PETUNJUK UNTUK GURU MODUL Topik Standar Kompetensi Kompetensi
Dasar Kelas Waktu : Biologi IV : Keterkaitan antara metabolisme
karbohidrat,lemak dan protein. : 2. Memahami pentingnya proses
metabolismepada organisme : 2.4.Mendeskripsikan keterkaitan
antarametabolisme karbohidrat, lemak dan protein : XII IPA : 1 x 45
menit
Pendahuluan I. Petunjuk Umum Modul ini merupakan kelanjutan dari
modul III yang telah dipelajari peserta didik dan untuk mempelajari
modul IV ini, peserta didik harus telah menyelesaikan modul III
dengan baik. Pada modul IV peserta didik memperoleh pengetahuan
tentang keterkaitan antara metabolisme karbohidrat, lemak dan
protein. Langkah-langkah pembelajaran dengan menggunakan modul
Mempersiapkan segala perlengkapan yang diperlukan Pemberian
pengarahan penggunaan modul Pembagian modul kepada siswa
Pelaksanaan percobaan menggunakaan LKS Penilaian hasil pemblajaran
oleh siswa Pembelajaran dengan modul oleh siswa
Pemberian post tes
Guru berinteraksi dengan siswa yang mengalami kesulitan
1
II. PETUNJUK KHUSUS 1. 2. 3. 4. Topik : Keterkaitan antara
metabolisme karbohodrat,lemak dan protein. Kelas : XII IPA Waktu :
1 x 45 menit Tujuan pembelajaran : Setelah mempelajari materi ini
kamu diharapkan mampu menjelaskan keterkaitan antara metabolisme
karbohidrat, lemak dan protein. 5. Pokok-pokok materi: Keterkaitan
antara metabolisme karbohidrat, lemak dan protein. 6. Prosedur
pembelajaran a. Tugas/ kegiatan guru 1) Menciptakan suasana kelas
yang cocok untuk memulaipelajaran 2) Mempersiapkan alat-alat yang
diperlukan 3) Menjelaskan tugas-tugas yang harus dilaksanakan siswa
4) Mengawasi dan membantu siswa yang mengalamikesulitan 5) Memberi
tes pada siswa b. Kegiatan siswa 1) Membaca petunjuk siswa 2)
Memahami tujuan pembelajaran 3) Membaca dengan cermat teks dalam
modul 4) Melakukan percobaan seperti teks dalam modul 5) Melakukan
tugas-tugas pada lembaran kerja c. Alat, bahan dan sumber(lihat
LKS) 1) Alat yang diperlukan : tumbuhan hijau yang berdaun,kertas
timah/ plastik hitam, gelas kimia, lampu spiritus, kaki tiga dan
kawat kasa, spidol, tabung reaksi, gunting, pincet, cawan petri,
Corong kaca, Ember besar isi 20 liter,Termometer0 C ,Kawat (besi),
Plastik/kertas minyakberagam warna ,korek api 2) Bahan yang
diperlukan : air secukupnya, alkohol secukupnya,yodium. Tumbuhan
air (Hydrilla/Chara), NaHCO3 (soda kue), air dingin/ batu es, air
panas. 3) Sumber : buku biologi 3 untuk Sekolah Menengah Umum Kelas
3 Program Ilmu Pengetahuan Alam, Departemen Pendidikan dan
Kebudayaan, Jakarta, 1995 atau buku lainyang relevan. 7. Evaluasi
a. Prosedur evaluasi Program pengajaran ini diakhiri dengan tes
akhir dengan menggunakan tes padalembaran tes. Selama
pembelajaranberlangsung diadakan evaluasi melalui : - pengisian
lembaran kerja oleh siswa - observasi oleh guru b. Alat evaluasi :
- lembaran kerja - lembaran tes
2
LEMBARAN KEGIATAN SISWA MODUL Topik Standar Kompetensi
Kompetensi Dasar Kelas Waktu : Biologi IV : Keterkaitan antara
metabolisme karbohodrat, lemak dan protein. : 2. Memahami
pentingnya proses metabolisme pada organisme : 2.4.Mendeskripsikan
keterkaitan antara metabolisme karbohodrat, lemak dan protein. :
XII IPA : 1 x 45 menit PETUNJUK UNTUK SISWA Pendahuluan Selamat
untuk kamu yang telah menyelesaikan modul III dengan baik. Modul IV
ini merupakan kelanjutan dari modul III atau modul sebelumnya.
