siklus krebs

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan. Contoh: Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya: C6H,206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi (gluLosa) Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap : 1. Glikolisis. 2. Daur Krebs. 3. Transpor elektron respirasi. 1. Glikolids: Peristiwa perubahan : Glukosa Þ Glulosa - 6 - fosfat Þ Fruktosa 1,6 difosfat Þ 3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Þ Asam piravat. Jadi hasil dari glikolisis : 1.1. 2 molekul asam piravat. 1.2. 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi. 1.3. 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa. 2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat): Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia Gbr. Bagan reaksi pada siklus Krebs 3. Rantai Transportasi Elektron Respiratori: Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi. Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut: PROSES AKSEPTOR ATP 1. Glikolisis: Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP 2. Siklus Krebs: 2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP 2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2 3. Rantai trsnspor elektron respirator: 10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP 2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP Total 38 ATP Kesimpulan : Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.

Contoh:
Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H,206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(gluLosa)

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :

1. Glikolisis.
2. Daur Krebs.
3. Transpor elektron respirasi.

1. Glikolids:
Peristiwa perubahan :
Glukosa Þ Glulosa - 6 - fosfat Þ Fruktosa 1,6 difosfat Þ
3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Þ Asam piravat.
Jadi hasil dari glikolisis :
1.1. 2 molekul asam piravat.
1.2. 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi
tinggi.
1.3. 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

2. Daur Krebs (daur trikarbekdlat):
Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia

Gbr. Bagan reaksi pada siklus Krebs

3. Rantai Transportasi Elektron Respiratori:
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.

Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.

Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

PROSES AKSEPTOR ATP

1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP
2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2
3. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP

Total 38 ATP

Kesimpulan :
Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——> 6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP.\\\\

                        metabolisme

Metabolisme adalah proses-proses kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk hidup/sel. Metabolisme disebut juga reaksi enzimatis, karena metabolisme terjadi selalu menggunakan katalisator enzim. Metabolisme merupakan modifikasi senyawa kimia secara biokimia di dalam organisme dan sel

Berdasarkan prosesnya metabolisme terbagi atas 2 yaitu:

A. KATABOLISME

Kabolisme adalah jalur yang menguraikan molekul kompleks menjadi senyawa sederhana mencakup:

A1. respirasi sel

Respirasi sel berlangsung didalam mitokondria melalui proses glikolisis, yakni proses pengubahan atom C6 menjadi C3. Dilanjutkan dengan proses dekarboksilasi oksidatif yang mengubah senyawa C3 menjadi senyawa C2 dan C1 (CO2). Kemudian daur krebs mengubah senyawa C2 menjadi senyawa C1(CO2¬).

Pada setiap tingkatan ini dihasilkan energy berupa ATP (adenosine Tri Phosphat) dan Hidrogen . hydrogen yang berenergi bergabung dengan akseptor hydrogen untuk dibawa ke transfer electron ; energynya dilepaskan dan hydrogen diterima oleh O2 menjadi H2O .

Didalam proses respirasi dihasilkan senyawa antara CO2 yang merupakan bahan dasarproses anabolisme.

Didalam proses respirasi sel bahan bakarnya adalah gula heksosa. Pembakaran tersebut memerlukan oksigen bebas, sehingga reaksi keseluruhan dapat ditukis sebagai berikut :

C6h12O6 + 6 CO2 ---------------- 6 CO2 + 6H2O + 675 kal

Dalam respirasi aerob. Gula heksosa mengalami pembongkaran dengan proses yang sangat panjang. Pertamakali glukosa sebagai bahan dasar mengalami fosfolarisasi, yaitu proses penambahan fosfat kepada molekul – molekul glukosa hingga menjadi fruktosa -1, 6 – difosfat. Pada fosforilasi , ATP dan ADP memgang peranan penting sebagai pengisi fosfat.

Adapun pengubahan fruktosa – 1 , 6 – dipospat hingga akhirnya menjadi CO2 dan H2O dapat dibagi menjadi empat tahap , yaitu glikolisis, reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif), siklus krebs, dan transfer electron.

1. Glikolisis

Adalah rangkaian reaksi pengubahan molekul glukosa menjadi asam piruvat dengan menghasilkan NADH dan ATP.

