Tahapan Reaksi Aerob, Skema dan Contoh Respirasinya

tirto.id - Setiap makhluk hidup di Bumi memerlukan energi untuk bertahan hidup. Proses mendapatkan energi ini ditunjang dengan sebuah proses yang dinamakan respirasi.

Respirasi bisa menghasilkan energi dengan jalan memecah molekul kompleks menjadi molekul lebih sederhana. Umumnya molekul yang dipecah berupa molekul gula sederhana. Proses selanjutnya mengubah pecahan molekul menjadi karbondioksida, uap air, dan energi.

Respirasi terbagi menjadi dua yaitu respirasi aerob dan anaerob. Perbedaan respirasi aerob dan anaerob terletak pada kebutuhan terhadap oksigen.

Pada respirasi aerob, senyawa pemecah molekul kompleks menggunakan bantuan oksigen sehingga terjadi oksidasi. Pasokan oksigen diambil tubuh ketika melakukan aktivitas bernapas.

Ada pun pada respirasi anaerob, energi tidak dihasilkan dengan bantuan oksigen sebagai senyawa pemecah molekul. Berbagai bakteri menggunakan respirasi anaerob dalam menghasilkan energi dengan bantuan belerang atau beberapa jenis logam sebagai oksidator.

Proses respirasi anaerob terjadi pada satuan sel. Dengan demikian, proses respirasi berlangsung di dalam mitokondria. Contoh respirasi anaerob tampak pada pembuatan alkohol oleh saccharomyces cerevisiae, yakni spesies khamir atau mikroorganisme jamur bersel tunggal.

Apa Itu Respirasi Aerob?

Respirasi aerob merupakan proses menghasilkan energi yang dilakukan melalui pemecahan molekul glukosa dan memerlukan bantuan oksigen.

Respirasi ini mampu menghasilkan kurang lebih 36-38 molekul ATP dalam setiap molekul glukosa. Molekul ATP merupakan energi yang akan dimanfaatkan sel-sel hidup untuk menjalankan fungsinya.

Adenosina Trifosfat (ATP) dimanfaatkan untuk menyimpan dan mendistribusikan energi kimia menuju sel. ATP adalah sumber energi langsung untuk segala kegiatan metabolisme pada sel.

Energi yang terdapat pada ATP berasal dari energi yang dibebaskan pada pemecahan molekul glukosa saat proses respirasi.

Dalam pemahaman sederhana, proses respirasi akan menghasilkan energi dan zat lainnya. Energi tersebut lantas ditangkap dimasukkan pada ATP. ATP menyimpan energi tersebut dan sewaktu-waktu bisa dilepaskan ke dalam sel di seluruh tubuh agar bisa melakukan metabolisme.

Lalu, bagaimana reaksi yang terjadi pada respirasi aerob?

Tahapan Respirasi Aerob dan Tempat Berlangsungnya

Lalu proses aerob apa saja? Tahapan respirasi aerob terdiri dari 4 tahap yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan rantai transpor elektron. Penjelasan masing-masing tahap sebagai berikut:

1. Glikolisis

Langkah awal dari respirasi aerob adalah glikolisis. Tahap glikolisis yaitu pengubahan molekul glukosa (C6H12O6) menjadi dua molekul yang lebih sederhana, yakni asam piruvat (C3H4O3), dan terjadi di sitoplasma sel. Hasil respirasi aerob dari proses ini berupa dua molekul ATP dan dua molekul NADH.

NADh merupakan koenzim. Fungsinya sebagai pembawa elektron dan proton untuk dipakai di tahap selanjutnya.

2. Oksidasi Asam Piruvat

Oksidasi asam piruvat berlangsung di matriks mitokondria. Setiap molekul asam piruvat diubah ke mol asetil koenzim A (asetil-CoA) melalui pelepasan satu molekul CO2 dan satu molekul NADH. Asetil CoA berfungsi sebagai bahan bakar saat masuk ke tahap berikutnya.

3. Siklus Kreb

Tahap ketiga respirasi aerob yaitu siklus Kreb yang berlangsung di matriks mitokondria. Setiap molekul asetil CoA menyatu dengan molekul oksaloasetat (C4H4O5) dan membentuk molekul sitrat (C6H8O7).

Molekul sitrat akan mengalami reaksi oksidasi-reduksi lalu menghasilkan dua molekul CO2, satu molekul ATP, tiga molekul NADH, dan satu molekul FADH2 setiap siklus.

Siklus Krebs terjadi dua kali pada setiap molekul glukosa karena terdapat dua molekul asetil CoA yang berasal dari proses glikolisis. Ada pun FADH2 yaitu koenzim lain yang berguna untuk pembawa elektron dan proton.

4. Rantai transpor elektron

Rantai transpor elektron yaitu proses pelepasan dan transfer elektron dan proton yang dibawa NADH dan FADH2, melalui sejumlah protein kompleks bernama kompleks I-V.

Proses terakhir respirasi aerob ini menghasilkan gradien proton antara ruang membran dan matriks mitokondria. Selanjutnya, gradien proton digunakan enzim ATP sintase untuk menghasilkan ATP dari ADP dan fosfat.

Elektron lantas diberikan pada oksigen dan bergabung dengan proton membentuk air. Lewat rantai transpor elektron ini dihasilkan 32-34 molekul ATP untuk setiap molekul gula.

Skema Respirasi Aerob

Skema respirasi aerob dapat digambarkan lebih sederhana melalui rumus persamaan reaksi kimia.

Rumus persamaan reaksi kimia pada respirasi aerob dapat dituliskan sebagai berikut:

C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 6H2O + energi (36 ATP).

Contoh Respirasi Aerob

Hampir semua makhluk hidup melakukan proses respirasi aerob pada tubuhnya.

Manusia melakukan respirasi aerob bersamaan dengan proses mengambil dan mengembuskan napas. Hal yang sama terjadi pula pada hewan.

contoh respirasi aerob pada tumbuhan bisa ditemukan pada tanaman berdaun hijau. Tanaman ini melakukan proses fotosintesis untuk mendapatkan makanan dan energi.

Respirasi aerob pada tanaman dilakukan siang hari karena memerlukan cahaya matahari untuk proses fotosintesis.