Tentu kamu semua masih ingat pelajaran pada modul III tentang
proses anabolisme karbohidrat dan reaksi-reaksinya. Dalam modul III
ini kamu akan mempelajari tentang keterkaitan antara metabolisme
karbohidrat, lemak dan protein.Setelah mempelajari materi ini kamu
diharapkan mampu menjelaskan keterkaitan antara metabolisme
karbohidrat, lemak dan protein. Perhatikan langkah-langkah
penggunaan modul dibawah ini ! Pahamilah peta konsep di awal materi
dan daftar istilah Baca dan pahami penjelasan setiap materi dengan
bantuan gambar dan diagram yang tersedia Jawab pertanyaan yang
tersedia di akhir modul Jika mencapai nilai 80, lanjutkan
pembelajaran modul II pada pertemuan berikut
Hitung jumlah bobot nilai yang diperoleh
Cek jawaban di kunci lembaran kerja
3
Kegiatan Belajar I
Pernahkah kamu melihat orang yang tubuhnya sangat gemuk atau
menderita obesitas? Orang awam mengatakan bahwa ia terlalu banyak
mengkonsumsi makanan berlemak, sehingga lemaknya menumpuk dan
menyebabkan kegemukan. Tapi, benarkah seperti itu? Pada modul IV
ini, kamu akan mempelajari bagaimana hubungan antar berbaai makanan
yang kamu makan, tentu saja hal ini menyangkut dengan metabolisme.
Pada modul sebelumnya kamu telah mempelajari tentang katabolisme
karbohidrat. Jika kamu telah menguasai materi tersebut dengan baik,
maka materi berikut ini akan menjadi mudah. Tapi jika kamu belum
menguasainya, pelajarilah materi itu kembali. Pada modul II, kamu
mempelajari bahwa bahan penghasil energi adalah glukosa yang
termasuk kedalam karbohidrat. Karbohidrat bisa kamu peroleh dari
nasi, roti ataupun kentang. Lalu pernahkah kamu mendengar orang
yang vegetarian dimana makanan mereka hanyalah sayur-sayuran, tanpa
nasi maupun daging. Darimanakah mereka mendapatkan energi jika
mereka tidak makan nasi? Agar rasa penasaran kamu hilang, bacalah
dengan baik penjelasan pada modul ini. 1. Metabolisme Karbohidrat
a. Anabolisme Karbohidrat Pada tumbuhan, dikenal peristiwa
fotosintesis sebagai reaksi anabolisme karbohidrat. Apakah pada
hewan tidak terjadi anabolisme karbohidrat? Kamu telah memahami
mengenai definisi dari anabolisme, yaitu penyusunan suatu senyawa
kompleks dari senyawa yang lebih sederhana, dimana pada
fotosintesis, senyawa sederhana berupa air dan karbondioksida.
