Upload
vonhu
View
251
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
2
Energi Matahari
Ekosistem
Fotosintesis
Respirasi Selular
Kerja SelularEnergi Panas
Fotosintesis danRespirasi merupakanproses yang berkebalikan
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
3
Aktivitas hidup memerlukan energi dalam bentuk ATP
GambarOrangberolah raga
Pernapasan
Paru-paru
Aliran darahSel-sel ototmelakukanRespirasiSelular
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
4
ATP dapat digunakan untuk:Protein membran
Kerja transpor
Kerja mekanik
Kerja kimia
Solut Solut ditranspor
Portein motor Portein dipindahkan
Reaktan Produk
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan 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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
9
Lintasan Respirasi Aerobik-Anaerobik
Asam Piruvat KetersediaanOksigen
Oksigentak ada / tak cukup
Oksigenada / cukup
RespirasiAnaerobik
RespirasiAerobik
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
10
Lintasan Respirasi Anaerobik
Contoh : Fermentasi pada Ragi
2 Piruvat
2 Asetaldehid2 Etanol
Glukosa
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
14
Perubahan piruvat menjadi asetil KoA
sitosol
Protein transpor
Mitokondria
PiruvatKoenzim A Asetil Ko A
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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)
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
17
Mengapa harus ada rantai transpor elektron ?
Pelepasanenergipanas
Energiuntuk
sintesis
Dari makanan via NADH
Rantai transporelektron
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
18Rantai Transpor Elektron ATP sintase
Aliranelektron
NADH NAD+
KompleksProteinPembawaelektron
H+
H+ H+ H+
H+
ADPATP
P+
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
20
Sitosol Mitokondria
elektronmelintasimembran
2 PiruvatGlikolisis
GlukosaRantai transport
elektron danfosforilasi oksidatif
Fosforilasisubstrat
Fosforilasioksidatif
Fosforilasisubstrat
Maksimum per satumol glukosa 38 ATP
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
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
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
24
ATP diperlukan untuk menggerakkan biosintesis
Grupamino
Asam amino Asam lemak Gliserol Gula
KarbohidratLemakProtein
Sintesis GlukosaAsetilKoA
SiklusKreb
sel, jaringan, organisma
BIO 101 / V / Glikolisis dan Respirasi
25
Lintasan PemecahanBahan Makanan
Makanan, co. kacang tanah
FosforilasiOksidatif
Karbohidrat Lemak Protein
Glukosa Gliserol Asam lemak Asam aminoGrup amino
GlikolisisAsetilKoA
SiklusKreb
ATP