respirasi

5/17/2018 RESPIRASI - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/respirasi-55ab5a0f07668 1/3

RESPIRASI

Semua sel aktif terus menerus melakukan respirasi, sering menyerap O2 dan

melepaskan CO2 dalam volume yang sama. Namun, seperti yang kita ketahui, respirasi lebihdari sekedar pertukaran gas secara sederhana. Proses keseluruhan merupakan reaksi oksidasi-

reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO2, sedangkan O2 yan diserap direduksi

membentuk H2O. Pati, fruktan, sukrosa, atau gula lainnya, lemak, asam organik, dan pada

keadaan tertentu bahkan protein dapat bertindak sebagai substrat respirasi. Respirasi umum

glukosa, misalnya, dapat ditulis sebagai berikut:

C2H12O6 + 6O2 6CO2 + energi (13.1)

Sebagian besar energi yang dilepaskan selama respirasi (kira-kira 2870 kJ atau 686

kcal per mol glukosa) berupa bahang. Bila suhu rendah, bahang ini dapat merangsangmetabolisme dan menguntungkan beberapa spesies tertentu, tetapi biasanya bahang tersebut

dilepas ke atmosfer atau ke tanah, dan berpengaruh kecil pada tumbuhan. Yang lebih penting

dari bahang adalah enrgi yang tehimpun dalam ATP, sebab senyawa ini digunakan untuk

berbagai proses esensial dalam kehidupan, misalnya, pertumbuhan dan penimbunan ion.

Reaksi 13.1 yang merupakan persamaan rangkuman dari respirasi, dapat agak

menyesatkan karena respirasi, seperti juga fotosintesis, bukanlah reaksi tunggal. Respirasi

merupakan rangkaian dari 50 atau lebih reaksi komponen, masing-masing dikatalisis oleh

enzim yang berbeda. Respirasi merupakan oksidasi (dengan produk yang sama dengan

pembakaran) yang berlangsung di media air, dengan pH mendekati netral, pada suhu sedang,dan tanpa asap. Pemecahan bertahap dan berjenjang molekul besar merupakan cara untuk

mengubah energi menjadi ATP. Lebih lanjut, sejalan dengan berlangsungnya pemecahan,

kerangka karbon-antara disediakan untuk menghasilkan berbagai produk esensial lainnya dari

tumbuhan. Produk ini meliputi asam amino unutk protein, nukleotida untuk asam nukleat,

dan prazat karbon untuk pigmen porfirin (seperti klorofil dan sitokrom) dan untuk lemak,

sterol, karotenoid, pigmen flavanoid seperti antosianin, dan senyawa aromatik tertentu

lainnya seperti lignin.

Tentu saja, bila senyawa tersebut terbentuk, pengubahan substrat awal respirasi

menjadi CO2 dan H2O (proses katabolik), sedangkan sisanya digunakan dalam proses sintesis

(anabolik), terutama di dalam sel yang sedang tumbuh. Energi yang ditangkap dari proses

oksidasi sempurna beberapa senyawa dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain yang

dibutuhkan untuk pertumbuhan. Bila tumbuhan sedang tumbuh, laju respirasi meningkat

sebagai akibat dari permintaan pertumbuhan, tapi beberapa senyawa yang hilang dialihkan ke

dalam reaksi sintesis dan tidak pernah muncul sebagai CO2. Apakah atom karbon di dalam

senyawa yang sedang terespirasi diubah menjadi CO2 ataukah menjadi molekul besar lainnya

seperti telah disebutkan di atas tergantung pada jenis sel yang terlibat, lokasinya di dalam

tumbuhan, dan apakah tumbuhan itu sedang tumbuh cepat atau tidak.



