Top Banner
Disusun Oleh : Pungky Umi Sa’diyah Kelas : XII IPA 3
25

Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

Oct 24, 2015

Download

Documents

PungkyUmi

Glikolisis, Siklus Krebs dan Transport Elektron
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

Disusun Oleh : Pungky Umi Sa’diyah

Kelas : XII IPA 3

SMA Negeri 1 CileungsiJl. Pasar Lama No 66 Telp ( 021 ) 8232236

Cileungsi – Bogor

Page 2: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

Kata Pengantar

Assalamualaikum Wr. Wb

Alhamdulillah segala puji syukur kehadirat Allah swt, dimana dengan rahmat dan

pertolongan-Nya, saya dapat menyelesaikan makalah ini dengan tepat waktu. Shalawat

serta salam semoga selalu terlimpah curahkan kepada junjungan Nabi Besar kita

Rasulullah saw, beserta keluarganya, para sahabatnya dan pengikutnya hingga akhir

zaman.

Setiap harinya manusia membutuhkan energi yang cukup untuk memenuhi

kegiatan sehari-harinya. Salah satu cara untuk mendapatkan energi tersebut adalah

melalui proses Respirasi Sel secara Aerob. Dan pada makalah ini saya akan membahas

tentang proses terjadinya respirasi sel secara aerob, mulai dari Respirasi Glikolisis,

Dekarboksilasi Oksidatif dan Daur Krebs serta Transpor Elektron.

Saya menyadari bahwa dalam penyusunan dan pembuatan makalah ini masih

banyak kekurangan dan keterbatasan dari saya sebagai pihak penyusun, maka dari itu

saya mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca. Saya juga

mengucapkan banyak terima kasih kepada guru matapelajaran Biologi “Bapak Agus”,

yang telah memberikan bimbingan dan juga arahan kepada saya selama penyusunan

makalah ini. Mudah-mudahan makalah ini dapat berguna dan bermanfaat bagi para

pembaca.

Wassalamualaikum Wr. Wb

Cileungsi, Januari 2012

Penyusun

i

Page 3: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

Daftar Isi

Kata Pengantar…………………………………………………………………….……i

Daftar Isi………………………………………………………………………….….….ii

BAB I Pendahuluan………………………………………………………………..…..1

1.1 Latar Belakang………………………………………………………….2

1.2 Rumusan Masalah………………………………………………….……2

1.3 Tujuan Penelitian ………………………………………………….……2

1.4 Merodelogi………………………………………………………..……..2

BAB II Pembahasan……………………………………………………………….……3

1.1 Pengertian Respirasi Aerob…………………………………………..……..4

1.1.1. Respirasi Glikolisis……………………………………………….5

1.1.2. Dekarboksilasi Oksidatif dan Daur Krebs………………………..7

1.1.3. Rantai Transport Elektron…………………………………….....10

1.2 Hasil Respirasi Aerob…………………………………………………….....11

BAB III Penutup……………………………………………………………………......12

1.1 Kesimpulan………………………………………………………………….13

1.2 Saran………………………………………………………………………...13

ii

Page 4: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

BAB I1

Page 5: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Setiap harinya manusia sangat membutuhkan energi untuk melakukan

berbagai macam kegiatan sehari-hari, seperti belajar, bersekolah, olahraga dan

kegiatan-kegiatan lainnya. Energi tersebut didapat dari makanan yang dimakan

oleh manusia setiap harinya. Proses pembentukan energi tersebut dimulai dari

proses mengunyah hingga proses pencernaan di dalam tubuh. Tidak hanya

berhenti pada proses pencernaan ssaja, tetapi proses pembentukan energi tersebut

berlanjut pada proses respirasi secara aerob.

1.2 Rumusan Masalah

1.1.1 Apa pengertian respirasi sel secara aerob?

1.1.2 Bagaimana proses terjadinya respirasi sel secara aerob?

1.1.3 Berapakah energi yang di hasilkan dari proses respirasi secara aerob?

1.3 Tujuan dan Manfaat Penelitian

Tujuan saya membuat makalah ini, agar kita mengetahui serta memahami

proses terjadinya respirasi sel secara aerob, mulai dari Proses Respirasi Glikolisis,

Respirasi Dekarboksilasi Oksidatif dan Siklus Krebs serta Rantai Elektron.

1.4 Metodologi

1.1.1 Metode Studi Pustaka

Metode pengumpulan data dengan cara mendalami, mencermati,

menelaah dan mengidentifikasi pengetahuan yang ada dan ditemukan

dalam sebuah sumber bacaan (kepustakaan).

