Praktikum fotosintesis (Ingenhousz)

Ada beberapa jenis praktikum yang berkaitan dengan bab fotosintesis, mulai disain untuk mengamati produk fotosintesis hingga membuktikan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap fotosintesis.
Disain yang pertama ini merupakan praktikum yang pernah dilakukan oleh Ingenhousz untuk membuktikan bahwa fotosintesis melepaskan oksigen. Di sini sekaligus diberikan beberapa perlakuan untuk membuktikan faktor-faktor yang berpengaruh terhadap fotosintesis.

Tujuan

- Membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan oksigen
- Mengamati faktor-faktor yang berpengaruh terhadap fotosintesis

Alat dan bahan

1. Beaker glass 100 ml
2. Corong kaca kecil
3. Tabung reaksi
4. Thermometer
5. Bascom plastic /ember kecil
6. Es
7. Air hangat 40⁰C
8. NaHCO₃
9. Kawat
10. Tumbuhan Hydrilla verticilata (tumbuhan air untuk aquarium)

Cara kerja

1. Rangkailah alat dan bahan seperti gambar di atas sebanyak 5 perangkat. Upayakan tabung reaksi dalam keadaan penuh berisi air (tidak ada rongga udara).
2. Berilah perlakuan sebagai berikut:
   1. Perangkat pertama diletakkan di tempat yang terkena cahaya matahari langsung
   2. Perangkat ke dua diberi NaHCO₃
   3. Perangkat ke tiga diberi es batu
   4. Perangkat ke empat tambahkan air panas hingga suhu air menjadi hangat sekitar 40⁰C
   5. Perangkat ke lima diletakkan di tempat teduh yang tidak terkena cahaya langsung
3. Amatilah gelembung yang muncul setelah 5 menit, catat hasil pengamatan pada table hasil pengamatan

Read more »

LKPD Praktikum Enzim Katalase

A.   TUJUAN

      Menentukan fungsi enzim katalase pada organ hati, jantung ayam, lobak dalam berbagai kondisi yaitu asam, basa, panas, dan dingin.

B.   TEORI DASAR

Di dalam sel selalu berlangsung reaksi-reaksi kimia yang memerlukan suatu enzim sebagai katalisator. Enzim merupakan senyawa yang dibangun oleh protein dan bahan protein bekerja secara spesifik (khas), pada suhu serta pH tertentu.

Enzim katalase adalah salah satu enzim yang berfungsi untuk menguraikan hidrogen peroksida (H₂O₂) yang berasal dari hasil sampingan metabolisme sel. Hidrogen Peroksida bersifat racun banyak dihasilkan oleh jaringan aktif di dalam tubuh.

      

C.   ALAT DAN BAHAN

Tabung reaksi 15 buah dan rak                    H₂0₂  10 %

Pipet                                                                      Ekstrak lobak

Lampu spirtus dan kasa                                Ekstrak hati dan jantung ayam

HCl      5 %                                                

NaOH  5 %                                                

Air Panas                                                  

Lidi

Es

D.   CARA KERJA

1.      Jantung/hati ayam, lobak, masing-masing dilumatkan menggunakan lumpang/mortar sambil ditetesi dengan air suling. Saring dengan menggunakan kertas saring dalam corong kaca.

2.      Bagi masing-masing perlakuan menjadi 5 bagian sehingga anda memiliki 5 tabung perlakuan

3.      Perlakuan untuk masing-masing ekstrak hati/jantung/lobak adalah :

•    Tabung ke-1 : Ekstrak  + H₂0₂  (Standar)                                      ( 1 ml )

•    Tabung ke-2 : Ekstrak + HCl + H₂0₂                                               ( 5 tetes Hcl)

•    Tabung ke-3 : Ekstrak + NaOH + H₂0₂                                           ( 5 tetes NaOH)

•    Tabung ke-4 : Ekstrak dipanaskan hingga 50⁰C + H₂0₂                 (dengan penangas air)

•    Tabung ke-5 : Ekstrak didinginkan biarkan selama 10 menit + H₂0₂ 

4.       Setiap percobaan diuji dengan lidi membara dan catat perubahannya (nyala / mati)

 E. TABEL PENGAMATAN:

No	Perlakuan	Gelembung gas*)				Bara api*)
		Ekstrak hati	Ekstrak Jantung	Ekstrak Lobak		Ekstrak hati	Ekstrak Jantung	Ekstrak Lobak
1 2 3 4 5	Ekstrak  + H2O2 Ekstrak  + HCl + H2O2 Ekstrak  + NaOH + H2O2 Ekstrak dipanaskan + H2O2 Ekstrak didinginkan (es) + H2O2

*) Bubuhkan tanda:

-      bila tidak ada                               +++ bila banyak

+     bila sedikit                                    ++++ bila banyak sekali

++   bila banyak

F. PERTANYAAN

1. Mengapa organ yang digunakan dalam percobaan ini harus dilumatkan ?
2. Bagaimana hubungan hasil data pada suasana asam dan basa dalam percobaan ini dengan keadaan organisme dalam kehidupan yang sesungguhnya !
3. Apakah suhu dapat mempengaruhi kerja enzim katalase ? Jelaskan alasan anda !
4. Organel apa dalam sel yang menghasilkan enzim katalase ?
5. Apakah enzim katalase hanya terdapat pada sel hewan ? Mengapa ? Jelaskan dengan hasil pengamatan melalui percobaan anda !
6. Mengapa bara api pada lidi menyala dalam percobaan ini ! Darimana zat tersebut dihasilkan !
7. Mengapa dalam sel organisme terdapat H₂0₂  dan bagaimana dampak zat tersebut terhadap aktifitas sel !
8. Jelaskan fungsi enzim katalase ! dan Tuliskan reaksinya !

