Tahapan Katabolisme Karbohidrat Respirasi Aerob dan Anaerob

2:26 PM Add Comment
Metabolismedalam makhluk hidup dapat dibedakan menjadi katabolisme dan anabolisme. Pengertian Katabolisme adalah proses penguraian atau pemecahan senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana. Dalam proses katabolisme, terjadi pelepasan energi sebagai hasil pemecahan senyawa-senyawa organik kompleks tersebut. Adapun anabolisme adalah proses pembentukan atau penyusunan senyawa organik sederhana menjadi senyawa kompleks. Kebalikan dari katabolisme, proses anabolisme ini memerlukan energi. Kali ini akan dibahas mengenai proses katabolisme.
Metabolisme

Contoh dari proses katabolisme adalah respirasi selular. Berbeda dengan pengertian respirasi pada umumnya (proses pengikatan O2 ), respirasi selular diartikan sebagai jalur katabolik (penghasil energi) dengan cara: melepaskan energi yang tersimpan dengan memecah molekul kompleks (karbohidrat, lemak dan protein).

Respirasi selular terjadi pada semua sel tubuh hewan maupun tumbuhan terutama di mitokondria. Pada respirasi selular, molekul glukosa (karbohidrat) dan bahan makanan lain diuraikan atau dipecah menjadi karbon dioksida (CO2 ), air (H2O), dan energi dalam bentuk ATP. Berdasarkan keterlibatan oksigen dalam prosesnya, respirasi selular terbagi menjadi respirasi aerob dan respirasi anaerob.
Apakah Anda tahu perbedaannya?

Jika tidak langsung kita bahas bersama.

1. Respirasi Aerob

Respirasi aerob adalah proses respirasi yang menggunakan oksigen. Secara sederhana, proses respirasi aerob pada glukosa dituliskan sebagai berikut.



Apakah respirasi aerob terjadi sesederhana reaksi ini?. Tentusaja tidak, Proses respirasi aerob ini melewati tiga tahapan, yaitu:

a. Glikolisis,
b. Siklus Krebs, dan
c. Rantai transfer elektron.

Bagaimana proses terjadinya di ketiga tahapan tersebut.? Langsung saja kita bahas bersama...

a. Glikolisis

Glikolisismerupakan serangkaian reaksi yang terjadi di sitosol pada hampir semua sel hidup. 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 yang terdiri atas sepuluh reaksi, dapat disimpulkan dalam dua tahap:

  • Reaksi penambahan gugus fosfat. Pada tahap ini digunakan duamolekul ATP (terjadi pada fase investasi energy yang mencakup lima langkah pertama).
  • Gliseraldehid-3-fosfat diubah menjadi asam piruvat. Selain itu, dihasilkan 4 molekul ATP dan 2 molekul NADH (fase pembayaran energy mencakup lima langkah berikutnya).




Pada tahap glikolisis dihasilkan energi dalam bentuk ATP sebanyak 4 ATP. Namun karena 2 ATP digunakan pada awal glikolisis maka hasil akhir energi yang didapat adalah 2 ATP.

b. Siklus Krebs

Siklus asam sitratjuga disebut siklus as.trikarboksilat atau yang sering kita sebut Siklus Krebsdijelaskan pertama kali oleh Hans Krebs pada sekitar 1930-an. Dalam siklus Krebs, satu molekul asetil KoA akan menghasilkan 4 NADH, 1 GTP, dan 1 FADH. GTP (guanin trifosfat) merupakan salah satu bentuk molekul berenergi tinggi. Energi yang dihasilkan satu molekul GTP setara dengan energi yang dihasilkan satu molekul ATP. Molekul CO2  juga dihasilkan dari siklus Krebs ini. Karena satu molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul.

Siklus ini merupakan tahap kedua dalam respirasi aerob dan terjadi di matriks mitokondria.Siklus ini melibatkan 2 siklus untuk memetabolisme glukosa, yaitu tiap satu siklus untuk satu asetil ko.A.

