Materi Bab 6 Energi Dalam Sistem Kehidupan - RUANGLES.WEB.ID

Materi Bab 6 Energi Dalam Sistem Kehidupan





Kompetensi Dasar, Indikator, Tujuan Pembelajaran dan Rangkuman Materi IPA Kelas 7 Bab 6 Energi Dalam Sistem Kehidupan

3.5. Menganalisis konsep energi, berbagai sumber energi, dan perubahan bentuk energi dalam kehidupan sehari-hari termasuk fotosintesis.

4.5. Menyajikan hasil percobaan tentang perubahan bentuk energi, termasuk fotosintesis.

3.5.1. Menjelaskan 3 konsep energi dan sumber- sumber energi.
3.5.1.1. Peserta didik dapat menjelaskan konsep energi.
3.5.1.2. Peserta didik dapat menjelaskan sumber-sumber energi.

3.5.2. Menjelaskan perubahan energi yang terjadi di alam dan dalam tubuh.
3.5.2.1. Peserta didik dapat menjelaskan perubahan-perubahan energi yang terjadi di alam dan sekitar rumah.
3.5.2.2. Peserta didik dapat membedakan metabolisme karbohidrat, protein, dan lemak.
3.5.2.3. Peserta didik dapat melakukan pengamatan terhadap fenomena transformasi energi dan metabolisme sel.

3.5.3. Menjelaskan konsep fotosintesis.
3.5.3.1. Peserta didik dapat menjelaskan konsep fotosintesis.

4.1.1. Menyajikan hasil pengamatan, inferensi, dan mengomunikasikan hasil.
4.1.1.1. Peserta didik memiliki keterampilan berbicara di muka kelas melalui kegiatan presentasi hasil praktikum fotosintesis.

Materi Bab 6 Energi Dalam Sistem Kehidupan


Rangkuman Materi Energi Dalam Sistem Kehidupan

1. Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja) atau melakukan suatu perubahan.
2. Energi memiliki berbagai bentuk seperti energi potensial, energi kinetik, dan energi mekanik.
3. Energi potensial adalah energi yang dimiliki oleh suatu materi karena lokasi atau strukturnya.
4. Energi kinetik adalah bentuk energi ketika suatu materi berpindah atau bergerak.
5. Sumber energi adalah segala sesuatu yang menghasilkan energi yang diklasifikasikan menjadi sumber energi yang terbarukan dan sumber energi tidak terbarukan.
6. Makanan merupakan sumber energi bagi tubuh manusia. Untuk berolahraga, belajar, dan aktivitas lain manusia membutuhkan makanan sebagai sumber energi. Zat makanan yang berperan sebagai sumber energi adalah karbohidrat, lemak, dan protein.
7. Karbohidrat merupakan senyawa kimia yang banyak tersusun oleh unsur-unsur karbon. Unsur yang terdapat dalam karbohidrat adalah C, H, dan O. Bahan makanan yang banyak mengandung karbohidrat,
misalnya beras, jagung, kentang, gandum, umbi-umbian, dan buah-buahan yang rasanya manis.
8. Protein merupakan senyawa kimia yang mengandung unsur C, H, O, N (kadang juga mengandung unsur P dan S). Bahan makanan yang mengandung banyak protein antara lain
• protein hewani, misalnya daging, ikan, telur, susu, dan keju;
• protein nabati, misalnya kacang-kacangan, tahu, tempe, dan gandum.
9. Lemak merupakan senyawa kimia yang mengandung unsur C, H, dan O. Peran lemak adalah menyediakan energi, melarutkan vitamin A, D, E, K, dan menyediakan asam lemak esensial bagi tubuh manusia.

Bahan makanan yang mengandung banyak lemak antara lain
• lemak hewani: keju, daging, susu, dan ikan basah;
• lemak nabati: kelapa, kemiri, kacang-kacangan, dan buah avokad.

