Pengaruh Konsentrasi Substrat Terhadap Aktivitas Enzim

PENGARUH KONSENTRASI SUBSTRAT TERHADAP

AKTIVITAS ENZIM

Latar Belakang

Enzim merupakan substansi penting dalam setiap reaksi pada makhluk hidup. Orang pertama yang menemukan substansi ini adalah Eduard dan Hans Buchner. Mereka mengadakan percobaan denagn menggunakan ekstrak sel-sel ragi yang ternyata dapat mempercepat proses fermentasi. Berdasarkan percobaan ini, muncul istilah enzim yang berasal dari kata Yunani zyme yang berarti ragi. Enzim merupakan katalisator di dalam reaksi sel makhluk hidup sehingga enzim sering disebut biokatalisator. Enzim sendiri tidak ikut bereaksi. Sedangkan tempat enzim bekerja disebut substrat.

Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh jumlah atau konsentrasi substrat terhadap aktivitas enzim katalase.

Rumusan masalah

Bagaimanakah pengaruh jumlah atau konsentrasi substrat terhadap aktivitas enzim katalase ?

Hipotesis

Konsenstrasi hidrogen peroksida (H2O2) akan berpengaruh dalam kecepatan kerja enzim. Semakin tinggi jumlah konsenstrasi (H2O2), maka semakin cepat terjadi reaksi.

Variabel

Variabel bebas : jumlah hidrogen peroksida dan aquades

Variabel terikat : kecepatan reaksi yang salah satu indikatornya yaitu perbedaan

ketinggian sebelum dan sesudah reaksi,dan lamanya waktu

Variabel kontrol : hati ayam sebagai enzim

Alat

• 5 tabung reaksi dan rak tabung reaksi
• Mistar
• Pipet ukur 10 ml dengan penyedotnya
• Pena marker (Spidol)
• Kertas label
• Cutter
• Timbangan digital
• Alat tulis
• Stopwatch

Bahan

• Aquades
• Hidrogen peroksida (H2O2)
• Hati ayam

Langkah kerja

1. Siapkan lima tabung reaksi yang diberi label 1 sampai 5
2. Ambil hidrogen peroksida dan aquades ke dalam tabung reaksi denagn volume sebagai berikut:

Tabung reaksi	Volume (ml)
	H2O2	Aquades
1	0	10
2	2,5	7,5
3	5,0	5,0
4	7,5	2,5
5	10	0

     3. Aduk larutan pada tiap-tiap tabung reaksi

     4. Sementara ada beberapa praktikan yang menyiapkan 5 potong hati ayam dengan berat masing-masing 10 mg, ditimbang dengan menggunakan timbangan digital.

     5. Masukkan masing-masing potongan hati ayam ke dalam tabung reaksi. Tandai ketinggian awal permukaan larutan dengan menggunakan pena marker (spidol)

     6. Setelah 5 menit, ukur ketinggian gelembung oksigen yang terbentuk di dalam tabung reaksi. Jika gelembung oksigen pada salah satu tabung reaksi sudah mencapai salah satu mulut tabung sebelum 5 menit, maka ukur ketinggian gelembung pada semua tabung reaksi. (Ketinggian gelembung oksigen diukur mulai dari batas awal tanda marker sampai batas teratas gelembung oksigen).

     7. Catat data yang kamu peroleh pada tabel.

     8. Buatlah suatu grafik sebagai hubungan aktivitas enzim menggunakan ketinggian gelembung oksigen dengan konsenstrasi hidrogen peroksida.

Data

Tabung Reaksi	Ketinggian		Ada tidaknya gelembung	Banyaknya Gelembung	Waktu
	Awal	Akhir
1	7	7	-	-	-
2	7	8	Ada	+	1’ 39’’
3	7	13	Ada	++	52’’
4	7	Melebihi tabung	Ada	+++	14’’
5	7	Melebihi tabung	Ada	++++	7’’

