GLIKOLISIS DAN RESPIRASI - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~tpb/files/materi/biologi/Kuliah 3 Respirasi...

BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi

1

RESPIRASI SELULARCara Sel Memanen Energi

TIK: Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapatmenjelaskan cara sel memanen energi kimiamelalui proses respirasi selular dan faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi

Pokok Bahasan:Glikolisis

Respirasi Anaerob

Respirasi Aerob: Siklus Krebs & Rantai Respirasi

Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi


2

Energi Matahari

Ekosistem

Fotosintesis

Respirasi Selular

Kerja SelularEnergi Panas

Fotosintesis danRespirasi merupakanproses yang berkebalikan


3

Aktivitas hidup memerlukan energi dalam bentuk ATP

GambarOrangberolah raga

Pernapasan

Paru-paru

Aliran darahSel-sel ototmelakukanRespirasiSelular


4

ATP dapat digunakan untuk:Protein membran

Kerja transpor

Kerja mekanik

Kerja kimia

Solut Solut ditranspor

Portein motor Portein dipindahkan

Reaktan Produk


5

ATP dihasilkan dari proses oksidasi molekul organik(seperti glukosa) di dalam sel hidup

Glukosa + Oksigen Karbondioksida + Air + Energi

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O

ΔG = - 686 kkal/mol

Oksidasi

Reduksi

Reaksi oksidasi dan reduksi memiliki peran pentingdalam proses-proses biologi, seperti Respirasi


6

Respirasi Selular

C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

6 CO2 + 12 H2O + ATP

Melibatkan reaksi oksidasi-reduksi di dalam sel

Memanen energi kimia menjadi ATP

Reaksi umum


7

1 molekul Glukosa 2 molekul asam piruvat2 ATP

4 ATP2 NADH

Glikolisis tahap awal dari respirasi selular

Terjadi pada seluruh organismeMenggunakan enzim-enzim sitoplasma

Glikolisis

Respirasi selular

sitosol

2 piruvat

glukosa


8

Glikolisis Glukosa

Glukosa 6-Fosfat

Fruktosa 6-Fosfat

Fruktosa 1,6-difosfat

Gliseraldehid 3-difosfat

Tahap persiapan(memerlukan

energi)

Asam 1,3-difosfogliserat (2 molekul)

Asam 3-fosfogliserat (2 molekul)

Asam 2-fosfogliserat (2 molekul)

Asam fosfoenolpiruvat(2 molekul)

Asam piruvat (2 molekul per molekul glukosa)

ATP

ATP

ADP

ADP

NADH

ATP

ATP

Tahapmenghasilkan

energi


9

Lintasan Respirasi Aerobik-Anaerobik

Asam Piruvat KetersediaanOksigen

Oksigentak ada / tak cukup

Oksigenada / cukup

RespirasiAnaerobik

RespirasiAerobik


10

Lintasan Respirasi Anaerobik

Contoh : Fermentasi pada Ragi

2 Piruvat

2 Asetaldehid2 Etanol

Glukosa


11

Timbunan asam laktat menurunkan pH otot sehinggakapasitas serat otot menurun, menimbulkan rasa lelah.

Asam laktat dibawa ke liver, dan diubah kembalimenjadi asam piruvat jika oksigen telah cukup kembali.

Pada respirasi anaerob hanya dihasilkan 2 ATP (per 1 molekul glukosa)

Pada otot hewan dan manusia saat kontraksi berlebihan

Glukosa

2 Asam laktat

2 Piruvat


12

Lintasan Respirasi Aerobik

Respirasi :

Pernapasan (memasukkan O2 dan mengeluarkan CO2)

Oksidasi molekul-molekul organik oleh sel (respirasi selular)

terjadi di dalam mitokondria (pada sel-sel eukariot)

Keterangan :• membran luar : permeabel terhadap sebagian besar molekul kecil• membran dalam : hanya dapat melewatkan molekul-molekul tertentu

seperti asam piruvat dan ATP

Membrandalam

Membranluar

Komplekssintesis ATP

Ruangintermembran matriks Krista


13

Respirasi aerobikTahap awal : oksidasi asam piruvatSiklus KrebsTransport elektron

