respirasi anaerob adalah ........

A.        Reaksi oksidatif senyawa anorganik secara terkendali untuk membebaskan energi

B.         Reaksi oksidatif senyawa anorganik secara tidak terkendali dengan bantuan energi

C.         Reaksi oksidatif senyawa organik secara terkendali dengan membebaskan energi

D.        Reaksi oksidatif senyawa anorganik secara tidak terkendali dengan membebaskan energi

E.         Reaksi oksidatif senyawa organik secara terkendali dengan membutuhkan energi

Jawaban: C

Pembahasan: Respirasi anaerob adalah reaksi pemecahan karbohidrat (organik) untuk memperoleh energi tanpa menggunakan oksigen sebagai akseptor hidrogennya.

3. Proses yang digambarkan pada persamaan reaksi dibawah ini adalah ..........

     Glukosa à asam laktat + ATP

A.        Anabolisme

B.         Fermentasi

C.         Fotosintesis

D.        Kemosintesis

E.         Sintesis senyawa lain

Jawaban: B

Pembahasan: Pada kondisi anaerob, suatu sel akan dapat mengubah asam piruvat menjadi CO₂ dan etil alkohol serta membebaskan energi (ATP), atau oksidasi asam piruvat dalam sel otot menjadi CO₂ dan asam laktat serta membebaskan energi. Bentuk proses reaksi yang terakhir disebut, lazim dinamakan fermentasi.

4. Jenis respirasi yang dilakukan oleh Saccharomyces cerevisiae atau khamir adalah .......

A.        Respirasi aerob

B.         Respirasi anaerob

C.         Fermentasi alkohol

D.        Fermentasi asam laktat

E.         Proses menghasilkan peroksida

Jawaban: C

Pembahasan: Fermentasi alkohol pada umumnya dilakukan oleh khamir (ragi) dari jenis Saccharomyces. Fermentasi alkohol digunakan dalam proses pembuatan tapai ketan, tapai singkong, bir, tuak, dan anggur.

5. Fermentasi merupakan suatu proses pemecahan molekul gula menjadi molekul yang lebih sederhana dengan menggunakan ...........

A.        Enzim dan oksigen

B.         Enzim tanpa oksigen

C.         Enzim

D.        Oksigen

E.         Karbondioksida

Jawaban: B

Pembahasan: Pada fermentasi alkohol, asal piruvat mengalami dekarboksilasi (sebuah molekul CO₂ dikeluarkan) dan dikatalis oleh enzim alkohol dehidrogenase menjadi alkohol dan terjadi degradasi molekul NADH menjadi NAD⁺ serta membebaskan energi atau kalor. Proses ini berlangsung tanpa menggunakan oksigen bebas sebagai penerima atom hidrogen terakhir.

6. Hasil yang diperolehn dari fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol masing-masing adalah .........

A.        Asam susu dan methanol

B.         Asam laktat dan alkohol

C.         Asam cuka dan fenol

D.        Asam susu dan fenol

E.         Asam cuka dan methanol

Jawaban: B

Pembahasan: Asam piruvat à asam laktat + 47 kkal

Asam piruvat à etanol + 28 kkal

7. Sel ragi dapat melakukan fermentasi karena mengandung .........

A.        Alkohol

B.         Enzim

C.         Karbohidrat

D.        Glukosa

E.         Asam

Jawaban: D

Pembahasan: Pada respirasi anaerob, tahapan yang ditempuh meliputi: ragi dapat melakukan fermentasi alkohol karena mengandung karbohidrat. Dimana karbohidrat ini akan melalui tahapan glikolisis, dimana 1 molekul glukosa (C6) akan diuraikan menjadi asam piruvat, NADH dan 2 ATP. Kemudian melalui tahap pembentukan alkohol (fermentasi alkohol) dan akseptor elektron terakhir bukan oksigen, tetapi senyawa lain yaitu alkohol. Energi (ATP) yang dihasilkan dari proses ini sekitar 2 ATP.

8. Dalam katabolisme karbohidrat, substrat utamanya adalah .........

A.        Glukosa

B.         Asam amino

C.         Gliserol

D.        Asam lemak

E.         Maltosa

Jawaban: A

Pembahasan: Dalam katabolisme karbohidrat terjadi penguraian senyawa glukosa menjadi CO₂ dan H₂O serta pembebasan energi dalam bentuk ATP. Dengan demikian, substrat utamanya adalah glukosa.

9. Apabila glukosa atau heksosa habis, maka dalam tubuh akan mengambil ....... sebagai bahan pengganti substrat dalam katabolisme.