2

Page 6: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

BAB II

PEMBAHASAN3

Page 7: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

1.1 Pengertian Respirasi Aerob

Respirasi aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan

suasana aerobik sehingga dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi

dalam jumlah besar. Energi ini dihasilkan dan disimpan dalam bentuk energi kimia

yang siap digunakan, yaitu ATP. Pelepasan gugus posfat menghasilkan energi yang

digunakan langsung oleh sel untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia,

pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dll. Reaksi respirasi aerob secara

sederhana dapat di tuliskan sebagai berikut; 

C6H12O6 + 6O2   6CO2 + 6H2O

Proses respirasi aerob berlangsung dalam 3 tahap yang berurutan, yaitu:

1.Glikolisis 

Pemecahan molekul glukosa (C6) menjadi senyawa asam piruvat (C3)

2. Siklus Krebs

Reaksi reduksi molekul Asetil CoA menghasilkan asam sitrat dan oksaloasetat

3. Transpor elektron 

Reaksi reduksi-oksidasi molekul-molekul NADH2 dan FADH2 menghasilkan

H2O dan sejumlah ATP.

1.1.1 Respirasi Glikolisis

Glikolisis merupakan proses pengubahan molekul sumber energi,

yaitu glukosa yang mempunyai 6 atom C manjadi senyawa yang lebih

4

Page 8: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

sederhana, yaitu asam piruvat yang mempunyai 3 atom C. Reaksi ini

berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma). Reaksi glikolisis mempunyai

sembilan tahapan reaksi yang dikatalisis oleh enzim tertentu, tetapi disini

tidak akan dibahas enzim-enzim yang berperan dalam proses glikolisis ini.

Dari sembilan tahapan reaksi tersebut dapat dikelompokkan menjadi dua

fase, yaitu fase investasi energi, yaitu dari tahap 1 sampai tahap 4, dan fase

pembelanjaan energi, yaitu

dari tahap 5 sampai tahap 9.

Pertama-tama,

glukosa mendapat tamba-

han satu gugus fosfat dari

satu molekul ATP, yang

kemudian berubah menjadi

ADP, membentuk glukosa

6-fosfat. Setelah itu, glukosa

6-fosfat diubah oleh enzim

menjadi isomernya, yaitu

fruktosa 6-fosfat. Satu

molekul ATP yang lain

memberikan satu gugus

fosfatnya kepada fruktosa 6-

fosfat, yang membuat ATP

tersebut menjadi ADP dan

fruktosa 6-fosfat menjadi

fruktosa 1,6-difosfat.

Kemudian, fruktosa 1,6-

difosfat dipecah menjadi dua senyawa yang saling isomer satu sama lain,

yaitu dihidroksi aseton fosfat dan PGAL (fosfogliseraldehid atau

gliseraldehid 3-fosfat). Tahapan-tahapan reaksi diatas itulah yang disebut

dengan fase investasi energi.

5

Page 9: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

Selanjutnya, dihidroksi aseton fosfat dan PGAL masing-masing

mengalami oksidasi dan mereduksi NAD+, sehingga terbentuk NADH, dan

mengalami penambahan molekul fosfat anorganik (Pi) sehingga terbentuk

1,3-difosfogliserat. Kemudian masing-masing 1,3-difosfogliserat

melepaskan satu gugus fosfatnya dan berubah menjadi 3-fosfogliserat,

dimana gugus fosfat yang dilepas oleh masing-masing 1,3-difosfogliserat

dipindahkan ke dua molekul ADP dan membentuk dua molekul ATP.

Setelah itu, 3-fosfogliserat mengalami isomerisasi menjadi 2-fosfogliserat.

Setelah menjadi 2-fosfogliserat, sebuah molekul air dari masing-masing 2-

fosfogliserat dipisahkan, menghasilkan fosfoenolpiruvat. Terakhir, masing-

masing fosfoenolpiruvat melepaskan gugus fosfat terakhirnya, yang

kemudian diterima oleh dua molekul ADP untuk membentuk ATP, dan

berubah menjadi asam piruvat.

Setiap pemecahan 1 molekul glukosa pada reaksi glikolisis akan

menghasilkan produk kotor berupa 2 molekul asam piruvat, 2 molekul

NADH, 4 molekul ATP, dan 2 molekul air. Akan tetapi, pada awal reaksi ini

telah digunakan 2 molekul ATP, sehingga hasil bersih reaksi ini adalah 2

molekul asam piruvat (C3H4O3), 2 molekul NADH, 2 molekul ATP, dan 2

molekul air. Perlu dicatat, pencantuman air sebagai hasil glikolisis bersifat

opsional, karena ada sumber lain yang tidak mencantumkan air sebagai hasil

glikolisis.

