Materi Bioenergetika – Pengertian, Contoh dan Ruang Lingkup
Pengertian
Bioenergetika adalah bidang biokimia dan biologi sel yang menyangkut aliran energi melalui sistem kehidupan. Ini adalah area aktif penelitian biologi yang mencakup respirasi seluler dan banyak proses metabolisme dan enzimatik lainnya yang mengarah pada produksi dan pemanfaatan energi. bentuk seperti molekul adenosine trifosfat (ATP). Artinya, tujuan bioenergi adalah untuk menggambarkan bagaimana organisasi yang hidup memperoleh dan mengubah energi untuk melakukan pekerjaan biologis. Studi jalur metabolisme sangat penting untuk bioenergi.
Bioenergetika atau termodinamika biokimia adalah ilmu pengetahuan mengenai perubahan energi yang menyertai reaksi biokimia. Reaksi ini diikuti oleh pelepasan energi selama sistem reksi bergerak dari tingkat energi yang lebih tinggi ke tingkat energi yanng lebih rendah. Sebagian besar energi dilepaskan dalam bentuk panas.
Pada sistem nonbiologik dapat menggunakan energi panas untuk melangsungkan kerjanya dan dapat diubah menjadi energi mekanik atau energi listrik. Sedangkan pada sistem biologik bersifat isotermik dan menggunakan energi kimia untuk memberikan tenaga bagi proses kehidupan.
Hukum atau Kaidah termodinamika dalam sistem biologik
- Kaidah pertama termodinamika:
Kaidah pertama ini merupakan hukum penyimpangan energi, yang berbunyi: “ Energi total sebuah sistem, termasuk energi sekitarnya adalah konstan ”. Ini berarti bahwa saat terjadi perubahan di dalam sistem tidak ada energi yang hilang atau diperoleh. Namun energi dapat dialihkan antar bagian sistem atau dapat diubah menjadi energi bentuk lain. Contohnya energi kimia dapat diubah menjadi energi listrik, panas, mekanik dan sebagainya.
- Kaidah kedua termodinamika:
Kaidah kedua berbunyi: entropi total sebuah sistem harus meningkat bila proses ingin berlangsung spontan. Entropi adalah derajat ketidakteraturan atau keteracakan sistem (random). Entropi akan mencapai taraf maksimal di dalam sistem seiring sistem mendekati keadaan seimbang yang sejati. Dalam kondisi suhu dan tekanan konstan, hubungan antara perubahan energi bebas (G) pada sebuah sistem yang bereaksi, dengan perubahan entropi (S), diungkapkan dalam persamaan:
G = H – TS
Keterangan: H adalah perubahan entalpi (panas) dan T adalah suhu absolut.Di dalam kondisi reaksi biokimia, mengingat H kurang lebih sama dengan E, yaitu perubahan total energi internal di dalam reaksi, maka hubungan di atas dapat diungkapkan dengan persamaan:
G = E – TS
Jika G bertanda negatif, reaksi berlangsung spontan dengan kehilangan energi bebas (reaksi eksergonik). Jika G sangat besar, reaksi benar-benar berlangsung sampai selesai dan tidak bisa membalik (irreversibel).Jika G bertanda positif, reaksi berlangsung hanya jika memperoleh energi bebas (reaksi endergonik). Bila G sangat besar, sistem akan stabil tanpa kecenderungan untuk terjadi reaksi. Bila G adalah nol, sistem berada dalam keseimbangan dan tidak ada perubahan yang terjadi.
Tujuan Bioenergetika
Organisme hidup mengubah energi yang diperolehnya dari makanan untuk berbagai tujuan seperti pemeliharaan sel, reproduksi dan berbagai kerja baik fisik maupun kimia. Dalam banyak reaksi biokimia, energi dari reaktan diubah dengan sangat efisien menjadi bentuk yang berbeda. Dalam fotosintesa, energi cahaya diubah menjadi energi ikatan kimia.