A.        Protein

B.         Lemak

C.         Mineral

D.        Vitamin

E.         Karbohidrat

Jawaban: B

Pembahasan: Lemak dapat terurai menjadi asam lemak dan gliserol. Asam lemak dapat berubah menjadi gliserol, sedangkan gliserol dapat berubah menjadi glukosa atau asam piruvat. Glukosa dan asam piruvat ini dapat direaksikan dalam rantai katabolisme.

10.Molekul yang dapat menggantikan karbohidrat dan lemak dalam reaksi katabolisme adalah .......

A.        Enzim

B.         Mineral

C.         Vitamin

D.        Protein

E.         Sayur

Jawaban: D

Pembahasan: Asam amino secara kimiawi dapat berubah menjadi glukosa dan asam lemak. Dalam tubuh akan terjadi pembongkaran protein jika tidak ditemukan karbohidrat atau lemak untuk kegiatan metabolisme dalam sel.

11.Pernyataan manakah dibawah ini yang benar?

A.        Amilum harus dijadikan glukosa dahulu sebelum direspirasi aerob maupun anaerob

B.         Oksigen hanya diperlukan pada respirasi aerob, tetapi H₂O terbentuk baik pada respirasi aerob maupun anaerob

C.         Jumlah makanan yang sama yang direspirasi aerob maupun anaerob, akan menghasilkan jumlah energi yang sama pula

D.        CO₂ dan H₂O terbentuk baik pada respirasi aerob maupun anaerob

E.         Respirasi anaerob hanya berlangsung pada substratnya dan respirasi aerob berlangsung pada sel

Jawaban: A

Pembahasan: Amilum merupakan polisakarida (senyawa kompleks) yang tidak bisa langsung terurai apabila dioksidasi sehingga harus dalam bentuk monosakarida (glukosa, fruktosa, galaktosa, dan lain-lain). Makanan meskipun ukuran sama tidak menghasilkan kalori yang sama, misalnya 1 gram lemak akan menghasilkan 9,3 kalori dibandingkan karbohidrat dan protein dalam jumlah yang sama (1 gram – 4,1 kalori) karena lemak akan dikatabolisme menghasilkan dua senyawa yaitu asam lemak dan gliserol.

12.Persamaan yang dimiliki fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat adalah ..........

A.        Anaerob

B.         Tahap glikolisis

C.         Dihasilkan 2 ATP

D.        Dilakukan oleh bakteri

E.         Hasil akhir

Jawaban: B

Pembahasan:

Fermentasi alkohol: Dilakukan oleh bakteri atau jamur, dihasilkan alkohol, karbon dioksida dan menghasilkan 2 ATP (secara anaerob)

Fermentasi asam laktat: Dilakukan dalam sel-sel oto manusia, dihasilkan asam laktat, berlangsung secara anaerob dan melalui jalur glikolisis dan hanya menghasilkan 2 ATP.

13.Sebelum siklus asam sitrat, asam piruvat yang diproduksi pada glikolisis pertama sekali dikonversi menjadi ......

A.        Koenzim A

B.         Asetil koenzim A

C.         Oksidasi piruvat

D.        Sitrat

E.         Etanol

Jawaban: B

Pembahasan: Glukosa diubah menjadi asam piruvat, asam piruvat diubah menjadi asetil ko-A

14.Fermentasi asam laktat ditandai dengan tidak terbentuknya ......

A.        ATP

B.         CO₂

C.         NADH₂

D.        Panas

E.         NADPH₂

Jawaban: E

Pembahasan: Glikolisis pada sel hewan atau manusia yang tidak diikuti dengan suplai oksigen kedalam sel dapat dapat membentuk asam laktat yang akan menyebabkan rasa pegal pada otot. Fermentasi asam laktat ditandai dengan terbentuknya ATP, CO₂, NADH₂, dan panas.

15.Proses yang digambarkan pada persamaan reaksi dibawah ini adalah ......

Glukosa à Asam laktat + ATP

A.        Anabolisme

B.         Fermentasi

C.         Fotosintesis

D.        Kemosintesis

E.         Sintesis senyawa lain

Jawaban: B

Pembahasan: Pada kondisi anaerobik (tidak tersedia oksigen), suatu sel akan dapat mengubah asam piruvat menjadi CO2 dan etil alkohol serta membebaskan energi (ATP). Atau oksidasi asam piruvat dalam sel otot menjadi CO2 dan asam laktat serta membebaskan energi. Bentuk proses reaksi yang terakhir disebut, lazim dinamakan fermentasi.