RESPIRASIProses Pembongkaran (katabolisme/disimilasi) gula heksosa (hasil fotosintesis) untuk menghasilkan energi guna proses-proses kehidupan tanaman (sintesis (anabolisme), gerak, dan Pertumbuhan) yang di bantu oleh enzim-enzim pernafasan

C6H12O6 + 6O2 -------- 6 CO2 + 6 H2O + 675 kal

Mekanisme Terjadinya RespirasiRespirasi terjadi pada seluruh sel yang hidup, khususnya di Mitokondria. Proses bertujuan untuk membangkitkan energi kimia (ATP). ATP dibentuk dari penggabungan ADP + Pi (fosfat anorganik) dengan bantuan pompa H+-ATP-ase, dalam rantai transfer elektron yang terdapat pada membran mitokondria. Peristiwa aliran elektron dan atau proton (H+) dalam rantai tranfer elektron pada dasarnya adalah peristiwaReduksiOksidasi(Redoks).

Respirasi di bantu oleh enzim2 pernafasan (terdapat di dalam mitokondria), yaitu :1. Transposporilase mengoper H3PO4 dari satu molekul ke molekul lainnya. Dlm proses di bantu ion Mg2+.

2. Desmolase membantu pemindahan / pengguabungan ikatan2 karbon, spt aldolase dlm pemecahan fruktosa menjadi gliseraldehid dan dihidroksiaseton

3. Karboksilase perubahan asam organik secara bolak balik & dibantu oleh ion-ion Mg2+ , Spt:Asam piruvat - asetaldehidaasam oksalosuksinat -- asam-alpha-ketoglutarat

Hidrase menmbahi atau mengurangi air dari suatu senyawa dgn tidak mengurai senyawa tersebut. Enzim2 yg termasuk golongan Hidrase : Enolase, Fumarase, Akonitase

Dehidrogenasi Pemindahan hidrogen dari satu zat ke zat yg lain

Oksidase mempergiat penggabungan O2 pd dgn suatu substrat sekaligus mereduksi O2 sehingga menghasilkan H2O

Peroksidase Mengoksidasi senyawa2 fenolat. O2 yg digunakan diambil dari H2O2

Katalase Mengubah hidrogen peroksida menjadi air dan oksgen

Jenis jenis respirasiRespirasi AerobReaksi aerob adalah proses biologi dimana senyawa organik tereduksi dimobilisasi dan kemudian dioksidasi secara terkontrol.Dengan reaksi dasar:C6H12O6+ O2+ H2O6 CO2+ 12 H2ORespirasi AnaerobRespirasi anaerob merupakan respirasi tanpa menggunakan oksigen. Dalam kondisi tidak ada oksigen, tanaman melakukan metabolisme fermentatif.

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap : 1. Glikolisis. 2. Daur Krebs. 3. Transpor elektron respirasi.

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

1. GlikolisisSifat2 Peristiwa glikolisis :Dapat berlangsung dalam keadaan aerob & anaerobAdanya kegiatan enzim-enzim, ATP & ADPPeranan ATP & ADP adalah mentransfer pospat dari satu molekl ke molekul yg lain

Jadi hasil dari glikolisis : - molekul asam piravat. - molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergitinggi. - molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

Reaksi Glikolisis1,3-dipospo-gliseraldehidH3PO4Asam 1,3 dipospogliseratNADNADH2dehidrogenaseAsam 3 pospogliseratTransposporilase pospogliserat & Mg2+Asam 2 pospogliseratPospoglisero mutaseAsam 2 pospoenol piruvatEnzim enolase & Mg2+H2OAsam PiruvatTransposporilase pospopiruvat & Mg2+, K+ATPADPADPATPaerobanaerob

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.

Asam Piruvat dalam respirasi anaerobAsam PiruvatCH3.CO.COOHRespirasi aerobCO2 + H2O + energiRespirasi anaerobBakteri asam susuasam susu + NAD + energi(CH3.CHOH.COOH)AsetaldehidaCH3.CHO + CO2Dehidrogenase + NAD.H2Etanol + NAD + energi(CH3.CH2.OH) Asam cuka + energiBakteri asam cukaKarboxilase piruvat

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 Sitokrom Bentuk energi metabolik yang paling berguna bagi tanaman adalah ATP. Berbagai macam energi metabolik yang dihasilkan melalui Glikolisis dan siklus Krebs bergerak menuju membran dalam mitokondria. Di dalam membran mitokondria berlangsung rantai transpor elektron yang disebut sistem sitokrom, yang sangat mirip dengan rantai transpor elektron pada Fotosintesis. Senyawa energi metabolik (NADH and FADH2) menyumbangkan elektronnya pada electron transport carriers dalam rantai transpor elektron, dihasilkan gradien energi, dan enzim pengahsil ATP (ATPase) . Oksigen berperan sebagai penangkap elektron terakhir dan bereaksi dengan ion H+ untuk menghasilkan air.

(Sistem Sitokrom)NADH dan FADH2e-e-4e- + 4H+ + O22H2Ocyt. oxidaseH+H+ATP

Secara Keseluruhan Sekarang tanaman telah mengkonversi seluruh energi yang tersimpan dalam ikatan karbon-karbon dari glukosa kembali menjadi berbagai senyawa energi metabolik yang diperlukan untuk metabolisme. Tanaman dapat menggunaan NADH atau FADH2 baik secara langsung atau diubah dahulu menjadi ATP untuk keperluan metabolisme. Ingat, bentuk energi metabolik ini tidak mudah untuk disimpan atau di angkut, sehingga respirasi harus berlangsung di setiap sel dan harus berlangsung pada saat yang tepat yaitu pada saat energi metabolik diperlukan.

3 Tahap RespirasiGlikolisisDalam sitoplasmaAda atau tidak ada oksigenmemecah glukosa (6C) menjadi 2 asam piruvat (3C)Siklus Krebs (TCA Cycle)Matriks mitokondriaHanya apabila ada oksigenMengubah as.piruvat via asetil KoA menjadi CO2; menghasilkan NADH dan FADH2Sistem SitokromMembran mitokondria = kristamentransfer elektron dari NADH dan FADH2 untuk mereduksi O2 menjadi H2O dan menghasilkan ATP

Respirasi

1. Faktor internal, merupakan faktor yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan itu sendiri, yaitu :Jumlah Plasma dalam selJumlah substrat respirasi dalam selUmur dan tipe tumbuhan2. Faktor eksternal, adalah faktor yang berasal dari luar sel atau lingkungan, terdiri atas:SuhuKadar O2 udaraKadar CO2 udaraKadar air dalam jaringanCahaya Luka Garam garam mineralFaktor faktor yang memengaruhi proses respirasi