tugas kelompok fisiologi tumbuhan 2
Post on 05-Jul-2015
302 Views
Preview:
TRANSCRIPT
TUGAS KELOMPOK FISIOLOGI TUMBUHAN
“RESPIRASI AEROB”
Oleh :
Nama NPM
Andi widodo 08320912
Mia cholvistaria 08320899
Ana nurwidiawati 08320911
Retno indah W 08320937
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH METRO
2011
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami panjatkan kepada tuhan YME yang telah memberikan
kami kenikmatan berupa kesehatan jasmani maupun rohani, sehingga kami dapat
menyelesaikan tugas makalah ini dengan tepat pada waktunya.
Tak lupa kami ucapkan terima kasih kepada bapak mustofa Khoiri, M.Si
selaku dosen pembimbing dan pengampu mata kuliah Fisiologi Tumbuhan dan tak
lupa kami ucapkan kepada semua pihak yang telah emmbantu kami demi
terselesainya tugas makalah ini.
Kami menyadarai dalam pembuatan atau penyusunan tugas makalah ini
masih jauh dari kesempurnaa,. Untuk itu kritik dan saran kami harapkan demi
kebaikan kami kedepanya. Dan semoga makalah ini dapat membeikan informasi
kepada para pembaca, khususnya mengenai respirasi aerob
Metro, 10 Mei 2011
Penyusun
ii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL........................................................................................
KATA PENGANTAR.........................................................................................
DAFTAR ISI........................................................................................................
PEMBAHASAN................................................................................................... 1
A. RESPIRASI AEROB............................................................................... 1
1. Glikolisis................................................................................................... 2
2. Reaksi antara........................................................................................... 4
3. Siklus krebs.............................................................................................. 4
4. Transpor electron.................................................................................... 5
B. PERAN ATP DALAM PEMINDAHAN ENERGI.............................. 6
C. ENZIM RESPIRASI............................................................................... 9
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
iii
PEMBAHASAN
A. 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 adalah :
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Proses respirasi aerob berlangsung dalam 3 tahap yang berurutan, yaitu : Glikolisis. Pemecahan molekul glukosa (C6) menjadi senyawa asam
piruvat (C3) Siklus Krebs. Reaksi reduksi molekul Asetil CoA menghasilkan asam
sitrat dan oksaloasetat Transpor electron. Reaksi reduksi-oksidasi molekul-molekul NADH2 dan
FADH2 menghasilkan H2O dan sejumlah ATP..
Didalam proses respirasi dihasilkan senyawa antara CO2 yang merupakan
bahan dasarproses anabolisme.Didalam proses respirasi sel bahan bakarnya adalah
gula heksosa. Pembakaran tersebut memerlukan oksigen bebas, sehingga reaksi
keseluruhan dapat ditukis sebagai berikut :
C6h12O6 + 6 CO2 ---------------- 6 CO2 + 6H2O + 675 kal
Dalam respirasi aerob. Gula heksosa mengalami pembongkaran dengan
proses yang sangat panjang. Pertamakali glukosa sebagai bahan dasar mengalami
fosfolarisasi, yaitu proses penambahan fosfat kepada molekul – molekul glukosa
hingga menjadi fruktosa -1, 6 – difosfat. Pada fosforilasi , ATP dan ADP
memgang peranan penting sebagai pengisi fosfat.
Adapun pengubahan fruktosa – 1 , 6 – dipospat hingga akhirnya menjadi CO2 dan
H2O dapat dibagi menjadi empat tahap , yaitu glikolisis, reaksi antara
(dekarboksilasi oksidatif), siklus krebs, dan transfer electron.
1
1. Glikolisis
Glikolisis, yaitu tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul
asam piruvat (beratom C3), peristiwa ini berlangsung di sitosol. As. Piruvat yang
dihasilkan selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif. Selain
itu glikolisis juga menghasilkan 2 molekul ATP sebagai energi, dan 2 molekul
NADH yang akan digunakan dalam tahap transport elektron.Dalam keadaan
anaerob, As. Piruvat hasil glikoisis akan diubah menjadi karbondioksida dan etil
alkohol. Proses pengubahan ini dikatalisis oleh enzim dalam sitoplasma.
Adalah rangkaian reaksi pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat
dengan menghasilkan NADH dan ATP.Sifat – sifat glikolisis ialah:
a.Dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob
b.Dalam glikolisis terdapat kegiatan enzimatis dan AdenosineTrifosfat
(ATP) serta Adenosine Difosfat (ADP)
c. ADP dan ATP berperan dalam pemindahan fosfat dari molekul satu ke
molekul lainnya.
