Indikator 28: Respirasi Anaerob

Respirasi Anaerob

Respirasi anaerob adalah proses respirasi yang tidak memerlukan oksigen. Salah satu contoh proses ini adalah proses fermentasi. Respirasi anaerob dapat terjadi pada manusia dan hewan jika tubuh memerlukan energi secara cepat. Pada mikroorganisme seperti bakteri dan jamur, respirasi anaerob dilakukan karena keadaan lingkungan yang tidak memungkinkan dan belum memiliki sistem metabolisme yang kompleks.

Oksigen diperlukan dalam respirasi aerob sebagai penerima H yang terakhir dan membentuk H2O. Bila berlangsung aktivitas respirasi yang sangat intensif seperti pada kontraksi otot yang berat akan terjadi kekurangan oksigen yang menyebabkan berlangsungnya respirasi anaerob. Contoh respirasi anaerob adalah fermentasi asam laktat pada otot, dan fermentasi alkohol yang dilakukan oleh jamur Sacharromyces (ragi). 

I. Fermentasi alkohol

Beberapa organisme seperti khamir (Saccharomyces cereviceace) melakukan fermentasi alkohol. Organisme ini mengubah glukosa melalui fermentasi menjadi alkohol (etanol).

Pada fermentasi alkohol asam piruvat diubah menjadi asetaldehid yang kemudian menerima H dari NADH sehingga terbentuk etanol. Reaksi ini juga menghasilkan 2 ATP.

CH3.CO.COOH —–> CH3.CHO + NADH —–> C2H50H + NAD + E

(asam piruvat)              (asetaldehid)                       (etanol)

Fermentasi alkohol merupakan jenis fermentasi yang banyak digunakan manusia selama ribuan tahun dalam pengolahan bahan makanan. Khamir banyak digunakan dalam pembuatan roti dan minuman beralkohol.

II. Fermentasi Asam Laktat

Sama halnya dengan fermentasi alkohol, fermentasi asam laktat dimulai dengan tahap glikolisis. Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel otot dan beberapa sel lainnya, serta beberapa bakteri asam laktat. Pada otot, proses ini dapat menyediakan energi yang dibutuhkan secara cepat. Akan tetapi, penumpukan asam laktat berlebih dapat menyebabkan otot lelah. Asam laktat berlebih dibawa darah menuju hati untuk diubah kembali menjadi asam piruvat. Industri susu menggunakan fermentasi asam laktat oleh bakteri untuk membuat keju dan yoghurt.

Asam piruvat yang  terbentuk pada glikolisis tidak memasuki daur Krebs dan rantai transpor elektron karena tak ada oksigen sebagai penerima H yang terakhir. Akibatnya asam piruvat direduksi karena menerima H dari NADH yang terbentuk saat glikolisis, dan terbentuklah asam laktat yang menyebabkan rasa lelah pada otot. Peristiwa ini hanya menghasilkan 2 ATP untuk setiap mol glukosa yang direspirasi.

CH3.CO.COOH + NADH —–> CH3.CHOH.COOH + NAD + E

(asam piruvat)                           (asam laktat) 

Video.

Latihan Soal.

1. Seorang atlit sedang melakukan pemanasan dengan cari berlari mengelilingi lapangan, respirasi anaerob yang dilakukan oleh atlit tersebut menghasilkan ...
A. Asam cuka
B. Asam piruvat
C. Glukosa
D. Alkohol
E. Asam laktat

2. Dalam proses pembuatan tape ketan terjadi proses fermentasi. Urutan proses fermentasi di atas adalah ....
A. tepung – gula – alkohol
B. gula – alkohol – tepung
C. tepung – alkohol – gula
D. alkohol – gula – tepung
E. gula – tepung – alkohol           

3. Fermentasi merupakan suatu proses pemecahan molekul gula menjadi molekul yang lebih sederhana dengan menggunakan ....
A. enzim dan oksigen
B. enzim tanpa oksigen
C. enzim
D. oksigen
E. karbondioksida

4. Sel ragi dapat melakukan fermentasi karena mengandung.....
A. Alkohol
B. Enzim
C. Karbohidrat
D. Glukosa
E. Asam

5. Pada fermentasi alkohol didahului dengan ….
A. pengubahan asam piruvat menjadi asam asetat dan CO2
B. pengubahan asam piruvat menjadi asam laktat dan O2
C. pengubahan asam piruvat menjadi asam asetat dan H2O
D. pengubahan asam asetat menjadi asam piruvat
E. pengubahan asam asetat menjadi asam piruvat dan CO2

