Halaman
Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein
59
Setelah peta konsep kalian kuasai, perhatikan kata kunci yang merupakan kunci pemahaman
dalam bab ini! Berikut ini
kata kunci
dari bab V:
1.
Karbohidrat
2.
Lemak
3.
Protein
Bab V
Tujuan Pembelajaran:
Setelah mempelajari bab ini kalian dapat menjelaskan metabolisme karbohidrat, lemak, dan
protein serta keterkaitan dari ketiganya.
Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein
59
Metabolisme karbohidrat,
Lemak, dan Protein
Untuk mempermudah tercapainya tujuan pembelajaran tersebut perhatikanlah
peta konsep
berikut!
dipahamkan
dijelaskan
dipahamkan
dipahamkan
Metabolisme Karbohidrat,
Lemak, dan Protein
Sumber gambar :
Grolier Mengenal Ilmu “Makan”
Bab V
Karbohidrat
Lemak
Protein
1. Pembentuk Protein
2. Fungsi
3. Sumber
4. Metabolisme Protein
1. Macam
2. Fungsi
3. Sumber
4. Metabolisme Lemak
1. Fungsi
2. Sumber
3 Metabolisme Karbohidrat
60
Panduan Pembelajaran
BIOLOGI XII SMA/MA
Gambar
Anak sedang menikmati makanan, metabolisme
tubuhnya sangat tergantung dari makanan yang dimakannya
Sumber:
Ensiklopedi Umum untuk Pelajar Jilid 6, 2005 : 124
Makanan merupakan unsur penting makhluk hidup agar dapat menjaga
kelangsungan hidupnya. Makanan merupakan bahan bakar bagi terbentuknya
energi, sama halnya dengan bensin untuk menjalankan suatu mesin.
Energi makanan terkandung di dalam molekul karbohidrat, protein, dan
lemak.
Gambar di atas adalah anak yang sedang menikmati makanannya,
metabolisme tubuhnya sangat tergantung dari makanan yang dimakannya.
60
Panduan Pembelajaran
BIOLOGI XII SMA/MA
Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein
61
Tahukah kamu?
Pada saat puasa atau kelaparan,
tubuh beradaptasi melalui gluko-
neogenesis untuk mencegah
kekurangan kadar glukosa darah
(hipoglikemia) yang bisa berakibat
buruk bagi manusia.
A.
Karbohidrat
Karbohidrat tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen
(O). Karbohidrat dibagi menjadi 3 golongan, yaitu:
1.
Monosakarida
:
fruktosa, glukosa, dan galaktosa.
2.
Disakarida
: maltosa, sukrosa, dan laktosa.
3.
Polisakarida
: tepung (am
ilum), selulosa, dan glikogen.
1.
Fungsi Karbohidrat
Sumber kalori (1 gram = 4,1 kalori)
a
.
Membentuk senyawa-senyawa
organik seperti lemak dan protein.
b.
Menjaga keseimbangan asam basa
dalam tubuh.
2.
Sumber Karbohidrat
Beras, gandum, jagung, kentang,
umbi-umbian, dan gula.
3.
Metabolisme Karbohidrat
Di dalam sistem pencernaan, karbohidrat mengalami degradasi
dengan bantuan enzim, seperti:
a
.
Enzim amilase, menguraikan molekul amilum (pati) menjadi maltosa.
b.
Enzim maltase, menguraikan molekul maltosa menjadi glukosa.
c.
Enzim sukrase, mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa.
d.
Enzim laktase, menguraikan laktosa menjadi glukosa dan galaktosa.
e.
Enzim selulose, menguraikan selulosa menjadi selobiosa.
f.
Enzim pektinase, menguraikan pektin menjadi asam pektin.
g.
Enzim dektrase, menguraikan amilum menjadi dektrin.
Proses metabolisme karbohidrat, yaitu:
Molekul karbohidrat
o
degradasi
o
molekul glukosa diabsorbsi
o
dalam jonjot-jonjot usus, masuk pembuluh darah lewat vena porta
dialirkan
o
ke hati diubah
o
glikogen.
Bila jumlah glukosa yang dikonsumsi melebihi keperluan tubuh,
sebagian glukosa ditimbun di hati dan otot sebagai glikogen. Hal ini
disebabkan kapasitas pembentukan glikogen terbatas dan pola
penimbunan glikogen telah mencapai batasnya. Kelebihan glukosa akan
diubah menjadi lemak dan ditimbun di dalam jaringan dan lemak.
