BAB 1 PENDAHULUAN 1. LATAR BELAKANG Metabolisme merupakan suatau reaksi kimia yang terjadi didalam tubuh makhluk hidup. Reaksi metabolisme tersebut dimaksudkan untuk memperoleh energi, menyimpan energi, menyusun bahan makanan, merombak bahan makanan, memasukkan atau mengeluarkn zat - zat, melakukan gerakan, menyusun struktur sel, merombak struktur – struktur sel yang tidak dapat digunakan lagi, dan menanggapi rangsang. Tentunya dalam suatu reaksi kimia terdapat zat – zat atau senyawa – senyawa baik yang sifatnya menghambat (inhibitor), atau mempercepat reaksi (aktivator). Senyawa – senyawa yang mempercepat suatu reaksi dikenal dengan sebutan katalisator. Katalisator adalah suatu zat yang mempercepat laju reaksi reaksi kimia pada suhu tertentu, tanpa mengalami perubahan atau terpakai oleh reaksi itu. Suatu katalis berperan dalam reaksi tapi bukan sebagai pereaksi ataupun produk. Katalis memungkinkan reaksi berlangsung lebih cepat atau memungkinkan reaksi pada suhu lebih rendah akibat perubahan yang dipicunya terhadap pereaksi. Katalis menyediakan suatu jalur pilihan dengan energi aktivasi yang lebih rendah. Katalis mengurangi energi yang dibutuhkan untuk berlangsungnya reaksi. Metabolisme yang merupakan reaksi kimia memiliki katalisator yang disebut dengan enzim. Enzim yang tersusun atas protein dan molekul lainnya bekerja dengan menurunkan energi aktivasi, sehingga tidak diperlukan suhu dan energi tinggi untuk melakukan suatu reaksi kimia didalam tubuh.Jika tidak terdapat katalisator dalam
1
metabolisme, maka suhu tubuh akan meningkat dan membahayakan bagi tubuh makhluk hidup. Kerja enzim tentunya dipengaruhi oleh faktor dalam dan luar enzim. Faktor dalam misalnya substansi – substansi genetik yang dibawa oleh masing – masing enzim. Keinginan kami untuk mengetahui faktor luar yang mempengaruhi kerja enzim, dan memenuhi tugas biologi, merupakan suatu motivasi kami untuk melakukan percobaan sederhana yang menggunakan enzim katalase sebagai contoh.
2. Rumusan Masalah a) Bagaimana cara kerja enzim katalase ? b) Bagaimana pengaruh NAOH, HCL, H2O2 dan suhu terhadap enzim katalase ?
3. Hipotesis Enzim katalase terbentuk atas senyawa protein, maka enzim ini juga memiliki ciri – ciri yang sama dengan protein. Kerja enzim akan sangat dipengaruhi oleh suhu dan derajat keasaman lingkungannya.
