Indikator 26: Respirasi Aerob

Respirasi Aerob

Respirasi aerob adalah proses pembebasan energi yang terkandung dalam makanan menjadi energy ATP yang dibutuhkan oleh tubuh kita untuk melaksanakan kinerjanya.

Secara keseluruhan, respirasi aerob itu seperti gambar di bawah ini: 

1) GLIKOLISIS

a) Terjadi pada sitosol

b) Berlangsung secara anaerob

c) Tahapan :

i) Tahap pertama adalah pemecahan molekul glukosa(6C) membentuk senyawa berupa Phosfogliseraldehid (PGAL), yaitu senyawa beratom C-6 yang mendapat tambahan fosfat yang memerlukan energy dari 2 molekul ATP

ii) Tahap selanjutnya adalah dimana molekul PGAL kemudian akan membelah membentuk 2 senyawa 3 rantai karbon dan 1 fosfat yang disebut 3GP atau 3-Phospoglycerade, kemudian masing-masing 3GP akan berubah menjadi asam piruvat dengan melepaskan energi sebanyak 1 molekul ATP dan pelepasan 1 atom hidrogen yang berpotensi energi tinggi, dimana selanjutnya hidrogen yang dilepaskan ini akan ditangkap oleh kofaktor berupa NAD+ dan membentuk senyawa 2NADH2.

iii) Hasil akhir dari tahap Glikolisis menghasilkan 2 molekul asam piruvat, 2 molekul ATP, dan 2 molekul NADH2. Selanjutnya senyawa asam piruvat memasuki membran mitokondria untuk tahap berikutnya

2) DEKARBOKSILASI OKSIDATIF

a) Sebelum masuk ke tahap selanjutnya dalam mitokondria, asam piruvat terlebih dahulu akan diubah menjadi senyawa Asetil Co-A dan berlangsung dalam membrane mitokondria. Tahapannya sebagai berikut:

i) Senyawa asam piruvat yang mengandung 3 atom karbon, dioksidasi dengan bantuan enzim piruvat dehidrogenase untuk melepas 1 atom karbonnya dan mengubahnya menjadi CO_2. Bersamaan dengan terbentuknya CO2, NAD+ akan direduksi dan membentuk NADH.

ii) Selanjutnya, terbentuklah senyawa dengan 2 atom karbon yang disebut acetyl group, yang kemudian akan ditambahkan dengan koenzim A membentuk Acetyl Koenzim-A

3) SIKLUS KREB

a) Berlangsung dalam matriks mitokondria

b) Tahapan siklus krebs:

i) Siklus Krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratom C6).

ii) Secara bertahap Asam sitrat melepaskan satu per satu atom C nya hingga akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat(beratom C4), peristiwa ini diikuti dengan reaksi reduksi (pelepasan elektron & ion hidrogen) oleh NAD+ dan FAD+ menghasilkan 2 molekul NADH2, 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP. Dari seluruh rangkaian peristiwa siklus Krebs dihasilkan : 4 molekul CO2, 6 molekul NADH2 , 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP.

4) TRANSPORT ELEKTRON

a) Sebanyak 10 molekul NADH2 dan 2 molekul FADH2 dihasilkan selama tahap glikolisis dan siklus Krebs. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transpor elektron.

b) Tahapan :

i) Mula-mula molekul NADH2 memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase kembali menjadi ion NAD+ diikuti pelepasan 3 ATP, kemudian diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoproteinkembali menjadi ion FAD+ dan menghasilkan 2 molekul ATP, keduanya juga melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron, peristiwa ini disebut reaksi oksidasi.

ii) Selanjutnya elektron ini akan ditangkap oleh Fe+++ sebagai akseptor elektron dan dikatalis oleh enzim sitokrom b, c, dan a. Peristiwa ini disebut reaksireduksi. Reaksi reduksi dan oksidasi ini berjalan terus sampai elektron ini ditangkap oleh Oksigen (O2) sehingga berikatan dengan ion Hidrogen (H+) menghasilkan H2O (air). Hasil akhir dari sistem transpor elektron ini adalah 34 

molekul ATP, 6 molekul H2O (air).

Secara keseluruhan reaksi respirasi sel aerob menghasilkan 38 molekul ATP, 6 molekul H2O, dan 6 molekul CO2.

15 Contoh Soal:

1. Pernyataan manakah di bawah ini yang benar ?

A. Amilum harus dijadikan glukosa dahulu sebelum direspirasi aerob maupun anaerob

B. O2 hanya diperlukan pada respirasi aerob, tetapi H2O terbentuk baik pada respirasi aerob maupun      anaerob

C. Jumlah makanan yang sama yang direspirasi aerob maupun anaerob, akan menghasilkan jumlah          energi yang sama pula

D. CO2 dan H2O terbentuk baik pada respirasi aerob maupun anaerob

E. Respirasi anaerob hanya berlangsung pada substratnya dan respirasi aerob berlangsung pada sel

2. Pada fotosintesis non siklik terjadi pemecahan molekul air yang membebaskan oksigen dan hydrogen yang diikat olh molekul akseptor. Berikut ini manakah yang merupakan akseptor hydrogen?

