DISUSUN OLEH :WIDIYA AGUSTINA (A1F013001)

FEPRI EFFENDI (A1F013021)DIAN KARTIKA SARI (A1F013047)

DHEA PRASIWI (A1F013059)TYAS SRI MURYATI (A1F013073)

DOSEN PENGAMPU : Dra.Hj.Kasrina,M.Si

Respirasi merupakan proses pembebasan energi kimiawi yang terkandung di dalam sel hidup menjadi energi yang berguna untuk bermacam aktivitas tubuh (katabolisme)

RESPIRASI RESPIRASI

Fungsi reaksi katabolisme adalah untuk menyediakan energi dan komponen yang dibutuhkan oleh reaksi anabolisme.

RESPIRASI AEROB

Respirasi seluler atau respirasi aerob,

yaitu reaksi yang menggunakan oksigen sebagai bahan bakar organik. Secara umum keseluruhan proses pada respirasi seluler berlangsung sebagai berikut.

Senyawa organik + Oksigen —> Karbon dioksida + Air + Energi

3 Tahap respirasi

• Glikolisis• Siklus Krebs (TCA Cycle)• Transfer Elektron

7

Glikolisis Glikolisis merupakan tahap pertama dalam reaksi respirasi.  Tahap ini berlangsung di dalam sitoplasma sel. Molekul Gukosa (6-karbon) dipecah menjadi 2 buah senyawa asam 3-karbon yaitu asam piruvat.  Dari setiap pemecahan satu ikatan karbon-karbon, dihasilkan energi metabolik.  Apabila tidak ada oksigen, asam piruvat mengalami reaksi anaerob (fermentasi).  Apabila terdapat oksigen yang cukup, asam piruvat bergerak ke dalam mitokondria masuk ke dalam Siklus Krebs

Glukosa (C6) + 2 ATP 2 PGAL (C3) + 2 ADP

Glucose (6C)

2 Pyruvate (3C)

Ethanol LactateTCA Cycle

CO2

+O2

-O2 -O2

Fermentasi Anaerob Fermentasi anaerob berlangsung di dalam sitosol sitoplasma, dan hanya terjadi apabila tidak ada oksigen.  Asam piruvat hasil dari glikolisis dipecah menjadi etanol

(senyawa dengan 2 atom C) dan CO2 ; pemecahan ini

terjadi untuk setiap asam piruvat yang dihasilkan dari reaksi glikolisis. ATP dihasilkan dari setiap pemecahan ikatan karbon-karbon. Meskipun demikian, masih tersisa satu ikatan karbon-karbon dalam ethanol yang tidak dipecah, sehingga fermentasi anaerob menghasilkan respirasi yang tidak lengkap dari sebuahmolekul glukosa.   Reaksi ini menghasilkan energi yang hanya cukup untuk kehidupan mikroorganisme; sedangkan tanaman tingkat tinggi dan hewan akan mati apabila melakukan respirasi anaerob dalam waktu yang lama.

Reaksi Transisi

Reaksi transisi merupakan jembatan penghubung antara glikolisis dan siklus krebs. Reaksi ini terjadi di dalam matriks mitokondria. Asam piruvat akan diubah menjadi dua asetil koA dan dihasilkan CO2 juga 2 NADH2.

Reaksinya sebagai berikut:Asam Piruvat () 2 Asetil koA ( 2 C2H3O-koA) + 2 CO2

CO2 sebagai hasil samping metabolisme dikeluarkan pada ekspirasi reaksi di atar terjadi 2 kali pada setiap satu molekul glukosa. Asetil koA selanjutnya masuk ke Siklus Krebs (Daur Asam Sitrat)

Siklus Krebs (TCA Cycle)

Siklus Krebs terjadi apabila ada oksigen dan berlangsung di dalam matriks mitokondria.   Asam piruvat dari reaksi glikolisis

kehilangan CO2 , kemudian bereaksi dengan senyawa dengan

4-karbon (asam oksalo asetat) membentuk senyawa dengan 6-karbon (asam sitrat).  Asam sitrat mengalami pemecahan menjadi senyawa asam dengan 5-karbon , kemudian menjadi senyawa asam dengan 4-karbon , megalami pemecahan

ikatan karbon-karbon , melepaskan CO2 dan menhasilkan

energi metabolik (ATP, NADH dan FADH2) untuk setiap pemecahan.  Senyawa asam dengan 4-karbon acid dibentuk kembali, dan siklus berlansung kembali.  Siklus berjalan 2 kali untuk setiap 1 molekul glukosa (satu siklus untuk setiap 1 molelul asam piruvat yang dihasilkan dari proses glikolisis).