Ringkasan reaksi glikolisis pada lintasan EMP adalah sebagai berikut:

1.1.2 Dekarboksilasi Oksidatif dan Daur Krebs

Setelah melalui reaksi glikolisis, jika terdapat molekul oksigen yang

cukup maka asam piruvat akan menjalani tahapan reaksi selanjutnya, yaitu

6

Page 10: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

siklus Krebs yang bertempat di matriks mitokondria. Akan tetapi, asam

piruvat yang mandapat molekul oksigen yang cukup dan akan meneruskan

tahapan reaksi tidak dapat begitu saja masuk ke dalam siklus Krebs, karena

asam piruvat memiliki atom C terlalu banyak, yaitu 3 buah. Persyaratan

molekul yang dapat menjalani

siklus Krebs adalah molekul

tersebut harus mempunyai dua

atom C (2 C). Karena itu,

asam piruvat akan menjalani

reaksi dekarboksilasi

oksidatif.

Dekarboksilasi oksidatif

adalah reaksi yang mengubah

asam piruvat yang beratom 3

C menjadi senyawa baru yang

beratom C dua buah, yaitu

asetil koenzim-A (asetil ko-A). Reaksi dekarboksilasi oksidatif ini

(disingkat DO) sering juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk ke

siklus Krebs. Reaksi DO ini mengambil tempat di intermembran

mitokondria.

Pertama-tama, molekul asam cuka yang dihasilkan reaksi glikolisis

akan melepaskan satu gugus karboksilnya yang sudah teroksidasi sempurna

dan mengandung sedikit energi, yaitu dalam bentuk molekul CO2. Setelah

itu, 2 atom karbon yang tersisa dari piruvat akan dioksidasi menjadi asetat

(bentuk ionisasi asam asetat). Selanjutnya, asetat akan mendapat transfer

elektron dari NAD+ yang tereduksi menjadi NADH. Kemudian, koenzim A

(suatu senyawa yang mengandung sulfur yang berasal dari vitamin B) diikat

oleh asetat dengan ikatan yang tidak stabil dan membentuk gugus asetil

yang sangat reaktif, yaitu asetil koenzim-A, yang siap memberikan

asetatnya ke dalam siklus Krebs untuk proses oksidasi lebih lanjut. 

7

Page 11: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

Secara singkat reaksi dekarboksilasi oksidatif dapat di tuliskan sebagai

berikut:

Siklus asam sitrat (bahasa Inggris: citric acid cycle, tricarboxylic acid

cycle, TCA cycle, Krebs cycle, Szent-Györgyi-Krebs cycle) adalah sederetan

jenjang reaksi metabolisme pernafasan selular yang terpacu enzim yang

terjadi setelah proses glikolisis, dan bersama-sama merupakan pusat dari

sekitar 500 reaksi metabolisme yang terjadi di dalam sel. 

Siklus Krebs lebih dulu diawali dengan reaksi kondensasi antara

asetil-CoA dengan oksaloasetat dengan bantuan enzim sitrat sintase. Hasil

dari reaksi tersebut adalah senyawa berkarbon 6, asam sitrat.

Proses selanjutnya adalah isomerasi dari sitrat menjadi isositrat. Reaksi

tersebut diikuti dengan dekarboksilasi oksidatif. Dua molekul CO2

melengkapi proses oksidasi piruvat, yang diikuti juga dengan pembentukan

dua molekul NADH.

Reaksi siklus krebs memiliki dua fungsi utama. Fungsi pertama adalah

konservasi tambahan energi yang dibentuk pada tiga tahap bagian reaksi.

Ketiga reaksi tersebut adalah perubahan dari suksinil-CoA menjadi suksinat

membentuk ATP, perubahan dari suksinat menjadi fumarat yang

memroduksi FADH2, dan serta oksidasi malat menjadi oksaloasetat yang

menghasilkan NADH. Fungsi kedua adalah regenerasi yang menghasilkan

oksaloasetat.

Secara singkat, siklus Krebs terdiri dari delapan tahapan reaksi yang

dikatalisis oleh enzim. Reaksi dimulai dari kondensasi asetil-CoA dengan

8

Page 12: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

oksaloasetat menjadi asam sitrat. Kelompok senyawa asetat tersebut

selanjutnya didegradasi meembentuk dua molekul karbondioksida. Siklus

mencakup empat reaksi oksidasi, yang menghasilkan NADH sebanyak tiga

tahapan dan FADH sebanyak satu tahapan. Satu molekul ATP akan

dibentuk melalui fosforilasi tingkat substrat. Terakhir, oksaloasetat dibentuk

kembali. Oksaloasetat akan berperan untuk menangkap asetil-CoA lainnya,

sehingga Siklus Krebs akan selalu berlangsung.

