BIOENERGETIKA

BIOENERGETIKA Ilmu pengetahuan yang mempelajari perubahan-perubahan energi yang menyertai reaksi kimia

ORGANISME BAHAN BAKAR

ENERGI

HUKUM-HUKUM DASAR BIOENERGETIKA

HUKUM TERMODINAMIKA I

Energi total suatu sistem adalah konstan. Artinya bahwa dalam keseluruhan sistem tersebut tidak ada energi yang hilang atau pun diperoleh selam setiap perubahan, akan tetapi di dalam keseluruhan sistem itu, energi dapat dialihkan dari satu bagian ke bagian lain atau dapat ditransformasikan menjadi bentuk energi lain.

ΔH = Q - W

Dimana, ΔH = perubahan kandungan panas (entalpi)

Q = sejumlah panas

W = usaha/kerja yang dilakukan

HUKUM TERMODINAMIKA II

Entropi total suatu sistem harus meningkat bila suatu proses berlangsung spontan. Entropi menggambarkan taraf kelainan atau keacakan sistem tersebut dan menjadi maksimum dalam suatu sistem ketika mencapai keseimbangan sebenarnya.

Q = TΔS

Dimana, Q = sejumlah panas

T = Suhu mutlak sistem (kelvin)

ΔS = usaha/kerja yang dilakukan

HUBUNGAN HK. I DAN HK. II

ΔH = Q – W => ΔH = TΔS - W

=> W = -ΔH + TΔS

ENERGI BEBAS (WILLARD GIBBS = G)

Total energi yang tersedia dalam suatu sistem untuk melakukan kerja. Energi bebas adalah energi yang berguna. Perubahan energi bebas (ΔG) adalah bagian dari total perubahan energi dalam suatu sistem yang tersebia untuk melakukan suatu pekerjaan.

sehingga bila besarnya W itu positif (berarti bahwasistem dapat melakukan kerja berguna) - besarnya ΔG negatif dan sebaliknya.

ΔG = ΔH + TΔS => ΔG = - W

DEFINISI TERHADAP NILAI ΔG DAN ΔH DARI SUATU REAKSI

1. Jika tanda ΔG negatif, reaksi disebut eksergonik. Artinya bahwa reaksi ini akan berlangsung dengan sendirinya (spontan) ke kanan; reaksi kebalikannya tidak berjalan spontan.

2. Jika tanda ΔG positif, reaksi disebut endergonik. Artinya reaksi ini tidak akan berlangsung dengan sendirinya ke kanan; reaksi kebalikannya berjalan dengan sendirinya.

3. Jika ΔG sam dengan nol, reaksi akan ada pada kesetimbangan. Tidak akan ada reaksi bersih ke kedua arah.

EVALUASI KUALITATIF ENERGETIKA REAKSI

Glc 1-P ======== Glc 6-P

ΔG = G Glc 6-P – G Glc 1-P

ΔH = H Glc 6-P – H Glc 1-P

4. Jika tanda ΔH negatif, reaksi disebut eksotermik. Reaksi ini akan menghasilkan panas ke lingkungan.

5. Jika tanda ΔH positif, reaksi disebut endotermik.. Reaksi iniakan mengambil panas dari lingkungan.

6. Jika ΔH sam dengan nol, reaksi ini disebut isotermik. Di sini tdak ada pertukaran panas bersih dengan lingkungannya.

PERANGKAIAN PROSES ENDERGONIK DENGAN PROSES EKSERGONIK

1. PERANGKAIAN REAKSI SECARA LANGSUNG

A + C -- B + D + panas

panas

Energi kimia

eksergonik

endergonik

Ene

rgi b

ebas

2. PERANGKAIAN REAKSI SECARA TIDAK LANGSUNG

a. Reaksi kimia dengan zat antara

A + c → I → B + D

I = zat antara

b. Reaksi kimia dengan senyawa pembawa (reaksi dehidrogenasi)

AH2 Pembawa BH2

A Pembawa – H2 B

c. Reaksi kimia dengan mensintesis senyawa dengan potensial energi tinggi (ATP = Adenosin Triphosphat)

Dalam sel hidup, senyawa pembawa atau senyawa antara energi-tinggi yang utama (diberi tanda ~ E) Adalah adenosintifosfat (ATP)

E

~E

A

C

DE

nerg

i beb

as

B

Reaksi-reaksi eksergonik

1

2

3 4

~E

Proses-proses endergonik

Sintesis

Kontraksi otot

Eksitasi saraf

Transfoportasi aktif

Pemindahan energi lewat senyawa energi-tinggi yang umum kepada proses-proses biologik yang memerlukan energi (endergonik)

SIKLUS ATP/ADP DALAM PENGALIHAN FOSFAT BERENERGI-TINGGI

Fosfoenolpiruvat

Suksinal KoA

1,3-Bifosfogliserat

Fosforilasi oksidatif

Kreatin ~P

Kreatin

Simpanan ~P

ATP

ADP

Siklus STP/ADP

Proses fosforilasi, aktivasi dan endergonik lainnya

Gliserol 3-fosfat

Glukosa 6 -fosfat

Glukosa 1,6-Bifosfat

~P

~P

SUMBER POKOK ENERGI BEBAS YANG DIGUNAKAN ORGANISME HIDUP ADA PADA REAKSI-REAKSI OKSIDATIF → OKSIDASI BIOLOGIK

1.GLIKOLISIS (FOSFORILASI TINGKAT SUBSTRAT)

2.SIKLUS ASAM SITRAT (FOSFORILASI TINGAKTA SUBSTRAT)

3.RANTAI RESPIRASI (FOSFORILASI OKSIDATIF)