4. Variabel
2
Variabel bebas : NAOH, HCL, H2O2 dan suhu
Variabel Kontrol : Ekstrak hati ayam
Variabel Respon : Banyaknya gelombang dan nyala api
BAB II METODOLOGI PENELITIAN 1. Alat dan Bahan Sikat pembersih
a) Alat Pisau
Sendok pengaduk
Lap
Termometer
Sabun
b) Bahan
Rak Tabung reaksi
Hati ayam
Tabung reaksi 7 buah
H2O2
Pipet tetes 3 buah
NAOH
Gelas kimia 2 buah
HCL
ukuran besar,
Es batu
3 buah ukuran sedang
Lidi
Air
Pembakar spiritus Mortar
2. Langkah Kerja 1) Siapkan alat dan bahan 2) Beri label A,B,C,D,E pada tabung reaksi 3) Tumbuk hati ayam sampai halus 4) Siapkan H2O2, HCL, NAOH ke dalam gelas kimia ukuran sedang, 1 gelas gunakan 1 pipet tetes 5) Rebus air
3
6) Masukkan hati ayam ke dalam setiap tabung reaksi dengan ketinggian 1 cm 7) Pada tabung A, tambahkan 10 tetes H2O2. Dan amati banyaknya gelembung lalu masukkan bara api dan amati nyala bara api. 8) Pada tabung B, tambahkan 10 tetes HCl, diamkan lalu tambahkan juga 10 tetes H2O2. Dan amati banyaknya gelembung lalu masukkan bara api dan amati nyala bara api. 9) Pada tabung C, tambahkan 10 tetes NAOH, diamkan lalu tambahkan juga 10 tetes H2O2. Dan amati banyaknya gelembung lalu masukkan bara api dan amati nyala bara api. 10) Pada tabung D, tabung dipanaskan kedalam air hingga mendidih. Jika sudah mendidih ukur suhu airnya lalu suhu ekstrak hati ayam pada tabung menggunakan thermometer. 11) Pada tabung E, tabung didinginkan kedalam wadah yang berisi es batu (selama 5 menit). Jika sudah 5 menit, ukur suhu airnya lalu suhu ekstrak hati ayam pada tabung menggunakan thermometer. 12) Catat hasil penelitian yang telah dilakukan.
4
BAB III HASIL DAN PEMBAHASAN 1. HASIL +H2O2 Tabung
Potongan Hati Ayam Gelembung
Nyala Api
A
Hati Ayam
+4
Nyala Terang
B
+HCl
+2
Nyala
C
+NAOH
+4
Redup
D
Suhu Panas
+2
Nyala
E
Suhu Dingin
+4
Nyala Terang
Keterangan gelembung: Tidak ada gelembung
:0
Keterangan nyala api :
Sedikit gelembung
: +1
Nyala terang
: 10
Ada setengah tabung
: +2
Nyala
:8
Ada satu tabung
: +3
Redup
:6
Lebih dari satu tabung : +4
5
12 10 8 6 Nyala Api
4 2 0 Tabung A Tabung B Tabung C Tabung D Tabung E
2. PEMBAHASAN Dari hasil penelitian menunjukkan bahwa ekstrak hati ayam yang dicampurkan dengan senyawa HCl, NAOH dan kemudian ditambahkan senyawa Hidrogen Peroksida baik yang dalam kondisi panas dan dingin menghasilkan gelembung dan nyala api yang berbeda – beda. Hal ini berarti kecepatan kerja enzim katalasenya pun berbeda – beda. Karena semakin banyak gelembung dan semakin besar nyala api, maka kecepatan kerja enzim katalasenya semakin cepat pula dan begitupun sebaliknya. Pada praktikum adanya gelembung menunjukkan aktifnya enzim katalase yang terdapat pada ekstrak yang telah dibuat. Enzim katalase merupakan enzim yang dihasilkan oleh badan mikro. Badan mikro ini terdiri dari dua bagian yaitu peroksisom dan glioksisom. Bagian badan mikro yang menghasilkan enzim katalase adalah bagian peroksisom. Peroksisom ini banyak ditemukan pada sel hati. Hal ini yang menjadikan hati bisa disebut sebagia organ yang dapat menetralkan racun yang masuk dalam tubuh. Enzim katalase ini dapat menguraikan senyawa hydrogen peroksida (H2O2) yang tidak baik bagi tubuh menjadi air dan oksigen yang sama sekali tidak berbahaya bagi tubuh (Anonim, 2009). Pada perlakuan pertama (ekstrak hati + H2O2) dihasilkan gelembung dalam kategori banyak sekali dan bara api dalam kategori besar. Hal tersebut menunjukkan
6
