Unduh Kunci jawaban LKS
1.
N
o
1.
Kajilah literatur/artikel tentang katabolisme (respirasi aerob) pada manusia
Analisis:
Isilah tabel di bawah ini berdasarkan hasil diskusi anda!
Tahapan
Respirasi
aerob
Glikolisis
Tempat
reaksi
Sitosol
Proses
1. Tahap 1: Fosforilasi glukosa oleh ATP
Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan bantuan enzim
heksokinase, mentransfer gugus fosfat dari ATP ke glukosa menghasilkan glukosa 6fosfat. Reaksi ini memerlukan energi yang diperoleh dari perubahan ATP menjadi
ADP.
2. Tahap 2: Penyusunan kembali
Glukosa 6-fosfat disusun ulang dengan bantuan enzim fosfoglukoisomerase menjadi
isomernya berupa fruktosa 6-fosfat.
3. Tahap 3: Fosforilasi kedua
Dengan menggunakan energi dari hasil perubahan ATP menjadi ADP, fruktosa 6fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.
4. Tahap 4: Glikolisis
Disinilah dimulai glikolisis.Enzim aldolase menguraikan molekul gula menjadi dua
gula berkarbon-tiga yang berbeda yaitu gliseraldehida 3 fosfat dan dihidroksiaseton
fosfat. Kedua gula ini merupakan isomer satu sama lain.
5. Tahap 5: Glikolisis
Enzim isomerase mengkatalisis perubahan bolak-balik (reversibel) antara kedua gula
berkarbon tiga tersebut.
6. Tahap 6: Oksidasi yang diikuti dengan fosforilasi
Masing-masing gliseraldehid fosfat berubah menjadi 1,3 bifosfogliserat dengan
Hasil
2 asam piruvat
2 NADH2
4 ATP
Ket
bantuan enzim triosefosfatdehidrogenase. Dalam tahap ini juga terjadi transfer
electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH, serta pengikatan fosfat anorganik
yang selalu ada dalam sitosol.
7. Tahap 7: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan dua
molekul ATP dan 2 molekul 3-fosfogliserat
Terjadi perubahan 1,3 bifosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat dengan bantuan enzim
fosfogliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi pembentukan 2 molekul ATP dengan
menggunakan gugus fosfat yang sudah ada pada reaksi sebelumnya.
8. Tahap 8: Relokasi gugus fosfat yang tersedia
Terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat karena enzim
fosfogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.
9. Tahap 9: Pelepasan air
Enzim enolase dan ion mg++ mengubah asam 2 fosfogliserat menjadi
fosfoenolpiruvat (PEP) dan pembebasan 2 molekul air.
10. Tahap 10: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan 2
molekul ATP dan 2 molekul piruvat
2-fosfoenol piruvat berubah menjadi asam piruvat dengan bantuan enzim
piruvatkinase.Reaksi terakhir glikolisis ini menghasilkan lagi ATP dengan
mentransfer gugus fosfat dari PEP ke ADP.
2
Reaksi
antara
Matriks
mitokon
dria
3
Siklus
Matriks
Asam piruvat ini akan dioksidasi dan melepaskan 1 dari 3 karbon pada asam piruvat
(karbonnya dilepas dalam bentuk CO2 yang berdifusi keluar dari sel). Reaksi ini
mnghasilkan fragmen berkarbon 2 yang disebut kelompok Asetil dan mengubah NAD+
menjadi NADH. Reaksi ini kompleks, melibatkan 3 tahap reaksi antara. Diakhir reaksi,
kelompok asetil (fragmen berkarbon 2) bergabung dengan kofaktor koenzim A (koenzim
ini memiliki satu atom sulfur, yang diikat pada fragmen asetil oleh ikatan yang tak
stabil), sehingga membentuk senyawa asetil KoA.
Tahap 1: Kondensasi
2 Asetil KoA
2 CO2
4 CO2,
Krebs
mitokon
dria
Kondensasi merupakan reaksi penggabungan molekul asetil-CoA dengan oksaloasetat 2 ATP,
membentuk asam sitrat. Enzim yang bekerja dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat 6 NADH,
sintetase. Reaksi ini tidak dapat balik (irreversibel)
2 FADH2
Tahap 2: Isomerase sitrat
Agar reaksi oksidasi dapat berlangsung, gugus hidroksil (-OH) pada sitrat harus diatur
kembali.Hal ini terjadi melalui dua tahap, pertama, molekul air dibuang dari satu karbon,
Tahapan ini dibantu oleh enzim aconitase, yang menghasilkan isositrat.
Tahap 3: Produksi CO2
Isositrat mengalami reaksi dekarboksilasi oksidatif (oksidasi pertama).Pertama isositrat
dioksidasi, menghasilkan sepasang elektron, dan mengubah NAD+ menjadi
NADH.Dengan bantuan NADH, enzim isositrat dehidrogenase akan mengubah isositrat
menjadi alfa-ketoglutarat. Satu molekul CO2 dibebaskan setiap satu reaksi.
Tahap 4: Dekarboksilasi oksidatif kedua
Tahapan reaksi ini mengubah alfa-ketoglutara menjadi suksinil-CoA.Reaksi dikatalisasi
oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase yang merupakan enzim kompleks
multienzim mirip dengan piruvat dehidrogenase. Setelah CO2 terbuang, yang tersisa
adalah gugus suksinil yang bergabung dengan koenzim A membentuk suksinil KoA.
Dalam proses tersebut, terjadi reduksi NAD+ menjadi NADH dan menghasilkan dua
electron.
Tahap 5: Fosforilasi tingkat substrat
Respirasi seluler juga menghasilkan ATP dari tahapan ini. Reaksi pembentukan ATP
inilah yang dinamakan dengan fosforilasi, karena satu gugus fosfat akan ditambahkan ke
ADP menjadi ATP. Pada awalnya, suksinil-CoA akan diubah menjadi suksinat, dengan
mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP tersebut akan digunakan untuk membentuk
ATP.
Tahap 6: Dehidrogenasi
Suksinat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.Yang berperan sebagai penerima electron
adalah flavin adenine dinukleotida (FAD). FAD merupakan bagian dari membrane dalam
mitokondria.FAD melepaskan electron dan menjadi FADH2.