2
Glukosa sebagai substrat dalam respirasi aerob (maupun anaerob)
diperoleh dari hasil fotosintesis.diawali dengan penambahan satu fosfat oleh
ATPO terhadap glukosa, sehingga terbentuk glukosa – 6 fosfat dan ATP
menyusut menjadi ADP . peristiwa ini disebut fosfolirasi yang berlangsung
dengan bantuan enzim heksokinase dan ion Mg++ hasil akhir dari fosfolirasi
berupa fruktosa-1, 6-difosfat dan dari sinilah dimulai glikolisis.
Glikolisis dimulai dari perubahan fruktosa -1, 6-difosfat yang memiliki 6 buah
atom C diubah menjadi 3-difosfogliseral-dehida (dengan 3 buah atom C) dan
dihidroksi-aseton-fosfat. Pembongkaran ini dibantu oleh enzim aldolase.
Dihidroksi aseton fosfat kemudian menjadi 3- fosfogliseraldehida juga dengan
pertolongan enzim fosfitriosaisomerase. Selanjutnya fosfogliseraldehida
bersebyawa dengan suatu asam fosfat (H3PO4) dan berubah menjadi 1,3 –
disfosfogliseraldehida.1,3 – difosfogliseraldehida berubah menjadi asam 1,3 –
3
difosfogliserat dengan bantuan enzimdehidrogenase. Peristiwa ini terjadi karena
adanya penambahan H2. Dengan bantuan enzim transfosforilase fosfogliserat
serta ion – ion Mg++, asam 1,3-difosfogliserat kehilangan satu fosfat sehingga
berubah menjadi asam – 3 – fosfogliserat. Selanjutnya asam – 3 – fosfogliserat
menjadi asam – 2 – fosfogliserat karena pengaruh enzim
fosfogliseromutase.Dengan pertolongan enzim enolase dan ion – ion Mg++, maka
asam- 2-fosfofogliserat melepaskan H2O dan menjadi asam -2-fosfoenolpiruvat.
Perubahan terakhir dalam glikolisisadalah pelepasan satu fosfat dari asam-2-
fosfoenolpiruvat menjadi asam piruvat. Enzim transfosforilase fosfopiruvat dan
ion – ion Mg++ membantu proses ini sedang ADP meningkat menjadi ATP.
2. Reaksi Antara
Setelah glikolisis terjadi reaksi antara. (dekarboksilasi oksidatif), yaitu
pengubahan asam piruvat menjadi 2 asetil KoA sambil menghasilkan CO2 dan
2NADH2 yang reaksinya adalah :
2 NAD 2NADH2
2(C3H4O3) 2 (C3H3O) – KoA + 2CO2 Piruvat Asetil KoA
Perubahan asam piruvat menjadi asetil KoA merupakan persimpangan jalan untuk menuju berbagai biosintesis yang lain. Asetil KoA yang terbentuk kemudian memasuki siklus krebs.
3. Siklus Krebs ( Siklus Asam Sitrat)
Pada siklus krebs ini (terjadi dimatriks mitokondria) asetil KoA diubah menjadi
KoA. Asetil KoA bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat.
KoA dilepaskan sehingga memungkinkan untuk mengambil fragmen 2C lain dari
asam piruvat.
4
gambar:siklus krebs2.jpg
Pembentukan asam sitrat terjadi diawal siklus krebs , sementara itu sisa
dua karbon dari glukosa dilepaskan sebagai CO2.Selama terjadi pembentukan –
pembentukan , energy yang dibutuhkan dilepaskan untuk menggabungkan fosfat
denga ADP membentuk molekul ATP.
Pada siklus krebs , pemecahan rantai karbon pada glukosa selesai, Jadi,
sebagai hasil dari glikoslisis , reaksi antara dan siklus krebs adalah pemecahan
satu molekul glukosa 6 karbon menjadi 6 molekul 1 karbon, selain itu juga
dihasilkan 2 molekul ATP dari glikolisis dan 2 ATP lagi dari siklus krebs.
Perlu diingat bahwa tiap – tiap proses melepaskan atom hydrogen yang ditranspor
ke sistem transport electron oleh molekul pembawa .