Konsentrasi H2O2

Analisis Data

1. Tabung reaksi 1,yaitu pada 10 ml aquades. Tidak terjadi reaksi apapun. Tidak muncul gelembung dan tidak adanya perubahan ketinggian.
2. Tabung reaksi 2, yaitu pada 7,5 ml aquades dan 2,5 ml hidrogen peroksida, terjadi reaksi walaupun berjalan lambat. Hal ini dapat dilihat dengan munculnya sedikit gelembung dan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai titik tertinggi (8 cm) yaitu 1 menit 39 detik.
3. Tabung reaksi 3, yaitu 5,0 aquades dan 50 ml hidrogen peroksida, terjadi reaksi yang lebih cepat di banding pada tabung reaksi 2. Hal ini dikarenakan dalam waktu 52 detik muncul gelembung dengan ketinggian mencapai 13 cm.
4. Tabung reaksi 4, yaitu 2,5 ml aquades dan 7,5 ml hidrogen peroksida, terjadi reaksi yang cepat karena gelembung sudan melebihi mulut tabung reaksi pada detik ke-14.
5. Tabung reaksi yang ke-5, yaitu 10 ml hidrogen peroksida, terjadi reaksi yang sangat cepat, karena gelembung melebihi mulut tabung reaksi hanya dalam 7 detik

Pembahasan

1. Dari data di atas, dapat kita lihat bahwa air murni (aquades) tidak berpengaruh terhadap kerja enzim. Hal ini dapat dilihat pada tabung reaksi 1, yaitu tidak adanya gelembung sama sekali dan tak ada perubahan ketinggian sebelum dan sesudah pemberian hati ayam.
2. Pada tabung reaksi 2, yaitu campuran 7,5 ml aquades dan 2,5 ml hidrogen peroksida sudah mulai terjadi kerja enzim. Meskipun hanya muncul sedikit gelembung dan perubahan ketinggian yang tidak terlalu besar. Tetapi hal ini menunjukkan bahwa jika konsentrasi substranya sedikit, maka kecepatan kerja enzim juga rendah.
3. Sedangkan pada tabung reaksi 5, yaitu pada 10 ml hidrogen peroksida. Muncul gelembung yang sangat banyak bahkan melebihi ketinggian tabung reaksi dan dalam waktu yang relatif singkat. Hal ini menunjukkan bahwa jika jumlah substrat yang tersedia banyak, maka kerja enzim juga cepat.

Kesimpulan

1. Pada 10 ml aquades tidak terjadi reaksi sama sekali ( karena tak ada substrat)
2. Pada 10 ml hidrogen peroksida, reaksi enzim sangat cepat
3. Hati ayam berperan sebagai enzim, sedangkan hidrogen peroksida sebagai substratnya (bahan tempat enzim bekerja).
4. Jumlah atau konsentrasi substrat berpengaruh terhadap mekanisme kerja enzim
5. Jika jumlah substratnya sedikit, kerja enzim juga rendah. Sebaliknya, jika jumlah substrat yang tersedia banyak, semakin cepat pula kerja enzim tersebut.

Diskusi

Pertanyaan :

1. Dari manakah sumber katalase pada percobaan ini ?
2. Analisa data yang kamu peroleh dari percobaan dan buatlah suatu kesimpulan
3. Bagaimana sifat enzim ?
4. Bagaimana cara kerja enzim ?
5. Bagaimana komponen-komponen penyusun enzim ?
6. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim ?

Jawaban :

1.   Sumber katalase pada percobaan ini yaitu hati ayam dan substratnya yaitu hidrogen peroksida (H2O2)
2.    - Dari data di atas, dapat kita lihat bahwa pada air murni (aquades) tidak ada gelembung sama sekali dan tak ada perubahan ketinggian sebelum dan sesudah pemberian hati ayam

- Campuran 7,5 ml aquades dan 2,5 ml hidrogen peroksida sudah mulai terjadi kerja enzim. Meskipun hanya muncul sedikit gelembung dan perubahan ketinggian yang tidak terlalu besar

- Pada 10 ml hidrogen peroksida, muncul gelembung yang sangat banyak bahkan melebihi ketinggian tabung reaksi dan dalam waktu yang relatif singkat.

Jadi, mekanisme kerja enzim juga ditentukan oleh jumlah atau konsentrasi substrat yang tersedia.Jika jumlah substratnya sedikit, kerja enzim juga rendah. Sebaliknya, jika jumlah substrat yang tersedia banyak, kerja enzim juga cepat.

