RESPIRASI

Proses pemecahan glukosa untuk memenuhi kebutuhan energi yang kita kenal dengan istilah respirasi. Respirasi sendiri secara umum terbagi dalam dua aspek yaitu respirasi aerob dan anaerob .

Setiap makhluk hidup di dunia ini tentu butuh energi. Ternyata untuk memenuhi kebutuhan energi tersebut terlebih dahulu, makhluk hidup harus menguraikan senyawa glukosa terlebih dahulu.

Pengertian Respirasi Aerob dan Tahap-tahapannya

Respirasi aerob merupakan suatu reaksi pemecahan glukosa yang memerlukan oksigen dalam proses respirasi tersebut berlangsung.

Respirasi aerob sendiri terbagi menjadi beberapa tahapan. Setidaknya terdapat  empat tahapan dalam respirasi aerob diantaranya :

1. Glikolisis

Glikolisis merupakan suatu proses dimana glukosa akan diubah menjadi 6 atom C kemudian diubah kembali menjadi 2 asam piruvat yang terdiri atas 3 buah atom C dengan menghasilkan NADH dan juga ATP.

Tempat terjadinya suatu reaksi glikolisis sendiri berlangsung di dalam sitoplasma berada di luar mitokondria.

Pada proses glikolisis, terdapat 1 buah glukosa yang nantinya dapat diubah menjadi 2 buah molekul asam piruvat yaitu 2 buah NADH dan juga 2 ATP.

Reaksi glikolisis sendiri nantinya terdiri atas 10 tahap reaksi yang dapat digolongkan menjadi dua tahapan yaitu tahap penggunaan energi dan juga tahap pembukaan energi.

2. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat

Tempat terjadinya reaksi dekarboksilasi oksidatif asam piruvat nantinya akan berlangsung di mitokondria mitokondria.

Dimana proses yang seperti ini pada akhirnya akan mengubah asam piruvat atau suatu senyawa dengan karbon 3 menjadi asetil Ko-A yang dimaksud dengan senyawa dengan dua karbon.

Didalam proses dekarboksilasi oksidatif asam piruvat ini nantinya akan menghasilkan satu buah molekul NADH yang pada masing-masing pengubahan molekul asam piruvat akan menjadi suatu asetil Ko-A.

3.Siklus krebs

Siklus krebs ini dalam respirasi aerob dan anaerob juga penting. Dalam respirasi aerob, tempat terjadinya siklus krebs akan berlangsung di dalam matriks mitokondria.

Tahap siklus krebs ini diawali dengan masuknya asetil Ko-A yang memiliki atom C2 yang akan bereaksi dengan asam oksaloasetat dengan atom C4 bersama hadirnya asam sitrat yang memiliki atom C6.

Asam sitrat sendiri secara bertahap akan melepaskan satu per satu atom C sampai akhirnya akan kembali menjadi asam 9 oksaloasetat yang memiliki suatu atom C4 pada akhirnya.

Peristiwa yang diikuti dengan reaksi reduksi yaitu berupa elektron dan juga ion hidrogen oleh NAD dan juga FAD yang akan menghasilkan 2 molekul NADH serta molekuler. Juga terdapat 2 buah molekular ATP.

Dari seluruh rangkaian peristiwa didalam siklus krebs ini nantinya akan dihasilkan 4 molekul CO2, 6 molekul NADH2 dan juga 2 molekul FADH2 serta 2 molekul ATP.

4. Transpor elektron

Tempat terjadinya transpor elektron terjadi didalam mitokondria. Proses dalam transpor elektron di mitokondria ini benar-benar kompleks dimana pada dasarnya elektron dan juga H+ dari NADH dan juga FADH2 akan dibawa dari satu substrat lain secara berantai.

Pada masing-masing perpindahan, energi yang terlepas harus digunakan untuk mengikat posfat anorganik menuju ke molekul ADP sehingga akan membentuk suatu ATP pada akhirnya.

Di bagian akhir akan terdapat suatu oksigen O2 sebagai penerima aseptor sehingga akan terbentuk H2O pada akhirnya.