A. Flavin Adenin Dinukleotida ( FAD )

B. Nikotiamin Adenin Dinukleotida ( NAD )

C. Nikotiamin Adenin Dinukleotida Phospat ( NADP )

D. Asam phospoenolpiruvat (PEP)

E. Ribulose diphospat (RDP)

3. Sebelum siklus asam sitrat, asam piruvat yang diproduksi pada glikolisis pertama sekali dikonversi menjadi :

A. Koenzim A

B. Asetil Koenzim A

C. Oksiasi piruvat

D. Sitrat

E. Etanol

4. Apa saja yang dihasilkan selama tahap glikolisis dan siklus Krebs:

A. 10 molekul NADH2, 2 molekul FADH2

B. 11 molekul NADH2, 2 molekul FADH2

C. 10 molekul NADH2, 5 molekul FADH2

D. 10 molekul NADH2, 10 molekul FADH2

E. 10 molekul NADH2, 5 molekul FADH2

5. Respirasi aerob adalah proses pembebasan energi

A.  proses pembebasan cahaya

B.  proses pembebasan energi

C.  proses pembebasan molekul

D.  proses pembebasan O2

E.  proses pembebasan CO2

 6. Berikut ini adalah jenis enzim yang termasuk dalam golongan karbohidrase, kecuali ....

A. katalase

B. hidrolase

C. karboksilase

D. sitokrom

E. selulose

7   Perhatikan salah satu daur biogeokimia di samping!

 

Pada daur oksigen seperti pada skema X, Y, dan Z secara berurutan adalah ….
A. O2, fotosintesis, dan CO2
B. O2, respirasi aerob, dan CO2
C. CO2, fotosintesis, dan O2
D. CO2, respirasi anaerob, dan O2
E. O2, CO2 dan fotosintesis

8. Daging yang dibekukan di dalam lemari es tidak membusuk. Kejadian ini dapat dijelaskan sebagai ….

A. daging tersebut tidak mengalami metabolisme

B. di dalam lemari es tidak berlangsung respirasi aerobic

C. pada suhu rendah enzim mikroorganisme pembusuk tidak bekerja

D. di dalam lemari es tidak ada cahaya

E. di dalam lemari es tidak ada O2

9. Enzim memiliki sifat sebagai berikut, kecuali ….

A. berperan sebagai biokatalisator

B. bekerja pada suhu dan pH tertentu

C. kerjanya dipengaruhi oleh ketersediaan air

D. terdiri dari zat protein

E. setiap enzim dapat bekerja untuk berbagai zat

10. Dalam tubuh makhluk hidup. Karena itu enzim mempunyai sifat-sifat berikut, kecuali ….

A. sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya

B. bekerja baik ekstra maupun intraseluler

C. banyak dihasilkan organel mitokondria

D. hanya bekerja pada substrat tertentu yang sesuai

E. oleh enzim, segala pross kimia berjalan hemat, cepat, dan memerlukan sedikit energi

11. Enzim yang dipakai pada proses sintesis untuk menghasilkan energi dalam sel disebut ….

A. koenzim

B. haloenzim

C. endoenzim

D. eksoenzim

E. apoenzim

12. Perhatikan gambar disamping !

Pernyataan yang benar mengenai sifat enzim berdasarkan gambar adalah …

A. mempercepat reaksi kimia

B. menghambat reaksi kimia

C. terdiri atas protein

D. kerja enzim spesifik

E. bekerja dua arah

13. Enzim termasuk senyawa organic, tersusun atas protein, dan bertindak sebagai biokatalisator dalam metabolisme memiliki sifat ….

A. bekerja irreversible pada suatu reaksi kimia

B. kerja enzim tidak bersifat khusus

C. ikut bereaksi bersama substrat yang dipengaruhinya

D. makin tinggi konsentrasi enzim, makin lambat reaksi kimianya

E. tidak menentukan arah reaksi kimia

14.Kesimpulan yang dapat dikemukakan dari hasil percobaan di atas adalah ….

A. enzim katalase bekerja optimal pada suhu 40◦ C

B. pada jantung, kerja enzim katalase sangat dipengaruhi oleh temperature

C. enzim katalase banyak dijumpai di hati daripada di jantung

D. kerja enzim katalase tidak dipengaruhi oleh pH

E. Pada hati, kerja enzim katalase tidak dipengaruhi oleh Ph dan temperature

15. Contoh enzim dan hasil kerjanya yang berperan dalam metabolisme sel adalah ….

A. maltase, pembentukan maltosa

B. katalase, menguraikan peroksida air

C. protease, pembentukan protein

D. lipase, menguraikan lemak

E. glukase, pembentukan glukosa

 Pembahasan:

1. Jawaban : A

Amilum merupakan polisakarida ( senyawa kompleks ) yang tidak bisa langsung terurai apabila dioksidasi sehingga harus dalam bentuk monosakarida ( Gkujosa , Fructosa , Galaktosa dll)

Makanan meskipun ukuran sama tidak menghasilkan kalori yang sama , misal 1 gram Lemak akan menghasilkan 9,3 kalori dibandingkan karbohidrat dan protein dalam jumlah sama ( 1 gram - 4,1 kalori) karena lemak akan dikatabolisme menghasilkan dua senyawa yaitu asam lemak dan gliserol OK

2. Jawaban : C

2H+ dari fotolisis H2O akan diikat oleh akseptor hydrogen NADP menjadi NADPH2.