  3. Sifat-sifat enzim antara lain :

– Enzim adalah biokatalisator artinya, enzim dapat mempercepat suatu reaksi tanpa ikut mengalami perubahan

- Dapat bekerja bolak-balik artinya, enzim dapat bekerja menguraikan suatu senyawa menjadi senyawa-senyawa lain dan begitu pula sebaliknya.

- Diperlukan dalam jumlah sedikit

- Enzim adalah suatu protein sehingga mempunyai sifat menggumpal pada suhu tinggi dan terpengaruh oleh pH

- Rusak oleh panas (denaturasi)

- Kerja enzim dipengaruhi oleh lingkungan (suhu, pH, hasil akhir dan zat penghambat/ inhibitor)

4. Ada 2 teori mengenai kerja enzim

Teori gembok anak kunci (Lock and key)

Substrat masuk ke dalam sisi aktif enzim. Jadi, sisi aktif enzim seolah-olah kunci dan substratnya adalah anak kunci. .Hal itu menyebabkan enzim bekerja secara spesifik .Jika enzim mengalami denaturasi (rusak) karena panas, bentuk sisi aktif berubah sehingga substrat tidak sesuai lagi. Perubahan pH juga mempunyai pengaruh yang sama

Teori induced fit

Menurut teori ini, sisi aktif enzim lebih fleksibel dalam menyesuaikan struktur substrat. Ikatan antara enzim dan susbstrat dapat berubah menyesuaikan substrat.

5. Enzim yang lengkap (holoenzim) tersusun atas dua bagian, yaitu bagian protein dan bagian bukan protein.

- Bagian protein disebut apoenzim. Bagian protein bersifat labil (mudah berubah), misalnya terpengaruh suhu dan keasaman

- Bagian yang bukan protein disebut gugus prostetik yaitu gugusan yang aktif. Gugus prostetik yang berasal dari molekul anorganik disebut kofaktor misalnya besi, tembaga, seng. Gugus prostetik yang terdiri dari senyawa organik kompleks disebut koenzim misalnya NADH, FADH, koenzim A, dan vitamin B.

6. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim antara lain :

Suhu

Enzim dapat dapat bekerja optimum pada kisaran suhu tertentu, yaitu sekitar suhu 40° C. Pada suhu 0° C, enzim tidak aktif. Jika suhunya dinaikkan, enzim akan mulai aktif. Jika suhunya dinaikkan lebih tinggi lagi sampai batas sekitar 40-50°C, enzim akan bekerja lebih aktif lagi. Namun, pemanasan lebih lanjut membuat enzim akan terurai atau terdenaturasi seperti halnya protein lain. Pada keadaan ini enzim tidak dapat bekerja.

Derajat keasaman (pH)

Enzim bekerja pada pH tertentu, umumnya pada pH netral, kecuali pada beberapa jenis enzim yang bekerja pada suasana asam atau basa. Jika enzim yang bekerja optimum pada suasana netral ditempatkan pada suasana basa ataupun asam, enzim tersebut tidak akan bekerja atau bahkan akan rusak.

Feed Back Inhibitor

Feed back inhibitor adalah keadaan pada saat substansi hasil (produk) kerja enzim yang terakumulasi dalam jumlah berlebihan akan menghambat kerja enzim yang bersangkutan.

Konsentrasi substrat

Mekanisme kerja enzim juga ditentukan oleh jumlah atau konsentrasi substrat yang tersedia. Jika jumlah substratnya sedikit, kerja enzim juga rendah. Sebaliknya, jika jumlah substrat yang tersedia banyak, kerja enzim juga

Konsentrasi enzim itu sendiri

Konsentrasi enzim itu sendiri ikut mempengaruhi kecepatan reaksi enzim. Sampai batas tertentu, semakin banyak enzim yang tersedia semakin cepat pula kerja enzim tersebut.

Kadar air

Contoh yang sangat jelas adalah enzim yang mengalami pengaktifan pada saat perkecambahan biji, jika biji tersebut telah terendam di dalam air dalam waktu yang relatif lama. Hal ini membuktikan bahwa aktifitas enzim dipengaruhi oleh kadar enzim.