Siklus ini dimulai dari dua molekul asam piruvat hasil dari glikolisis yang ditransportasikan dari sitoplasma ke dalam mitokondria, tempat terjadinya siklus Krebs. Akan tetapi, asam piruvat sendiri tidak akan memasuki reaksi siklus Krebs tersebut. Asam piruvat tersebut akan diubah menjadi asetil koenzim A (asetil koA). Tahap pengubahan asam piruvat menjadi asetil koenzim A ini terkadang disebut tahap transisi atau reaksi dekarboksilasi oksidatif. Berikut ini gambar proses pengubahan satu asam piruvat menjadi asetil koenzim A.



Kompleks senyawa asetil koenzim A inilah yang akan memasuki siklus Krebs atau yang dikenal juga sebagai siklus asam sitrat. Koenzim A pada pembentukan asetil KoA merupakan turunan dari vitamin B.


Penjelasan :
  • Setiap satu asetil ko.A (2C) yang masuk ke dalam siklus krebs dan bergabung dengan asam oksaloasetat (4C), terbentuk asam sitrat (6C)àdioksidasià melepaskan CO2 dan membebaskan H+dan e-  à asam ketoglutarat (5C)àPembebasan e- mereduksi energy karier yaitu NAD+ menjadi NADH dan FAD+ menjadi FADH2. à as. ketoglutarat juga direduksi. Siklus terus berlanjut untuk mengoksidasi asam suksinat, asam fumarat, dan asam malat, dan yang lainnya. Dan memproduksi lebih banyak CO2, NADH, FADH2dan ATP.
  • H2O ditambahkan untuk menyuplai lebih banyak H+.  CO2 adalah produk sampah dari hasil respirasi dan dikeluarkan oleh sel. Asam oksaloasetat diregenerasikan untuk memulai siklus selanjutnya. NADH, FADH2 yang dihasilkan akan bermigrasi pada tahap selanjutnya yaitu rantai transport elektron.
  •  Di dapatkan dalam satu asetil ko.A didapatkan energy 1 ATP, 1 FADH2 , dan 3 NADH. Karena yang masuk tadi adalah dua molekul asetil ko.A, maka didapatkan 2 ATP, 2 FADH2 , dan 6 NADH


Selain dihasilkan energi pada siklus Krebs, juga dihasilkan hidrogen yang direaksikan dengan oksigen membentuk air. Molekul-molekul sumber elektron seperti NADH dan FADH2  dari glikolisis dan siklus Krebs, selanjutnya memasuki tahap transpor elektron untuk menghasilkan molekul berenergi siap pakai.

c. Sistem Transfer Elektron

Tahap terakhir dari respirasi seluler aerob adalah sistem transfer elektron. Tahap ini terjadi pada ruang intermembran dari mitokondria. Pada tahap inilah ATP paling banyak dihasilkan.

Seperti Anda ketahui, sejauh ini hanya dihasilkan 4 molekul ATP dari satu molekul glukosa, yaitu 2 molekul dari glikolisis dan 2 molekul dari sikluk Krebs. Akan tetapi, dari glikolisis dan siklus Krebs dihasilkan 10 NADH (2 dari glikolisis, 2 dari tahap transisi siklus Krebs, dan 6 dari siklus Krebs) dan 2 FADH2 . Molekul-molekul inilah yang akan berperan dalam menghasilkan ATP.

Jika Anda perhatikan, meskipun glikolisis dan siklus Krebs termasuk tahap respirasi aerob, namun sejauh ini belum ada molekul oksigen yang terlibat langsung dalam reaksi. Pada tahap transfer elektron inilah oksigen terlibat secara langsung dalam reaksi.

Pada reaksi pertama, NADH mentransfer sepasang elekron kepada molekul flavoprotein (FP). Transfer elektron mereduksi flavoprotein, sedangkan NADH teroksidasi kembali menjadi ion NAD+. Elektron bergerak dari flavoprotein menuju sedikitnya enam akseptor elektron yang berbeda. Akhirnya, elektron mencapai akseptor protein terakhir berupa sitokrom a dan  a3 . Perhatikan gambar berikut.