Tahap 7-8: Hidrasi dan regenerasi oksaloasetat
Dua tahapan ini merupakan akhir dari Siklus Krebs. Hidrasi merupakan penambahan
atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang ada pada fumarat sehingga
menghasilkan malat. Malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat
berkarbon empat dan dua electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH.
Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga siklus
Krebs akan terus berlangsung.
Transport
elektron
Membra
ne dalam
mitokodr
ia
Sistem transport elektron merupakan suatu rantai pembawa elektron yang terdiri atas ATP
NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Transpor elektron terjadi di membran dalam
mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H + bereaksi dengan oksigen yang
berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H 2O. Reaksinya kompleks, tetapi yang
berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus, seperti Flavo
protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada beberapa sitokrom, yaitu
sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH,
kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida), selanjutnya ke Q, sitokrom
C1, C, A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya.
Sampai terjadi reaksi terakhir yang membentuk H2O.
Jadi, hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H 2O sebagai hasil
sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar
tubuh melalui paru-paru pada pernapasan hewan tingkat tinggi.
Berapa jumlah energi yang dihasilkan dari oksidasi NADH2 dan FADH2 dalam transpor electron?
Jawaban:
Energi yang dihasilkan dari oksidasi 1 molekul NADH2 adalah 3 molekul ATP, sedangkan untuk 1 molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.
Berapa jumlah ATP yang dihasilkan oleh 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada manusia? Jelaskan!
Jawaban:
Glikolisis
= 2 ATP + 2 NADH = 2 ATP + (2 x 3) ATP= 8 ATP
Dekarboksilasi
Oksidatif
=
2 NADH = (2 x 3) ATP
= 6 ATP
Siklus Krebs
= 2 ATP + 6 NADH = 2 ATP + (6 x 3) ATP= 20 ATP
+ 2 FADH2 = (2 x 2) ATP
= 4 ATP
Jumlah ATP yang dihasilkan adalah
= 38 ATP
Pemecahan 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada manusia menghasilkan 36 ATP
2.
N
o
1.
Kajilah literatur/artikel tentang katabolisme (respirasi aerob) pada tumbuhan
Analisis:
Isilah tabel di bawah ini berdasarkan hasil diskusi anda!
Tahapan
Respirasi
aerob
Glikolisis
Tempat
reaksi
Sitosol,
Proses
1. Tahap 1: Fosforilasi glukosa oleh ATP
Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan bantuan enzim
heksokinase, mentransfer gugus fosfat dari ATP ke glukosa menghasilkan glukosa 6fosfat. Reaksi ini memerlukan energi yang diperoleh dari perubahan ATP menjadi
ADP.
2. Tahap 2: Penyusunan kembali
Glukosa 6-fosfat disusun ulang dengan bantuan enzim fosfoglukoisomerase menjadi
isomernya berupa fruktosa 6-fosfat.
3. Tahap 3: Fosforilasi kedua
Dengan menggunakan energi dari hasil perubahan ATP menjadi ADP, fruktosa 6fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.
4. Tahap 4: Glikolisis
Disinilah dimulai glikolisis.Enzim aldolase menguraikan molekul gula menjadi dua
gula berkarbon-tiga yang berbeda yaitu gliseraldehida 3 fosfat dan dihidroksiaseton
fosfat. Kedua gula ini merupakan isomer satu sama lain.
5. Tahap 5: Glikolisis
Enzim isomerase mengkatalisis perubahan bolak-balik (reversibel) antara kedua gula
berkarbon tiga tersebut.
Hasil
2 asam piruvat
2 NADH2
4 ATP
Ket
6. Tahap 6: Oksidasi yang diikuti dengan fosforilasi
Masing-masing gliseraldehid fosfat berubah menjadi 1,3 bifosfogliserat dengan
bantuan enzim triosefosfatdehidrogenase. Dalam tahap ini juga terjadi transfer
electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH, serta pengikatan fosfat anorganik
yang selalu ada dalam sitosol.
7. Tahap 7: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan dua
molekul ATP dan 2 molekul 3-fosfogliserat
Terjadi perubahan 1,3 bifosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat dengan bantuan enzim
fosfogliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi pembentukan 2 molekul ATP dengan
menggunakan gugus fosfat yang sudah ada pada reaksi sebelumnya.
8. Tahap 8: Relokasi gugus fosfat yang tersedia
Terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat karena enzim
fosfogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.
9. Tahap 9: Pelepasan air
Enzim enolase dan ion mg++ mengubah asam 2 fosfogliserat menjadi
fosfoenolpiruvat (PEP) dan pembebasan 2 molekul air.
10. Tahap 10: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan 2
molekul ATP dan 2 molekul piruvat
2-fosfoenol piruvat berubah menjadi asam piruvat dengan bantuan enzim
piruvatkinase.Reaksi terakhir glikolisis ini menghasilkan lagi ATP dengan
mentransfer gugus fosfat dari PEP ke ADP.
2
Reaksi
antara
Matriks
mitokon
dria
Asam piruvat ini akan dioksidasi dan melepaskan 1 dari 3 karbon pada asam piruvat
(karbonnya dilepas dalam bentuk CO2 yang berdifusi keluar dari sel). Reaksi ini
mnghasilkan fragmen berkarbon 2 yang disebut kelompok Asetil dan mengubah NAD+
menjadi NADH. Reaksi ini kompleks, melibatkan 3 tahap reaksi antara. Diakhir reaksi,
kelompok asetil (fragmen berkarbon 2) bergabung dengan kofaktor koenzim A (koenzim
2 Asetil KoA
2 CO2
3
Siklus
Krebs
Matriks
mitokon
dria
ini memiliki satu atom sulfur, yang diikat pada fragmen asetil oleh ikatan yang tak
stabil), sehingga membentuk senyawa asetil KoA.
Tahap 1: Kondensasi
4 CO2,
Kondensasi merupakan reaksi penggabungan molekul asetil-CoA dengan oksaloasetat 2 ATP,
membentuk asam sitrat. Enzim yang bekerja dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat 6 NADH,
sintetase. Reaksi ini tidak dapat balik (irreversibel)
2 FADH2
Tahap 2: Isomerase sitrat
Agar reaksi oksidasi dapat berlangsung, gugus hidroksil (-OH) pada sitrat harus diatur
kembali.Hal ini terjadi melalui dua tahap, pertama, molekul air dibuang dari satu karbon,
Tahapan ini dibantu oleh enzim aconitase, yang menghasilkan isositrat.