Transformasi energi dalam sel terjadi dalam bentuk:
• transformasi energi oleh klorofil;
• transformasi energi oleh mitokondria.
10. Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme terdiri atas reaksi pembentukan / sintesis / anabolisme seperti fotosintesis dan reaksi penguraian / disintesis / katabolisme seperti respirasi.

Pertemuan I : Konsep Energi dan Sumber Energi

Manusia membutuhkan energi untuk bekerja, bergerak, bernapas, dan mengerjakan banyak hal lainnya. Energi menyebabkan mobil, motor, pesawat, dan kereta api dapat berjalan. Energi menyalakan peralatan listrik di rumah kita. Energi ada di mana-mana. Bahkan tumbuhan dan hewan membutuhkan energi untuk tumbuh dan berkembang. Dengan demikian, untuk melakukan usaha diperlukan energi.

Dengan kata lain, energi adalah kemampuan untuk mengatur ulang suatu kumpulan materi. Misalnya, Anda menggunakan energi untuk membalik halaman buku ini. Energi terdapat dalam berbagai bentuk dan kerja kehidupan tergantung pada kemampuan organisme mengubah energi dari suatu bentuk ke bentuk lainnya.
Energi adalah kemampuan untuk melakukan usaha (kerja) atau melakukan suatu perubahan. Energi memiliki berbagai bentuk.

1) Energi Potensial
Suatu benda dapat menyimpan energi karena kedudukan atau posisi benda tersebut. Contohnya, suatu beban yang diangkat setinggi h akan memiliki energi potensial, sementara busur panah yang berada pada posisi normal (saat busur itu tidak diregangkan) tidak memiliki energi potensial. Dengan demikian, energi potensial adalah energi yang tersimpan dalam suatu benda akibat kedudukan atau posisi benda tersebut dan suatu saat dapat dimunculkan.

Energi potensial terbagi atas dua, yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial elastis. Energi potensial gravitasi ini timbul akibat tarikan gaya gravitasi bumi yang bekerja pada benda. Jika massa beban diperbesar, energi potensial gravitasinya juga akan membesar. Demikian juga, apabila ketinggian benda dari tanah diperbesar, energi potensial gravitasi beban tersebut akan semakin besar. Hubungan ini dinyatakan dengan persamaan.

2) Energi Kinetik
Energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda yang sedang bergerak. Secara khusus, energi kinetik adalah energi yang dimiliki suatu benda bermassa m yang sedang bergerak dengan kelajuan v.

Misalkan: Seekor gajah yang sedang berlari mempunyai energi kinetik lebih besar daripada seorang atlet yang sedang berlari (dengan kelajuan yang sama), karena gajah mempunyai massa yang lebih besar. Atau mobil balap yang sedang bergerak mempunyai energi kinetik lebih besar daripada mobil pada umumnya (dengan massa yang sama pula), karena mobil balap mempunyai kelajuan yang lebih besar. Dapat diambil kesimpulan bahwa faktor yang memengaruhi energi kinetik adalah massa dan kelajuan suatu benda.

Pertemuan II : Transformasi Energi dalam Sel dan Metabolisme Sel

Transformasi Energi dalam sel terjadi sebagai berikut. Pada makhluk hidup heterotrof (makhluk hidup yang memanfaatkan sumber makanan organik, makhluk hidup yang tidak mampu mengubah senyawa anorganik menjadi senyawa organik). Energi bersumber dari makanan yang dikonsumsi. Energi ini akan mengalami transformasi mulai dari energi potensial berupa energi kimia makanan menjadi energi kinetik/gerak dalam aktivitas makhluk hidup tersebut. Transformasi energi tersebut terjadi di dalam organel yang terdapat di dalam sel.