G. KESIMPULAN

      Tuliskan kesimpulan percobaanmuL

Read more »

Enzim

Enzim adalah protein yang dapat mempercepat reaksi metabolisme. Kerja enzim ini mirip dengan katalis, zat kimia yang mempercepat reaksi yang pada akhir reaksi akan diperoleh kembali dalam bentuk semula. Oleh karena itu, enzim disebut juga biokatalisator.

Enzim mempercepat reaksi dengan cara menurunkan energi (energi aktivasi) yang diperlukan untuk berlangsungnya reaksi tersebut. Tanpa adanya enzim, reaksi metabolisme yang terjadi dalam tubuh akan berlangsung sangat lama. Perhatikan gambar berikut.

(a) Analogi energi aktivasi dan peran enzim terhadap energi aktivasi (b) Pengaruh enzim terhadap energi aktivasi.

Oleh karena enzim terbuat dari protein, setiap enzim memiliki bentuk tiga dimensi yang unik. Zat yang akan dikatalis oleh enzim disebut substrat. Substrat akan berikatan dengan enzim pada daerah yang disebut sisi aktif. Zat baru yang terbentuk dari hasil katalisasi enzim disebut. Sisi aktif pada enzim hanya dapat berikatan dengan substrat tertentu. Oleh karena itu, enzim bekerja secara spesifik dan satu jenis enzim hanya akan terlibat dalam satu jenis reaksi saja. Berikut ini contoh reaksi yang dibantu enzim.

  

Penamaan enzim pada umumnya sesuai dengan nama substratnya dan diberi akhiran ase. Contohnya, enzim sukrase yang mengubah sukrosa menjadi glukosa dan fruktosa seperti contoh di atas.

Sifat Enzim

Enzim memiliki beberapa sifat khas, di antaranya selektif, spesifik, efisien, sebagai biokatalisator, dan merupakan protein.

• Selektif, Enzim bersifat selektif karena hanya dapat bekerja pada substrat tertentu. Namun, selain substratnya, enzim dapat juga berikatan dengan zat penghambat (inhibitor). Hal ini akan dijelaskan lebih lanjut pada pembahasan berikutnya.
• Spesifik, Enzim bersifat spesifik karena enzim hanya dapat mengkatalisis reaksi tertentu. Satu jenis enzim hanya bekerja untuk satu jenis reaksi.
• Efesien, Dengan adanya enzim yang bersifat sebagai katalis, energi aktivasi suatu reaksi dapat diturunkan. Hal tersebut memudahkan reaksi dan menghemat energi yang dibutuhkan untuk memulai reaksi.
• Katalisator, Oleh karena enzim bersifat sebagai katalis, enzim tidak akan mengalami perubahan bentuk. Oleh karena itu, enzim dapat digunakanberkali-kali tanpa mengalami kerusakan.
• Seperti Protein, Oleh karena enzim terbuat dari protein, enzim dipengaruhi oleh hal-hal yang berpengaruh terhadap protein. Enzim dapat dipengaruhi oleh suhu, pH, dan adanya logam berat, sehingga enzim dapat mengalami denaturasi (perubahan bentuk, struktur, dan sifat).

Cara kerja Enzim

Terdapat dua teori yang menjelaskan cara kerja enzim. Teori lock and key (kunci dan anak kunci) yang dikemukakan oleh Emil Fischer, serta Teori induced fit (induksi pas) yang dikemukakan oleh Daniel Kashland.

Teori Lock and Key

Menurut teori ini, cara kerja enzim mirip dengan mekanisme kunci dan anak kunci. Enzim diibaratkan sebagai kunci gembok yang memiliki sisi aktif. Substrat diibaratkan sebagai anak kuncinya.

Substrat memasuki sisi aktif enzim seperti anak kunci memasuki kunci gembok. Substrat tersebut, kemudian diubah menjadi produk. Produk ini kemudian dilepaskan dari sisi aktif dan enzim siap menerima substrat baru.

Ilustrasi kerja enzim menurut teori Lock and Key

Teori Indiced Fit

Berdasarkan Teori Induced Fit, enzim melakukan penyesuaian bentuk untuk berikatan dengan substrat. Hal ini bertujuan meningkatkan kecocokan dengan substrat dan membuat ikatan enzim substrat lebih reaktif.