Tahap 3: Produksi CO2
Isositrat mengalami reaksi dekarboksilasi oksidatif (oksidasi pertama).Pertama isositrat
dioksidasi, menghasilkan sepasang elektron, dan mengubah NAD+ menjadi
NADH.Dengan bantuan NADH, enzim isositrat dehidrogenase akan mengubah isositrat
menjadi alfa-ketoglutarat. Satu molekul CO2 dibebaskan setiap satu reaksi.
Tahap 4: Dekarboksilasi oksidatif kedua
Tahapan reaksi ini mengubah alfa-ketoglutara menjadi suksinil-CoA.Reaksi dikatalisasi
oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase yang merupakan enzim kompleks
multienzim mirip dengan piruvat dehidrogenase. Setelah CO2 terbuang, yang tersisa
adalah gugus suksinil yang bergabung dengan koenzim A membentuk suksinil KoA.
Dalam proses tersebut, terjadi reduksi NAD+ menjadi NADH dan menghasilkan dua
electron.
Tahap 5: Fosforilasi tingkat substrat
Respirasi seluler juga menghasilkan ATP dari tahapan ini. Reaksi pembentukan ATP
inilah yang dinamakan dengan fosforilasi, karena satu gugus fosfat akan ditambahkan ke
ADP menjadi ATP. Pada awalnya, suksinil-CoA akan diubah menjadi suksinat, dengan
mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP tersebut akan digunakan untuk membentuk
ATP.
Tahap 6: Dehidrogenasi
Suksinat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.Yang berperan sebagai penerima electron
adalah flavin adenine dinukleotida (FAD). FAD merupakan bagian dari membrane dalam
mitokondria.FAD melepaskan electron dan menjadi FADH2.
Tahap 7-8: Hidrasi dan regenerasi oksaloasetat
Dua tahapan ini merupakan akhir dari Siklus Krebs. Hidrasi merupakan penambahan
atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang ada pada fumarat sehingga
menghasilkan malat. Malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat
berkarbon empat dan dua electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH.
Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga siklus
Krebs akan terus berlangsung.
Transport
elektron
Membra
ne dalam
mitokodr
ia
Sistem transport elektron merupakan suatu rantai pembawa elektron yang terdiri atas ATP
NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Transpor elektron terjadi di membran dalam
mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H + bereaksi dengan oksigen yang
berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H 2O. Reaksinya kompleks, tetapi yang
berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus, seperti Flavo
protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada beberapa sitokrom, yaitu
sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH,
kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida), selanjutnya ke Q, sitokrom
C1, C, A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya.
Sampai terjadi reaksi terakhir yang membentuk H2O.
Jadi, hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H 2O sebagai hasil
sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar
tubuh melalui stomata
Berapa jumlah energi yang dihasilkan dari oksidasi NADH2 dan FADH2 dalam transpor electron?
Jawaban:
Energi yang dihasilkan dari oksidasi 1 molekul NADH2 adalah 3 molekul ATP, sedangkan untuk 1 molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.
Berapa jumlah ATP yang dihasilkan oleh 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada tumbuhan? jelaskan
Jawaban:
Glikolisis
= 2 ATP + 2 NADH = 2 ATP + (2 x 3) ATP= 8 ATP
Dekarboksilasi
Oksidatif
=
2 NADH = (2 x 3) ATP
= 6 ATP
Siklus Krebs
= 2 ATP + 6 NADH = 2 ATP + (6 x 3) ATP= 20 ATP
+ 2 FADH2 = (2 x 2) ATP
= 4 ATP
Jumlah ATP yang dihasilkan adalah
= 38 ATP
Pemecahan 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada tumbuhan menghasilkan 36 ATP
3.
N
o
1.
Kajilah literatur/artikel tentang katabolisme (respirasi aerob) pada mikroba
Analisis:
Isilah tabel di bawah ini berdasarkan hasil diskusi anda!
Tahapan
Respirasi
aerob
Glikolisis
Tempat
reaksi
Sitosol
Proses
1. Tahap 1: Fosforilasi glukosa oleh ATP
Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan bantuan enzim
heksokinase, mentransfer gugus fosfat dari ATP ke glukosa menghasilkan glukosa 6fosfat. Reaksi ini memerlukan energi yang diperoleh dari perubahan ATP menjadi
ADP.
2. Tahap 2: Penyusunan kembali
Glukosa 6-fosfat disusun ulang dengan bantuan enzim fosfoglukoisomerase menjadi
isomernya berupa fruktosa 6-fosfat.
3. Tahap 3: Fosforilasi kedua
Dengan menggunakan energi dari hasil perubahan ATP menjadi ADP, fruktosa 6fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.
4. Tahap 4: Glikolisis
Disinilah dimulai glikolisis.Enzim aldolase menguraikan molekul gula menjadi dua
gula berkarbon-tiga yang berbeda yaitu gliseraldehida 3 fosfat dan dihidroksiaseton
fosfat. Kedua gula ini merupakan isomer satu sama lain.
5. Tahap 5: Glikolisis
Enzim isomerase mengkatalisis perubahan bolak-balik (reversibel) antara kedua gula
Hasil
2 asam piruvat
2 NADH2
4 ATP
Ket
berkarbon tiga tersebut.
6. Tahap 6: Oksidasi yang diikuti dengan fosforilasi
Masing-masing gliseraldehid fosfat berubah menjadi 1,3 bifosfogliserat dengan
bantuan enzim triosefosfatdehidrogenase. Dalam tahap ini juga terjadi transfer
electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH, serta pengikatan fosfat anorganik
yang selalu ada dalam sitosol.
7. Tahap 7: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan dua
molekul ATP dan 2 molekul 3-fosfogliserat
Terjadi perubahan 1,3 bifosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat dengan bantuan enzim
fosfogliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi pembentukan 2 molekul ATP dengan
menggunakan gugus fosfat yang sudah ada pada reaksi sebelumnya.
8. Tahap 8: Relokasi gugus fosfat yang tersedia
Terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat karena enzim
fosfogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.
9. Tahap 9: Pelepasan air
Enzim enolase dan ion mg++ mengubah asam 2 fosfogliserat menjadi
fosfoenolpiruvat (PEP) dan pembebasan 2 molekul air.
