RESPIRASI
• 6O2 + C6H12O6 6CO2 + 6H2O + Energy • Cellular Respiration: Perubahan Glucose menjadi ATP dengan menggunakan O2 • Proses pembentukan ATP melalui penguraian Glucose dengan adanya Oksigen • Energi bebas yang dilepaskan (dalam bentuk ATP) yang siap digunakan untuk pertumbuhan dan perkembangan tanaman • Respirasi terjadi dalam sel tanaman dan hewan • Respirasi berlangsung dalam Mitochondria • Produk dari respirasi berupa ATP, CO2 dan air • Respirasi berlangsung: – Pada saat yang sama dengan proses fotosintesis – Selama malam hari – Pada benih dorman – Pada buah yang sedang berkembang dan pada prose kemasakan buah KRT-2008
1
MITOCHONDRIA & RESPIRASI • Mitochondria merupakan organelle yang terbungkusmembran • Fungsi utamanya adalah mengubah energi potensial dari molekul makanan menjadi ATP • Respirasi Aerob memerlukan adanya oksigen • C6H12O6 + 6O2 + 40ADP + 40Phosphates 6CO2 + 6H2O + 40 ATP • Respirasi Aerob merupakan tipe respirasi utama yang terjadi dalam tanaman dan hewan KRT-2008
2
MITOCHONDRIA & RESPIRASI • Tidak semua energi dalam glucose diubah menjadi bentuk ATP: – Yang efisien hanya 40 % – Extra energy diubah menjadi panas: • Dalam tanaman, panas tersebut cepat dihilangkan • Pada hewan, panas dipertahankan untuk menjaga suhu tubuh KRT-2008
3
3 TAHAP UTAMA RESPIRASI 1. Glycolysis 1. Penguraian Glucose menjadi senyawa 3-C yang disebut: Pyruvate 2. Terjadi dalam Cytosol 3. Terbentuk ATP dan NADH (molekul energi cadangan) 4. NADH terbentuk dari NAD 5. NAD + H NADH sama seperti pembentukan NADPH2 yang berasal dari NADP + H2 KRT-2008
4
TAHAPAN RESPIRASI 2
Krebs Cycle 1 2 3 4
Disebut juga: Citric Acid Cycle atau Tricarboxylic Acid Cycle / TCA Cycle Berlangsung dalam Mitochondrial Matrix Siklus ini secara lengkap mengurai Pyruvate menjadi CO2 dan bermacam-macam Carbon Skeletons Skeletons digunakan dalam Matabolic Pathways untuk membuat berbagai senyawa: 1 2 3 4 5 6 7
5 6
Protein Lipid Carbohydrate dinding sel DNA Hormon Tanaman Pigmen Tanaman Berbagai senyawa biokimia
Tahapan ketika CO2 dikeluarkan dari tanaman Dihasilkan 10 NADH KRT-2008
5
TAHAPAN RESPIRASI 3
Electron Transport Chain 1 2
3
4
5 6
Disebut juga: Oxidative Phosphorylation Serangkaian protein dalam Mitochondria membantu Transfer Electron (e-) dari NADH ke Oksigen (melepaskan sejumlah energi) Berlangsung pada Mitochondrial Inner Membran (Protein terikat pada membran) Energi yang dilepas, digunakan untuk berjalannya reaksi ADP + P ATP (Terbentuk sejumlah ATP) Oksigen diperlukan dalam tahapan ini Terbentuk Air KRT-2008
6
Electron Transport Chain • Proses yang menggunakan elektron energi tinggi dari siklus Krebs untuk mengubah ADP menjadi ATP • Lokasi: cristae of mitochondria • Menghasilkan 32 ATP
KRT-2008
7
RESPIRASI ANAEROB • Respirasi Anaerob disebut juga: Fermentasi • Terjadi pada lingkungan Oksigen-Rendah tanaman yang ditanam pada tanah basah atau padat • ATP masih diproduksi dari Glucose, tetapi tidak seefisien Respirasi Aerob • Hanya 2 ATP yang terbentuk, sedangkan pada respirasi Aerob terbentuk 40 ATP • Glucose + Oksigen 2 Ethanol + 2 Air + 2 ATP • C6H12O6 + O2 2 CH2O5 + 2 H2O + 2 ATP (Proses ini yang digunakan untuk membuat alcohol atau wine) • Tanaman akan menderita keracunan Ethanol dan senyawa yang lain • Jika Respirasi Anaerob berlangsung lama, maka tanaman akan sangat terhambat pertumbuhannya dan produksinya rendah KRT-2008