6. Respirasi anaerob yang terjadi pada tubuh kita membentuk zat racun yang disebut....
A. Asam piruvat
B. Asam asetat
C. Asam laktat
D. Alkohol
E. Etanol

7. Jumlah ATP yang dihasilkan pada respirasi anaerob adalah…
A. 1 ATP
B. 2 ATP
C. 4 ATP
D. 36 ATP
E. 38 ATP

8. Perhatikan skema tahap respirasi anaerob di dalam otot berikut ini!

    C6H12O6 à (   P   ) à (   Q   ) + 2 ATP

    Bagian yang ditunjukan P dan Q adalah…
A. fosfogliseraldehid dan asetil KoA
B. asetil KoA dan fosforgliseraldehid
C. asam piruvat dan asetil KoA
D. asetil KoA dan asam laktat
E. asam piruvat dan asam laktat

9. Perhatikan skema reaksi anaerob berikut:

     Berturut-turut, X dan Y adalah…
A. 1 asetaldehid dan 1 etanol
B. 2 asetaldehid dan 2 etanol
C. 1 etanol dan 1 asetaldehid
D. 2 etano dan 2 asetaldehid
E. 2 asetyl Co-A dan 2 ATP

10. Perbedaan antara fermentasi alcohol dengan fermentasi asam yaitu pada fermentasi alcohol…
A. asam piruvat menghasilkan dekarboksilasi
B. asam piruvat menghasilkan reduksi
C. asam piruvat menghasilkan oksidasi
D.dihasilkan senyawa Karbon
E. terjadi pereduksian oleh NADH

11.  Reaksi yang terjadi pada respirasi anaerob adalah…
A. etanol à asam cuka à H2O
B. asam cuka à etanol à H2O
C. 2 piruvat à asetil koA à 2 CO2
D. glukosa à piruvat à laktat
E. glukosa à piruvat à asetaldehid

12.  Energi yang diperoleh dalam proses respirasi anaerob pada pembentukan asam laktat jauh lebih kecil dibandingkan dengan respirasi aerob. Hal ini terjadi karena respirasi anaerob…
A. menghasilkan senyawa yang bersift racun
B. menghasilkan senyawa yang berkarbon 4
C. prosesnya rerjadi pada matriks mitokondria
D. membentuk NADH untuk daur Krebs
E. umumnya dilakukan oleh mikroorganisme tanpa oksigen

13.  Ciri-ciri reaksi fermentasi adalah…
A. berlawanan dengan proses kimia yang cepat
B. berlawanan dengan proses kimia aerob 
C. dihasilkan sedikit energi dibandingkan respirasi aerob
D. terjadi tahap CO2 maupun dengan O2
E. hanya terbentuk pada organisme yang hidup di dalam tanah

14.  Perhatikan pernyataan berikut ini:

1) membutukan oksigen dari udara

2) menghasilkan CO2 dan H2O

3) tidak melalui proses glikosis

4) Jumlah energi dihasilkan 2 ATP

5) Terjadi peribahan asam piruvat jadi asam laktat

Proses yang terjadi pada respirasi anaerob adalah…
A.1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 3 dan 5
E. 4 dan 5

15. Perhatikan diagram proses respirasi anaerob berikut:

ATP, piruvat dan etanol pada proses respirasi anaerob ditunjukan oleh nomor…

A. 1-2-4
B. 1-2-5
C. 1-4-5
D. 3-2-4
E. 3-4-5

Pembahasan:

1.     Jawaban: E

Respirasi anaerob menghasilkan asam laktat.

2.     Jawaban: A

Tape ketan berbahan dasar beras ketan. Beras ketan mengandung tepung, Selanjutnya, zat tepung akan diuraikan menjadi zat yang lebih sederhana berupa glukosa. Selanjutnya, glukosa akan diubah menjadi alkohol dengan bantuan bakteri Shaccaromyces sereviceae.