Sumber:
Ensiklopedi Umum untuk
Pelajar, 2005
62
Panduan Pembelajaran
BIOLOGI XII SMA/MA
Latihan
Tugas 5.1
Kerjakan Tugas 5.1 berikut yang akan mendorong kalian
mencari
informasi lebih jauh
, mengembangkan
kecakapan akademik
dan
kecakapan personal
kalian!
Carilah keterangan berbagai jenis karbohidrat dari berbagai sumber!
B.
Lemak
Lemak tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H), dan oksigen (O).
Terdiri atas asam lemak dan gliserin atau gliserol.
1.
Macam Lemak
a.
Lemak sederhana, misalnya lemak dan minyak.
b
.
Lemak campuran, yaitu campuran antara senyawa lemak dengan
zat-zat lain, misalnya fosfolipid dan protein.
Berdasarkan tingkat kejenuhannya, asam lemak dapat dibagi menjadi
2 golongan, yaitu:
a.
Asam lemak jenuh
Contoh: makanan yang berasal dari hewan.
b.
Asam lemak tak jenuh
Kolesterol dalam tubuh digunakan oleh hati sebagai bahan utama
untuk mensintesis asam empedu, dan garam empedu lainnya.
Kadar kolesterol dalam darah yang melebihi normal dapat
menyebabkan penyempitan atau penyumbatan pembuluh darah sehingga
mempertinggi risiko peny
akit jantung koroner.
Kerjakan latihan berikut yang akan mengembangkan
kecakapan
akademik
dan
kecakapan personal
kalian!
Sebutkan contoh beberapa lemak, berilah keterangan selengkapnya!
Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein
63
Tahukah kamu?
Makanan dari keju dan daging jika
dikonsumsi secara berlebihan akan
meningkatkan kadar kolesterol di
dalam tubuh.
direduksi dengan bantuan enzim
karboksilase dan kofaktor Mg
2+
2.
Fungsi Lemak
Lemak mempunyai beberapa fungsi, antara lain:
a
.
Sumber minyak, misalnya kacang tanah, dan zaitun.
b.
Bahan penting membran sel.
c.
Bahan baku pembuatan garam-garam empedu.
d.
Bahan baku pembuatan hormon, seperti estrogen, progesteron, dan
testosteron.
e.
Pelindung tubuh
f.
Pelarut vitamin A, D, E, dan K.
g.
Sumber energi.
3.
Sumber Lemak
Sumber lemak dibagi menjadi:
a
.
Hewani: keju, daging, mentega,
susu, ikan basah, minyak ikan, dan
telur.
b.
Nabati: kelapa, kacang-kacangan,
kemiri, dan buah alpukat.
4.
Metabolisme Lemak
Sintesa lemak disebut lipogenesis, terjadi di sitoplasma, dibantu enzim
lipase. Secara umum sintesa lemak dibagi dalam 3 bagian, yaitu:
a.
Pembentukan gliserol
Dari senyawa antara glikolisis, yaitu dihidroksi aseton fosfat yang
diubah menjadi senyawa fosfogliseraldehida.
b.
Pembentukan asam lemak
Dari penambahan berulang senyawa berkarbon dua (C
2
), yaitu
malonil CoA dari Asetil CoA dalam siklus Krebs.
c.
Penggabungan gliserol dengan asam lemak
Proses:
Asetil CoA
o
Malonil CoA
Malonil CoA + Asetil CoA
o
asam lemak
Asam lemak + gliserol merembes ke plasma.
Di plasma gugus COOH pada asam lemak + gugus OH pada gliserol
lemak. Peristiwa pemecahan lemak menjadi asetil CoA dikenal dengan
nama
E
-oksidasi.
64
Panduan Pembelajaran
BIOLOGI XII SMA/MA
Tugas 5.2
Kerjakan Tugas 5.2 berikut yang akan merangsang kalian
berpikir
kritis
, mengembangkan
kecakapan akademik
dan
personal
kalian!
Tahukah kamu?
Selain karbohidrat, protein, lemak,
dan vitamin, kacang-kacangan juga
mengandung senyawa kimia seperti
alkaloid, flavonoid, tannin, dan asam
amino kanavanin.
Sumber:
Ensiklopedi Umum untuk
Pelajar Jilid 5, 2005 : 57
Berikan penjelasan mengapa lemak menghasilkan energi lebih besar
dibanding dengan karbohidrat untuk jumlah berat yang sama!
C.
Protein
Protein tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (N),
kadang-kadang unsur phosphor (P), dan sulfur (S).
1.
Pembentuk Protein
Protein dibentuk dari asam amino, yaitu:
a
.