4. Sistem transport electron
Pada sistem transpor electron berlangsung pengepakan energy dari glukosa
menjadi ATP. Reaksi ini terjadi didalam membaran dalam mitokondria, hydrogen
dari siklus krebs yang tergabung dalam FADH2dan NADH diubah menjadi
elektorn dan proton. Pada sistem transport electron ini, oksigen adalah akseptor
electron yang terakhir , setelah menerima electron , O2 akan bereaksi dengan H+
membentuk H2O. pada sistem ini dihasilkan 34 ATP. Jadi total ATP yang
dihasilkan dari respirasi seluler adalah sebagai berikut: Secara tidak langsung
secara Lewat sistem transport elektron langsung
5
Glikolisis 2 NADH2 = 6 ATP 2 ATP
Reaksi antara 2 NADH2 = 6 ATP
Siklus Krebs 6 NADH2 = 18 ATP 2 ATP
2 FADH2 = 4 ATP
------------------------------------ ------------------
34 ATP 4 ATP
B. PERAN ATP DALAM PEMINDAHAN ENERGI
Pada tumbuhan, ATP sintase juga hadir dalam kloroplas (CF 1 F O-ATP
sintase). enzim ini diintegrasikan ke dalam tilakoid membran CF 1-bagian tongkat ke
stroma , di mana reaksi gelap fotosintesis (Juga disebut-independen reaksi terang
atau siklus Calvin ) dan sintesis ATP terjadi. Keseluruhan struktur dan mekanisme
katalitik ATP sintase kloroplas ini hampir sama dengan enzim mitokondria.
Namun, dalam kloroplas, dengan gaya motif proton dihasilkan tidak hanya oleh
rantai transpor elektron pernafasan tetapi dengan protein fotosintesis primer.
Untuk mempertahankan kehidupan, semua organisme harus mendapatkan
pasokan energi bebas dari lingkungannya. Organisme autotrofik melakukan
metabolisme dengan proses eksergonik sederhana, misalnya tumbuhan hijau
menggunakan energi cahaya matahari, bakteri tertentu menggunakan reaksi Fe2+
Fe3+. Sebaliknya organisme heterotrofik, memperoleh energi bebasnya dengan
melakukan metabolisme yaitu pemecahan molekul organik kompleks.
Adenosin trifosfat (ATP) berperan sentral dalam pemindahan energi bebas dari
proses eksergonik ke proses endergonik. ATP adalah nukleotida trifosfat yang
mengandung adenin, ribosa dan 3 gugus fosfat (lihat Gambar 3.1). Dalam
reaksinya di dalam sel, ATP berfungsi sebagai kompleks Mg2+.
Gambar 3.1 ATP diperlihatkan sebagai kompleks magnesium
Mg2+
6
Gambar 3.2 ATP dan ADP
Energi bebas baku hasil hidrolisis senyawa-senyawa fosfat penting dalam
biokimia tertera pada Tabel 3.1. Terlihat bahwa nilai hidrolisis gugus terminal
fosfat pada ATP terbagi menjadi 2 kelompok. Pertama, fosfat berenergi rendah
yang memiliki ΔG lebih rendah dari pada ΔG0 pada ATP. Kedua, fosfat berenergi
tinggi yang memiliki nilai ΔG lebih tinggi daripada ΔG0 pada ATP, termasuk di
dalamnya, ATP dan ADP, kreatin fosfat, fosfoenol piruvat dan sebagainya.
Tabel 3.1 Energi bebas baku hasil hidrolisis beberapa senyawa organofosfat yang memiliki peran penting dalam biokimia
Senyawa ΔG0
kJ/mol kkal/molFosfoenolpiruvatKarbamoil fosfat1,3-bifosfogliserat (sampai 3-fosfogliserat)Kreatin fosfatATP ADP + Pi
ADP AMP + Pi
PirofosfatGlukosa 1-fosfatFruktosa 6-fosfatAMPGlukosa 6-fosfatGliserol 3-fosfat
-61,9-51,4-49,3
-43,1-30,5-27,6-27,6-20,9-15,9-14,2-13,8-9,2
-14,8-12,3-11,8
-10,3-7,3-6,6-6,6-5,0-3,8-3,4-3,3-2,2
7
fosfat berenergi tinggi oleh Lipmann dilambangkan dengan ~℗. Simbol
ini menunjukkan bahwa gugus yang melekat pada ikatan, pada saat peralihan pada
suatu akseptor yang tepat, akan mengakibatkan pemindahan kuantitas energi
bebas yang lebih besar. Oleh karena itulah sebagian ahli biokimia lebih menyukai
istilah potensial pemindahan gugus daripada ikatan berenergi tinggi.
Berdasarkan posisi ATP pada Tabel 3.1, maka ATP merupakan donor fosfat
berenergi tinggi (donor energi bebas) bagi senyawa-senyawa di bawahnya. Di sisi
lain, ADP dapat menerima fosfat berenergi tinggi untuk membentuk ATP dari
senyawa yang berada di atas ATP dalam tabel. Akibatnya siklus ATP/ADP
menghubungkan proses-proses yang menghasilkan ~℗ dan proses-proses yang
menggunakan ~℗. Dengan demikian ATP terus dikonsumsi dan terus diproduksi.