1) Transformasi Energi oleh Klorofil
Klorofil merupakan bagian/organel sel tumbuhan umumnya terdapat pada organ daun. Klorofil berfungsi dalam proses fotosintesis. Energi radiasi matahari ditangkap oleh klorofil dan digunakan untuk proses fotosintesis guna mereaksikan H2O dan CO2  menjadi glukosa dan oksigen (energi kimia). Selain menjadi
glukosa, hasil reaksinya menghasilkan energi yang dapat digunakan oleh tumbuhan untuk beraktivitas, seperti tumbuh, berkembang, dan bernapas. Jadi, energi radiasi matahari yang berbentuk energi kinetik diubah menjadi energi potensial dan energi kimiawi yang disimpan dalam molekul karbohidrat dan bahan makanan lainnya. Energi ini dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk beraktivitas (tumbuh dan berkembang). Selain itu, juga dimanfaatkan oleh makhluk hidup lain yang mengonsumsi tumbuhan tersebut, sehingga energi yang terdapat pada tumbuhan berpindah ke dalam tubuh makhluk hidup tersebut dan menjadi energi potensial. Di dalam tubuh makhluk hidup ini, energi akan ditransformasi kembali.

2) Transformasi Energi oleh Mitokondria
Mitokondria adalah organel yang terdapat di dalam sel, yang memiliki peran dalam respirasi sel. Di dalam mitokondria energi kimia digunakan untuk mengubah karbohidrat dan senyawa lainnya sebagai energi ikatan fosfat melalui respirasi sel untuk oksidasi DNA, RNA, protein, dan lemak. Mitokondria banyak terdapat pada sel-sel otot makhluk hidup dan sel-sel saraf.

• Metabolisme Sel
Sel hidup adalah suatu miniatur industri kimiawi, dimana ribuan reaksi terjadi di dalam suatu ruangan mikroskopik. Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme  terjadi  selalu  menggunakan  katalisator  enzim dan berlangsung melalui respirasi (katabolisme) dan sintesis (anabolisme). Enzim mengarahkan aliran materi melalui jalur- jalur metabolisme dengan cara mempercepat tahapan reaksi secara selektif. Sebagai analogi, perhatikan lampu pengatur lalu lintas kendaraan di jalan, lampu tersebut akan berwarna merah, kuning, dan hijau yang mengontrol aliran lalu lintas kendaraan dan mencegah kemacetan.

• Reaksi Katabolisme
Reaksi katabolisme adalah reaksi yang sifatnya memecah ikatan kimia yang kompleks menjadi ikatan kimia yang lebih sederhana. Pada waktu ikatan putus dan molekul terpecah terjadi pembebasan energi (reaksi eksergonik). Contoh reaksi katabolisme adalah proses respirasi (termasuk aerob dan anaerob).

• Reaksi Anabolisme
Reaksi anabolisme adalah reaksi pembentukan, yaitu pembentukan molekul sederhana menjadi molekul kompleks. Reaksi anabolisme merupakan reaksi sintesis karena adanya transformasi energi yang disimpan dalam bentuk ikatan kimia. Oleh sebab itu, reaksi anabolisme disebut juga reaksi yang membutuhkan energi (endergonik). Contoh reaksi anabolisme adalah sintesis (termasuk fotosintesis dan kemosintesis).

Pertemuan III : Respirasi

Respirasi merupakan proses penghasil energi di dalam tubuh makhluk hidup. Selain dihasilkan energi, dihasilkan juga karbon dioksida yang harus dikeluarkan dari tubuh. Proses respirasi meliputi 4 bagian yaitu sebagai berikut.

1) Keluar masuknya udara antara dua organ pernapasan (alveole paru- paru) yang disebut ventilasi pulmoneum.
2) Difusi O2 dan CO2 antara udara dan alveole di dalam darah.
3) Transpor O2 dan CO2 dalam darah/cairan tubuh ke dan dari sel.
4) Pengaturan ventilasi dan segi-segi respirasi lainnya.

Dari keempat proses di atas, respirasi dibedakan menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1) Respirasi eksternal, meliputi pertukaran O2 dan CO2 yang terjadi di paru-paru antara alveole dan kapiler darah.
2) Respirasi internal, meliputi pertukaran gas (O2 dan CO2 ) yang terjadi di tenunan, semua proses pertukaran gas antara sel dengan cairan sel di sekelilingnya.