Namun senyawa sederhana tidak hanya itu. Sel mampu membuat
karbohidrat dari bahan lain, misalnya gliseraldehida (monosakarida
berkarbon-tiga) yang dihasilkan dari gliserol (alkohol yang
didapatkan dari hidrolisis lemak). Perlu kamu garisbawahi bahwa
anabolisme karbohidrat tidak mutlak dengan penghasilan glukosa,
melainkan boleh molekul gula yang lain, misalnya fruktosa
(monosakarida berkarbon-enam), ribosa (monosakarida
berkarbon-lima), dan lain-lain. b. Katabolisme Karbohidrat
Katabolisme karbohidrat erat dikaitkan dengan respirasi seluler,
karena proses ini adalah proses paling penting bagi organisme untuk
dapat tetap hidup. Pada respirasi seluler, glukosa akan memasuki
tahapan respirasi dan menghasilkan energi berupa ATP. Pada materi
berikutnya akan dijelaskan bagaimana senyawa lain dapat
menghasilkan energi sebagai pengganti glukosa jika tubuh kekurangan
glukosa. 2. Metabolisme Lipid Seluruh senyawa organik yang bersifat
tidak dapat larut dalam air, digolongkan kedalam kelompok lipid,
contohnya adalah lemak, minyak dan kolesterol. Pada penjelasan
berikut ini, akan difokuskan pada lemak dan minyak karena senyawa
lipid inilah yang paling banyak digunakan sebagai pengganti glukosa
ketika sel kekurangan glukosa. a. Anabolisme Lemak dan Minyak
Perbedaan lemak dan minyak adalah pada struktur kimianya yang
menyebabkan sifat fisika dan kimia mereka juga berbeda. Rantai asam
lemak pada minyak memiiki ikatan rangkap, sedangkan pada lemak
tidak. Akibatnya, minyak
4
memiliki titik leleh yang leih rendah dibandingkan lemak dan
dapat dilihat pada suhu ruang, minyak berbentuk cair sedangkan
lemak berbentuk padat. Hal yang penting dari anabolisme minyak dan
lemak adalah dua molekul penyusunnya, yaitu gliserol dan rantai
asam lemak. Gliserol dapat didapatkan dari gliseraldehida dan asam
lemak didapatkan dari pennggabungan asetil Ko-A. bagaimanakah
reaksi kimianya? 1) Pembentukan gliserol dari gliseraldehida fosfat
Sel membutuhkan energi untuk tetap hidup dan ini didapatkan dari
respirasi seluler. Namun adakalanya pasokan bahan bakar yang masuk
kedalam sel melebihi dari jumlah energi yang diperlukan. Pada
umumnya bahan bakar ini berupa glukosa. Ukuran sel yang kecil
mengharuskan sel menyimpan glukosa yang banyak dalam ruang yang
sempit. Sel pertama kali akan mengubah glukosa menjadi polimernya
yaitu amilum atau glikogen. Namun ketika kadar glikogen dalam sel
telah menumpuk sedangkan pasokan glukosa masih banyak, maka sel
masih memiliki cara lain, yaitu mengubah glukosa menjadi suatu
molekul penyimpan energi berukuran kecil, tapi jumlah energi yang
dihasilkan tetap sama. Molekul tersebut adalah lipid, khususnya
lemak dan minyak. Didalam metabolisme selalui terdapat senyawa
antara, yaitu senyawasenyawa yang dihasilkan dalam metabolisme
sebelum mencapai produk akhir metabolisme. Misalnya pada respirasi
seluler yang mengubah produk awal glukosa menjadi produk akhir
karbondioksida, terdapat banyak senyawa antara, misalnya asam
piruvat, asetil Ko-A, asam sitrat, dan lainlain. Senyawa-senyawa
antara dapat digunakan sebagai bahan untuk membentuk senyawa baru
yang lebih kompleks. Pada pembentukan gliserol, gliseraldehida
fosfat (gugus fungsinya aldehida dan fosfat) berlebih yang
dihasilkan dari glikolisis akan didefosforilasi dan direduksi
menjadi gliserol (gugus fungsinya hidroksil) melalui rangkaian
reaksi kimia. Gliserol yang digunakan selanjutnya akan
dikondensasikan dengan asam lemak membentuk lemak atau minyak. 2)
Pembentukan asam lemak dari asetil Ko-A Asetil Ko-A berlebih yang