Respirasi Anaerob serta Proses Fermentasinya

persamaan dan perbedaan respirasi aerob dan anaerob

Respirasi aerob dan anaerob merupakan dua hal yang berkebalikan. Respirasi anaerob merupakan suatu proses pemecahan glukosa yang tidak membutuhkan oksigen.

Adapun beberapa organisme yang dapat melakukan respirasi anaerob seperti khamir, bakteri asam laktat, juga otot tubuh pada manusia. Jika dibandingkan dengan respirasi aerob, respirasi anaerob ini hanya menghasilkan sedikit saja ATP (energi).

Dalam respirasi anaerob yang berperan penting merupakan proses fermentasi. Fermentasi glukosa merupakan suatu substrat pada tahap awal fermentasi dimana glukosa dipecah menjadi 2 buah molekul asam piruvat, 2 NADH dan juga 2 ATP.

Akan tetapi reaksi fermentasinya tidak secara sempurna memecah glukosa menjadi karbondioksida serta udara sehingga ATP yang dihasilkan akan jauh lebih kecil dibandingkan dengan hasil respirasi aerob. Berdasarkan produk sendiri, fermentasi dibedakan menjadi fermentasi alkohol juga fermentasi asam laktat. Mengenai fermentasi alkohol dan fermentasi asam laktat, ulasannya bisa Anda simak berikut ini :

Alkohol fermentasi

Fermentasi alkohol ini dilakukan oleh jamur ragi. Pada fermentasi alkohol, molekul piruvat yang merupakan hasil glikolisis yang difermentasikan menjadi asetaldehid. NADH akan memberikan suatu elektron dan juga hidrogen kepada asetaldehid sehingga akan terbentuk suatu produk akhir alkohol yaitu berupa etanol.

Fermentasi asam laktat

Fermentasi asam laktat ini terjadi pada otot manusia ketika melakukan kerja keras dan persediaan oksigen kurang mencukupi.

Pada fermentasi asam laktat sendiri, molekul asam piruvat hasil glikolisis akan menerima elektron dan juga hidrogen dari NADH.

Transfer elektron dan juga hidrogen perlu menghasilkan suatu NADH+ kembali dimana pada waktu yang sama, asam piruvat akan diubah menjadi suatu asam laktat yang perlu menghasilkan kisaran 2 ATP.

Pada respirasi aerob dan anaerob, asam piruvat yang merupakan hasil proses glikolisis merupakan sesuatu yang bersifat substrat.

Asam piruvat yang dihasilkan pada sebuah proses glikolisis dapat dimetabolisasi menjadi suatu senyawa yang berbeda juga tergantung pada tersedia atau tidaknya oksigen.

Pada kondisi aerob yang merupakan terdapatnya oksigen, sistem sendiri dapat mengatalisis oksidasi asam piruvat CO2 dan H2O serta enzim mitokondria menjadi energi.

Dalam suatu kondisi anaerob, sel serta jaringan tumbuhan dapat mengubah asam piruvat agar menjadi CO2 dan juga etil alkohol serta memiliki energi.

Bisa juga asam piruvat didalam sel otot menjadi CO2 dan asam laktat serta memiliki energi.

Bentuk dari respirasi lazimnya dikenal dengan nama fermentasi dimana untuk respirasi anaerob, jalur-jalur yang dapat dicapai meliputi lintasan glikolisis, suatu pembentukan alkohol atau fermentasi alkohol juga pembentukan asam laktat atau yang disebut dengan fermentasi asam laktat.

Juga terdapat akseptor elektron terakhir yang bukan oksigen tetapi molekul alkohol atau asam laktat. Nantinya energi yang dihasilkan hanya berupa 2 buah molekul ATP untuk setiap molekul glukosa yang ada.

Perbedaan Respirasi Aerob dan Anaerob

Perbedaan kebutuhan oksigen

Perbedaan yang paling mendasar antara respirasi aerob dan anaerob terletak pada kebutuhan atau tidaknya suatu organisme pada oksigen dimana biasanya oksigen digunakan dalam suatu proses respirasi.

Jadi ketika respirasi aerob, oksigen tentu sangat dibutuhkan karena termasuk dalam unsur utama yang akan mendukung keberhasilan proses katabolisme pada endingnya.