Akseptor terakhir dari rantai reaksi merupakan oksigen. Elektron berenergi tinggi dari NADH dan FADH2 memasuki sistem reaksi. Dalam perjalanannya, energi elektron tersebut mengalami penurunan energi yang digunakan untuk proses fosforilasi ADP menjadi ATP sehingga satu molekul NADH setara dengan 3 ATP dan satu molekul FADH2  setara dengan 2 ATP. Berapakan total ATP yang dihasilkan satu molekul glukosa melalui respirasi aerob? Perhatikan gambar berikut.


2. 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.

Mengapa respirasi anaerob dapat terjadi dan berapa banyak energi yang dihasilkannya? Masih ingatkah Anda tahap glikolisis pada respirasi aerob? Pada tahap tersebut, glukosa dapat dipecah untuk menghasilkan total 2 ATP dan tidak memerlukan oksigen. Meskipun energi yang dihasilkannya jauh lebih kecil daripada respirasi aerob, jumlah ini cukup bagi mikroorganisme dan energi awal bagi hewan.

Selain menghasilkan ATP, glikolisis juga menghasilkan NADH dan NAD+. Tanpa suplai NAD+ yang memadai, proses glikolisis pada respirasi anaerob dapat terhenti. Oleh karena itu, organisme yang melakukan respirasi anaerob harus mampu mengoksidasi NADH menjadi NAD+ kembali. Berdasarkan hal tersebut terdapat dua cara respirasi anaerob yang dilakukan organisme.

a. Fermentasi alkohol

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



Proses fermentasi alkohol diawali dengan pemecahan satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat. Pada proses tersebut, dibentuk juga 2 ATP dan 2 NADH. Setiap asam piruvat diubah menjadi asetildehid dengan membebaskan CO2 . Asetildehid diubah menjadi etanol dan NADH diubah menjadi NAD+ untuk selanjutnya digunakan dalam glikolisis kembali.

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.

b. 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.




Glukosa akan dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat melalui glikolisis, membentuk 2 ATP dan 2 NADH. NADH diubah kembali menjadi NAD+ saat pembentukan asam laktat dari asam piruvat. Fermentasi asam laktat tidak menghasilkan CO2 , seperti halnya fermentasi alkohol.

PENGERTIAN TANAH PADA LAHAN KERING

1:56 PM Add Comment
Sifat fisik tanah pada lahan kering kurang baik, yaitu berstruktur padat, kelembapan lapisan tanah atas (top soil) maupun lapisan tanah bawah (sub soil) rendah, sirkulasi udara agak terhambat, dan kemampuan tanah untuk menyimpan air relatif rendah.

Ciri utama yang menonjol di lahan kering adalah terbatasnya air, makin menurunnya produktifitas lahan, tingginya variabilitas kesuburan tanah dan macam spesies tanaman yang ditanam serta aspek sosial, ekonomi dan budaya. Keadaan lahan kering umumnya adalah lahan tadah hujan yang lebih peka terhadap erosi, terutama jika keadaan tanah miring dan tidak tertutup vegetasi.


Lahan Kering

Lahan kering sebagian besar terdiri dari tanah-tanah ultisol, inceptisol/aluvial, alfisol, dan oksisol, namun tetap berpotensi untuk dikembangakan sebagai lahan yang produktif dengan pemilihan teknologi dan jenis komoditi yang sesuai.

Alluvial merupakan tanah yang berkembang dari bahan alluvium muda (recen), mempunyai susunan berlapis atau kadar C-organik tidak teratur dengan kadar fraksi pasir kurang dari 60% pada kedalaman antara 25 – 100cm dari permukaan tanah mineral (Pusat Penelitian Tanah, 1993). Tanah aluvial hanya meliputi lahan yang sering atau baru saja mengalami banjir, atau merupakan hasil endapan bahan-bahan koluvial akibat angkutan dari daerah di atasnya.