Pengaruh zat penggiat dan zat penghambat

Logam-logam yang menggiatkan kerja enzim diantaranya adalah nikel, magnesium, mangan, klorin, dan kobalt. Sedangkan logam-logam yang dapat menghambat kerja enzim diantaranya adalah garam-garam dari logam berat, misalnya air raksa. Enzim terkenal seperti asetilkonesterase dapat dihambat oleh senyawa diisopropil-flouro- fosfat (DFP).

DAFTAR PUSTAKA

Syamsuri, Istamar,dkk. 2004. Biologi 3A Untuk SMA Kelas XII. Jakarta: Erlangga.

Akhyar, Moh. Salman. 2003. Biologi Untuk SMU Kelas III. Bandung: Grafindo Media Pratama.

Pengaruh Cahaya Terhadap Pertumbuhan Biji Kacang Hijau

PENGARUH CAHAYA TERHADAP PERTUMBUHAN BIJI KACANG HIJAU

Latar Belakang

Biji-bijian dari banyak spesies tidak akan berkecambah pada keadaan gelap, biji-biji itu memerlukan rangsangan cahaya. Karena itu kelihatannya perkecambahan yang dikendalikan cahaya merupakan satu adaptasi tanaman yang tidak toleran terhadap penaungan. Cahaya sendiri memiliki suatu intensitas, kerapatan pengaliran atau intensitas menunjukkan pengaruh primernya terhadap fotosintesis dan pengaruh sekundernya pada morfogenetika pada intensitas rendah, tetapi sebagian memerlukan energi yang lebih besar (Mancinelli dan Rabino, 1987). Ekologi tanaman dalam kaitannya dengan intensitas cahaya diatur oleh dua hal yaitu :

• Penempatan daun dalam posisi dimana akan diterima intersepsi cahaya maksimum. Berarti diatas kanopi dan didalam komunitas yang kompleks sebagian besar daun tesebut tidak dapat mencapainya. Karena itu sebagian besar dari daun akan berada pada intensitas cahaya yang kurang dari yang dibutuhkan.
• Fotosintesis dimaksimumkan untuk energi yang diterima, dengan anggapan keadaan ini menjadi dibawah titik jenuh cahaya untuk fotosintesis normal, sehingga tetap dalam kesinambungan neto karbon yang positif (pengikatan CO₂ untuk fotosintesis lebih besar daripada jumlah yang dikeluarkan pada respirasi dan hasil karbohidrat). Sehelai daun yang berada pada keseimbangan C yang negative akan memerlukan gula yang diambil dari sisa tanaman dan akan mengurangi ketegaran secara menyeluruh.

Adanya penyinaran sinar matahari akan menimbulkan cahaya. Sedang cahaya sangat dibutuhkan untuk :

•             Pembentukan zat warna hijau (chlorophyll),
•             Pertumbuhan tanaman dan kwalitas daripada produksi. Tanaman yang kurang cahaya matahari pertumbuhannya lemah, pucat dan memanjang.

Setiap jenis sayuran menghendaki syarat-syarat yang sangat berlawanan, ada suatu jenis yang menghendaki penyinaran panjang, ada pula yang pendek. Yang dimaksud penyinaran panjang ialah lebih dari 12 jam, sedang penyinaran pendek kurang dari 12 jam.

Ketersediaan cahaya bagi pertumbuhan tanaman sangat bermanfaat, karena beberapa proses dalam perkembangan tanaman dikendalikan oleh cahaya, yang antara lain adalah

~ Perkecambahan

~ Perpanjangan batang

~ Membukanya hypocotyls

~ Sistesis klorofil

           ~ Gerakan batang

           ~ Gerakan daun

           ~ Pembukaan bunga

           ~ Dormansi tunas

Tujuan

Untuk mengetahui pengaruh cahaya terhadap pertumbuhan biji kacang hijau.

Hipotesis

Cahaya berpengaruh terhadap pertumbuhan kecambah biji kacang hijau. Pemberian cahaya dapat menghambat pertumbuhan kecambah tetapi, daun akan berkembang baik dan berwarna hijau.

Variabel-Variabel

• Variabel Bebas : Cahaya.
• Variabel Terikat :Perkecambahan biji kacang hijau, yang salah satu indikatornya adalah tinggi kecambah kacang hijau dan berkembangnya daun.
• Variabel Kontrol : Kapas, air, kualitas biji kacang hijau, kelembapan, dan suhu, semuanya dibuat sama.

