b. Respirasi
anaerob
Respirasi anaerob
adalah proses penguraian senyawa organik yang menghasilkan energi tanpa
menggunakan oksigen sebagai akseptor terakhirnya. Yang termasuk kedalam
respirasi anaerob, yaitu fermentasi.
Fermentasi
Fermentasi terjadi pada
organisme tingkat tinggi. Fermentasi terdiri dari dua tahap, yaitu tahap
glikolisis dan pembentukan NAD⁺.
Pada proses tersebut asam piruvat hasil glikolisis tidak diubah menjadi asetil
Co-A. Namun, senyawa tersebut akan direduksi menjadi senyawa lain dengan
bantuan NADH. Dalam fermentasi satu molekul glukosa akan menghasilkan 2 ATP.
Fermentasi dapat dibedakan menjadi dua macam berikut.
1) Fermentasi
asam laktat
Fermentasi asam laktat
terjadi pada sel-sel otot. Proses tersebut menggunakan bahan baku berupa asam
piruvat. Hasil dari proses tersebut berupa asam laktat dan ATP. Timbunan dari
asam laktat yang berlebihan dapat menyebabkan otot terasa lelah dan nyeri.
Berikut reaksi dari fermentasi asam laktat.
Glukosa glikolisis
2 asam piruvat 2
fosfoenol piruvat 
2NADH
2NAD⁺
2 asam laktat
2) Fermentasi
alkohol
Fermentasi alkohol
dapat terjadi pada khamir atau yeast. Proses tersebut menggunakan bahan baku
asam piruvat. Hasil dari proses tersebut berupa etanol, CO₂,
dan ATP. Berikut reaksi dari fermentasi alkohol.
2CO₂
Glukosa glikolisis
2 asam piruvat 2
asetaldehid
2NADH
2NAD⁺
2 etanol
Anabolisme
Anabolisme
merupakan reaksi penyusunan senyawa-senyawa kompleks dari senyawa-senyawa
sederhana, misalnya sintesis asam lemak, sintesis asam amino, atau sintesis
berbagai metabolik lainnya. Berdasarkan tingkat energi yang dipakai, reaksi
anabolisme dibedakan menjadi fotosintesis dan kemosintesis. Fotosintesis
menggunakan energi cahaya sebagai sumber energi, sedangkan sumber energi untuk
kemosintesis adalah energi kimia.
1. Fotosintesis
Fotosintesis
merupakan penyusunan bahan organik dari air dan karbondioksida dengan bantuan
energi cahaya. Proses tersebut hanya terjadi pada tumbuhan berklorofil.
Fotosintesis berlangsung melalui reaksi seperti berikut!
6CO₂
+ 6H₂O energi cahaya C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Fotosintesis
terjadi di dalam kloroplas. Fotosintesis berlangsun dalam dua tahapan reaksi
seperti berikut.
a. Reaksi
terang
Pada reaksi terang
terjadi penangkapan energi cahaya. Reaksi ini terjadi pada membran tilakoid dan
menghasilkan ATP dan NADPH₂. Kedua senyawa
tersebut akan digunakan dalam reaksi gelap.
Reaksi terang melibatkan dua jenis fotosistem, yaitu
fotosistemI dan fotosistem II.
1) Fotosistem
I (P700), mengandung klorofila a yang menyerap kuat energi cahaya dengan
panjang gelombang 700 nm.
2) Fotosistem
II (P680), mengandung klorofil a yang menyerap energi cahaya dengan panjang
gelombang 680 nm.
Pigmen-pigmen
dalam fotosistem berfungsi untuk menangkap energi cahaya. Selanjutnya, energi
diteruskan hingga mencapai pusat reaksi (klorofil a). Setelah itu, pusat reaksi
akan melepaskan elektronnya. Ada dua macam aliran elektron, yaitu sebagai
berikut.
