respirasi
TRANSCRIPT
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.
5/17/2018 RESPIRASI - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/respirasi-55ab5a0f07668 2/3
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
5/17/2018 RESPIRASI - slidepdf.com
http://slidepdf.com/reader/full/respirasi-55ab5a0f07668 3/3
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