Pada manusia, bila bernapas mengeluarkan karbon dioksida secara maksimal, maka di dalam paru-paru masih ada udara. Sisa udara ini disebut udara residu. Bila napas dikeluarkan secara biasa, maka paru-paru masih mengandung udara yang disebut udara cadangan. Bila menghirup dan mengeluarkan napas secara biasa, maka hal ini disebut udara pernapasan. Jika kita tarik napas dalam-dalam, selain udara pernapasan juga masih dapat dimasukkan udara lagi dan hal ini disebut udara komplementer.

Pada serangga, sistem trakea merupakan alat untuk mengambil oksigen dari luar, mendistribusikannya ke seluruh tubuh, dan mengeluarkan karbon dioksida. Udara masuk ke trakea dengan cara difusi melalui spirakel atau dibantu oleh ventilasi udara. Sistem trakea pada belalang cukup khas seperti yang terdapat pada serangga- serangga pada umumnya. Trakea bermula pada lubang-lubang kecil pada eksoskeleton (kerangka luar) yang disebut spirakel. Pada serangga yang lebih kecil atau kurang aktif masuknya O2 melalui sistem trakea dengan fungsi yang sederhana. Sebaliknya serangga yang berukuran besar dan aktif seperti belalang dengan giat melakukan pertukaran udara dengan trakeanya.

Kontraksi pada otot belalang memipihkan organ-organ kendur, pernapasan ini dikenal dengan pernapasan vital paru-paru dan pada titik ekspirasi maksimum kira-kira (udara residu) tetap ada di paru-paru. Untuk mengerti respirasi hewan, kita tidak hanya memandang sifat dari alat pernapasannya saja, tetapi mekanisme yang digunakan untuk mengendalikan respirasi dan adaptasi terhadap lingkungan berbeda-beda. Bersama dengan fungsi homoiostatik yang lain, respirasi hewan harus diintegrasikan dan dikoordinasikan dengan kegiatan pengendalian yang lain.

Pertemuan IV : Pencernaan Makanan

Pengolahan sehingga berubah dari zat makanan yang menghasilkan energi dalam bentuk ATP.

1) Pencernaan Karbohidrat dalam Tubuh
Karbohidrat setelah dicerna di usus akan diserap oleh dinding usus halus dalam bentuk monosakarida. Monosakarida dibawa oleh aliran darah sebagian besar menuju hati, dan sebagian lainnya dibawa ke sel jaringan tertentu, dan mengalami proses metabolisme lebih lanjut. Di dalam hati, monosakarida mengalami proses sintesis menghasilkan glikogen, dioksidasi menjadi CO2 dan H2O, atau dilepaskan untuk dibawa oleh aliran darah ke bagian tubuh yang memerlukan. Hati dapat mengatur kadar glukosa dalam darah atas bantuan hormon insulin yang dikeluarkan oleh kelenjar pankreas. Kenaikan proses pencernaan dan penyerapan karbohidrat menyebabkan glukosa dalam darah meningkat, sehingga sintesis glikogen dari glukosa oleh hati akan naik. Sebaliknya, jika banyak kegiatan, maka banyak energi untuk kontraksi otot sehingga kadar glukosa dalam darah menurun.

Dalam hal ini, glikogen akan diuraikan menjadi glukosa yang selanjutnya mengalami katabolisme menghasilkan energi (dalam bentuk energi kimia yaitu ATP).

Hormon yang mengatur kadar gula dalam darah terbagi menjadi dua macam, yaitu sebagai berikut.
a) Hormon insulin, dihasilkan oleh pankreas, yang berfungsi menurunkan kadar glukosa dalam darah.
b) Hormon adrenalin dihasilkan oleh korteks adrenal, berfungsi menaikkan kadar glukosa dalam darah.

2) Pencernaan Protein dalam Tubuh
Di dalam tubuh, protein diubah menjadi asam amino oleh beberapa reaksi hidrolisis serta enzim-enzim yang bersangkutan. Enzim-enzim yang bekerja pada proses hidrolisis protein antara lain pepsin, tripsin, kemotripsin, karboksipeptidase,dan aminopeptidase. Protein yang telah dipecah menjadi asam amino kemudian diabsorpsi oleh dinding usus halus dan sampai ke pembuluh darah.