10. Tahap 10: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan 2
molekul ATP dan 2 molekul piruvat
2-fosfoenol piruvat berubah menjadi asam piruvat dengan bantuan enzim
piruvatkinase.Reaksi terakhir glikolisis ini menghasilkan lagi ATP dengan
mentransfer gugus fosfat dari PEP ke ADP.
2
Reaksi
antara
Matriks
mitokon
dria
Asam piruvat ini akan dioksidasi dan melepaskan 1 dari 3 karbon pada asam piruvat
(karbonnya dilepas dalam bentuk CO2 yang berdifusi keluar dari sel). Reaksi ini
mnghasilkan fragmen berkarbon 2 yang disebut kelompok Asetil dan mengubah NAD+
menjadi NADH. Reaksi ini kompleks, melibatkan 3 tahap reaksi antara. Diakhir reaksi,
2 Asetil KoA
2 CO2
3
Siklus
Krebs
Matriks
mitokon
dria
kelompok asetil (fragmen berkarbon 2) bergabung dengan kofaktor koenzim A (koenzim
ini memiliki satu atom sulfur, yang diikat pada fragmen asetil oleh ikatan yang tak
stabil), sehingga membentuk senyawa asetil KoA.
Tahap 1: Kondensasi
4 CO2,
Kondensasi merupakan reaksi penggabungan molekul asetil-CoA dengan oksaloasetat 2 ATP,
membentuk asam sitrat. Enzim yang bekerja dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat 6 NADH,
sintetase. Reaksi ini tidak dapat balik (irreversibel)
2 FADH2
Tahap 2: Isomerase sitrat
Agar reaksi oksidasi dapat berlangsung, gugus hidroksil (-OH) pada sitrat harus diatur
kembali.Hal ini terjadi melalui dua tahap, pertama, molekul air dibuang dari satu karbon,
Tahapan ini dibantu oleh enzim aconitase, yang menghasilkan isositrat.
Tahap 3: Produksi CO2
Isositrat mengalami reaksi dekarboksilasi oksidatif (oksidasi pertama).Pertama isositrat
dioksidasi, menghasilkan sepasang elektron, dan mengubah NAD+ menjadi
NADH.Dengan bantuan NADH, enzim isositrat dehidrogenase akan mengubah isositrat
menjadi alfa-ketoglutarat. Satu molekul CO2 dibebaskan setiap satu reaksi.
Tahap 4: Dekarboksilasi oksidatif kedua
Tahapan reaksi ini mengubah alfa-ketoglutara menjadi suksinil-CoA.Reaksi dikatalisasi
oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase yang merupakan enzim kompleks
multienzim mirip dengan piruvat dehidrogenase. Setelah CO2 terbuang, yang tersisa
adalah gugus suksinil yang bergabung dengan koenzim A membentuk suksinil KoA.
Dalam proses tersebut, terjadi reduksi NAD+ menjadi NADH dan menghasilkan dua
electron.
Tahap 5: Fosforilasi tingkat substrat
Respirasi seluler juga menghasilkan ATP dari tahapan ini. Reaksi pembentukan ATP
inilah yang dinamakan dengan fosforilasi, karena satu gugus fosfat akan ditambahkan ke
ADP menjadi ATP. Pada awalnya, suksinil-CoA akan diubah menjadi suksinat, dengan
mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP tersebut akan digunakan untuk membentuk
ATP.
Tahap 6: Dehidrogenasi
Suksinat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.Yang berperan sebagai penerima electron
adalah flavin adenine dinukleotida (FAD). FAD merupakan bagian dari membrane dalam
mitokondria.FAD melepaskan electron dan menjadi FADH2.
Tahap 7-8: Hidrasi dan regenerasi oksaloasetat
Dua tahapan ini merupakan akhir dari Siklus Krebs. Hidrasi merupakan penambahan
atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang ada pada fumarat sehingga
menghasilkan malat. Malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat
berkarbon empat dan dua electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH.
Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga siklus
Krebs akan terus berlangsung.
Transport
elektron
Membra
ne dalam
mitokodr
ia
Sistem transport elektron merupakan suatu rantai pembawa elektron yang terdiri atas ATP
NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Transpor elektron terjadi di membran dalam
mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H + bereaksi dengan oksigen yang
berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H 2O. Reaksinya kompleks, tetapi yang
berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus, seperti Flavo
protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada beberapa sitokrom, yaitu
sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH,
kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida), selanjutnya ke Q, sitokrom
C1, C, A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya.
Sampai terjadi reaksi terakhir yang membentuk H2O.
Jadi, hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H 2O sebagai hasil
sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar
tubuh.
Berapa jumlah energi yang dihasilkan dari oksidasi NADH2 dan FADH2 dalam transpor electron?
Jawaban:
Energi yang dihasilkan dari oksidasi 1 molekul NADH2 adalah 3 molekul ATP, sedangkan untuk 1 molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.
Berapa jumlah ATP yang dihasilkan oleh 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada mikroba? jelaskan
Jawaban:
Glikolisis
= 2 ATP + 2 NADH = 2 ATP + (2 x 3) ATP= 8 ATP
Dekarboksilasi
Oksidatif
=
2 NADH = (2 x 3) ATP
= 6 ATP
Siklus Krebs
= 2 ATP + 6 NADH = 2 ATP + (6 x 3) ATP= 20 ATP
+ 2 FADH2 = (2 x 2) ATP
= 4 ATP
Jumlah ATP yang dihasilkan adalah
= 38 ATP
Pemecahan 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada mikroba menghasilkan 38 ATP
N
o
1.
Kajilah literatur/artikel tentang katabolisme (respirasi aerob) pada manusia
Analisis:
Isilah tabel di bawah ini berdasarkan hasil diskusi anda!
Tahapan
Respirasi
aerob
Glikolisis
Tempat
reaksi
Sitosol
Proses
1. Tahap 1: Fosforilasi glukosa oleh ATP
Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan bantuan enzim
heksokinase, mentransfer gugus fosfat dari ATP ke glukosa menghasilkan glukosa 6fosfat. Reaksi ini memerlukan energi yang diperoleh dari perubahan ATP menjadi
ADP.
