Glikolisis dan Respirasi

1
RESPIRASI SELULAR
Cara Sel Memanen Energi
TIK:  Setelah mengikuti kuliah ini mahasiswa dapat
menjelaskan cara sel memanen energi kimia
melalui proses respirasi selular dan faktor-
faktor yang mempengaruhi respirasi
Pokok Bahasan:
Glikolisis
Respirasi Anaerob
Respirasi Aerob: Siklus Krebs & Rantai Respirasi
Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasiBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
2
Energi Matahari
Ekosistem
Fotosintesis
Respirasi Selular
Kerja Selular
Energi Panas
Fotosintesis dan
Respirasi merupakan
proses yang
berkebalikanBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
3
Aktivitas hidup memerlukan energi dalam bentuk ATP
Gambar
Orang
berolah raga
Pernapasan
Paru-paru
Aliran darah
Sel-sel otot
melakukan
Respirasi
SelularBIO 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 ProdukBIO 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 penting
dalam proses-proses biologi, seperti RespirasiBIO 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 umumBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
7
1 molekul Glukosa 2 molekul asam piruvat
2 ATP
4 ATP
2 NADH
Glikolisis tahap awal dari respirasi selular
Terjadi pada seluruh organisme
Menggunakan enzim-enzim sitoplasma
Glikolisis
Respirasi selular
sitosol
2 piruvat
glukosaBIO 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
Tahap
menghasilkan
energiBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
9
Lintasan Respirasi Aerobik-Anaerobik
Asam Piruvat Ketersediaan
Oksigen
Oksigen
tak ada / tak cukup
Oksigen
ada / cukup
Respirasi
Anaerobik
Respirasi
AerobikBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
10
Lintasan Respirasi Anaerobik
Contoh : Fermentasi pada Ragi
2 Piruvat
2 Asetaldehid
2 Etanol
GlukosaBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
11
Timbunan asam laktat menurunkan pH otot sehingga
kapasitas serat otot menurun, menimbulkan rasa lelah.
Asam laktat dibawa ke liver, dan diubah kembali
menjadi 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 PiruvatBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
12
Lintasan Respirasi Aerobik
Respirasi :
Pernapasan (memasukkan O2 danmengeluarkanCO2)
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
Membran
dalam
Membran
luar
Kompleks
sintesis ATP
Ruang
intermembran matriks KristaBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
13
Respirasi aerobik
Tahap awal : oksidasi asam piruvat
Siklus Krebs
Transport elektron
Rantai transport e-
dan kemiosmosis
mitokondria
Elektron berenergi
tinggi dibawa NADH
Fluida
sitoplasma
CO2
ATP ATP ATP
Glikolisis
glukosa asam piruvat
CO2
NADH & FADH2
siklus
KrebsBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
14
Perubahan piruvat menjadi asetil KoA
sitosol
Protein transpor
Mitokondria
Piruvat
Koenzim A Asetil Ko ABIO 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 FADH2
dilewatkan setahap demi setahap ke tingkat energi yang
rendah dan akhirnya diterima oksigen (O2)
Rantai Transport Elektron
Siklus
Krebs
Energi
Tereduksi
TeroksidasiBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
17
Mengapa harus ada rantai transpor elektron ?
Pelepasan
energi
panas
Energi
untuk
sintesis
Dari makanan via NADH
Rantai transpor elektronBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
18
Rantai Transpor Elektron ATP sintase
Aliran
elektron
NADH NAD+
Kompleks
Protein
Pembawa
elektron
H+
H+ H+ H+
H+
ADP
ATP
P
+BIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
19
Sintesis ATP Melalui Kemiosmosis
Digerakkan oleh gradien proton (H+) antara ruang
antar membran dan matriks mitokondria
Melibatkan 2 hal :
- gradien proton
- energi potensial yang terbentuk dilepaskan dan
digunakan untuk membentuk ATPBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
20
Sitosol Mitokondria
elektron
melintasi
membran
2 Piruvat
Glikolisis
Glukosa
Rantai transport
elektron dan
fosforilasi oksidatif
Fosforilasi
substrat
Fosforilasi
oksidatif
Fosforilasi
substrat
Maksimum per satu
mol glukosa 38 ATPBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
21
Energi maksimum hasil oksidasi 1 molekul glukosa
Tempat proses Produk Setara ATP  Total ATP
Dalam sitoplasma
glikolisis 2 ATP              2 ATP              2 ATP
Dalam mitokondria
dari glikolisis 2 NADH           6 ATP              6 ATP
dari respirasi
asam piruvat- 1 NADH       3 ATP (2 X)         6 ATP
Asetil KoA
Siklus Krebs                    3 NADH          9 ATP
1 FADH2
2 ATP (2 X)          24 ATP
1 ATP             1 ATP
Total 38 ATPBIO 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 % hilang
sebagai panas
Mesin mobilBIO 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 OligomisinBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
24
ATP diperlukan untuk menggerakkan biosintesis
Grup
amino
Asam amino Asam lemak Gliserol Gula
Karbohidrat Lemak Protein
Sintesis Glukosa
Asetil
KoA
Siklus
Kreb
sel, jaringan, organismaBIO 101 / V / Glikolisis dan
Respirasi
25
Lintasan Pemecahan
Bahan Makanan
Makanan, co.
kacang tanah
Fosforilasi
Oksidatif
Karbohidrat Lemak Protein
Glukosa Gliserol Asam lemak Asam amino
Grup amino
Glikolisis
Asetil
KoA
Siklus
Kreb
ATP