Setelah diabsorpsi dan masuk dalam pembuluh darah, asam amino tersebut sebagian besar langsung digunakan oleh jaringan dan sebagian lain mengalami proses pelepasan gugus amin (gugus yang mengandung N) di hati. Proses pelepasan gugus amin ini dikenal dengan deaminasi protein. Cermatilah skema berikut, untuk dapat
memahami proses metabolisme protein dalam tubuh.

Protein tidak dapat disimpan di dalam tubuh sehingga bila kelebihan akan segera dibuang atau diubah menjadi zat lain. Zat sisa hasil penguraian protein yang mengandung nitrogen akan dibuang bersama air seni dan yang tidak mengandung nitrogen akan diubah menjadi karbohidrat dan lemak. Oksidasi 1 gram protein dapat menghasilkan energi 4 kalori. Kelebihan protein dalam tubuh dapat mengakibatkan pembengkakan hati dan ginjal karena beban kerja organ-organ tersebut lebih berat dalam menguraikan protein dan mengeluarkannya melalui air seni.

Akibat kekurangan protein pun tidak baik bagi tubuh. Gangguan kekurangan protein biasanya terjadi bersamaan dengan kekurangan karbohidrat. Gangguan tersebut dinamakan busung lapar atau Hunger Oedema (HO). Ada dua bentuk busung, yaitu kwashiorkor dan marasmus.

3) Pencernaan Lemak dalam Tubuh
Di dalam tubuh, lemak mengalami metabolisme. Lemak akan dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol dengan bantuan enzim lipase. Proses ini berlangsung dalam saluran pencernaan. Sebelum diserap usus, asam lemak akan bereaksi dengan garam-garam empedu membentuk senyawa seperti sabun, selanjutnya senyawa seperti sabun akan diserap jonjot usus, dan akan terurai menjadi asam lemak dan garam empedu.

Asam lemak tersebut akan bereaksi dengan gliserol membentuk lemak, kemudian diangkut oleh pembuluh getah bening usus menuju pembuluh getah bening dada kiri. Selanjutnya ke pembuluh balik bawah selangka kiri.

Lemak dikirim dari tempat penimbunannya ke hati dalam bentuk lesitin untuk dihidrolisis menjadi asam lemak dan gliserol. Selanjutnya, gliserol akan diubah menjadi gula otot atau glikogen dan asam lemak akan diubah menjadi asetil koenzim. Gangguan metabolisme berupa tertimbunnya senyawa aseton dapat menyebabkan gangguan pernapasan. Kesulitan bernapas terjadi karena meningkatnya tingkat keasaman dan jumlah CO2 tertimbun. Kelainan ini dinamakan asidosis.

Pertemuan V : Fotosintesis

Peristiwa fotosintesis juga mampu melakukan presentasi hasil pengamatan yang telah dikerjakan. Hal yang harus diperhatikan oleh guru untuk topik ini adalah fotosintesis berasal dari kata foto yang berarti cahaya dan sintesis yang berarti penyusunan. Jadi, fotosintesis adalah proses penyusunan dari zat organik H2O dan CO2 menjadi senyawa organik yang kompleks yang memerlukan cahaya. Fotosintesis hanya dapat terjadi pada tumbuhan yang mempunyai klorofil, yaitu pigmen yang berfungsi sebagai penangkap energi cahaya matahari (Kimball, 2002).

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri untuk memproduksi energi terpakai (nutrisi) dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Akibatnya, fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi.

Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Organisme yang menghasilkan energi melalui fotosintesis (photos berarti cahaya) disebut sebagai fototrof. Fotosintesis merupakan salah satu cara asimilasi karbon karena dalam fotosintesis karbon bebas dari CO diikat (difiksasi) menjadi gula sebagai molekul penyimpan energi. Cara lain yang ditempuh organisme untuk mengasimilasi karbon melalui kemosintesis, yang dilakukan oleh sejumlah bakteri belerang.