2. Tahap 2: Penyusunan kembali
Glukosa 6-fosfat disusun ulang dengan bantuan enzim fosfoglukoisomerase menjadi
isomernya berupa fruktosa 6-fosfat.
3. Tahap 3: Fosforilasi kedua
Dengan menggunakan energi dari hasil perubahan ATP menjadi ADP, fruktosa 6fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.
4. Tahap 4: Glikolisis
Disinilah dimulai glikolisis.Enzim aldolase menguraikan molekul gula menjadi dua
gula berkarbon-tiga yang berbeda yaitu gliseraldehida 3 fosfat dan dihidroksiaseton
fosfat. Kedua gula ini merupakan isomer satu sama lain.
5. Tahap 5: Glikolisis
Enzim isomerase mengkatalisis perubahan bolak-balik (reversibel) antara kedua gula
berkarbon tiga tersebut.
6. Tahap 6: Oksidasi yang diikuti dengan fosforilasi
Masing-masing gliseraldehid fosfat berubah menjadi 1,3 bifosfogliserat dengan
Hasil
2 asam piruvat
2 NADH2
4 ATP
Ket
bantuan enzim triosefosfatdehidrogenase. Dalam tahap ini juga terjadi transfer
electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH, serta pengikatan fosfat anorganik
yang selalu ada dalam sitosol.
7. Tahap 7: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan dua
molekul ATP dan 2 molekul 3-fosfogliserat
Terjadi perubahan 1,3 bifosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat dengan bantuan enzim
fosfogliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi pembentukan 2 molekul ATP dengan
menggunakan gugus fosfat yang sudah ada pada reaksi sebelumnya.
8. Tahap 8: Relokasi gugus fosfat yang tersedia
Terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat karena enzim
fosfogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.
9. Tahap 9: Pelepasan air
Enzim enolase dan ion mg++ mengubah asam 2 fosfogliserat menjadi
fosfoenolpiruvat (PEP) dan pembebasan 2 molekul air.
10. Tahap 10: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan 2
molekul ATP dan 2 molekul piruvat
2-fosfoenol piruvat berubah menjadi asam piruvat dengan bantuan enzim
piruvatkinase.Reaksi terakhir glikolisis ini menghasilkan lagi ATP dengan
mentransfer gugus fosfat dari PEP ke ADP.
2
Reaksi
antara
Matriks
mitokon
dria
3
Siklus
Matriks
Asam piruvat ini akan dioksidasi dan melepaskan 1 dari 3 karbon pada asam piruvat
(karbonnya dilepas dalam bentuk CO2 yang berdifusi keluar dari sel). Reaksi ini
mnghasilkan fragmen berkarbon 2 yang disebut kelompok Asetil dan mengubah NAD+
menjadi NADH. Reaksi ini kompleks, melibatkan 3 tahap reaksi antara. Diakhir reaksi,
kelompok asetil (fragmen berkarbon 2) bergabung dengan kofaktor koenzim A (koenzim
ini memiliki satu atom sulfur, yang diikat pada fragmen asetil oleh ikatan yang tak
stabil), sehingga membentuk senyawa asetil KoA.
Tahap 1: Kondensasi
2 Asetil KoA
2 CO2
4 CO2,
Krebs
mitokon
dria
Kondensasi merupakan reaksi penggabungan molekul asetil-CoA dengan oksaloasetat 2 ATP,
membentuk asam sitrat. Enzim yang bekerja dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat 6 NADH,
sintetase. Reaksi ini tidak dapat balik (irreversibel)
2 FADH2
Tahap 2: Isomerase sitrat
Agar reaksi oksidasi dapat berlangsung, gugus hidroksil (-OH) pada sitrat harus diatur
kembali.Hal ini terjadi melalui dua tahap, pertama, molekul air dibuang dari satu karbon,
Tahapan ini dibantu oleh enzim aconitase, yang menghasilkan isositrat.
Tahap 3: Produksi CO2
Isositrat mengalami reaksi dekarboksilasi oksidatif (oksidasi pertama).Pertama isositrat
dioksidasi, menghasilkan sepasang elektron, dan mengubah NAD+ menjadi
NADH.Dengan bantuan NADH, enzim isositrat dehidrogenase akan mengubah isositrat
menjadi alfa-ketoglutarat. Satu molekul CO2 dibebaskan setiap satu reaksi.
Tahap 4: Dekarboksilasi oksidatif kedua
Tahapan reaksi ini mengubah alfa-ketoglutara menjadi suksinil-CoA.Reaksi dikatalisasi
oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase yang merupakan enzim kompleks
multienzim mirip dengan piruvat dehidrogenase. Setelah CO2 terbuang, yang tersisa
adalah gugus suksinil yang bergabung dengan koenzim A membentuk suksinil KoA.
Dalam proses tersebut, terjadi reduksi NAD+ menjadi NADH dan menghasilkan dua
electron.
Tahap 5: Fosforilasi tingkat substrat
Respirasi seluler juga menghasilkan ATP dari tahapan ini. Reaksi pembentukan ATP
inilah yang dinamakan dengan fosforilasi, karena satu gugus fosfat akan ditambahkan ke
ADP menjadi ATP. Pada awalnya, suksinil-CoA akan diubah menjadi suksinat, dengan
mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP tersebut akan digunakan untuk membentuk
ATP.
Tahap 6: Dehidrogenasi
Suksinat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.Yang berperan sebagai penerima electron
adalah flavin adenine dinukleotida (FAD). FAD merupakan bagian dari membrane dalam
mitokondria.FAD melepaskan electron dan menjadi FADH2.
Tahap 7-8: Hidrasi dan regenerasi oksaloasetat
Dua tahapan ini merupakan akhir dari Siklus Krebs. Hidrasi merupakan penambahan
atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang ada pada fumarat sehingga
menghasilkan malat. Malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat
berkarbon empat dan dua electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH.
Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga siklus
Krebs akan terus berlangsung.
Transport
elektron
Membra
ne dalam
mitokodr
ia
Sistem transport elektron merupakan suatu rantai pembawa elektron yang terdiri atas ATP
NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Transpor elektron terjadi di membran dalam
mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H + bereaksi dengan oksigen yang
berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H 2O. Reaksinya kompleks, tetapi yang
berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus, seperti Flavo
protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada beberapa sitokrom, yaitu
sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH,
kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida), selanjutnya ke Q, sitokrom
C1, C, A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya.
