Makalah Kelompok 4 (agung).docx

MAKALAH BIOSEL DAN MOLEKULER

Respirasi Seluler : Memanen Energi Kimiawi

OLEH

1. Agung D.S Silla

: 8420520170230

2. Velison O. Bolang

: 8420520170248

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI SEKOLAH TINGGI KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN STKIP SOE 2019

KATA PENGANTAR Puji syukur penyusun panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, yang telah memberi limpahan rahmat, tuntunan dan hidayah-Nya, maka penulisan makalah yang berjudul “Respirasi Selular : Memanen Energi Kimiawi” yang dilaksanakan pada tanggal 13 Maret bertempat di Lokasi Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan SoE dan lokasi penyusun (rumah) dapat selesai dengan baik. Makalah ini ditulis sebagai salah satu tugas pada Mata Biosel dan Molekuler di Program Studi Pendidikan Biologi. Penulisan makalah ini tidak lepas dari bantuan beberapa pihak, oleh karena itu penyusun menyampaikan ucapan terima kasih kepada : 1. Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan SoE 2. Meti O.F.I Tefu, S.Pd., M.Si selaku Dosen Pengampu Matakuliah Biosel dan Molekule 3. Teman-teman seperjuangan Program Studi Pendidikan Biologi 2017, terima kasih atas semua bantuan dan dukungan kalian.

Penyusun menyadari bahwa dalam Makalah ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu, kritik dan saran yang sifatnya membangun sangat penyusun harapkan untuk perbaikan dimasa yang akan datang. Sebagai akhir kata, Semoga setiap penyajian materi yang terdapat dalam makalah ini dapat bermanfaat sebagai salah satu referensi bagi pembaca khususnya almamater tercinta Pendidikan Biolog.

SoE, 13 Maret 2019

Tim Penyusun

i

DAFTAR ISI

Halaman Kata Pengantar .................................................................................................. i Daftar Isi .............................................................................................................

ii

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang .........................................................................................

1

1.2. Rumusan Masalah ....................................................................................

2

1.3. Tujuan ......................................................................................................

2

BAB II PEMBAHASAN 2.1. Prinsip Dasar Jalus Katabolik dan Produksi ATP ..................................

3

2.2. Reaksi Redoks (reduksi oksidasi ) ..........................................................

4

2.3. Tahap-tahap respirasi seluler ..................................................................

5

BAB III PENUTUP 3.1. Kesimpulan ..............................................................................................

7

3.2. Saran .......................................................................................................

7

DAFTAR PUSTAKA ..........................................................................................

ii

14

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Dalam jenjang organisasi biologis, sel merupakan kumpulan materi-materi paling sederhana yang bersifat funduamental (mendasar) bagi sistem kehidupan dalam ilmu bilogi seperti halnya atom yang bersifat funduamental bagi ilmu kimia, sehingga sel sering katakan sebagai unit dasar penyusun struktur dan fungsi organisme yang menjalankan berbagai aktifitas dan proses tertentu. Pada setiap organisme, sel yang hidup dapat di ibaratkan sebagai pabrik kimia mini tempat terjadinya ribuan reaksi kimiawi yang dapat menghasilkan dan mengekspor produk kimiawi untuk kebetuhan organisme itu sendiri. Keseluruhan proses atau jalur dari suatu reaksi kimia dalam sel yang dapat menghasilkan produk tertentu pada umumnya dikenal dengan istilah metabolisme (metabolic). Proses metabolisme secara keseluruhan akan mengelola berbagai sumber daya materi dan energi bagi sel. Sehingga pada dasarnya terdapat beberapa jalur utama pada proses metabolisme yakni jalur yang terjadi dengan melepaskan energi melalui penguraian molekul kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana dan sering dikenal dengan istilah jalur katabolik (catabolic patway), serta jalur yang membutuhkan energi untuk membangun molekul-molekul kompleks dari molekul-molekul yang lebih sederhana atau yang disebut jalur anabolik (anabolic patway). Berdasarkan topik pembahasan yang tersaji di atas, maka penyajian materi pada makalah ini akan secara spesifik membahas suatu jalur metabolisme yakni katabolik dan produksi ATP.