Molekul enzim memiliki sisi aktif tempat melekatnya substrat dan terbentuklah molekul kompleks enzim-substrat. Pengikatan substrat menginduksi penyesuaian pada enzim yang meningkatkan kecocokan dan mendorong molekul kompleks enzim-substrat berada dalam keadaan yang lebih reaktif. Molekul enzim kembali ke bentuk semula setelah produk dihasilkan.

Ilustrasi kerja enzim menurut teori indiced fit

Faktor yang Memengaruhi Kerja Enzim

Terdapat beberapa faktor yang memengaruhi kerja enzim. Faktorfaktor tersebut erat kaitannya dengan sifat enzim sebagai protein. Faktorfaktor tersebut di antaranya suhu, derajat keasaman (pH), hasil akhir produk, konsentrasi enzim dan substrat, serta zat penghambat.

1. Suhu

Enzim terbuat dari protein sehingga enzim dipengaruhi oleh suhu. Suhu memengaruhi gerak molekul. Pada suhu optimal, tumbukan antara enzim dan substrat terjadi pada kecepatan yang paling tinggi. Pada suhu jauh di atas suhu optimal menyebabkan enzim terdenaturasi, mengubah bentuk, struktur, dan fungsinya. Pada suhu jauh di bawah suhu optimal, misalnya pada 0°C, enzim tidak aktif.

Enzim pada manusia bekerja optimal pada 35–40°C. Mendekati suhu normal tubuh. Adapun bakteri yang hidup di air panas memiliki enzim yang bekerja optimal pada 70°C.

2. Derajat keasaman (pH)

Seperti protein, enzim juga bekerja dipengaruhi oleh derajat keasaman lingkungan. Derajat keasaman optimal bagi kerja enzim umumnya mendekati pH netral, sekitar 6–8. Di luar rentang tersebut, kerja enzim dapat terganggu bahkan dapat terdenaturasi.

3. Hasil akhir (produk)

Jika sel menghasilkan produk lebih banyak daripada yang dibutuhkan, produk yang berlebih tersebut dapat menghambat kerja enzim. Hal ini dikenal dengan feedback inhibitor. Jika produk yang berlebih habis digunakan, kerja enzim akan kembali normal. Mekanisme ini sangat penting dalam proses metabolisme, yaitu mencegah sel menghabiskan sumber molekul yang berguna menjadi produk yang tidak dibutuhkan.

Peristiwa feedback inhibitor pada pembentukan isoleusin dari treonin

4. Konsentrasi enzim

Pada rekasi dengan konsentrasi enzim yang jauh lebih sedikit daripada substrat, penambahan enzim akan meningkatkan laju reaksi. Peningkatan laju reaksi ini terjadi secara linier. Akan tetapi, jika konsentrasi enzim dan substrat sudah seimbang, laju reaksi akan relatif konstan.

5. Konsenstrasi substrat

Penambahan konsentrsi substrat pada reaksi yang dikatalisis oleh enzim awalnya akan meningkatkan laju reaksi. Akan tetapi, setelah konsentrasi substrat dinaikkan lebih lanjut, laju reaksi akan mencapai titik jenuh dan tidak bertambah lagi. Setelah mencapai titik jenuh, penambahan kembali konsentrasi substrat tidak berpengaruh terhadap laju reaksi.

Grafik pengaruh konsentrasi substrat terhadap laju reaksi

Pada keadaan laju reaksi jenuh oleh konsentrasi substrat, penambahan konsentrasi enzim dapat meningkatkan laju reaksi. Peningkatan laju reaksi oleh peningkatan konsentrasi enzim akan meningkatkan laju reaksi hingga terbentuk titik jenuh baru.

6. Zat Penghambat

Kerja enzim dapat dihambat oleh zat penghambat atau inhibitor. Terdapat dua jenis inhibitor, yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif.

7. Inhibitor kompetitif

Inhibitor kompetitif menghambat kerja enzim dengan cara berikatan dengan enzim pada sisi aktifnya. Oleh karena itu, inhibitor ini bersaing dengan substrat menempati sisi aktif enzim. Hal ini terjadi karena inhibitor memiliki struktur yang mirip dengan substrat. Enzim yang telah berikatan dengan inhibitor tidak dapat menjalankan fungsinya sebagai biokatalisator

Cara inhibitor mengganggu pengikatan substrat enzim. (a) Kerja enzim normal, (b) inhibitor kompetitif, dan (c) inhibitor nonkompetitif

8. Inhibitor nonkompetitif

Berbeda dengan inhibitor kompetitif, inhibitor nonkompetitif tidak bersaing dengan substrat untuk berikatan dengan enzim. Inhibitor jenis ini akan berikatan dengan enzim pada sisi yang berbeda (bukan sisi aktif). Jika telah terjadi ikatan enzim-inhibitor, sisi aktif enzim akan berubah sehingga substrat tidak dapat berikatan dengan enzim. Banyak ion logam berat bekerja sebagai inhibitor nonkompetitif, misalnya Ag⁺, Hg²⁺, dan Pb²⁺.

Read more »