Sifat – sifat glikolisis ialah:

a. Dapat berlangsung secara aerob maupun anaerob

b. Dalam glikolisis terdapat kegiatan enzimatis dan AdenosineTrifosfat (ATP) serta Adenosine Difosfat (ADP)

c. ADP dan ATP berperan dalam pemindahan fosfat dari molekul satu ke molekul lainnya.

. Reaksi Antara

Setelah glikolisis terjadi reaksi antara. (dekarboksilasi oksidatif), yaitu pengubahan asam piruvat menjadi 2 asetil KoA sambil menghasilkan CO2 dan 2NADH2 yang reaksinya adalah :

2 NAD 2NADH2

2(C3H4O3) 2 (C3H3O) – KoA + 2CO2

Piruvat Asetil KoA

Perubahan asam piruvat menjadi asetil KoA merupakan persimpangan jalan untuk menuju berbagai biosintesis yang lain. Asetil KoA yang terbentuk kemudian memasuki siklus krebs.

3. Siklus Krebs ( Siklus Asam Sitrat)

Pada siklus krebs ini (terjadi dimatriks mitokondria) asetil KoA diubah menjadi KoA. Asetil KoA bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. KoA dilepaskan sehingga memungkinkan untuk mengambil fragmen 2C lain dari asam piruvat.

SIKLUS KREBS

gambar:siklus krebs2.jpg

Pembentukan asam sitrat terjadi diawal siklus krebs , sementara itu sisa dua karbon dari glukosa dilepaskan sebagai CO2.

Selama terjadi pembentukan – pembentukan , energy yang dibutuhkan dilepaskan untuk menggabungkan fosfat denga ADP membentuk molekul ATP.

Pada siklus krebs , pemecahan rantai karbon pada glukosa selesai, Jadi, sebagai hasil dari glikoslisis , reaksi antara dan siklus krebs adalah pemecahan satu molekul glukosa 6 karbon menjadi 6 molekul 1 karbon, selain itu juga dihasilkan 2 molekul ATP dari glikolisis dan 2 ATP lagi dari siklus krebs.

Perlu diingat bahwa tiap – tiap proses melepaskan atom hydrogen yang ditranspor ke sistem transport electron oleh molekul pembawa .

4. Sistem transport electron

Pada sistem transpor electron berlangsung pengepakan energy dari glukosa menjadi ATP.

Reaksi ini terjadi didalam membaran dalam mitokondria, hydrogen dari siklus krebs yang tergabung dalam FADH2dan NADH diubah menjadi elektorn dan proton.

Pada sistem transport electron ini, oksigen adalah akseptor electron yang terakhir , setelah menerima electron , O2 akan bereaksi dengan H+ membentuk H2O. pada sistem ini dihasilkan 34 ATP.

Jadi total ATP yang dihasilkan dari respirasi seluler adalah sebagai berikut:

Secara tidak langsung secara Lewat sistem transport elektron langsung

Glikolisis 2 NADH2 = 6 ATP 2 ATP

Reaksi antara 2 NADH2 = 6 ATP

Siklus Krebs 6 NADH2 = 18 ATP 2 ATP

2 FADH2 = 4 ATP

------------------------------------ ------------------

34 ATP 4 ATP

5. Respirasi Aerob dan Anaerob

Respirasi aerob adalah suatu proses pernapasan yang membutuhkan iksigen dari udara.

Ada beberapa tumbuhan yang kegiatan respirasinya menurun bila konsentrasi oksigen di udara dibawah normal, misalnya bayam, wortel dan bebrapa tumbuhan lainnya.

Respirasi anaerob dapat pula disebut fermentasi atau respirasi intramolekul. Tujuan fermentasi sama dengan respirasi aerob, yaitu mendapatkan energy. Hanya saja energi yang dihasilkan jauh lebih sedikit dari respirasi aerob.

Perhatikan reaksi dibawah ini!

Respirasi aerob :

C6H12O6 ---- 6 CO2 + 6 H2O + 675 kal + 38 ATP

Respiasi anaerob:

C6H12O6 ------ 2 C2H5OH + 2CO2 + 21 kal + 2 ATP

Pernapasan anaerob dapat berlangsung didalam udara bebas, tetapi proses ini tidak menggunakan O2 yang disediakan di udara. Fermentasi sering pula disebut sebagai peragian alcohol atau alkoholisasi.

