BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pernapasan pada tumbuhan disebut juga dengan respirasi. Terdapat dua macam respirasi, respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen, sedangkan respirasi anaerob tidak menggunakan oksigen.
Respirasi menghasilkan 36 ATP dari 3 tahapan, yaitu glikolisis, siklus krebs, dan tranpor electron. Respirasi penting untuk tumbuhan untuk itu perlu di pelajari mengenai respirasi.
1.2 Tujuan
- Untuk mengetahui definisi respirasi
- Untuk mengetahui macam respirasi
- Untuk mengetahui proses respirasi
- Untuk mengetahui factor yang mempengaruhi respirasi
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Respirasi
v Respirasi merupakan proses pernapasan pada tumbuhan untuk memperoleh energy .
(Hendaryono, 1998)
v Respirasi adalah serangkaian reaksi yang menghasilkan ATP menggunakan molekul anorganik sebagai akhir akseptor elektronnya.
(Abdurahman, 2008)
v Respiration is the release of energy from glucose molecules that are broken down to individual carbondioxide molecules, and initiated in the cytoplasm and completed in the mitochondria.
(Hanslmeier, 2009)
v Respiration is the breakdown of glucose to release energy using oxygen.
(Arnold, 2007)
v Respiration is exchange of gases oxygen and carbon dioxide that essential to life.
(Schroeder, 2004)
2.2 Macam-macam Respirasi
2.2.1 Respirasi Aerob
Respirasi aerob adalah respirasi yang memerlukan oksigen. Respirasi aerob terjaid pada sitoplasma dan didalam mitokondria dan menghasilkan 36 ATP dari sati molekul glukosa.
(Ferdinand, 2007)
2.2.2 Respirasi Anaerob
Respirasi anaerob adalah respirasi tidak memerlukan oksigen dan menghasilkan ATP yang lebih sedikit. Respirasi anaerob terjadi pada fermentasi alcohol dan fermentasi asam laktat.
(Ferdinand, 2007)
2.3 Tahapan Respirasi
2.3.1 Glikolisis
Pada tahap ini terjadi pengubahan senyawa glukosa dengan 6 atom C menjadi dua senyawa asam piruvat dengan 3 atom C. serta NADH dan ATP. Tahap glikolisis belum membutuhkan Oksigen.
Glikolisis dapat disimpulkan dalam dua tahap :
1. Reaksi penambahan gugus fosfat. Pada tahap ini di gunakan dua molekul ATP
2. Gliseraldehid-3-fosfat diubah menjadi asam pirufat. Selain itu, dihasilkan 4 molekul ATP dan 2 molekul NADH.
Walaupun 4 molekul ATP dibentuk pada tahap glikolisis, namun hasil reaksi keseluruhan adalah dua molekul ATP.
(Abdurahman, 2008)
2.3.2 Siklus Krebs
Dua molekul asam piruvat dari glikolisis ditransportasikan dari sitoplasma ke dalam mitokondria, tempat terjadinya siklus krebs. Akan tetapi asam piruvat sendiri tidak akan memasuki reaksi siklus krebs tersebut. Asam piruvat akan di ubah menjadi asetil koenzim A. Komplek senyawa asetil koA inilah yang akan memasuki siklus Krebs atau dikenal sebagai siklus asam sitrat. Koenzim A pada pembentukan asetil koA merupakan turunan dari vitamin B.
Setiap tahapan dalam daur asam sitrat di katalis oleh enzim yang khusus. Berikut beberapa tahapan yang terjadi dalam daur siklus sitrat :
a. Asetil koA menyumbangkan gugus asetil pada oksaloasetat sehingga terbentuk asam sitrat. Koenzim A akan dikeluarkan dan digantikan dengan penambahan molekul air.
b. Perubahan formasi asam sitrat menjadi asam isositrat akan disertai pelepasan air.
c. Asam isositrat akan melepaskan satu gugus atom C dengan bentuk enzim asam isositrat dehidrogenase, membentuk asam a –ketoglutarat. NAD+ akan mendapatkan donor electron dari hydrogen untuk membentuk NADH. Asam A-ketoglutarat selanjutnya diubah menjadi suksinil koA
d. Asam suksinat tiokinase membantu pelepasan gugus koA dan ADP mendapatkan donor fosfat menjadi ATP. Akhirnya suksinil koA berubah menjadi asam suksinat.
e. Asam suksinat dengan bantuan suksinat dehidrogenase akan berubah menjadi asam fumarat disertai dengan pelepasan satu gugus electron. Pada tahap ini, electron akan ditangkap oleh akseptor FAD menjadi FADH2.
f. Asam fumarat akan di ubah menjadi asam malat dengan bantuan enzim fumarase.
g. Asam malat akan membentuk asam oksaloasetat dengan bantuan enzim asam malat dehidrogenase. NAD+ akan menerima sumbangan electron dari tahap ini akan membentuk NADH.
h. Dengan terbentuknya asam oksaloasetat, siklus akan dapat dimulai lagi dengan sumbangan dua gugus karbon dari asetil koA.
Molekul-molekul sumber electron seperti NADH dan FADH2 dari glikolisis dan siklus kebs, selanjutnya memasuki tahap transfer electron untuk menghasilkan molekul berenergi yang siap digunakan.