Asam amino esensial, yaitu asam
amino yang tidak dapat dibentuk
oleh tubuh. Ada 8, yaitu: isoleusin,
leusin, lisin, metionin, valin, triptofan,
treonin, dan fenilalanin.
b.
Asam amino nonesensial, yaitu asam
amino yang dapat disintesis oleh
tubuh. Contoh: alanin, asparagin,
glisin, glutamin, dan prolin.
2.
Fungsi Protein
Dalam tubuh kita protein mempunyai beberapa fungsi, antara lain:
a
.
Bahan enzim untuk mengatalisis reaksi-reaksi biokimia, misalnya
tripsin.
b.
Protein cadangan, disimpan dalam beberapa bahan sebagai cadangan
makanan, misalnya dalam lapisan aleuron ( biji jagung ), ovalbumin
(putih telur).
c.
Protein transport, mentransfer zat-zat atau unsur-unsur tertentu,
misalnya hemoglobin untuk mengikat O
2
.
d.
Protein kontraktil, untuk kontraksi jaringan tertentu, misalnya miosin
untuk kontraksi otot .
Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein
65
e.
Protein pelindung, melindungi tubuh terhadap zat-zat asing, misalnya
antibodi yang mengadakan perlawanan terhadap masuknya molekul
asing (antigen) ke dalam tubuh.
f.
Toksin, merupakan racun yang berasal dari hewan, tumbuhan,
misalnya bisa ular.
g.
Hormon, merupakan protein yang berfungsi sebagai pengatur proses-
proses dalam tubuh, misalnya hormon insulin, pada hewan hormon
auksin dan gibberellin pada tumbuhan.
h.
Protein struktural, merupakan protein yang menyusun struktur sel,
jaringan dan tubuh organisme hidup, misalnya glikoprotein untuk
dinding sel, keratin untuk rambut dan bulu.
3.
Sumber Protein
Berdasarkan sumbernya, protein ada 2 macam, yaitu:
a.
Protein hewani
Yaitu protein yang berasal dari hewan, contohnya: daging, ikan, telur,
susu, dan keju.
b.
Protein nabati
Yaitu protein yang berasal dari tumbuh-tumbuhan, contohnya:
kacang-kacangan.
Kekurangan protein dapat menyebabkan busung lapar (hongeroedem)
dan kw
ashiorkor.
4.
Metabolisme Protein
Metabolisme protein dikatalisis oleh beberapa enzim, yaitu:
a.
Pepsin, merombak protein menjadi asam amino.
b.
Renin, mengubah kaseinogen menjadi kasein (susu) yang diaktifkan
oleh susu.
c.
Kemotripsin, menguraikan protein menjadi peptida dan asam-asam
amino.
d.
Tripsin, mengubah protein menjadi peptida dan asam amino.
e.
Erepsin, mengubah pepton menjadi asam amino.
f.
Peptidase, mengubah polipeptida menjadi asam-asam amino.
66
Panduan Pembelajaran
BIOLOGI XII SMA/MA
Protein diserap oleh dinding usus dalam bentuk asam amino, melalui
pembuluh darah vena porta menuju ke hati.
Pada proses metabolisme asam amino, proses dekarboksilasi yang
memisahkan gugusan karboksil dengan
asam amino menjadi ikatan baru, yang
merupakan zat antara yang masih
mengandung unsur nitrogen.
Selanjutnya, terjadi proses transaminasi
yang menghasilkan pemindahan
gugusan asam amino (NH
2
) dari asam
amino ke ikatan lain, menjadi asam
amino yang berbeda dengan asam
amino yang pertama.
Untuk lebih jelasnya, perhatikan bagan yang menunjukkan hubungan
metabolik asam amino berikut ini.
Skema:
Hubungan metabolik asam amino
Karbohidrat
Threonin
Glisin
Serin
Alanin
Piruvat
sistein
Asetil Co A
Triptofan
Asetoasetil Co A
Lisin
Asetoasetil Co A
Leusin
Asetil Co A
Fenilalanin
Tirosin
Arginin
Histidin
Glutamat
Glutamin
Prolin
Daur
Krebs
Oksaloasetat
D
-ketoglutarat
Fumarat
Suksinat
Aspartat
Suksinil
Co A
Isoleusin
Asetil Co A
Valin
Tahukah kamu?
Jons Jakob Berzelius (1779 – 1848),
ahli kimia asal Swedia, adalah
pencipta sebutan “protein” pada
tahun 1840. Kata “protein” diambil
dari bahasa Yunani proteios yang
artinya “paling utama”.