3.     Jawaban: B

Karena pada fermentasi alkohol, asam piruvat mengalami dekarboksilasi (sebuah molekul CO2 dikeluarkan) dan dikatalisis oleh enzim alkohol dehidrogenase menjadi alkohol  dan terjadi degradasi molekul NADH menjadi NAD+ serta membebaskan energi/kalor. Proses ini berlangsung tanpa menggunakan oksigen bebas sebagai penerima atom hidrogen (H) terakhir.

4.     Jawaban: D

Karena Pada respirasi anaerob, tahapan yang ditempuh meliputi :

Ragi dapat melakukan fermentasi alkohol karena mengandung karbohidrat. Dimana karbohidrat ini akan melalui tahapan glikolisis, dimana 1 molekul glukosa (C6) akan diuraikan menjadi asam piruvat, NADH dan 2 ATP. Kemudian melalui tahap pembentukan alkohol ( fermentasi alkohol) dan akseptor elektron terakhir bukan oksigen, tetapi senyawa lain yaitu alkohol. Energi (ATP) yang dihasilkan dari proses ini sekitar 2 ATP.

5.     Jawaban: A

Proses fermentasi alkohol secara ringkas adalah:

Glukosa --> asam piruvat --> etanol (C2H5OH) + CO2 + energi

6.     Jawaban: C

Asam laktat adalah zat kimia yang merugikan karena bersifat racun bagi otot. Penimbunan asam laktat yang banyak pada sel otot mengakibatkan kelelahan dan kram otot.

7.     Jawaban: B

Reaksi anaerob menghasilkan 2 NADH dan 2 ATP.

8.     Jawaban: E

Reaksi fermentasi pada soal adalah reaksi fermentasi asam laktat. Huruf P dan Q secara berurutan adalah asam piruvat dan asam laktat.

9.     Jawaban: B

Pada respirasi anaerob, terutama fermentasi alkohol akan membentuk senyawa antara, yaitu asetaldehid sebelum akhirnya menghasilkan etanol. Jadi dari 2 asam piruvat yang merupakan hasil glikolisis akan menghasilkan 2 asetaldehid dan diubah menjadi 2 etanol.

10. Jawaban: A

Fermentasi alcohol dilakukan oleh mikroorganisme. Mikroorganisme tersebut mampu mendekarboksilasi asam piruvat menjadi asetaldehid.

11. Jawaban: E

Respirasi anaerob membutukan glukosa, kemudian melalui jalur glikolisis menghasilkan 2 molekul asam piruvat dan 2 ATP. Tidak adanya oksigen, memotong jalur dari asam piruvat menjadi asetaldehid kemudian berubah menjadi senyawa etanol. Glukosa à 2 asam piruvat à 2 asetaldehid à 2 etanol

12. Jawaban: B

Respirasi anaerob berlangsung pada sitoplasma, tidak membutuhkan oksigen, dan tidak melewati siklus Krebs. Oleh karena itu, energi yang dihasilkan hanya 2 ATP dari proses glikolisis. Selain itu, hasil akshir respirasi anaerob berupa senyawa berkarbon 4. Senyawa tersebut dapat diuraikan lagi untuk membentuk energi.

13. Jawaban: C

Fermentasi biasanya dilakukan oleh mikroorganisme. Ia juga terjadi dalam sel otot manusia saat membutuhkan banyak energi tetapi pasokan oksigen sedikit. Hasil akhir reaksi dapat diurai lagi untuk memproses energi. Energi yang sihasilkan lebih sedikit dibandingkan dengan respirasi aerob.

14. Jawaban: E

Peristiwa yang terjadi dalam respirasi anaerob yaitu perubahan dari asam piruvat menjadi asam laktat (5) dan jumlah energi yang dihasilkan adalah 2 ATP (4)

15. Jawaban: B

Keterangan gambar sebagai berikut:

1: ATP

2: asam piruvat

3: CO2

4: asetaldehid

5: etanol

Sumber:

Wingati Hadi Omegawati, Teo Sukoco, Rumiyati, Siti Nur Hidayah. Detik-Detik Ujian Nasional: Biologi, Tahun Pelajaran 2014/2015.

Adip MS, Esthiwi RP, Nur Miftah Hanifa, Yuli Pratiwi, D. C. Ningsih, Triyani. Strategi & Kupas SKL UN SMA/MA IPA 2015 Edisi Lengkap. Solo: Genta Smart Production, 2014