KUOSIEN RESPIRASI

Jika karbohidrat, misalnya, sukrosa, fruktan, atau pati merupakan substrat respirasi

dan jika mereka secara sempurna dioksidasi, maka volume O2 yang diambil persis berimbang

dengan CO2 yang dilepaskan. Nisbah CO2 terhadap O2 ini disebut kuosien respirasi atau RQ,

sering hampir mendekati satu. Sebagai contoh, RQ yang diperoleh dari daun berbagai jenis

tumbuhan rata-rata 1,05. Biji yang sedang berkecambah pada tumbuhan serealia dan kacang-

kacangan seperti kapri dan kacang, yang mengandung pati seperti cadangan makanan utama,

juga menunjukkan nilai RQ sekitar 1,0. Tapi, berbagai biji tumbuhan lain banyak

mengandung lemak atau minyak yang kaya hidrogen dan rendah kandungan oksigennya. Bila

lemak dan minyak dioksidasi selama perkecambahan, RQ sering hanya 0,7, sebab cukup

banyak oksigen diperlukan untuk mengubah hidrogen menjadi H2O dan mengubah karbon

menjadi CO2. Perhatikan oksidasi asam lemak yang lazim, yaitu asam oleat:

C13

H34

O2

+ 25.5 O2

18 CO2

+ 17H2O (13.2)

RQ reaksi ini adalah 18/25,5 = 0,71.

Dengan mengukur RQ berbagai bagian tumbuhan, dapat diperoleh informasi tentang

jenis senyawa yang sedang dioksidasi. Masalahnya rumit karena setiap saat berbagai jenis

senyawa dapat direspirasikan, sehingga RQ yang terukur merupakan angka rerata yang

bergantung dari sumbangan tiap-tiap substrat dan kandungan karbon, hidrogen, dan

oksigennya.

PEMBENTUKAN GULA HEKSOSA DARI KARBOHIDRAT CADANGAN

Penyimpanan dan Perombakan Pati

Pati disimpan dalam bentuk butir yang tak larut dalam air, dan mengandung molekul

amilopektin bercabang dan amilosa tak bercabang. Pati yang terhimpun di dalam kloroplas

selama fotosintesis merupakan cadangan karbohidrat terbanyak di daun sebagian besar

tumbuhan. Pati yang dibentuk di amiloplas organ penyimpanan hasil dari translokasi sukrosa

atau gula bukan-pereduksi lainnya juga merupakan substrat respirasi yang utama dari organ

penyimpan. Sel parenkima di akar dan batang umumnya menyimpan pati; pada tumbuhan

tahunan pati disimpan selama musim dingin dan digunakan untuk pertumbuhan baru pada

musim semi berikutnya.. Umbi kentang kaya akan amiloplas yang yang mengandung pati,dan sebagian besar pati ini hilang oleh respirasi dan translokasi gula dari bagian umbi yang

ditanam untuk memperoleh tanaman baru. Jaringan penyimpanan endosperma atau kotiledon

dari berbagai biji mengandung banyak pati dan sebagian besar akan hilang selama

pertumbuha kecambah. Penyimpanan pati pada berbagai bagian tumbuhan ditelaah oleh

Jenner (1982).

Dalam suatu endosperma penyimpan pati biji jagung dan kecambah jagung, hanya

beberapa dari pati yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O. Molekul glukosa

lainnya diolah menjadi molekul sukrosa di dalam skutelum, dan kemudian diangkut ke akar

dan batang yang sedang tumbuh, dan di situ sebagian terespirasi seluruhnya dan sebgaian lagi



diubah menjadi bahan dinding sel, protein dan bahan lainnya yang diperlukan untuk

pertumbuhan bibit.

Sebagian besar langkah dalam proses perombakan pati menjadi glukosa dikatalisis

oleh tiga macam enzim, walaupun ada enzim lainnya yang masih diperlukan untuk

melengkapi proses tersebut. Ketiga enzim yang pertama itu meliputi alfa amilase, beta

amilase, dan pati fosforilasi. Dari ketiganya , hanya alfa amilase yang dapat menyerang butir

pati utuh, sehingga bile beta amilase dan pati fosforilase terlibat, diduga mereka bekerja pada

produk pertama yang dilepas oleh alfa amilase. Titik-titik yang diserang oleh enzim tersebut

pada amilopektin. Alfa amilase secara acak menyerang ikatan 1,4 pada amilosa ataupun

amilopektin , sehingga mula-mula mengakibatkan terjadinya ceruk acak pada butir pati dan

melepas produk yang masih besar. Tapi rantai amilosa tak bercabang, serangan berulang oleh

alfa amilase tidak dapat menyerang

respirasi

Documents