Sumber:
Ensiklopedi Umum untuk
Pelajar Jilid 1, 2005 : 125
Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein
67
Rangkuman
Tugas 5.4
Tugas 5.3
Karbohidrat, lemak, dan protein merupakan sumber energi bagi tubuh
makhluk hidup. Sebagai sumber energi, lemak dan protein dapat diubah
menjadi karbohidrat. Demikian pula karbohidrat dapat diubah menjadi
lemak, namun sebagai sumber energi utama adalah karbohidrat.
Pengubahan zat nonkarbohidrat menjadi glukosa dikenal dengan
nama glukoneogenesis.
Kerjakan Tugas 5.3 berikut yang merangsang kalian
berpikir kritis
,
mengembangkan
kecakapan akademik
dan
kecakapan personal
kalian!
Berikan penjelasan mengapa protein menghasilkan energi setara dengan
karbohidrat untuk jumlah berat yang sama!
Kerjakan Tugas 5.4 berikut yang akan mendorong kalian
mencari
informasi lebih jauh
, menumbuhkan
rasa ingin tahu
, dan
mengembangkan kecakapan
personal
serta
kecakapan
akademik
kalian!
Buatlah bagan keterkaitan antara metabolisme lemak, protein, dan
karbohidrat! Kerjakan dalam buku tugas!
1.
Metabolisme karbohidrat
Molekul karbohidrat degradasi
o
molekul glukosa
o
diabsorbsi
dalam jonjot-jonjot usus
o
masuk pembuluh darah lewat venaporta
o
dialirkan
o
ke hati
o
diubah menjadi glikogen.
2.
Metabolisme lemak
Asetil CoA
direduksi dengan bantuan enzim
2+
karboksilase dan kofaktor Mg
o
Malonil CoA
Malonil CoA + Asetil CoA asam lemak.
Asam lemak + gliserol merembes ke plasma.
68
Panduan Pembelajaran
BIOLOGI XII SMA/MA
Evaluasi
Di plasma gugus COOH pada asam lemak + gugus OH pada
gliserol lemak.
3.
Metabolisme protein
Penyerapannya dalam bentuk asam amino.
A. Pilihlah satu jawaban yang paling benar dengan memberi tanda
silang (X) pada huruf
a
,
b
,
c
,
d
, atau
e
!
1.
Bahan makanan yang paling cepat diubah menjadi energi adalah
. . . .
a
.
karbohidrat
b.
lemak
c.
protein
d.
mineral
e.
air
2.
Protein merupakan polimer yang terdiri dari . . . .
a.
asam amino dan gliserol
b.
asam amino dan glukosa
c.
asam amino
d.
gliserol dan asam lemak
e.
glukosa
3.
Penyimpanan karbohidrat dalam hati berbentuk . . . .
a.
glukosa
b.
glikogen
c.
amilum
d.
amilase
e.
amilopektin
Metabolisme Karbohidrat, Lemak, dan Protein
69
4.
Bila dalam makanan yang dikonsumsi mengandung banyak
lemak, maka tubuh akan kenyang dalam waktu yang relatif
lama, sebab . . . .
a.
lemak sukar dicerna
b.
lemak sebagai penghasil energi yang utama
c.
lemak menghasilkan energi yang paling besar di antara bahan
yang lain
d.
lemak tidak dapat dicerna
e.
lemak menghambat penyerapan sari-sari makanan
5.
Berikut ini merupakan fungsi protein,
kecuali
. . . .
a.
sebagai sumber energi
b.
sebagai bahan pengatur berbagai aktivitas tubuh
c.
memperbaiki sel-sel yang rusak
d.
membentuk koenzim
e.
sebagai bahan pembangun sel-sel tubuh
D. Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini dengan benar dan
jelas!
1.
Sebutkan 3 macam zat makanan penghasil energi bagi tubuh!
2.
Jelaskan fungsi karbohidrat, protein, dan lemak!
3.
Apakah perbedaan asam amino esensial dan asam amino
nonesensial?
4.
Jelaskan perbedaan jalur metabolisme lemak, protein, dan
karbohidrat!
5.
Apa yang dimaksud dengan glukoneogenesis?
70
Panduan Pembelajaran
BIOLOGI XII SMA/MA
Carilah berbagai hal yang mungkin terjadi akibat ketidakseimbangan
metabolisme! Susunlah dalam bentuk kliping! Tiap gambar dan kliping
analisalah! Carilah informasinya dari berbagai sumber!
Tugas Portofolio
Kerjakan tugas portofolioberikut yang akan menumbuhkan
etos
kerja
,
kreativitas
,
rasa ingin tahu
, dan mendorong kalian untuk
mencari
informasi lebih jauh
!