Pada respirasi aerob maupun anaerob, asam piruvat hasil proses glikolisis merupakan substrat.

Perhatikan skema dibawah ini !

Respirasi aerob dan respirasi anaerob

a) Asam piruvat dalam respirasi anaerob

.

Metabolisme mencakup sintesis (anabolisme) dan penguraian (katabolisme) molekul organik kompleks. Metabolisme biasanya terdiri atas tahapan-tahapan yang melibatkan enzim, yang dikenal pula sebagai jalur metabolisme. Metabolism total merupakan semua proses biokimia di dalam organisme. Metabolisme sel mencakup semua proses kimia di dalam sel. Tanpa metabolisme, makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup.

B. ANABOLISME

Anabolisme adalah suatu peristiwa perubahan senyawa sederhana menjadi senyawa kompleks, nama lain dari anabolisme adalah peristiwa sintesis atau penyusunan. Anabolisme memerlukan energi, misalnya : energi cahaya untuk fotosintesis, energi kimia untuk kemosintesis.

. Fotosintesis

Arti fotosintesis adalah proses penyusunan atau pembentukan dengan menggunakan energi cahaya atau foton.

Fotosintesis terjadi di kloroplast. Membran dalam kloropas, membran tilakoid ada penerusan dari lapisan fosfolipid bilayer yang diatur menjadi kantung-kantung pipih yang ditumpuk jadi satu. Struktur tumpukan ini dinamakan grana.

a. Reaksi Terang

memerlukan cahaya berlangsung pada bagian grana dalam kloroplas. Reaksi terang merupakan tahapan fotosintesis yang mengubah energi matahari menjadi energi jimia. Cahaya diabsorpsi oleh klorofil dan digunakan untuk membuat energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH. Air dipisahkan menjadi proton (H+ ); elektron dan oksigen selama reaksi berlangsung. Persamaan keseimbangan kimia untuk reaksi cahaya adalah sebagai berikut :

prosesnya meliputi :

klorofil cahaya matahari Klorofil e (aktivasi klorofil)... aktivasi klorofil

H2 O H+ + OH¨ ... fotolisis H2 O

OH¨ + OH H2 O + O2

NADP+ NADPH2

Pembentuk ATP dari ADP dengan mengikat gugus fosfat.

Reaksi : 12 ADP + 12 Pospat ----> 12 ATP.

b. Reaksi Gelap

- Terjadi pada stroma kloroplas

- Reaksi yang dapat (bukan harus) berlangsung dalam gelap, karena enzim-enzim untuk fiksasi CO2 pada stroma kloroplas tidak memerlukan cahaya tetapi membutuhkan ATP dan NADPH yang menghasilkan dari reaksi terang.

- Menggunakan daur Celvin (daur reduksi karbon, daur C-3) yang terdiri atas 3 bagian utama yaitu :

• Korbaksilasi adalah penambahan CO2 ke RuBp (Ribulosa Bi Phospat) membentuk dua molekul APG (asam Phospo gliserat), dengan bantuan enzim korbaksilase.

• Reduksi adalah perubahan gugus karboksil dalam APG menjadi gugus aldehid dalam PGAL (phospo gliserat aldehid)

• Regenerasi adalah pembentukan kembali RuBP yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2, kembali yang berdifusi ke dalam daun melalui stomata.

CO2 + RuBP APG

(Fiksasi CO2 ) ATP, NADPH2,

ADP , NADP

PGAL

Glukosa Amilum

(Polimerasasi produk)

2. Kemosintesis

adalah proses asimilasi karbon yang energinya berasal dari reaksi-reaksi kimia, dan tidak diperlukan klorofil. Umumnya dilakukan oleh mikroorganisme, misalnya bakteri. Organisme disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi yang timbul digunakan untuk asimilasi karbon.

Contoh, bakteri nitrit : Nitrosomonas, Nitrosococcus

2NH3 + 3O2 2 HNO2 + 2H2 O +Energi

contoh, Bakteri nitrat : Nitrobacter

2 HNO2 + O2 2HNO3 + Energi

contoh, Bakteri belerang : Thiobacillus, Bagiatoa

2S + 2H2 O + 3O2