respirasi seluler

25
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi 1 RESPIRASI SELULAR Cara Sel Memanen Energi TIK: Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapat menjelaskan cara sel memanen energi kimia melalui proses respirasi selular dan faktor- faktor ya ng mempengaruhi respirasi Pokok Bahasan: Glikolisis Respirasi Anaerob Respir asi Aerob: Siklus Krebs & Rantai Resp irasi Fak tor-faktor yang mempengar uhi respirasi

Upload: aditya-binowo

Post on 15-Oct-2015

56 views

Category:

Documents


1 download

DESCRIPTION

Mendeskripsikan bagaimana sel melakukan respirasi, proses pengolahan energi di dalam sel makhluk hidup

TRANSCRIPT

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    1

    RESPIRASI SELULARCara Sel Memanen Energi

    TIK: Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapatmenjelaskan cara sel memanen energi kimiamelalui proses respirasi selular dan faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi

    Pokok Bahasan:Glikolisis

    Respirasi Anaerob

    Respirasi Aerob: Siklus Krebs & Rantai Respirasi

    Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    2

    Energi Matahari

    Ekosistem

    Fotosintesis

    Respirasi Selular

    Kerja SelularEnergi Panas

    Fotosintesis danRespirasi merupakanproses yang berkebalikan

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    3

    Aktivitas hidup memerlukan energi dalam bentuk ATP

    GambarOrangberolah raga

    Pernapasan

    Paru-paru

    Aliran darahSel-sel ototmelakukanRespirasiSelular

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    4

    ATP dapat digunakan untuk:Protein membran

    Kerja transpor

    Kerja mekanik

    Kerja kimia

    Solut Solut ditranspor

    Portein motor Portein dipindahkan

    Reaktan Produk

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    5

    ATP dihasilkan dari proses oksidasi molekul organik(seperti glukosa) di dalam sel hidup

    Glukosa + Oksigen Karbondioksida + Air + Energi

    C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O

    G = - 686 kkal/mol

    Oksidasi

    Reduksi

    Reaksi oksidasi dan reduksi memiliki peran pentingdalam proses-proses biologi, seperti Respirasi

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    6

    Respirasi Selular

    C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

    6 CO2 + 12 H2O + ATP

    Melibatkan reaksi oksidasi-reduksi di dalam sel

    Memanen energi kimia menjadi ATP

    Reaksi umum

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    7

    1 molekul Glukosa 2 molekul asam piruvat2 ATP

    4 ATP2 NADH

    Glikolisis tahap awal dari respirasi selular

    Terjadi pada seluruh organismeMenggunakan enzim-enzim sitoplasma

    Glikolisis

    Respirasi selular

    sitosol

    2 piruvat

    glukosa

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    8

    Glikolisis Glukosa

    Glukosa 6-Fosfat

    Fruktosa 6-Fosfat

    Fruktosa 1,6-difosfat

    Gliseraldehid 3-difosfat

    Tahap persiapan(memerlukan

    energi)

    Asam 1,3-difosfogliserat (2 molekul)

    Asam 3-fosfogliserat (2 molekul)

    Asam 2-fosfogliserat (2 molekul)

    Asam fosfoenolpiruvat(2 molekul)

    Asam piruvat (2 molekul per molekul glukosa)

    ATP

    ATP

    ADP

    ADP

    NADH

    ATP

    ATP

    Tahapmenghasilkan

    energi

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    9

    Lintasan Respirasi Aerobik-Anaerobik

    Asam Piruvat KetersediaanOksigen

    Oksigentak ada / tak cukup

    Oksigenada / cukup

    RespirasiAnaerobik

    RespirasiAerobik

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    10

    Lintasan Respirasi Anaerobik

    Contoh : Fermentasi pada Ragi

    2 Piruvat

    2 Asetaldehid2 Etanol

    Glukosa

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    11

    Timbunan asam laktat menurunkan pH otot sehinggakapasitas serat otot menurun, menimbulkan rasa lelah.

    Asam laktat dibawa ke liver, dan diubah kembalimenjadi asam piruvat jika oksigen telah cukup kembali.