Fotosintesis dikenal sebagai suatu proses sintesis makanan yang dimiliki oleh tumbuhan hijau dan beberapa mikroorganisme fotosintetik. Organisme yang mampu mensintesis makanannya sendiri disebut organisme autrotof. Autotrof dalam rantai makanan menduduki sebagai produsen. Pada prinsipnya komponen yang dibutuhkan dalam reaksi fotosintesis adalah CO2 yang berasal dari udara dan H2O yang diserap dari dalam tanah. Selain itu sesuai dengan namanya, foto “cahaya” reaksi ini membutuhkan cahaya matahari sebagai energi dalam pembuatan atau sintesis produk (senyawa gula dan oksigen).

Menurut Stone (2004), reaksi fotosintesis dapat diartikan bahwa enam molekul karbondioksida dan enam molekul air bereaksi dengan bantuan energi cahaya matahari untuk diubah menjadi satu molekul glukosa dan enam molekul oksigen.

Glukosa adalah molekul yang dibentuk sebagai hasil dari proses fotosintesis yang di dalamnya tersimpan hasil konversi energi cahaya matahari dalam bentuk ikatan- ikatan kimia penyusun molekul tersebut. Glukosa merupakan senyawa karbon yang nantinya digunakan bersama elemen-elemen lain di dalam sel untuk membentuk senyawa kimia lain yang sangat penting bagi organisme tersebut, seperti DNA, protein, gula, dan lemak.

Selain itu, organisme dapat memanfaatkan energi kimia yang tersimpan dalam ikatan kimia di antara atom-atom penyusun glukosa sebagai sumber energi dalam proses-proses di dalam tubuh.

Seperti organisme lainnya, tanaman tersusun atas sel-sel sebagai unit dasar penyusun kehidupan tanaman. Sel-sel tanaman mengandung struktur yang disebut kloroplas (Chloroplast) yang merupakan tempat terjadinya fotosintesis.
Kloroplas adalah organel khusus yang dimiliki oleh tanaman, berbentuk oval dan mengandung klorofil (chlorophyll) yang dikenal dengan zat hijau daun. Seluruh bagian tumbuhan yang merupakan struktur berwarna hijau, termasuk batang dan buah memiliki kloroplas dalam setiap sel penyusunnya. Namun, secara umum aktivitas fotosintesis terjadi di dalam daun.

Fotosintesis memiliki dua macam reaksi, yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Selama reaksi terang, klorofil bersama pigmen-pigmen lain di dalam kloroplas menyerap energi cahaya matahari dan mengonversinya menjadi energi kimia yang disimpan dalam ikatan kimia penyusun glukosa.

Energi yang diserap merupakan energi kaya elektron yang nantinya akan terlibat dalam serangkaian rantai reaksi yang disebut transpor elektron. Menurut Stone (2004), air melalui reaksi terang akan dipecah (fotolisis) menjadi proton, elektron, dan O2 .

Proton dan elektron yang dihasilkan dari pemecahan ini bergabung dengan senyawa aseptor elektron NADP+ (nikotinamide adenosine dinucleotide phosphate) membentuk NADPH. Beberapa proton bergerak melalui membran kloroplas dan energi yang dibentuk berupa ATP (Adenosine triphospat). NADPH dan ATP adalah komponen yang masuk ke dalam reaksi gelap (siklus Calvin), yang mengubah molekul CO2 menjadi molekul gula berantai karbon tiga.

Energi kimia hasil konversi dari energi cahaya matahari tersimpan dalam senyawa karbon tersebut. Karbohidrat merupakan senyawa karbon yang terdapat di alam sebagai molekul yang kompleks dan besar. Karbohidrat sangat beraneka ragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan polisakarida.

Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana. Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer, dan lain-lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri atas tiga monosakarida (Kimball, 2002).

Subscribe to receive free email updates:

0 Response to "Materi Bab 6 Energi Dalam Sistem Kehidupan"

Post a Comment