Sampai terjadi reaksi terakhir yang membentuk H2O.
Jadi, hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H 2O sebagai hasil
sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar
tubuh melalui paru-paru pada pernapasan hewan tingkat tinggi.
Berapa jumlah energi yang dihasilkan dari oksidasi NADH2 dan FADH2 dalam transpor electron?
Jawaban:
Energi yang dihasilkan dari oksidasi 1 molekul NADH2 adalah 3 molekul ATP, sedangkan untuk 1 molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.
Berapa jumlah ATP yang dihasilkan oleh 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada manusia? Jelaskan!
Jawaban:
Glikolisis
= 2 ATP + 2 NADH = 2 ATP + (2 x 3) ATP= 8 ATP
Dekarboksilasi
Oksidatif
=
2 NADH = (2 x 3) ATP
= 6 ATP
Siklus Krebs
= 2 ATP + 6 NADH = 2 ATP + (6 x 3) ATP= 20 ATP
+ 2 FADH2 = (2 x 2) ATP
= 4 ATP
Jumlah ATP yang dihasilkan adalah
= 38 ATP
Pemecahan 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada manusia menghasilkan 36 ATP
2.
N
o
1.
Kajilah literatur/artikel tentang katabolisme (respirasi aerob) pada tumbuhan
Analisis:
Isilah tabel di bawah ini berdasarkan hasil diskusi anda!
Tahapan
Respirasi
aerob
Glikolisis
Tempat
reaksi
Sitosol,
Proses
1. Tahap 1: Fosforilasi glukosa oleh ATP
Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan bantuan enzim
heksokinase, mentransfer gugus fosfat dari ATP ke glukosa menghasilkan glukosa 6fosfat. Reaksi ini memerlukan energi yang diperoleh dari perubahan ATP menjadi
ADP.
2. Tahap 2: Penyusunan kembali
Glukosa 6-fosfat disusun ulang dengan bantuan enzim fosfoglukoisomerase menjadi
isomernya berupa fruktosa 6-fosfat.
3. Tahap 3: Fosforilasi kedua
Dengan menggunakan energi dari hasil perubahan ATP menjadi ADP, fruktosa 6fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.
4. Tahap 4: Glikolisis
Disinilah dimulai glikolisis.Enzim aldolase menguraikan molekul gula menjadi dua
gula berkarbon-tiga yang berbeda yaitu gliseraldehida 3 fosfat dan dihidroksiaseton
fosfat. Kedua gula ini merupakan isomer satu sama lain.
5. Tahap 5: Glikolisis
Enzim isomerase mengkatalisis perubahan bolak-balik (reversibel) antara kedua gula
berkarbon tiga tersebut.
Hasil
2 asam piruvat
2 NADH2
4 ATP
Ket
6. Tahap 6: Oksidasi yang diikuti dengan fosforilasi
Masing-masing gliseraldehid fosfat berubah menjadi 1,3 bifosfogliserat dengan
bantuan enzim triosefosfatdehidrogenase. Dalam tahap ini juga terjadi transfer
electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH, serta pengikatan fosfat anorganik
yang selalu ada dalam sitosol.
7. Tahap 7: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan dua
molekul ATP dan 2 molekul 3-fosfogliserat
Terjadi perubahan 1,3 bifosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat dengan bantuan enzim
fosfogliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi pembentukan 2 molekul ATP dengan
menggunakan gugus fosfat yang sudah ada pada reaksi sebelumnya.
8. Tahap 8: Relokasi gugus fosfat yang tersedia
Terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat karena enzim
fosfogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.
9. Tahap 9: Pelepasan air
Enzim enolase dan ion mg++ mengubah asam 2 fosfogliserat menjadi
fosfoenolpiruvat (PEP) dan pembebasan 2 molekul air.
10. Tahap 10: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan 2
molekul ATP dan 2 molekul piruvat
2-fosfoenol piruvat berubah menjadi asam piruvat dengan bantuan enzim
piruvatkinase.Reaksi terakhir glikolisis ini menghasilkan lagi ATP dengan
mentransfer gugus fosfat dari PEP ke ADP.
2
Reaksi
antara
Matriks
mitokon
dria
Asam piruvat ini akan dioksidasi dan melepaskan 1 dari 3 karbon pada asam piruvat
(karbonnya dilepas dalam bentuk CO2 yang berdifusi keluar dari sel). Reaksi ini
mnghasilkan fragmen berkarbon 2 yang disebut kelompok Asetil dan mengubah NAD+
menjadi NADH. Reaksi ini kompleks, melibatkan 3 tahap reaksi antara. Diakhir reaksi,
kelompok asetil (fragmen berkarbon 2) bergabung dengan kofaktor koenzim A (koenzim
2 Asetil KoA
2 CO2
3
Siklus
Krebs
Matriks
mitokon
dria
ini memiliki satu atom sulfur, yang diikat pada fragmen asetil oleh ikatan yang tak
stabil), sehingga membentuk senyawa asetil KoA.
Tahap 1: Kondensasi
4 CO2,
Kondensasi merupakan reaksi penggabungan molekul asetil-CoA dengan oksaloasetat 2 ATP,
membentuk asam sitrat. Enzim yang bekerja dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat 6 NADH,
sintetase. Reaksi ini tidak dapat balik (irreversibel)
2 FADH2
Tahap 2: Isomerase sitrat
Agar reaksi oksidasi dapat berlangsung, gugus hidroksil (-OH) pada sitrat harus diatur
kembali.Hal ini terjadi melalui dua tahap, pertama, molekul air dibuang dari satu karbon,
Tahapan ini dibantu oleh enzim aconitase, yang menghasilkan isositrat.
Tahap 3: Produksi CO2
Isositrat mengalami reaksi dekarboksilasi oksidatif (oksidasi pertama).Pertama isositrat
dioksidasi, menghasilkan sepasang elektron, dan mengubah NAD+ menjadi
NADH.Dengan bantuan NADH, enzim isositrat dehidrogenase akan mengubah isositrat
menjadi alfa-ketoglutarat. Satu molekul CO2 dibebaskan setiap satu reaksi.