    Pada respirasi anaerob hanya dihasilkan 2 ATP (per 1 molekul glukosa)

    Pada otot hewan dan manusia saat kontraksi berlebihan

    Glukosa

    2 Asam laktat

    2 Piruvat

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    12

    Lintasan Respirasi Aerobik

    Respirasi :

    Pernapasan (memasukkan O2 dan mengeluarkan CO2)Oksidasi molekul-molekul organik oleh sel (respirasi selular)

    terjadi di dalam mitokondria (pada sel-sel eukariot)

    Keterangan : membran luar : permeabel terhadap sebagian besar molekul kecil membran dalam : hanya dapat melewatkan molekul-molekul tertentu

    seperti asam piruvat dan ATP

    Membrandalam

    Membranluar

    Komplekssintesis ATP

    Ruangintermembran matriks Krista

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    13

    Respirasi aerobikTahap awal : oksidasi asam piruvatSiklus KrebsTransport elektron

    Rantai transport e-dan kemiosmosis

    mitokondria

    Elektron berenergitinggi dibawa NADH

    Fluidasitoplasma

    CO2

    ATP ATP ATP

    Glikolisisglukosa asam piruvat

    CO2

    NADH & FADH2

    siklusKrebs

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    14

    Perubahan piruvat menjadi asetil KoA

    sitosol

    Protein transpor

    Mitokondria

    PiruvatKoenzim A Asetil Ko A

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    15

    Siklus Krebs

    Asam sitrat(6 karbon) Asam -ketoglutarat

    (5 karbon)

    Asam suksinat(4 karbon)

    Asam malat(4 karbon)

    Asam oksaloasetat(4 karbon)

    Asetil KoA(2 karbon

    masuk)

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    16

    Rantai Transport Elektron

    Hasil oksidasi gula menghasilkan :- ATP- NADH dan FADH2 (pembawa elektron berenergi tinggi)

    Elektron berenergi tinggi dalam NADH dan FADH2dilewatkan setahap demi setahap ke tingkat energi yang rendah dan akhirnya diterima oksigen (O2)

    Rantai Transport Elektron

    SiklusKrebs

    Energi

    TereduksiTeroksidasi

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    17

    Mengapa harus ada rantai transpor elektron ?

    Pelepasanenergipanas

    Energiuntuk

    sintesis

    Dari makanan via NADH

    Rantai transporelektron

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    18Rantai Transpor Elektron ATP sintase

    Aliranelektron

    NADH NAD+

    KompleksProteinPembawaelektron

    H+

    H+ H+ H+

    H+

    ADPATP

    P+

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    19

    Sintesis ATP Melalui Kemiosmosis

    Digerakkan oleh gradien proton (H+) antara ruangantar membran dan matriks mitokondriaMelibatkan 2 hal :

    - gradien proton- energi potensial yang terbentuk dilepaskan dan

    digunakan untuk membentuk ATP

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    20

    Sitosol Mitokondria

    elektronmelintasimembran

    2 PiruvatGlikolisis

    GlukosaRantai transport

    elektron danfosforilasi oksidatif

    Fosforilasisubstrat

    Fosforilasioksidatif

    Fosforilasisubstrat

    Maksimum per satumol glukosa 38 ATP

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    21

    Energi maksimum hasil oksidasi 1 molekul glukosa

    Tempat proses Produk Setara ATP Total ATP

    Dalam sitoplasmaglikolisis 2 ATP 2 ATP 2 ATP

    Dalam mitokondriadari glikolisis 2 NADH 6 ATP 6 ATP

    dari respirasiasam piruvat- 1 NADH 3 ATP (2 X) 6 ATPAsetil KoA

    Siklus Krebs 3 NADH 9 ATP1 FADH2 2 ATP (2 X) 24 ATP1 ATP 1 ATP

    Total 38 ATP

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    22

    Efisiensi Konversi Energi

    25 % energi terpakai

    75 % hilang sebagai panas

    40 % energi (ATP)

    60 % hilang

    Sel hidup

    Gula dibakar 100 % hilangsebagai panas

    Mesin mobil

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    23

    Rantai transpor elektron ATP sintase

    Pengaruh senyawa racun pada proses transpor elektron dan kemiosmosis (Cambel et al., 2000).

    - Rotenon: termasuk insektisida,

    - oligomisin: fungisida,

    - dinitrophenol (DNP) pernah digunakan sebagai obat penurun berat badan

    Rotenon Sianida, CO Oligomisin

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    24

    ATP diperlukan untuk menggerakkan biosintesis

    Grupamino

    Asam amino Asam lemak Gliserol Gula

    KarbohidratLemakProtein

    Sintesis GlukosaAsetilKoA

    SiklusKreb

    sel, jaringan, organisma

  • BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

    25

    Lintasan PemecahanBahan Makanan

    Makanan, co. kacang tanah

    FosforilasiOksidatif

    Karbohidrat Lemak Protein

    Glukosa Gliserol Asam lemak Asam aminoGrup amino

    GlikolisisAsetilKoA

    SiklusKreb

    ATP