Sistem transpor elektron terjadi pada Krista mitokondria. Sistem transport elektron berfungsi

memindahkan elektron ke bagian lainnya. Elektron yang masuk pertama kali adalah H+ + e-

yang terikat pada NAD dan FAD. Jadi NADH2 dan FADH2 yang membawa H+ + e- Ke sistem transport elektron. H+ akan disimpan di ruang

intermembran mitokondria. Akibat akumulasi H+ terbenruklah gradian elektron yang besar. Saat H+ menurun gradiennya lewat saluran protein pada membran krista, energi dilepaskan untuk

membuat ATP. Saluran protein ini adalah tempat sintesis ATP dengan cara menggabungkan ADP

dengan posfat.

3. Tahap Reaksi Transfer 3. Tahap Reaksi Transfer ElektronElektron

Pada sistem transport elektron ini oksigen adalah aseptor elektron yang terakhir. Setelah menerima elektron O2 akan bereaksi dengan H+ membentuk H2O.

Reaksi keseluruhannya adalah:1.NAD + substrat – H2 Substrat + NADH2

2.NADH2 + ½ O2 + 2 POH + 3 ADP NAD + 3 ATP + H2O

15

ATP

ATP

ATP

ATP yang Dihasilkan pada Proses Respirasi Sel

Secara Langsung Menghasilkan

Secara tidak langsung lewat transport ekeltron

1 NADH2 = 3 ATP

1 FADH2 = 2 ATP

Glikolisis

Reaksi Transisi

Siklus Krebs

2 ATP

-

2 ATP

2 NADH2 = 2 x 3 ATP = 6 ATP

2 NADH2 = 2 x 3 ATP = 6 ATP

6 NADH2 = 6 x 3 ATP = 18 ATP

2 NADH2 = 2 x 2 ATP = 4 ATP

4 ATP 34 ATP

Hasil total respirasi aerob = 38 ATP

17

Menghitung Menghitung ATP yang ATP yang dihasilkan dihasilkan dalam dalam respirasirespirasi

CC66HH1212OO66+6O+6O2 2 6CO6CO22+6H+6H22O+38ATPO+38ATP

RESPIRASI ANAEROB

Jika dibandingkan dengan respirasi, sebenarnya fermentasi ini sangat merugikan sel karena dua alasan:

1. Sering dihasilkan senyawa yang merusak sel, misalnya alkohol.

2. Dari jumlah mol zat yang sama akan dihasilkan jumlah energi yang lebih rendah/lebih sedikit.Fermentasi diberi nama sesuai dengan jenis senyawa akhir yang dihasilkan. Berdasarkan senyawa atau jenis zat yang dihasilkan, fermentasi dibedakan menjadi fermentasi asam laktat, fermentasi alkohol, dan fermentasi asam cuka. Fermentasi tidak harus selalu dalam keadaan anaerob. Beberapa jenis mikroorganisme mampu melakukan fermentasi dalam keadaan aerob, misalnya pada fermentasi asam cuka.

Fermentasi Asam Laktat

Asam laktat adalah suatu senyawa yang dapat menurunkan pH sampai pada suatu titik yang mengakibatkan gangguan serius pada fungsi sel. Salah satu gangguan yang ditimbulkannya adalah kelelahan, sehingga asam laktat sering disebut juga asam lelah.