Tahap 4: Dekarboksilasi oksidatif kedua
Tahapan reaksi ini mengubah alfa-ketoglutara menjadi suksinil-CoA.Reaksi dikatalisasi
oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase yang merupakan enzim kompleks
multienzim mirip dengan piruvat dehidrogenase. Setelah CO2 terbuang, yang tersisa
adalah gugus suksinil yang bergabung dengan koenzim A membentuk suksinil KoA.
Dalam proses tersebut, terjadi reduksi NAD+ menjadi NADH dan menghasilkan dua
electron.
Tahap 5: Fosforilasi tingkat substrat
Respirasi seluler juga menghasilkan ATP dari tahapan ini. Reaksi pembentukan ATP
inilah yang dinamakan dengan fosforilasi, karena satu gugus fosfat akan ditambahkan ke
ADP menjadi ATP. Pada awalnya, suksinil-CoA akan diubah menjadi suksinat, dengan
mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP tersebut akan digunakan untuk membentuk
ATP.
Tahap 6: Dehidrogenasi
Suksinat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.Yang berperan sebagai penerima electron
adalah flavin adenine dinukleotida (FAD). FAD merupakan bagian dari membrane dalam
mitokondria.FAD melepaskan electron dan menjadi FADH2.
Tahap 7-8: Hidrasi dan regenerasi oksaloasetat
Dua tahapan ini merupakan akhir dari Siklus Krebs. Hidrasi merupakan penambahan
atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang ada pada fumarat sehingga
menghasilkan malat. Malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat
berkarbon empat dan dua electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH.
Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga siklus
Krebs akan terus berlangsung.
Transport
elektron
Membra
ne dalam
mitokodr
ia
Sistem transport elektron merupakan suatu rantai pembawa elektron yang terdiri atas ATP
NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Transpor elektron terjadi di membran dalam
mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H + bereaksi dengan oksigen yang
berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H 2O. Reaksinya kompleks, tetapi yang
berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus, seperti Flavo
protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada beberapa sitokrom, yaitu
sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH,
kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida), selanjutnya ke Q, sitokrom
C1, C, A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya.
Sampai terjadi reaksi terakhir yang membentuk H2O.
Jadi, hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H 2O sebagai hasil
sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar
tubuh melalui stomata
Berapa jumlah energi yang dihasilkan dari oksidasi NADH2 dan FADH2 dalam transpor electron?
Jawaban:
Energi yang dihasilkan dari oksidasi 1 molekul NADH2 adalah 3 molekul ATP, sedangkan untuk 1 molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.
Berapa jumlah ATP yang dihasilkan oleh 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada tumbuhan? jelaskan
Jawaban:
Glikolisis
= 2 ATP + 2 NADH = 2 ATP + (2 x 3) ATP= 8 ATP
Dekarboksilasi
Oksidatif
=
2 NADH = (2 x 3) ATP
= 6 ATP
Siklus Krebs
= 2 ATP + 6 NADH = 2 ATP + (6 x 3) ATP= 20 ATP
+ 2 FADH2 = (2 x 2) ATP
= 4 ATP
Jumlah ATP yang dihasilkan adalah
= 38 ATP
Pemecahan 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada tumbuhan menghasilkan 36 ATP
3.
N
o
1.
Kajilah literatur/artikel tentang katabolisme (respirasi aerob) pada mikroba
Analisis:
Isilah tabel di bawah ini berdasarkan hasil diskusi anda!
Tahapan
Respirasi
aerob
Glikolisis
Tempat
reaksi
Sitosol
Proses
1. Tahap 1: Fosforilasi glukosa oleh ATP
Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan bantuan enzim
heksokinase, mentransfer gugus fosfat dari ATP ke glukosa menghasilkan glukosa 6fosfat. Reaksi ini memerlukan energi yang diperoleh dari perubahan ATP menjadi
ADP.
2. Tahap 2: Penyusunan kembali
Glukosa 6-fosfat disusun ulang dengan bantuan enzim fosfoglukoisomerase menjadi
isomernya berupa fruktosa 6-fosfat.
3. Tahap 3: Fosforilasi kedua
Dengan menggunakan energi dari hasil perubahan ATP menjadi ADP, fruktosa 6fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.
4. Tahap 4: Glikolisis
Disinilah dimulai glikolisis.Enzim aldolase menguraikan molekul gula menjadi dua
gula berkarbon-tiga yang berbeda yaitu gliseraldehida 3 fosfat dan dihidroksiaseton
fosfat. Kedua gula ini merupakan isomer satu sama lain.
5. Tahap 5: Glikolisis
Enzim isomerase mengkatalisis perubahan bolak-balik (reversibel) antara kedua gula
Hasil
2 asam piruvat
2 NADH2
4 ATP
Ket
berkarbon tiga tersebut.
6. Tahap 6: Oksidasi yang diikuti dengan fosforilasi
Masing-masing gliseraldehid fosfat berubah menjadi 1,3 bifosfogliserat dengan
bantuan enzim triosefosfatdehidrogenase. Dalam tahap ini juga terjadi transfer
electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH, serta pengikatan fosfat anorganik
yang selalu ada dalam sitosol.
7. Tahap 7: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan dua
molekul ATP dan 2 molekul 3-fosfogliserat
Terjadi perubahan 1,3 bifosfogliserat menjadi 3-fosfogliserat dengan bantuan enzim
fosfogliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi pembentukan 2 molekul ATP dengan
menggunakan gugus fosfat yang sudah ada pada reaksi sebelumnya.
8. Tahap 8: Relokasi gugus fosfat yang tersedia
Terjadi perubahan 3-fosfogliserat menjadi 2-fosfogliserat karena enzim
fosfogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.
9. Tahap 9: Pelepasan air
Enzim enolase dan ion mg++ mengubah asam 2 fosfogliserat menjadi
fosfoenolpiruvat (PEP) dan pembebasan 2 molekul air.
10. Tahap 10: Pelepasan fosfat berenergi tinggi oleh dua molekul ADP menghasilkan 2
molekul ATP dan 2 molekul piruvat
2-fosfoenol piruvat berubah menjadi asam piruvat dengan bantuan enzim
piruvatkinase.Reaksi terakhir glikolisis ini menghasilkan lagi ATP dengan
mentransfer gugus fosfat dari PEP ke ADP.