(Abdurahman, 2008)
2.3.3 Transpor Elektron
Tahap ini terjadi di ruang intermembran dari mitokondria. Pada tahap ini ATP paling banyak dihasilkan.
a. Enzim dehidrogenase mengambil hydrogen dari zat yang akan diubah oleh enzim (sustrat). Hydrogen mengalami ionisasi (2H à 2H+ + 2e) . proton hydrogen mereduksi koenzim NAD melalui reaksi NAD + H+ à NADH + H+. NADH dari matrik mitokondria masuk ke ruang intermembran melewati membrane dalam, kemudian memasuki system rantai pernapasan.
b. NADH dioksidasi menjadi NAD+ dengan memindah ion hydrogen kepada flavoprotein (FP), flavin mononukleotida (FMN), atau FAD yang bertindak sebagai pembawa ion hydrogen dikeluarkan ke matrik sitoplasma untuk membentuk molekul H2O.
c. Elektron akan berpindah dari ubiquinon keprotein yang mengandung besi dan sulfur à sitokrom b à koenzim quinon à sitokrom b2 sitokrom o à sitokrom c à sitokrom a à sitokrom a3. Dan terakhir diterima oleh molekul oksigen sehingga terbentuk H2O.
(Abdurahman, 2008)
2.4 Faktor-faktor Yang Mempengaruhi Respirasi
2.4.1 Faktor Luar
1. Ketersediaan substrat : Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat.
2. Ketersediaan oksigen : Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama.
3. Suhu : Semakin tinggi suhu, semakin tinggi laju respirasi. Laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies.
(Anonymous, a. 2011)
2.4.2 Faktor Dalam
1. Tipe dan umur tumbuhan : Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolisme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.
(Anonymous, a. 2011)
2.5 Perbedaan Respirasi Dan Fotosintesis
Respirasi
|
Fotosintesis
| |
Bahan Dasar
|
C6H12O6
|
CO2 dan H2O
|
Produk Akhir
|
CO2 dan H2O
|
C6H12O6, O2
|
Bagian yang terlibat
|
Sitoplasma, Mitokondria
|
Kloroplas
|
Produk ATP
|
Fosforilasi tingkat substrat, oksidasi fosforilasi
|
Melalui fotofosforilasi
|
Lokasi Transfer Elektron
|
Membrane dalam mitokondria
|
Membrane tilakoid
|
Sumber Elektron Pada Rantai Elektron
|
NADH
|
Pada fotofosforilasi non siklik H2O
|
Pembawa Elektron
|
NAD+ direduksi membentuk NADH
|
NADP+ direduksi membentuk NADPH2
|
Akseptor Elektron pada Ujung Rantai Elektron
|
O2
|
Pada fotofosforilasi non siklik NADP+
|
(Santoso, 2007)
2.6 Metabolisme Respirasi Pada Perkecambahan Biji
Proses perkecambahan benih merupakan suatu rangkaian kompleks dari perubahan-perubahan morfologi, fisologi, dan biokimia. Tahap pertama suatu perkecambahan benih dimulai dengan proses penyerapan air oleh benih, melunaknya kulit benih dan hidrasi dari protoplasma. Tahap kedua dimulai dengan kegiatan-kegiatan sel dan enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi benih tahap ketiga merupakan tahap dimana terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak dan protein menjadi bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titik tumbuh. Tahap keempat adalah asimililasi dari bahan-bahan yang telah diuraikan tadi di daerah meristematik untuk menghasilkan energi baru. Kegiatan pembentukan komponen dan pertumbuhan sel baru. Tahap kelima adalah pertumbuhan dari kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada titik-titik tumbuh. Sementara penyerapan air oleh benih terjadi pada tahap pertama biasanya berlangsung sampai jaringan mempunyai kandungan air 40 – 60 % (atau 67 – 150 % atas dasar berat kering). Dan akan meningkat lagi pada saat munculnya radikula sampai jaringan penyimpanan dan kecambah yang sedang tumbuh mempunyai kandunga air 70 - 90 %. Metabolisme sel-sel mulai setelah menyerap air yang meliputi reaksi-rekasi perombakan yang biasa disebut katabolisme dan sintesa komponen-komponen untuk pertumbuhan disebut anabolisme. Proses metabolisme ini akan berlangsung terus dan merupakan pendukung dari pertumbuhan kecambah sampai tanaman dewasa.
(Anonymous, b. 2011)
DAFTAR PUSTAKA
Abdurahman, Deden. 2008. Biologi Kelompok Pertanian. Bandung : Grafindo Media Pratama.
Anonymous, b. 2011. http://asgarsel.blogspot.com/2009/10/anatomi-dan-perkecambahan-biji-dikotil.html Diakses tanggal 16 Oktober 2011.
Arnold, Brian & Hannah Kingston. 2007. GCSE Success OCR Science Foundation Revision Guide. Letts and Londsdale.
Ferdinand, Fiktor & Moekti Ariwibowo. 2007. Praktis Belajar Biologi. Jakarta : Visindo Media Persada.
Hanslmeier, Arnold. 2009. Habitability And Cosmic Catastrophes. Austria : Springer.
Hendaryono, Daisy P. 1998. Budi Daya Anggrek Dengan Bibit Dalam Botol. Yogyakarta : Kanisius.
Santoso, Begot. 2007. Biologi Pelajaran Biologi Untuk SMA. Jakarta : Ganeca Exact.
Schroeder, Carol L. 2004. Medical Terminology For Health Professions. America : Cengage Learning.
