Glikolisis Siklus Krebs Respirasi Aerob

Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII 30

B. Katabolisme Karbohidrat

M et abol i sme dal am makhl uk hi dup dapat di bedakan menj adi katabolisme dan anabolisme. Katabolisme adalah proses penguraian atau pemecahan senyawa organik kompleks menjadi senyawa sederhana. D al am proses kat abol i sme, t erj adi pel epasan energi sebagai hasi l pemecahan senyawa- senyawa organi k kompl eks t ersebut . A dapun 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. Cont oh dari proses kat abolisme adalah respirasi selular. Berbeda dengan pengert ian respirasi pada umumnya proses pengikat an O 2 , respirasi selular diartikan sebagai reaksi oksidasi molekul berenergi tinggi unt uk melepaskan energinya. Respirasi selular t erjadi pada semua sel tubuh hewan maupun tumbuhan terutama di mitokondria. Pada respirasi selular, molekul glukosa karbohidrat dan bahan makanan lain diuraikan at au dipecah menjadi karbon dioksida CO 2 , air H 2 O, dan energi dalam bentuk ATP. Berdasarkan keterlibatan oksigen dalam prosesnya, respirasi selular terbagi menjadi respirasi aerob dan respirasi anaerob. A pakah A nda tahu perbedaannya?

1. Respirasi Aerob

Respirasi aerob adalah proses respirasi yang menggunakan oksigen. Secara sederhana, proses respirasi aerob pada glukosa dituliskan sebagai berikut . C 6 H 12 O 6 + 6O 2 6H 2 O + 6CO 2 + energi A pakah respirasi aerob terjadi sesederhana reaksi ini? Proses respirasi aerob melewati tiga tahap, yaitu: a. Glikolisis, b. Siklus Krebs, dan c. Rantai transfer elektron.

a. Glikolisis

Glikolisis merupakan 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 N A DH dan AT P. Tahap glikolisis belum membutuhkan oksigen. Glikolisis yang terdiri atas sepuluh reaksi, dapat disimpulkan dalam dua tahap: 1 Reaksi penambahan gugus fosfat . Pada t ahap ini digunakan dua molekul AT P. 2 Gliseraldehid-3-fosfat diubah menjadi asam piruvat . Selain it u, dihasilkan 4 molekul ATP dan 2 molekul NA DH . 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. Sekilas Biologi Glukosa adalah monosakarida yang mengandung enam atom karbon. Glukosa merupakan sumber energi penting bagi makhluk hidup. Hew an mendapat glukosa dengan m em ecah m akanan m elalui proses pencernaan. Adapun tum buhan m em bent uk glukosa m elalui fot osint esis. Sumber: Concise Encyclopedia Nature , 1994 Karbohidrat , lem ak, dan prot ein Molekul sederhana Met abolism e K a ta b o li sm e A n a b o lis m e Pem bentukan Pemecahan Menghasilkan energi Dibutuhkan energi Sumber: Concise Encyclopedia Nature , 1994 Gambar 2.8 Ilust rasi reaksi kat abolism e dan anab olism e Kata Kunci • Aero b • Glikolisis • Kat ab olism e • Resp irasi Di unduh dari : Bukupaket.com Met ab olism e 31

b. Siklus Krebs

Dua molekul asam piruvat hasil dari glikolisis ditransportasikan dari sitoplasma ke dalam mitokondria, tempat terjadinya siklus Krebs. A kan t et api, asam piruvat sendiri t idak akan memasuki reaksi siklus Krebs tersebut. A sam 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 . Gambar 2.9 Bagan proses glikolisis. Pada proses ini dihasilkan 4 m olekul ATP dan digunakan 2 m olekul ATP. Glukosa ATP ADP Heksokinase Glukosa-6-fosfat ATP ADP Frukt osa-6-fosfat Fosfoglukoisom erase Fruktosa 1,6-difosfat Fosfofrukt okinase Ald ose Dihidroksiaset on fosfat Gliseraldehid-3-fosfat Isom erase NAD + NADH H + + H + NADH + NAD + ADP ATP Gliseraldehid-3-fosfat 1,3-difosfogliserat 1,3-difosfogliserat ATP ADP 3-fosfogliserat 3-fosfogliserat 2-fosfogliserat 2 fosfogliserat Fosfoenolp iruvat Fosfoenolp iruvat ATP ADP H 2 O H 2 O ATP ADP Piruvat Piruvat Triose fosfat d ehid rogenase Kata Kunci • Asam piruvat • Dekarboksilasi oksidat if • Koenzim A • Kreb s • Mit okond ria Di unduh dari : Bukupaket.com Mudah dan Akt if Belajar Biologi unt uk Kelas XII 32 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. Siklus Krebs dijelaskan pertama kali oleh H ans Krebs pada sekitar 1930-an. Dalam siklus Krebs, satu molekul asetil KoA akan menghasilkan 4 NA DH, 1 GTP, dan 1 FA DH. GTP guanin trifosfat merupakan salah satu bentuk molekul berenergi tinggi. Energi yang dihasilkan satu molekul GT P setara dengan energi yang dihasilkan satu molekul AT P. M olekul CO 2 juga dihasilkan dari siklus Krebs ini. Karena satu molekul glukosa dipecah menjadi dua molekul aset il KoA dan masuk ke siklus Krebs, berapa banyak molekul berenergi yang dihasilkannya? NADH NAD + Asam p iruvat Aset il KoA CO 2 Koenzim A Gambar 2.10 Bagan dekarboksilasi oksidat if asam p iru vat Gambar 2.11 Bagan siklus Krebs Asetil KoA Asam sit rat Isosit rat CO 2 NAD + NADH Asam α -ket oglut arat Siklus Krebs NAD + NADH CO 2 Suksinil KoA GDP GTP ATP ADP Asam suksinat 2H Asam fumarat FADH 2 FAD H 2 O Asam m alat NAD + NADH Asam oksaloasetat Sekilas Biologi Hans Krebs 1900–1981 Hans Krebs m elakukan penelit ian t ent ang bagaim ana sel m elepaskan energi saat respirasi aerob. Ia menemukan bahw a glukosa dipecah dalam sebuah rantai reaksi yang kini dikenal dengan siklus asam sitrat atau siklus Krebs. Sumber: Concise Encyclopedia Nature , 1994 Di unduh dari : Bukupaket.com Met ab olism e 33 Selain dihasilkan energi pada siklus Krebs, juga dihasilkan hidrogen yang direaksikan dengan oksigen membent uk air. M olekul-molekul sumber elektron seperti NA DH dan FA DH 2 dari glikolisis dan siklus Krebs, selanjut nya memasuki t ahap t ranspor elekt ron unt uk menghasilkan molekul berenergi siap pakai.

c. Sistem Transfer Elektron