Proses terjadi dengan kecepatan sangat tinggi, karena depot ATP/ADP sangat
kecil dan hanya cukup untuk mempertahankan jaringan aktif dalam beberapa detik
saja.
Ada 3 sumber utama yang berperan dalam konservasi atau penangkapan energi.
Fosforilasi oksidatif
Fosforilasi oksidatif adalah sumber ~℗ terbesar dalam organisme aerobik.
Energi bebas untuk menggerakkan proses ini berasal dari oksidasi rantai
respirasi di dalam mitokondria dengan menggunakan oksigen.
Glikolisis. Dalam glikolisis terjadi pembentukan netto dua ~℗ yang terjadi
akibat pembentukan laktat
Siklus asam sitrat. Dalam siklus asam sitrat satu ~℗ dihasilkan langsung
pada tahap suksinil tiokinase.
ATP berperan sebagai alat pengangkut energi bebas. Sebagian dari energi
kimia yang terkandung dalam ATP itu dipindahkan bersama dengan gugus fosfat
ujungnya, ke molekul penerima energi lain yang khas, sehingga molekul ini
menjadi senyawa berenergi kimia dan dapat berperan sebagai sumber energi untuk
proses biokimia yang lainnya. Proses pengangkutan energi kimia lainnya di dalam
sel berlangsung dengan proses pengangkutan elektron dengan perantaraan enzim,
dari reaksi penghasil energi (katabolisme) ke reaksi pemakai energi (anabolisme)
melalui suatu senyawa koenzim pembawa elektron, yakni Nikotinamida Adenin
8
Dinukleotida (NAD) dan Nikotinamida Adenin Dinukleotida Posfat (NADP)
adalah dua koenzim terpenting yang berperan sebagai molekul pengangkut
elektron berenergi tinggi dari reaksi katabolisme ke reaksi anabolisme yang
membutuhkan elektron.
C. ENZIM RESPIRASI
Enzim adalah satu atau beberapa gugus polipeptida (protein) yang
berfungsi sebagai katalis (senyawa yang mempercepat proses reaksi tanpa habis
bereaksi) dalam suatu reaksi kimia. Enzim bekerja dengan cara menempel pada
permukaan molekul zat-zat yang bereaksi dan dengan demikian mempercepat
proses reaksi. Percepatan terjadi karena enzim menurunkan energi pengaktifan
yang dengan sendirinya akan mempermudah terjadinya reaksi. Sebagian besar
enzim bekerja secara khas, yang artinya setiap jenis enzim hanya dapat bekerja
pada satu macam senyawa atau reaksi kimia. Hal ini disebabkan perbedaan
struktur kimia tiap enzim yang bersifat tetap. Sebagai contoh, enzim α-amilase
hanya dapat digunakan pada proses perombakan pati menjadi glukosa.
Tiap-tiap enzim memiliki empat digit nomor urut sesuai dengan ketentuan
klasifikasi yang berlaku. Nomor pertama untuk klasifikasi teratas enzim
didasarkan pada ketentuan beriktu:
EC 1 Oksidoreduktase: mengkatalisis reaksi oksidasi/reduksis
EC 2 Transferase: mentransfer gugus fungsi
EC 3 Hidrolase: mengkatalisis hidrolisis berbagai ikatan
EC 4 Liase: memutuskan berbagai ikatan kimia selain melalui hidrolisis dan
oksidasi
EC 5 Isomerase: mengkatalisis isomerisasi sebuah molekul tunggal
EC 6 Ligase: menggabungkan dua molekul secara ikatan kovalen
KESIMPULAN
9
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 adalah :
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
Proses respirasi aerob berlangsung dalam 3 tahap yang berurutan, yaitu : Glikolisis. Pemecahan molekul glukosa (C6) menjadi senyawa asam
piruvat (C3) Siklus Krebs. Reaksi reduksi molekul Asetil CoA menghasilkan asam
sitrat dan oksaloasetat Transpor electron. Reaksi reduksi-oksidasi molekul-molekul NADH2 dan
FADH2 menghasilkan H2O dan sejumlah ATP..
DAFTAR PUSTAKA
.
10
Anonimus. 2006. Respirasi Aerobik. http://www.purchon.com/
biology/aerobic.htm
Dwijosapoetro, Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: Erlangga
Ken Black 2011 .Respirasi Aerobik .http://www.wisegeek.com/what-is-aerobic-
respiration.htm
11
top related