3. Jawaban : B

Glukosa diubah menjadi asam piruvat, asam piruvat diubah menjadi asetil KoA

4. Jawaban : A

10 molekul NADH2 dan 2 molekul FADH2 dihasilkan selama tahap glikolisis dan siklus Krebs

5. Jawaban : B

Respirasi aerob adalah proses pembebasan energi yang terkandung dalam makanan menjadi energy ATP yang dibutuhkan oleh tubuh kita untuk melaksanakan kinerjanya.

6. Jawaban : D

Jenis-jenis enzim yang termasuk ke dalam golongan karbohidrase adalah katalase, selulose, hidrolase, dan karboksilase.

Sitokrom bukan termasuk enzim. Sitokrom adalah pigmen yang dapat dioksidasi dan umum terdapat di dalam sel.

7. Jawaban: D

Dalam daur oksigen, tumbuhan melepaskan oksigen (Y) sebagai salah satu hasil dari reaksi kimia fotosintesis disamping hasil lainnya berupa glukosa. Oksigen tersebut dilepaskan oleh tumbuhan ke udara (Z). Oksigen selanjutnya dibutuhkan oleh organisme yang melakukan respirasi seluler melalui peristiwa pernapasan (respirasi). Melalui peristiwa respirasi juga oksigen dilepaskan ke lingkungan dalam bentuk senyawa CO2 dimana CO2 digunakan oleh tumbuhan dalam peristiwa fotosintesis. Reaksi fotosintesis secara sederhana adalah sebagai berikut 6CO2 + 6H2O àC6H12O6 + 6O2.

8. Jawaban : C

Pembahasan :

Seperti yang telah kita ketahui, kerja enzim dipengaruhi lingkungan.

Pada suhu rendah misalnya 0◦ C atau di bawahnya seperti pada lemari es, enzim bersifat nonaktif, tetapi tidak rusak, sehingga di dalam kulkas daging tidak membusuk. Enzim baru dapat bekerja optimal pada suhu 30◦ C.

9. Jawaban : E

Pembahasan :

Berperan sebagai biokatalisator

Bekerja pada suhu tertentu

Bekerja pada pH tertentu

Bekerja spesifik (khas), jadi setiap enzim hanya bekerja untuk satu substrat.

Enzim merupakan biokatalisator pada proses-proses metabolisme

10. Jawaban : C

Pembahasan :

Karakteristik enzim :

Sifatnya sama dengan sifat protein pada umumnya

Dapat bekerja di dalam atau di luar sel

Hanya bekerja pada substrat tertentu

Mempercepat reaksi kimia dan memerlukan sedikit energi

Enzim umumnya dihasilkan oleh ribosom

11. Jawaban : B

 Pembahasan :

Endoenzim adalah enzim yang bekerja di dalam sel

Koenzim adalah enzim yang terdiri dari bahan organic dan berdiri sendiri

Apoenzim adalah enzim yang tersusun atas protein aktif

Holoenzim adalah apoenzim dan koenzim yang bersatu

Eksoenzim adalah enzim yang bekerja di luar sel

12. Jawaban : D

Pembahasan :

Permukaan enzim memiliki tempat bergabung dengan substrat yang disebut lokasi aktif.

Hubungan enzim dengan substrat bagaikan kunci dengan anak kunci sehingga hanya substrat khusus yang dapat bergabung karena kerja dari enzim sangatlah spesifik.

13. Jawaban : E

Pembahasan :

Sifat yang dimiliki oleh enzim :

Sebagai biokatalisator artinya mempercepat raksi tapi tidak menentukan arah reaksi

Dapat bekerja bolak-balik

Merupakan protein yang sangat spesifik

14. Jawaban : C

Pembahasan :

Enzim ktalase lebih banyak di hati daripada di jantung, sehingga salah satu fungsi hati adalah menetralkan racun.

15. Jawaban : C

Pembahasan :

maltase mengubah maltosa menjadi 2 mol glokosa

protease mengubah protein menjadi dipepetida

lipase mengubah lemak menjadi asam lemak dan gliserol

kalalase menguraikan H2O2-H2O+O2

Daftar pustaka:

1. Adip Ma'rifu Sururi, Dhara Nurani. Detik-detik Ujian Nasional: Biologi. Tahun Pelajaran 2014/2015. Klaten: PT Intan Pariwawa, 2015