1.2. Rumusan Masalah 1. Bagaimana prinsip dasar jalur katabolik dan produksi ATP.? 2. Apa yang dimaksud dengan reaksi redoks.? 3. Bagaimana tahap-tahap respirasi seluler 3.1. Tujuan Berdasarkan tujuan dari praktikum “Pembuatan Anggur Buah (Wine) Menggunakan Teknik Fermentasi”, maka manfaat dari laporan kegiatan 1

praktikum

ini

diharapkan

dapat

digunakan

dilaksanakannya kegiatan praktikum selanjutnya.

2

sebagai

referensi

untuk

BAB II PEMBAHASAN

2.1. Prinsip Dasar Jalur Katabolik Dan Produksi ATP Katabolisme merupakan reaksi penguraian senyawa (senyawa organik) kompleks menjadi senyawa yang lebih sederhana untuk menghasilkan energi berupa ATP yang biasa digunakan organisme untuk beraktifitas. Pada dasarnya, senyawa organik memiliki energi potensial sebagai akibat dari susunan atom-atomnya sehingga dengan bantuan beberapa molekul biokatalisator (enzim) senyawa tersebut akan digunakan sebagai bahan bakar dalam reaksi katabolik, pada reaksi ini, sel secara sistematik akan mendegradasi molekul organik kompleks yang kaya akan energi potensial tersebut menjadi produk buangan yang lebih sederhana dan memiliki lebih sedikit energi. Berdasarkan perubahan energi yang terjadi pada suatu reaksi kimia dalam tubuh organisme (metabolisme), jalur katabolik adalah suatau jalur metabolisme yang tergolong dalam reaksi kima eksergonik sebab dalam reaksi tersebut terjadi pelepasan energi dalam bentuk panas (aksoterm). Pelepasan energi yang terjadi pada proses ini akan dimanfaatkan menjadi simpanan kimiawi dalam bentuk fosfat, terutama dalam bentuk ATP (Adenosin trifosfat) dan senyawa berenergi elektron tinggi FADH (Flafin adenin dinukleutida H) sehingga sejumlah energi yang diambil dari simpanan kimiawi tersebut dapat digunakan untuk aktifitas tubuh organisme. Contoh dari jalur katabolik adalah respirasi (respiration). Berdasarkan kebutuhan akan oksigen (O2) pada saat melakukan proses respirasi, katabolik dibagi mnjadi sua yaitu respirasi anaerob (anaerobic respiration) dan respirasi aerobik (aerobic respiration) berikut merupakan deskripsi tentang kedua jenis respirasi tersebut: a) Respirasi anaerob (anaerobik respiration) Respirasi anaerob mrupakan respirasi yang tidak menggunakan oksigen (O2) sebagai penerima akhir pada saat pembentukan ATP. respirasi anaerob juga menggunakan gula sebagai substrat (penguraian gula sebagian yang terjadi tanpa penggunaan oksigen). Jenis respirasi

3

anaerob

pada

umumnya

dikenal

dengan

istilah

fermentasi

(fermentation). Beberapa organisme dapat berespirasi menggunakan oksigen, tetapi dapat juga melakukan fermentasi. Organisme seperti ini melakukan fermentasi jika lingkungannya miskin oksigen. Sebagai contoh, sel-sel otot dapat melakukan respirasi anaerob jika kekurangan oksigen. Pada fermentasi, glukosa dipecah menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan terbentuk 2 ATP. Tetapi, fermentasi tidak bereaksi secara sempurna memecah glukosa menjadi karbon dioksida dan air, serta ATP yang dihasilkan pun tidak sebesar ATP yang dihasilkan dari glikolisis. Dari hasil akhirnya, fermentasi dibedakan menjadi fermentasi asam laktat dan fermentasi alkohol.  Fermentasi asam laktat merupakan respirasi anaerob, hasil akhir fermentasi ini ialah asam laktat