1) Jalur
elektron siklik (fotofosforilasi siklik)
Elektron yan dilepaskan
oleh fosistem I akan diterima oleh akseptor elektron. Elektron tersebut
selanjutnya diteruskan ke sistem transpor elektron. Pada akhirnya elektron akan
kembali ke fotosistem I lagi. Jalur tersebut hanya menghasilkan ATP.
2) Jalur
elektron nonsiklik (fotofosforilasi nonsiklik)
Reaksi ini dimulai ketika
fotosistem II menyerap energi cahaya dan melepaskan elektron. Fotosistem II
selanjutnya mengambil elektron dari hasil fotolisis. Berikut merupakan reaksi
fotolisis.
H₂O 2H⁺ + 2e⁻
+ ⅟₂O₂
Elektron yang
dilepaskan dari fotosistem II akan diteruskan menuju sistem transpor elektron.
Dalam prose tersebut akan terbentuk ATP. pada akhirnya elektron tersebut akan
diterima oleh fotosistem I. Pada saat bersamaan fotosistem I juga melepaskan
elektron. Selanjutnya elektron diteruskan kesistem transpor elektron. Pada
akhirnya elektron akan ditangkap oleh NADP⁺. Ion H⁺ hasil fotolisis kemudian diikat oleh
NADP⁺
untuk membentuk NADPH₂.
b. Reaksi
gelap (siklus calvin)
Reaksi gelap berlangsung tanpa memerlukan cahaya.
Reaksi ini berlangsung di dalam stroma. Reaksi ini terjadi melalui tiga tahapan
berikut.
1) Tahap
fiksasi
Pada tahap ini ribolusa bifosfat (RuBp) mengikat CO₂
untuk membentuk 3-fosfogliserat (PGA). Reaksi yang terjadi sebagai berikut.
6CO₂
+ 6 RuBp RuBp karboksilase
(rubisco) 12 PGA
2) Tahap
reduksi
Pada tahap ini PGA diubah menjadi DPGA
(1,3-difosfogliserat). Selanjutnya, DPGA diubah menjadi fosfogliseraldehid
(PGAL atau G3P). Reaksi yang terjadi sebagai berikut.
12 ATP 12 ADP
12 NADPH₂. 12 NADP⁺
 |
 |
||
12PGA 12 DPGA 12
PGAL
3) Tahap
regenerasi
Pada tahap ini terjadi pembentukan RuBp kembali dari
PGAL. Adapun sebagaian PGAL yang lain digunakan untuk membentuk glukosa. Reaksi
yangterjadi sebagai berikut.
12 PGAL 10 PGAL RuBp
2
PGAL glukosa
2. Kemosintesis
Kemosintesis
adalah reaksi biosintesis yang menggunakan energi dari reaksi kimia.
Kemosintesis dapat dilakukan oleh beberapa bakteri, seperti bakteri belerang,
bakteri besi, dan bakteri nitrifikasi. Pengubahan ini terdiri atas dua tahap
dan dilakukan oleh bakteri yang berbeda, yaitu nitrosomonas atau nitrosococcus
dan nitrobacter.
2NH₄⁺
+ 3O₂ nitrosomonas 2NO₂⁻
+ 4H⁺
+ 2H₂O + 32 kalori
2NO₂⁻ + 3O₂ nitrosococcus 2NO₂⁻ + 32 kalori
Reaksi-reaksi
kimia tersebut menghasilkan energi yang akan digunakan untuk sintesis
karbohidrat dari sumber karbon anorganik. Sumber karbon yang digunakn dapt
brupa CO₂,
CO₃²⁻, atau CH₄.
Bakteri
kemosintetik yang dapat mengoksidasi sulfur adalah thiobacillus thio-oxidans. Sementara itu bakteri thiobacillus fero-oxidans dapat
mengoksidasi besi.
2S + 3O₂
+ 2H₂O
thiobacillus thio-oxidans 2H₂SO₄
+ 100 kalori
Fe²⁺ thiobacillus fero-oxidans Fe³⁺ + 11,3 kalori
Tidak ada komentar:
Posting Komentar