Alat dan Bahan

• 2 buah gelas aqua,
• Kapas secukupnya,
• Mistar,
• Alat tulis,
• Kertas label,
• Kamera,
• Biji kacang hijau,
• Air secukupnya.

             Langkah Kerja

1. Rendam biji kacang hijau yang berkualitas baik selama 24 jam.
2. Siapkan 2 buah gelas aqua.
3. Masukkan kapas basah secukupnya ke dalam masing-masing gelas aqua.
4. Masukkan 5 biji kacang hijau ke dalam masing-masing gelas aqua.
5. Beri label pada masing-masing gelas aqua tersebut yaitu, “GELAP” dan “TERANG”.
6. Letakkan 2 gelas aqua tersebut pada kondisi lingkungan yang berbeda yaitu di tempat gelap dan terang.
7. Setelah 1 hari amati perkembangannya.
8. Ukur panjang batang, jumlah daun, dan panjang daun yang terbentuk (dalam cm) dengan menggunakan mistar.
9. Catat hasil perkembangan tumbuhan biji kacang hijau tersebut selama 7 hari berturut-turut dan amati perkembangannya.

Data

Hari Ke -	Panjang Batang(cm)		Jumlah Daun		Panjang Daun(cm)
	Gelap	Terang	Gelap	Terang	Gelap	Terang
1.	-	-	-	-	-	-
2.	1,4	1,2	-	-	-	-
3.	2,4	2,1	-	-	-	-
4.	5	3,8	-	2	-	2
5.	7	6	-	2	-	2,3
6.	12,1	9	2	2	0,2	2,8
7.	17,3	12	2	2	0,3	3,8

            Analisis Data

1. Tanaman kacang hijau yang tumbuh di tempat gelap dan terang sama-sama tumbuh pada hari ke-2 tetapi, pada tanaman kacang hijau yang tumbuh di tempat yang gelap, lebih tinggi daripada kacang hijau yang tumbuh di tempat terang (Gelap = 1,4 cm, Terang = 1,2 cm).
2. Pada hari ke-4 daun telah muncul pada tanaman yang tumbuh di tempat terang, dengan jumlah daun 2 dan panjangnya 2 cm. Sedangkan, tanaman yang berada di tempat gelap daunnya masih belum tumbuh.
3. Pada hari ke-6 daun telah muncul pada tanaman yang tumbuh di tempat gelap, tetapi warnanya berbeda dengan tanaman yang berada di tempat yang terang. Di tempat yang terang, daunnya berwarna hijau segar, tetapi yang berada di tempat gelap berwarna kuning.

             Kesimpulan

1. Cahaya digunakan tanaman untuk proses fotosintesis.
2. Tanaman yang kurang cahaya (ditanam di area gelap) batangnya lebih panjang, hal ini karena tanaman berusaha mencari cahaya untuk keperluan fotosintesis.
3. Tanaman yang cukup cahaya terlihat lebih sehat dan segar.
4. Daun tanaman-tanaman yang kurang cahaya jauh lebih kecil dan kusam kekuningan dibandingkan dengan tanaman yang cukup cahaya. Daun tanaman yang cukup cahaya lebih lebar, hijau segar.
5. Pada tanaman yang berada di tempat yang gelap hormon auksin bekerja lebih aktif daripada tanaman yang terkena cahaya, sehingga tanaman yang berada di tempat yang gelap terjadi pemanjangan sel. Di tempat yang terang hormon auksin mudah rusak oleh intensitas cahaya yang tinggi.
6. Di tempat yang terang pertumbuhan tanaman menjadi terhambat, dan di tempat yang gelap terjadi etolasi (pemanjangan diujung melekuk).
7. Jadi, hormon mempercepat pertumbuhan batang dan cahaya menghambat pertumbuhan.

              Daftar Pustaka

                        Syamsuri, Istamar. 2004. Biologi Untuk SMA Kelas X. Jakarta:Erlangga.

AAK. 1992. Petunjuk Praktis Bertanam Sayuran.Yogyakarta : KANISIUS.

Heddy, Suwasono.1996. Hormon Tumbuhan. Jakarta : PT Raja Grafindo Persada.

Purbayanti E.D dan Sri Andani. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Yogyakarta : Gadjah Mada University Press.

www. google.com