2
Reaksi
antara
Matriks
mitokon
dria
Asam piruvat ini akan dioksidasi dan melepaskan 1 dari 3 karbon pada asam piruvat
(karbonnya dilepas dalam bentuk CO2 yang berdifusi keluar dari sel). Reaksi ini
mnghasilkan fragmen berkarbon 2 yang disebut kelompok Asetil dan mengubah NAD+
menjadi NADH. Reaksi ini kompleks, melibatkan 3 tahap reaksi antara. Diakhir reaksi,
2 Asetil KoA
2 CO2
3
Siklus
Krebs
Matriks
mitokon
dria
kelompok asetil (fragmen berkarbon 2) bergabung dengan kofaktor koenzim A (koenzim
ini memiliki satu atom sulfur, yang diikat pada fragmen asetil oleh ikatan yang tak
stabil), sehingga membentuk senyawa asetil KoA.
Tahap 1: Kondensasi
4 CO2,
Kondensasi merupakan reaksi penggabungan molekul asetil-CoA dengan oksaloasetat 2 ATP,
membentuk asam sitrat. Enzim yang bekerja dalam reaksi ini adalah enzim asam sitrat 6 NADH,
sintetase. Reaksi ini tidak dapat balik (irreversibel)
2 FADH2
Tahap 2: Isomerase sitrat
Agar reaksi oksidasi dapat berlangsung, gugus hidroksil (-OH) pada sitrat harus diatur
kembali.Hal ini terjadi melalui dua tahap, pertama, molekul air dibuang dari satu karbon,
Tahapan ini dibantu oleh enzim aconitase, yang menghasilkan isositrat.
Tahap 3: Produksi CO2
Isositrat mengalami reaksi dekarboksilasi oksidatif (oksidasi pertama).Pertama isositrat
dioksidasi, menghasilkan sepasang elektron, dan mengubah NAD+ menjadi
NADH.Dengan bantuan NADH, enzim isositrat dehidrogenase akan mengubah isositrat
menjadi alfa-ketoglutarat. Satu molekul CO2 dibebaskan setiap satu reaksi.
Tahap 4: Dekarboksilasi oksidatif kedua
Tahapan reaksi ini mengubah alfa-ketoglutara menjadi suksinil-CoA.Reaksi dikatalisasi
oleh enzim alfa-ketoglutarat dehidrogenase yang merupakan enzim kompleks
multienzim mirip dengan piruvat dehidrogenase. Setelah CO2 terbuang, yang tersisa
adalah gugus suksinil yang bergabung dengan koenzim A membentuk suksinil KoA.
Dalam proses tersebut, terjadi reduksi NAD+ menjadi NADH dan menghasilkan dua
electron.
Tahap 5: Fosforilasi tingkat substrat
Respirasi seluler juga menghasilkan ATP dari tahapan ini. Reaksi pembentukan ATP
inilah yang dinamakan dengan fosforilasi, karena satu gugus fosfat akan ditambahkan ke
ADP menjadi ATP. Pada awalnya, suksinil-CoA akan diubah menjadi suksinat, dengan
mengubah GDP + Pi menjadi GTP. GTP tersebut akan digunakan untuk membentuk
ATP.
Tahap 6: Dehidrogenasi
Suksinat yang dihasilkan dari proses sebelumnya akan didehidrogenasi menjadi fumarat
dengan bantuan enzim suksinat dehidrogenase.Yang berperan sebagai penerima electron
adalah flavin adenine dinukleotida (FAD). FAD merupakan bagian dari membrane dalam
mitokondria.FAD melepaskan electron dan menjadi FADH2.
Tahap 7-8: Hidrasi dan regenerasi oksaloasetat
Dua tahapan ini merupakan akhir dari Siklus Krebs. Hidrasi merupakan penambahan
atom hidrogen pada ikatan ganda karbon (C=C) yang ada pada fumarat sehingga
menghasilkan malat. Malat dehidrogenase mengubah malat menjadi oksaloasetat
berkarbon empat dan dua electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH.
Oksaloasetat yang dihasilkan berfungsi untuk menangkap asetil-CoA, sehingga siklus
Krebs akan terus berlangsung.
Transport
elektron
Membra
ne dalam
mitokodr
ia
Sistem transport elektron merupakan suatu rantai pembawa elektron yang terdiri atas ATP
NAD, FAD, koenzim Q, dan sitokrom. Transpor elektron terjadi di membran dalam
mitokondria, dan berakhir setelah elektron dan H + bereaksi dengan oksigen yang
berfungsi sebagai akseptor terakhir, membentuk H 2O. Reaksinya kompleks, tetapi yang
berperan penting adalah NADH, FAD, dan molekul-molekul khusus, seperti Flavo
protein, ko-enzim Q, serta beberapa sitokrom. Dikenal ada beberapa sitokrom, yaitu
sitokrom C1, C, A, B, dan A3. Elektron berenergi pertama-tama berasal dari NADH,
kemudian ditransfer ke FMN (Flavine Mono Nukleotida), selanjutnya ke Q, sitokrom
C1, C, A, B, dan A3, lalu berikatan dengan H yang diambil dari lingkungan sekitarnya.
Sampai terjadi reaksi terakhir yang membentuk H2O.
Jadi, hasil akhir proses ini terbentuknya 32 ATP dan H 2O sebagai hasil
sampingan respirasi. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar
tubuh.
Berapa jumlah energi yang dihasilkan dari oksidasi NADH2 dan FADH2 dalam transpor electron?
Jawaban:
Energi yang dihasilkan dari oksidasi 1 molekul NADH2 adalah 3 molekul ATP, sedangkan untuk 1 molekul FADH2 menghasilkan 2 molekul ATP.
Berapa jumlah ATP yang dihasilkan oleh 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada mikroba? jelaskan
Jawaban:
Glikolisis
= 2 ATP + 2 NADH = 2 ATP + (2 x 3) ATP= 8 ATP
Dekarboksilasi
Oksidatif
=
2 NADH = (2 x 3) ATP
= 6 ATP
Siklus Krebs
= 2 ATP + 6 NADH = 2 ATP + (6 x 3) ATP= 20 ATP
+ 2 FADH2 = (2 x 2) ATP
= 4 ATP
Jumlah ATP yang dihasilkan adalah
= 38 ATP
Pemecahan 1 molekul glukosa melalui respirasi aerob pada mikroba menghasilkan 38 ATP