yang disebut juga

asam susu. Sebagian masyarakat menyebut asam laktat sebagai asam kelelahan, karena erat kaitannya dengan rasa lelah. Hal ini terjadi pada manusia, karena bergerak melebihi batas sehingga terjadi penimbunan asam laktat yang merupakan hasil akhir fermentasi pada otot tubuh. Proses fermentasi juga dimulai dengan glikolisis yang menghasilkan asam piruvat. Karena pada proses ini tidak ada oksigen yang merupakan reseptor terakhir, maka asam piruvat diubah menjadi asam laktat. Kejadian ini berakibat pada elektron yang tidak meneruskan perjalanannya, tidak lagi menerima elektron dari NADH dan FAD. Karena tidak terjadi penyaluran elektron, berarti pula NAD+ dan FAD yang diperlukan dalam siklus krebs juga tidak terbentuk. Akibatnya, reaksi siklus krebs pun terhenti. Asam laktat merupakan zat kimia yang merugikan karena bersifat racun atau toksis.  Pada beberapa mikroorganisme, peristiwa pembebasan energi terjadi karena asam piruvat diubah menjadi asam 4

asetat dan CO2. Selanjutnya, asam asetat diubah menjadi alkohol. Pada peristiwa ini, NADH diubah menjadi NAD+. Dengan terbentuknya NAD+, glikolisis dapat terjadi. Dengan demikian, asam piruvat selalu tersedia, kemudian diubah menjadi energi. Pada fermentasi ini, energi (ATP) yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa hanya 2 molekul ATP, berbeda dengan proses respirasi aerob yang mengubah 1 molekul glukosa menjadi 34 ATP. b) Respirasi aerob (aeribic fermentation) Sebagian besar hewan dan tumbuhan melakukan respirasi aerob. Respirasi

aerob

adalah

peristiwa

pembakaran

zat

makanan

menggunakan oksigen dari pernapasan untuk menghasilkan energi dalam bentuk ATP. Selanjutnya, ATP digunakan untuk memenuhi proses hidup yang selalu memerlukan energi. Respirasi aerob disebut juga pernapasan, dan terjadi di paru-paru. Sedangkan, pada tingkat sel respirasi terjadi pada organel mitokondria. Secara sederhana, reaksi respirasi adalah sebagai berikut: C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 Glukosa

oksigen

air

+

36 ATP

karbondioksida

energi

Pada respirasi ini, bahan makanan seperti senyawa karbohidrat, lemak atau protein dioksidasi sempurna menjadi karbondioksida dan air. Pada reaksi di atas, substrat yang dioksidasi sempurna adalah glukosa. Oksigen diperlukan sebagai akseptor elektron terakhir pada rantai transpor elektron di mitokondria. Karbondioksida (CO2) dibebaskan keluar sel sebagai sampah. Pada manusia, CO2 dilarutkan dalam darah, kemudian dibuang melalui pernapasan dari paru-paru. Molekul air juga merupakan sampah dari respirasi dan dibuang lewat plasma darah ke paru-paru, kemudian dikeluarkan melalui hembusan napas.

2.2. Reaksi Redoks : Reduksi oksidasi

5

2. Jenis-jenis Fermentasi Fermentasi biasanya dilakukan dengan kultur murni yang dihasilkan di laboratorium. Kultur ini dapat disimpan dalam keadaan kering atau dibekukan.

6

BAB III PENUTUP

3.1. Kesimpulan Kegiatan praktikum ini dilaksanakan pada tanggal 27 Oktober 2018, dengan bertempat pada Lab Sains Sekolah Tinggi Keguruan dan Ilmu Pendidikan SoE.

3.2. Saran Dalam kegiatan praktikum ini, tidak terlepas dari penggunaan alat dan bahan yang menunjang berjalannya kegiatan ini, berikut adalah alat dan bahan yang penulis gunakan dalam kegiatan praktikum ini :

7