tugas pengayaan : respirasi aerob
DESCRIPTION
Glikolisis, Siklus Krebs dan Transport ElektronTRANSCRIPT
Disusun Oleh : Pungky Umi Sa’diyah
Kelas : XII IPA 3
SMA Negeri 1 CileungsiJl. Pasar Lama No 66 Telp ( 021 ) 8232236
Cileungsi – Bogor
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
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
BAB I1
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
BAB II
PEMBAHASAN3
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
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
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
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
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
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
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
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
12
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
DAFTAR PUSTAKA
www.wordpress.comwww.wikipedia.comwww.blogmebiology.com
14
15