Sementara dalam proses respirasi anaerob, organisme tidak butuh keberadaan oksigen itu sendiri. Contohnya adalah dalam proses fotosintesis.

Fotosintesis merupakan suatu peristiwa penggunaan energi cahaya yang diperlukan dalam membentuk suatu senyawa dasar karbohidrat dari karbondioksida serta juga udara.

Fotosintesis ini terjadi di dalam kloroplas dimana reaksi fotosintesisnya dapat disingkat sebagai berikut :

12H2O + 6CO2    →→→    C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Dalam suatu proses fotosintesis juga terdapat suatu reaksi yang sering disebut sebagai reaksi terang dan reaksi gelap. Reaksi terang terjadi dalam tiga proses yang akan berlangsung didalam kloroplas dimana secara khusus terjadi pada membran tilakoid. Reaksi terang akan terjadi dalam tiga tahapan yang meliputi :

• Pigmen fotosintesis akan menyerap suatu energi cahaya dan kemudian melepaskan suatu elektron yang nantinya akan masuk ke sistem transpor elektron.
• Ketika molekul air pecah, ATP dan juga NADPH akan terbentuk kemudian oksigen akan segera dikirim.
• Suatu saat pigmen yang melepaskan elektron akan berusaha menerima kembali suatu elektron sebagai cara.

Sementara dalam reaksi gelap pada proses fotosintesis, reaksi gelap ini terjadi pada bagian kloroplas yaitu stroma dimana reaksi gelap terjadi melalui beberapa tahapan berikut ini, meliputi :

• Karbondioksida nantinya akan menghasilkan sebuah RuBP dan terdiri atas 5 atom C yang menjadi senyawa 6 karbon yang labil. Senyawa tersebut kemudian akan memecah menjadi 2 PGA.
• Masing – masing PGA akan menerima gugus fosfat dari ATP juga menerima hidrogen dan juga elektron dari NADPH dimana reaksi semacam ini akan menghasilkan PGAL pada akhirnya.
• Pada masing – masing 6 molekul karbondioksida yang dihasilkan akan dihasilkan sebanyak 12 PGAL.
• Dari sebanyak 12 PGAL tersebut, 10 molekul kembali ke tahap awal menjadi RuBP dan seterusnya dimana RuBP akan mengikat CO2 yang baru.
• 2 PGAL yang lainnya juga akan turut melakukan suatu kondensasi menjadi glukosa 6 fosfat. Molekul ini merupakan suatu prekursor atau bahan baku untuk produk akhir menjadi molekul sukrosa atau tepung pati.
• perbedaan tempat
  

Perbedaan Respirasi Aerob dan Anaerob

Dalam proses respirasi aerob dan juga anaerob keduanya terjadi di tempat yang berbeda. Pada respirasi aerob umumnya terjadi pada organel sel yang sering disebut dengan mitokondria. Sementara respirasi anaerob biasanya berlangsung pada area sitoplasma.

Perbedaan proses beserta tahapan

Perbedaan respirasi aerob dan juga anaerob terdapat pada proses beserta tahapannya. Proses respirasi aerob sendiri cenderung jauh lebih rumit dan jauh lebih banyak karena melalui beberapa tahapan yang meliputi : glikolisis, siklus krebs, dan juga transport elektron.

Sementara pada respirasi anaerob prosesnya cenderung jauh lebih sederhana dibandingkan dengan proses respirasi aerob. Pada proses respirasi proses anaerob melalui tahapan glikolisis dan juga fermentasi saja.

Perbedaan produk energi yang dihasilkan

Dalam proses respirasi aerob akan menghasilkan suatu energi yang jauh lebih besar jika dibandingkan dengan proses respirasi aerob.

Jadi jika kita hitung respirasi aerob pada umumnya menghasilkan energi sebesar 36 ATP sementara untuk respirasi anaerob hanya menghasilkan energi kurang lebih 2 ATP.

Perbedaan hasil samping

Selain pada produk energi yang dihasilkan, perbedaan respirasi aerob dan anaerob ini juga terletak pada hasil samping atau sisa yang terbentuk selama proses berlangsung.