Proses glikolisis menghasilkan asam piruvat. Jika cukup oksigen, glikolisis akan dilanjutkan dengan siklus Krebs. Bila kondisi anaerob (kurang oksigen) yang terjadi, asam piruvat akan diubah menjadi asam laktat. Akibatnya, rantai transpor elektron tidak terjadi karena tidak lagi menerima elektron dari NADH dan FADH2 yang dalam keadaan aerob dihasilkan oleh siklus Krebs. Karena tidak terjadi penyaluran elektron, maka NAD+ dan FAD yang mutlak diperlukan dalam siklus Krebs juga tidak terbentuk sehingga daur Krebs terhenti. Reaksi ini merupakan suatu pemborosan, karena hanya 7% dari energi yang terdapat pada asam piruvat yang dibebaskan.

Meskipun fermentasi asam laktat menghasilkan senyawa yang merugikan otot, tetapi poses ini menghasilkan ATP bagi sel yang tidak dapat melakukan respirasi secara aerob. Pada fermentasi asam laktat ini, dari satu molekul glukosa dihasilkan ATP sebanyak 2 molekul. Secara sederhana, fermentasi asam laktat berlangsung sebagai berikut. didalam fermentasi asam laktat dapat dihasilkan energi. Sebab, molekul asam piruvat tidak lebih teroksidasi daripada molekul glukosa. Jika rumus molekulnya diperhatikan, C3H4O3, maka seakan-akan apa yang terjadi pada glikolisis hanyalah pemecahan molekul glukosa, (C6H12O6), menjadi dua bagian (C3H6O3), yang kemudian kehilangan 2 elektronnya dalam bentuk 2 atom hidrogen. Hal ini memang benar. Tetapi, penelitian lebih lanjut mengungkapkan bahwa apa yang terjadi bukan sekedar itu. Satu ujung dari molekul asam piruvat (–CH3) sekarang lebih tereduksi daripada yang terdapat pada glukosa, sedangkan pada ujung lainnya (–COOH) lebih teroksidasi. Reaksi reduksi dan oksidasi inilah yang kemudian membebaskan energi yang sedikit tersebut.

Fermentasi Alkohol Beberapa organisme seperti Saccharomyces dapat hidup,

baik dalam kondisi lingkungan cukup oksigen maupun kurang oksigen. Organisme yang demikian disebut aerob fakultatif. Dalam keadaan cukup oksigen, Saccharomyces akan melakukan respirasi biasa. Akan tetapi, jika dalam keadaan lingkungan kurang oksigen Saccharomyces akan melakukan fermentasi.

Dalam keadaan anaerob, asam piruvat yang dihasilkan oleh proses glikolisis akan diubah menjadi asam asetat dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Proses perubahan asam asetat menjadi alkohol tersebut diikuti pula dengan perubahan NADH menjadi NAD+.  

Dengan terbentuknya NAD+, peristiwa glikolisis dapat terjadi lagi. Dalam fermentasi alkohol ini, dari satu mol glukosa hanya dapat dihasilkan 2 molekul ATP. Fermentasi alkohol, secara sederhana, berlangsung sebagai berikut. Sebagaimana halnya fermentasi asam laktat, reaksi ini merupakan suatu pemborosan. Sebagian besar dari energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat di dalam etanol, karena itu etanol sering dipakai sebagai bahan bakar mesin. Reaksi ini, seperti fermentasi asam laktat, juga berbahaya. Ragi dapat meracuni dirinya sendiri jika konsentrasi etanol mencapai 13% (Hal ini menjelaskan kadar maksimum alkohol pada minuman hasil fermentasi seperti anggur).

Fermentasi Asam CukaFermentasi asam cuka merupakan satu contoh fermentasi yang

berlangsung dalam keadaan aerob. Fermentasi ini biasa dilakukan oleh bakteri asam cuka (Acetobacter) dengan substrat etanol. Jika diberikan oksigen yang cukup, bakteri-bakteri ini dapat memproduksi cuka dari bermacam-macam bahan makanan yang beralkohol. Bahan makanan yang biasa digunakan yaitu sari buah apel, anggur, biji-bijian fermentasi, malt, beras, atau bubur kentang. Dari proses fermentasi asam cuka, energi yang dihasilkan lima kali lebih besar daripada energi yang dihasilkan oleh fermentasi alkohol. Secara umum reaksi kimia yang terfasilitasi oleh bakteri ini adalah:C2H5OH + O2 —> CH3COOH + H2O