8
Fermentasi / Respirasi Anaerob Proses yang melepaskan energi dari Glucose bila tidak ada oksigen
Tanaman, Ragi dan beberapa mikroba
Organisme Lain
KRT-2008
9
PHOTORESPIRATION • Dalam keadaan normal, CO2 bergabung dengan RUBP menjadi 2 molekul PGA • Dalam proses Fotorespirasi O2 menggantikan CO2 dalam reaksi yang tidak produktif • Tanaman C4 nampaknya mempunyai mekanisme yang dapat menekan proses fotorespirasi karena adanya perbedaan anatomi sel dengan tanaman C3 KRT-2008
10
Photorespiration • Respirasi yang terjadi pada saat ada cahaya • Ilmuwan menemukan bahwa beberapa tanaman mempunyai laju respirasi yang lebih cepat pada saat ada cahaya daripada dalam gelap • Terjadi dalam chloroplast dan struktur lain dalam Photosynthetic cell • Rubisco dapat bereaksi dengan oksigen sehingga: – Produksi bahan kering tanaman berkurang – ATP yang diproduksi dalam fotorespirasi lebih sedikit KRT-2008
11
Factors Influencing Photorespiration 1. Ratio O2 : CO2 Jika sel mempunyai O2 lebih rendah, tetapi CO2 lebih tinggi, maka Siklus Calvin akan berjalan normal Jika sel mempunyai O2 lebih tinggi dan CO2 lebih rendah maka Fotorespirasi yang lebih dominan Tanaman C4 mempunyai laju fotorespirasi sedikit / lebih rendah karena CO2 masuk ke bundle sheath cells
KRT-2008
12
Factors Influencing Photorespiration 2. Intensitas Cahaya Peningkatan intensitas cahaya akan meningkatkan energi untuk proses fotorespirasi dan fotosintesis Tanaman C3 Jenuh-cahaya pada intensitas cahaya yang lebih rendah daripada tanaman C4 Tercapainya “Break-Even Point” pada taraf cahaya yang jauh lebih rendah ini karena meningkatnya fotorespirasi
KRT-2008
13
Factors Influencing Photorespiration 3. Temperatur Respirasi Aerob dan Photorespirasi meningkat dengan meningkatnya suhu Tanaman mempunyai kisaran suhu optimum, minimum dan maksimum yang berbeda 4. Net Photosynthesis / Net Assimilation Rate Tanaman C4 mempunyai Net Assimilation Rate 2-3 kali lebih tinggi dari tanaman C3 Tanaman C4 disebut: Efficient Plants dan tanaman C3 disebut: Non-Efficient Plants Tanaman C4 dapat memproduksi bahan kering 3 kali lebih banyak daripada tanaman C3
KRT-2008
14
Factors Affecting Respiration 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
Macam sel / jaringan Sel meristematis, buah yang masak, dan biji yang sedang berkembang mempunyai laju respirasi yang tinggi Temperatur Suhu optimum dan maksimum respirasi umumnya lebih tinggi daripada suhu optimum dan maksimum fotosintesis Oksigen O2 rendah dapat mereduksi respirasi aerob dan fotorespirasi Cahaya Tidak secara langsung mempengaruhi respirasi, tetapi melalui glucose yang terbentuk Glucose Diperlukan Glucose yang cukup agar terjadi respirasi CO2 CO2 tinggi dapat mereduksi respirasi ATP Akan mempengaruhi respirasi jika proses metabolik yang lain berjalan lambat atau berhenti Plant Injury Kerusakan mekanis, penyakit, gigitan serangga, herbisida dapat meningkatkan laju respirasi KRT-2008
15
KRT-2008
16