Tanah Aluvial dengan warna kelabu kekuningan (disebut Aluvial Kelabu Kekuningan) berkembang di daerah dengan tingkat drainasi yang baik. Tanah Aluvial Kelabu Kekuningan pada umumnya mempunyai masalah dengan kekurangan air.

PENGERTIAN RESPIRASI

12:20 PM Add Comment
Pengertian Respirasi yang terdapat pada http://answers.yahoo.com adalah sebagai berikut:
  1. Respirasi adalah bernapas, yaitu mengambil O2 dan mengeluarkan CO2 serta H2O melalui paru-paru dan hidung.
  2. Respirasi adalah pertukaran gas yang terjadi di dalam sel dengan lingkungannya.
  3. Respirasi diartikan sebagai reaksi enzimatik dimana sel-sel tubuh dapat mempergunakan oksigen. Dalam peristiwa tersebut, sitokrom, yang disebut enzim respirasi memegang peranan penting. 
Pengertian Respirasi menurut http://id.wikipedia.org adalah :
Respirasi dalam biologi adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan jasad hidup melalui pemecahan senyawa berenergi tinggi (SET) untuk digunakan dalam menjalankan fungsi hidup. Dalam pengertian kegiatan kehidupan sehari-hari, respirasi dapat disamakan dengan pernapasan. Namun demikian, istilah respirasi mencakup proses-proses yang juga tidak tercakup pada istilah pernapasan. Respirasi terjadi pada semua tingkatan organisme hidup, mulai dari individu hingga satuan terkecil, sel. Apabila pernapasan biasanya diasosiasikan dengan penggunaan oksigen sebagai senyawa pemecah, respirasi tidak melulu melibatkan oksigen.

Pengertian Respirasi menurut http://pengertian-definisi.blogspot.com adalah sebagai berikut :

  • Respirasi adalah proses pernafasan yang menghirup / menghisap oksigen dari udara dan mengeluarkan / melepaskan karbondioksida ke udara.
     
  • Respirasi pada tanaman adalah proses reaksi karbohidrat (CH2O) dengan oksigen (02) menghasilkan air (H2O) dan energi kimia karbohidrat (CO2) yang dilepaskan ke udara.
     
  • Energi kimia yang dihasilkan dari proses respirasi tersebut akan dipergunakan dalam proses metabolisme atau energi kimia tersebut akan dipergunakan untuk menggantikan energi yang dipergunakan dalam metabolisme.
     
  • Apabila banyak terjadi respirasi pada tanaman; berarti banyak energi yang keluar dan banyak karbohidrat yang terurai. Ini dapat mempengaruhi produksi tanaman tersebut.

Respirasi

Pada dasarnya, respirasi adalah proses oksidasi yang dialami SET sebagai unit penyimpan energi kimia pada organisme hidup. SET, seperti molekul gula atau asam-asam lemak, dapat dipecah dengan bantuan enzim dan beberapa molekul sederhana. Karena proses ini adalah reaksi eksoterm (melepaskan energi), energi yang dilepas ditangkap oleh ADP atau NADP membentuk ATP atau NADPH. Pada gilirannya, berbagai reaksi biokimia endotermik (memerlukan energi) dipasok kebutuhan energinya dari kedua kelompok senyawa terakhir ini.


Respirasi

Kebanyakan respirasi yang dapat disaksikan manusia memerlukan oksigen sebagai oksidatornya. Reaksi yang demikian ini disebut sebagai respirasi aerob. Namun demikian, banyak proses respirasi yang tidak melibatkan oksigen, yang disebut respirasi anaerob. Yang paling biasa dikenal orang adalah dalam proses pembuatan alkohol oleh khamir Saccharomyces cerevisiae. Berbagai bakteri anaerob menggunakan belerang (atau senyawanya) atau beberapa logam sebagai oksidator.

Respirasi dilakukan pada satuan sel. Proses respirasi pada organisme eukariotik terjadi di dalam mitokondria.

artikel terkait:

Katabolime Karbohidrat