PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: METABOLISME GULA
KELOMPOK KOMPETENSI F
62
C. Uraian Materi
Makhluk hidup bernapas memerlukan pasokan oksigen untuk proses respirasi sel. Respirasi sel adalah proses di mana sel memperoleh energi dengan
memecah molekul glukosa. Respirasi sel membutuhkan oksigen O2 dan mengeluarkan karbondioksida CO2. Secara umum, reaksi kimia respirasi sel
adalah pemecahan glukosa menjadi karbon dioksida dan air H
2
O.
Persamaan reaksi tersebut menunjukkan bahwa respirasi seluler adalah reaksi oksidasi reduksi. Glukosa adalah molekul berenergi tinggi, dan produk
pecahannya, CO2 dan H2O, adalah molekul rendah energi. Sel melakukan respirasi seluler untuk membangun molekul ATP. Proses respirasi sel terjadi di
mitokondria.
1. Mitokondria
Mitokondria adalah organel yang berukuran sekitar 0,5-1 mm dan sampai 7 mm. Bentuknya seperti bola, batang atau badan berserabut, tetapi struktur umum
adalah sama. Jumlah mitokondria per sel bervariasi tergantung pada kebutuhan energi. Bentuk dan jumlah mitokondria di setiap sel tergantung pada jenis
jaringan tertentu. Jaringan dengan kapasitas yang tinggi untuk melakukan fungsi metabolisme aerobik, seperti otot rangka atau ginjal akan memiliki jumlah
mitokondria yang lebih banyak. Mitokondria memiliki dua membran, masing-masing terdiri dari bilayer fosfolipid.
Kedua membran tersebut berbeda dalam strukturnya, sehingga menentukan fungsi biokimia masing-masing membran. Membran dalam dan luar ditandai
dengan komposisi fosfolipid yang berbeda. Rasio komposisi fosfolipid untuk membran luar adalah 50:50 karena berfungsi transpotasi dengan edikit
enzimatik. Membran luar secara luas permeabel untuk ion dan molekul yang lebih besar.
LISTRIK untuk SMP
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: METABOLISME GULA
KELOMPOK KOMPETENSI F
63
Modul Guru Pembelajar Mata Pelajaran Biologi SMA
Membran dalam memiliki rasio protein-lipid adalah 80:20. Membran dalam membungkus matriks mitokondria dengan membentuk krista. Bentuk ini berfungsi
untuk meningkatkan luas permukaan membran mesin enzimatik utama pada saat fosforilasi oksidatif. Membran mitokondria bagian lebih permeabel untuk ion dan
molekul kecil dari membran luar, sehingga memberikan kompartementalisasi melalui pemisahan matriks dari lingkungan sitosol.
Ruang yang terdapat di antara dua membran dinamakan ruang intra cista atau ruang inter membrane. Ruang yang terdapat disisi dalam pada membran dalam
disebut ruang matriks. Matriks mitokondria berisi berbagai enzim yang terlibat pada saat terjadinya metabolik utama, seperti karbohidrat, lipid dan asam amino
oksidasi dan urea dan biosintesis heme. Mitokondria itu merupakan struktur yang dapat memperbanyak dirinya sendiri,
yang berarti bahwa satu mitokondria dapat membentuk mitokondria kedua, ketiga dan seterusnya, hal ini diperlukan oleh sel untuk meningkatkan jumlah ATP-nya
2. Proses Respirasi Sel Glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transpor elektron adalah tiga langkah dari
respirasi aerobik. Mereka terdiri dari serangkaian reaksi metabolisme yang terjadi di sitoplasma bagian luar dan mitokondria bagian dalam dari sel-sel dari
organisme hidup. Energi biokimia yang diperoleh dari nutrisi diubah menjadi ATP Adenosin tri-fosfat, karbon dioksida dan air selama respirasi aerobik.
Gambar 3.1 Struktur mitrokondria Sumber: http:biowiki.ucdavis.edu
PPPPTK IPA
Direktorat Jenderal Guru dan Tenaga Kependidikan - Kemdikbud
KEGIATAN PEMBELAJARAN 3: METABOLISME GULA
KELOMPOK KOMPETENSI F
64
Tahapan glikolisis dan siklus Krebs merupakan jalur katabolik yang menguraikan glukosa dan bahan bakar organik lainnya. Glikolisis terjadi di dalam sitosol
merupakan proses awal perombakan dengan pemecahan glukosa menjadi dua molekul senyawa yang disebut piruvat. Siklus Krebs, yang terjadi dalam matriks
mitokondria, menyempurnakan pekerjaan ini dengan menguraikan turunan piruvat menjadi karbon dioksida CO
2
. Dengan demikian, karbon dioksida yang dihasilkan oleh respirasi merupakan fragmen molekul organik yang teroksidasi.
Sebagian tahap glikolisis dan siklus Krebs ini merupakan reaksi redoks, di mana enzim dehidrogenase mentransfer elektron dari substrat ke NAD
+
untuk membentuk NADH.
Pada proses rantai transpor elektron terjadi proses penerimaan elektron dari produk hasil proses glikolisis dan sklus Krebs biasanya NADH dan melewatkan
elektron ini dari satu molekul satu ke molekul yang lainnya. Tempat transpor elektron dan fosforilasi oksidatif adalah membran dalam mitokondria. Pada akhir
rantai ini, elektron digabungkan dengan ion hidrogen dan oksigen molekuler untuk membentuk air H
2
O. Selama langkah respirasi aerobik, glukosa teroksidasi dan energi dilepaskan.
Energi dalam bentuk ATP dilepaskan melalui respirasi aerobik. ATP adalah nukleotida multifungsi yang bertindak sebagai sumber energi untuk sel. ATP
adalah gudang energi dalam menyediakan energi untuk sel. Respirasi sel membantu energi panen kimia dari makanan dan menyimpannya dalam molekul
ATP. ATP paling banyak dihasilkan pada saat fosforilasi oksidatif, sekitar 90. Sebagian kecil ATP dihasilkan pada saat glikolisis dan siklus Krebs, yaitu 10.
Gambar 3.2 Skema respirasi sel dapat dijelaskan sebagai Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H
2
0 + CO
2
+ Energi.