merupakan produk dari dekarboksilasi oksidatif, akan digunakan
untuk membentuk asam lemak. Asetil Ko-A yang berkarbon-dua akan
direaksikan dengan Asetil Ko-A lain dengan pembuangan gugus Ko-A,
sehingga akan terbentuk ikatan hidrokarbon seperti pada bensin
dengan salah satu ujungnya memiliki gugus karboksil yang menandakan
sifat asam. b. Katabolisme lemak dan minyak Pada anabolisme lemak
dan minyak, dibutuhkan molekul gliserol dan asam lemak untuk
membentuk lemak dan minyak. Pada katabolismenya justru sebaliknya,
lemak dan minyak akan dihidrolisis menjadi gliserol dan asam lemak
sehingga dapat diubah menjadi senyawa antara dalam respirasi
seluler untuk menghasilkan energi. Katabolisme lemak dan minyak
terjadi ketika sel kekurangan glukosa sebagai sumber energi
sedangkan sel membutuhkan energi yang banyak. Untuk gliserol akan
diubah menjadi gliseraldehida fosfat dan asam lemak akan diubah
menjadi Asetil Ko-A. 3. Metabolisme protein Protein merupakan
polimer dari asam amino, dimana asam amino inilah yang berperan
dalam metabolisme protein.5
a. Anabolisme protein Asam amino merupakan suatu senyawa dengan
struktur kimia yang khas, yaitu adanya gugus karboksil dan gugus
amina. Gugus amina inilah yang membedakan asam amino dari senyawa
organik lain. Gugus amina terdiri dari satu atom nitrogen (N) dan
dua aton hidrogen (H) dalam keadaan tidak terionisasi. Asam amino
memiliki struktur yang beragam. Struktur beberapa asam amino dapat
dilihat pada gambar 1 berikut ini.
Gambar 1. Struktur kimia beberapa asam amino Untuk membentuk
suatu asam amino, harus ada terlebih dahulu struktur dasar asam
amino, yaitu gugus karboksil dan hidroksil. Gugus karboksil dapat
dihasilkan dengan mengoksidasi gugus aldehida, dan gugus amina
dapat dihasilkan dengan reaksi aminasi, yaitu penambahan gugus
amina kedalam suatu senyawa.
6
Senyawa antara yang berlebih dari respirasi seluler akan diubah
menjadi asam amino setelah polisakarida dan lipid terlalu jenuh.
Adapun senyawa antara yang dapat diubah menjadi asam amino yaitu: -
Asam piruvat dapat diubah menjadi glisin, serin dan sistein -
Asetil Ko-A akan diubah menjadi fenilalanin, leusin, isoleusin,
threonin, lisin, triptofan dan tirosin - Oksaloasetat akan diubah
menjadi asparagin dan aspartat - Fumarat akan diubah menjadi
fenilalanin dan tirosin - -ketoglutarat akan diubah menjadi
arginin, histidin, dan prolin - Suksinat akan diubah menjadi valin,
isoleusin dan metionin b. Katabolisme protein Protein dapat
digunakan sebagai bahan bakar energi jika karbohidrat dan lipid
tidak ada lagi didalam sel. Cara yang dilakukan tetap sama, yaitu
asam amino akan diubah menjadi senyawa antara respirasi seluler
yang selanjutnya dapat menghasilkan energi. Salah satu reaksi
penting dalam pengubahan asam amino menjadi senyawa antara adalah
reaksi deaminasi, yaitu pembuangan gugus amina dari asam amino.
Gugus amina ini selanjutnya akan dipakai kembali dalam reaksi lain,
dan jika kadarnya berlebih, maka akan dikeluarkan dari sel. Senyawa
antara yang dihasilkan dari asam amino merupakan kebalikan dari
anabolismenya dan dapat dilihat pada uraian diatas. Gambar 2
menunjukkan skema umum keterkaitan metabolisme antara karbohidrat,
lipid dan protein.
Gambar 2. Keterkaitan antara metabolisme karbohidrat, lipid dan
protein 7
Untuk mengetahui sejauh mana pemahaman kamu tentang materi di
atas, cobalah kamu kerjakan Lembaran Kerja LK.1) yang ada.
Tuliskan jawaban ananda pada Lembaran Kerja (LK.1) yang tersedia
!
8