Respirasi aerob itu sendiri perlu merombak substrat menjadi CO2 dan juga H2O jauh lebih sempurna. Pada akhirnya nanti semua hidrogen yang terlepas dari substrat selama proses akan bereaksi dengan oksigen dan akan memberikan hasil akhir berupa udara.

Sementara itu pada suatu respirasi anaerob biasanya substrat akan dirombak menjadi udara secara tidak sempurna.

Sebagian hidrogen yang terlepas dari suatu substrat selama proses akan bereaksi dengan senyawa yang lain dan kemudian akan membentuk berbagai jenis asam seperti asam piruvat, asam laktat, dan juga etanol.

Sebenarnya perbedaan banyak respirasi aerob dan anaerob masih banyak lagi. Tidak terbatas pada keempat perbedaan yang sudah kami sebutkan tadi.

Hanya beberapa perbedaan yang sudah kami uraikan diatas merupakan perbedaan antara aerob dan anaerob dalam respirasi yang paling utama.

Yang lainnya merupakan perbedaan yang tidak terlalu mencolok sehingga sudah dapat ditunjukkan dengan beberapa perbedaan antara respirasi aerob dan anaerob seperti yang kami sebutkan sebelumnya.

Sehingga sudah cukup dengan penjelasan ini saja bisa menjelaskan proses antara kedua respirasi tersebut yang berlangsung.

Contoh Respirasi Aerob dan Anaerob dalam Kehidupan sehari-hari

Sementara untuk contoh respirasi anaerob contohnya juga banyak kita temukan dalam kehidupan sehari-hari sekitar kita. Contoh pada respirasi anaerob yang terjadi pada peristiwa berikut :

1. Peristiwa asam laktat

Tak hanya makhluk hidup prokariotik saja yang mengalami respirasi anaerob, tetapi manusia juga dapat mengalaminya. Tepatnya terdapat pada bagian sel otot.

Peristiwa yang terjadi ketika manusia menggunakan ototnya secara maksimal sehingga pada akhirnya oksigen didalam tubuh akan berkurang.

Hal tersebut akan menjadi penyebab terjadinya penimbunan asam laktat pada otot dimana hal ini akan menjadi penyebab elastisitas otot akan berkurang. Sehingga ketika otot berkurang maka otot akan terserang kram dan juga merasa kelelahan.

2. Fermentasi alkohol

Fermentasi alkohol pada respirasi aerob dan anaerob menggunakan jamur ragi. Ragi ini akan mengalami suatu respirasi anaerob dan kemudian mengubah menjadi lebih penuh cita rasa kembali. Perubahan yang terjadi adalah berasal dari asam piruvat kemudian menjadi etil akohol.

3. Respirasi sulfat

Dalam respirasi sulfat, respirasi yang terjadi pada suatu bakteri heterotrofik dimana contohnya adalah yang berjenis desulfovibrio. Dalam proses respirasi sulfat yang seperti pada akhirnya bakteri perlu membutuhkan sulfat untuk mengubah agar bisa menjadi sulfit.

Baik hewan dan tumbuhan juga akan melepaskan energi dari makanan dengan menggunakan proses respirasi. Hal ini merupakan suatu konsekuensi wajib yang perlu kita semua tahu.

Hal ini terjadi juga karena respirasi merupakan suatu proses penciptaan energi dari glukosa atau bahan organik lainnya yang merupakan rangkaian reaksi kimia yang terdapat dalam tubuh manusia.

Didalam tubuh manusia, asupan makanan yang kita lakukan berupa suatu oksidasi oleh aktivitas metabolik atau kimia didalam sel – sel tubuh juga hadir.

Sehingga hasil energi semuanya nanti akan didapatkan dan kita bisa melakukan berbagai macam pekerjaan pada akhirnya berkat adanya fungsi tersebut dari proses respirasi yang berlangsung.

Dalam proses respirasi, energy kimia didalam glukosa dapat digunakan untuk menyediakan energy lain yang dibutuhkan untuk tubuh dalam proses pertumbuhan, perbaikan dan juga gerakan. Itulah contoh salah satunya dari respirasi aerob.