bahwa dalam hati yang masih segar tersebut terdapat banyak peroksisom sehingga menghasilkan lebih banyak enzim katalase. Enzim katalase ini kemudian menguraikan senyawa hydrogen peroksida menjadi air dan oksigen. Dengan gelembung-gelembung udara dalam kategori banyak sekali yang dapat membuat bara api besar, menunjukkan bahwa enzim tersebut telah memecah senya H2O2 menjadi oksigen, karena bara api semakin besar dikarenakan adanya oksigen. Pada perlakuan kedua (ekstrak hati + HCl + H2O2) dihasilkan gelembung dalam kategori sedikit namun menghasilkan bara api. Berdasarkan buku yang kami baca, seharusnya pada perlakuan kedua ini tidak dihasilkan bara api karena enzim katalase dalam hati tidak bekerja, karena tidak dipecahkannya senyawa H 2O2 menjadi air dan oksigen. Hal tersebut disebabkan karena terjadinya denaturasi. Denaturasi merupakan rusaknya bentuk tiga dimensi enzim yang menyebabkan enzim tidak dapat lagi berikatan dengan substratnya sehingga aktivasi enzim menurun atau hilang (Diah,2006). Denaturasi enzim perlakuan ini disebabkan oleh penambahan HCl yang merubah kondisi di sekitar molekul menjadi kondisi asam. Derajat keasaman (pH) sangat mempengaruhi aktivitas enzim, sehingga kondisi asam tersebut merusak enzim katalase yang bekerja pada pH netral. Hal ini berarti dalam penelitian, kami terlalu sedikit menambahkan HCl kedalam tabung B, sehingga hasilnya tidak sesuai. Pada perlakuan ketiga (ekstrak hati + NaOH + H2O2) dihasilkan gelembung dalam kategori banyak dan menghasilkan bara api yang redup. Namun, menurut buku yang kami baca, seharusnya pada perlakuan ketiga ini menghasilkan gelembung yang sedikit dan tidak menghasilkan bara api. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase dalam hati tidak bekerja, karena tidak dipecahkannya senyawa H2O2 menjadi air dan oksigen.
7
Hal tersebut disebabkan karena terjadinya denaturasi. Denaturasi enzim perlakuan ini disebabkan oleh penambahan NaOH yang merubah kondisi di sekitar molekul menjadi kondisi basa. Derajat keasaman (pH) sangat mempengaruhi aktivitas enzim, sehingga kondisi basa tersebut merusak enzim katalase yang bekerja pada pH netral. Pada perlakuan keempat (ekstrak hati yang dipanaskan + H 2O2) dihasilkan gelembung yang sedikit dan bara api yang menyala. Namun berdasarkan buku yang kamu baca, seharusnya dalam perlakuan keempat ini tidak dihasilkan gelembung maupun bara api. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase dalam hati tidak bekerja, karena tidak dipecahkannya senyawa H2O2 menjadi air dan oksigen. Hal tersebut disebabkan karena terjadinya denaturasi. Denaturasi enzim perlakuan ini disebabkan karena pengaruh suhu, kearena enzim bekerja pada suhu tertentu. Tidak adanya gelembung dan bara api menunjukkan bahwa enzim katalase ini tidak bekerja pada suhu tinggi, karena pada suhu tinggi enzim ini akan mati dan tida bisa aktif kembali. Pada perlakuan kelima (ekstrak hati yang didinginkan + H 2O2) dihasilkan gelembung dalam kategori banyak dan bara api dalam kategori cukup besar. Hal tersebut menunjukkan bahwa enzim katalase dalam hati masih bekerja, karena berhasil dipecahkannya senyawa H2O2 menjadi air dan oksigen. Hasil dari perlakuan ini menunjukkan bahwa enzim katalase tidak rusak dalam suhu rendah. Pada suhu rendah enzim hanya mengalami inaktif, dengan kata lain enzim akan bekerja kembali ketika telah mencapai suhu yang sesuai dan bertemu dengan substrat yang cocok (karena enzim bekerja secara spesifik).