9

Page 13: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

1.1.3 Rantai Transport

Elektron

Rantai transpor elektron

adalah tahapan terakhir dari

reaksi respirasi aerob.

Transpor elektron sering

disebut juga sistem rantai

respirasi atau sistem oksidasi

terminal. Transpor elektron berlangsung pada krista (membran dalam)

dalam mitokondria. Molekul yang berperan penting dalam reaksi ini adalah

NADH dan FADH2, yang dihasilkan pada reaksi glikolisis, dekarboksilasi

oksidatif, dan siklus Krebs. Selain itu, molekul lain yang juga berperan

adalah molekul oksigen, koenzim Q (Ubiquinone), sitokrom b, sitokrom c,

dan sitokrom a. 

Pertama-tama, NADH dan FADH2 mengalami oksidasi, dan elektron

berenergi tinggi yang berasal dari reaksi oksidasi ini ditransfer ke koenzim

Q. Energi yang dihasilkan ketika NADH dan FADH2 melepaskan

10

Page 14: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

elektronnya cukup besar untuk menyatukan ADP dan fosfat anorganik

menjadi ATP. Kemudian koenzim Q dioksidasi oleh sitokrom b. Selain

melepaskan elektron, koenzim Q juga melepaskan 2 ion H+. Setelah itu

sitokrom b dioksidasi oleh sitokrom c. Energi yang dihasilkan dari proses

oksidasi sitokrom b oleh sitokrom c juga menghasilkan cukup energi untuk

menyatukan ADP dan fosfat anorganik menjadi ATP. Kemudian sitokrom

c mereduksi sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari rantai transpor

elektron. Sitokrom a ini kemudian akan dioksidasi oleh sebuah atom

oksigen, yang merupakan zat yang paling elektronegatif dalam rantai

tersebut, dan merupakan akseptor terakhir elektron. Setelah menerima

elektron dari sitokrom a, oksigen ini kemudian bergabung dengan ion H+

yang dihasilkan dari oksidasi koenzim Q oleh sitokrom b membentuk air

(H2O). Oksidasi yang terakhir ini lagi-lagi menghasilkan energi yang

cukup besar untuk dapat menyatukan ADP dan gugus fosfat organik

menjadi ATP. Jadi, secara keseluruhan ada tiga tempat pada transpor

elektron yang menghasilkan ATP.

1.2 Hasil Respirasi Aerob

Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH dan FADH2

sebanyak 10 dan 2 molekul. Dalam transpor elektron ini, kesepuluh molekul NADH

dan kedua molekul FADH2 tersebut mengalami oksidasi sesuai reaksi berikut.

Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP, dan kira-kira 2 ATP

untuk setiap oksidasi FADH2. Jadi, dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34

ATP. Ditambah dari hasil glikolisis dan siklus Krebs, maka secara keseluruhan

reaksi respirasi seluler menghasilkan total 38 ATP dari satu molekul glukosa. Akan

tetapi, karena dibutuhkan 2 ATP untuk melakukan transpor aktif, maka hasil bersih

dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.

11

Page 15: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

12

Page 16: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

BAB III

PENUTUP

1.1 Kesimpulan

Energi sangat dibutuhkan oleh manusia untuk kehidupannya, ada berbagai

proses pembentukan energi tersebut didalam tubuh manusia. Salah satunya dengan

respirasi aerob. Pada respirasi aerob terdapat tiga tahapan pembentukan energi

tersebut. Tahapan tersebut adalah sebagai berikut: Respirasi Glikolisis, Respirasi

Dekarboksilasi Oksidatif dan Siklus Krebs serta Rantai Elektron.

Sejak reaksi glikolisis sampai siklus Krebs, telah dihasilkan NADH dan FADH2

sebanyak 10 dan 2 molekul dan dalam transpor elektron dihasilkan kira-kira 34 ATP.

Setiap oksidasi NADH menghasilkan kira-kira 3 ATP, dan kira-kira 2 ATP untuk

setiap oksidasi FADH2. maka hasil bersih dari setiap respirasi seluler adalah 36 ATP.

1.2 Saran

Untuk memenuhi kebutuhan energi sehari-hari, sebaiknya kita memenuhi

kebutuhan makanan dengan baik, dengan makan teratur paling tida 3 kali sehari.

13

Page 17: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

DAFTAR PUSTAKA

www.wordpress.comwww.wikipedia.comwww.blogmebiology.com

14

Page 18: Tugas Pengayaan : Respirasi Aerob

15