Rantai transport e-

dan kemiosmosis

mitokondria

Elektron berenergitinggi dibawa NADH

Fluidasitoplasma

CO2

ATP ATP ATP

Glikolisisglukosa asam piruvat

CO2

NADH & FADH2

siklusKrebs


14

Perubahan piruvat menjadi asetil KoA

sitosol

Protein transpor

Mitokondria

PiruvatKoenzim A Asetil Ko A


15

Siklus Krebs

Asam sitrat(6 karbon) Asam α-ketoglutarat

(5 karbon)

Asam suksinat(4 karbon)

Asam malat(4 karbon)

Asam oksaloasetat(4 karbon)

Asetil KoA(2 karbon

masuk)


16

Rantai Transport Elektron

Hasil oksidasi gula menghasilkan :- ATP- NADH dan FADH2 (pembawa elektron berenergi tinggi)

Elektron berenergi tinggi dalam NADH dan FADH2dilewatkan setahap demi setahap ke tingkat energi yang rendah dan akhirnya diterima oksigen (O2)

Rantai Transport Elektron

SiklusKrebs

Energi

TereduksiTeroksidasi


17

Mengapa harus ada rantai transpor elektron ?

Pelepasanenergipanas

Energiuntuk

sintesis

Dari makanan via NADH

Rantai transporelektron


18Rantai Transpor Elektron ATP sintase

Aliranelektron

NADH NAD+

KompleksProteinPembawaelektron

H+

H+ H+ H+

H+

ADPATP

P+


19

Sintesis ATP Melalui Kemiosmosis

Digerakkan oleh gradien proton (H+) antara ruangantar membran dan matriks mitokondriaMelibatkan 2 hal :

- gradien proton- energi potensial yang terbentuk dilepaskan dan

digunakan untuk membentuk ATP


20

Sitosol Mitokondria

elektronmelintasimembran

2 PiruvatGlikolisis

GlukosaRantai transport

elektron danfosforilasi oksidatif

Fosforilasisubstrat

Fosforilasioksidatif

Fosforilasisubstrat

Maksimum per satumol glukosa 38 ATP


21

Energi maksimum hasil oksidasi 1 molekul glukosa

Tempat proses Produk Setara ATP Total ATP

Dalam sitoplasmaglikolisis 2 ATP 2 ATP 2 ATP

Dalam mitokondriadari glikolisis 2 NADH 6 ATP 6 ATP

dari respirasiasam piruvat- 1 NADH 3 ATP (2 X) 6 ATPAsetil KoA

Siklus Krebs 3 NADH 9 ATP1 FADH2 2 ATP (2 X) 24 ATP1 ATP 1 ATP

Total 38 ATP


22

Efisiensi Konversi Energi

25 % energi terpakai

75 % hilang sebagai panas

40 % energi (ATP)

60 % hilang

Sel hidup

Gula dibakar 100 % hilangsebagai panas

Mesin mobil


23

Rantai transpor elektron ATP sintase

Pengaruh senyawa racun pada proses transpor elektron dan kemiosmosis (Cambel et al., 2000).

- Rotenon: termasuk insektisida,

- oligomisin: fungisida,

- dinitrophenol (DNP) pernah digunakan sebagai obat penurun berat badan

Rotenon Sianida, CO Oligomisin


24

ATP diperlukan untuk menggerakkan biosintesis

Grupamino

Asam amino Asam lemak Gliserol Gula

KarbohidratLemakProtein

Sintesis GlukosaAsetilKoA

SiklusKreb

sel, jaringan, organisma


25

Lintasan PemecahanBahan Makanan

Makanan, co. kacang tanah

FosforilasiOksidatif

Karbohidrat Lemak Protein

Glukosa Gliserol Asam lemak Asam aminoGrup amino

GlikolisisAsetilKoA

SiklusKreb

ATP

GLIKOLISIS DAN RESPIRASI - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~tpb/files/materi/biologi/Kuliah 3 Respirasi...

Documents

Transcript of GLIKOLISIS DAN RESPIRASI - web.ipb.ac.idweb.ipb.ac.id/~tpb/files/materi/biologi/Kuliah 3 Respirasi...