3. PERTANYAAN DAN JAWABAN Terlampir
8
BAB IV KESIMPULAN DAN SARAN 1. KESIMPULAN Dari percobaan yang telah kami lakukan, dapat diambil kesimpulan bahwa enzim katalase berperan dalam penguraian racun dari H2O2 menjadi H2O2 dan O2 , dimana kerjanya dipengaruhi oleh beberapa faktor, yaitu
suhu Dimana enzim katalase tidak akan bekerja optimal pada suhu tinggi.
pH Dimana enzim katalase akan bekerja optimal pada pH netral. Hal itu dapat dibuktikan dengan banyaknya gelembung dan nyala bara api.
Dimana semakin banyak gelembung gas dan semakin terang nyala bara api berarti kerja enzim katalase akan semakin cepat dan begitu pula sebaliknya karena salah satu kerja enzim yaitu sebagai katalisator/pemercepat reaksi.
2. SARAN Setelah kami melakukan penelitian di atas, penulis memberikan saran kepada pembaca, yaitu :
Hati – hati dalam menggunakan bahan – bahan kimia yang dapat merusak kulit, untuk lebih baiknya gunakan lateks untuk melindungi tangan anda.
Lakukan penelitian dengan seteliti mungkin, sehingga menghasilkan hasil yang maksimal.
9
Lampiran I : Pertanyaan : 1. A. Dalam percobaan yang telah kelompok anda lakukan, bahan apa yang berperan sebagai substrat ? B. Mengapa dalam percobaan ini menggunakan substrat tersebut ? 2. Gelembung – gelembung apakah yang timbul sebagai akibat reaksi enzim dengan H2O2 ? Bagaimana mengujinya ? Jelaskan! 3. A. Jika dalam sel terdapat H2O2 apakah yang akan terjadi terhadap sel tersebut ? B. Untuk menghindari akibat tersebut, bagaimana cara sel untuk menangkalnya ? C. Organel apakah yang berperan dalam hal tersebut ? 4. Mengapa langkah nomer 7 perlu dilakukan ? 5. Dari hasil percobaan yang telah kelompok Anda lakukan, apakah yang dapat kelompok Anda simpulkan tentang enzim ? Jawaban : 1. A. Yang berperan sebagai substrat adalah H2O2, HCl, dan NAOH B. Karena penggunaan NaOH dan HCl ditujukan untuk mengetahui pengaruh pH (derajat keasaman) terhadap kerja enzim katalase, karena NaOH membuat ekstrak dalam suasana basa dan HCl membawa ekstrak dalam suasana asam. Denaturasi yang terjadi menunjukkan bahwa enzim tersebut bekerja pada pH netral. 2. Gelembung yang terbentuk adalah gelembung oksigen, karena enzim katalase dapat memecah molekul H2O2 menjadi air dan oksigen (O2). Terbentuknya oksigen juga diketahui dari bara api yang semakin basar seiring semakin banyaknya gelembung yang terbentuk, karena oksigen merupakan senyawa yang dapat memperbesar bara api.
10
3. A. Adanya hydrogen peroksida (H2O2) tidak baik bagi tubuh menjadi air dan oksigen yang sama sekali tidak berbahaya bagi tubuh. B. Karena tubuh kita mempunyai hati, maka tubuh kita akan baik – baik saja. Karena racun dari H2O2 dinetralkan oleh hati. C. Organ hati 4. Hal ini dilakukan agar menjadi kontrol atau patokan dari percobaan. 5. Aktivitas enzim katalase dipengaruhi oleh faktor suhu, pH, dan konsentrasi enzim.
11
DAFTAR PUSTAKA Yani, Riana, dkk.2008.SMS Biologi 3A SMA kelas XII.Bandung:Rosda Syamsuri,Istamar.2004.Biologi untuk SMA kelas XII.Malang:Erlangga Aryulina,Dyah.2007.Biologi III.Jakarta:Esis Anonim, 2009. Bagaimana Kerja Enzim Katalase pada Hati. (Online) http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20091019045321AA6L1wr, diakses tanggal 24 Juli 2010. Aryulina, Diah. 2006. Biologi SMA dan MA Jilid 3 untuk kelas XII. Jakarta: Esis.
12
