RESPIRASI SELULER BY : I GEDE SUDIRGAYASA PRINSIP PEMANENA N ENERGI RESPIRASI SELULER PROSESPROSES METABOLIS ME YANG TERKAIT PROSES RESPIRASI SELULER 1
GAMBARAN UMUM HIDUP ITU KERJA SEL BEKERJA UNTUK MEMPERTAHANKAN HIDUP SEL MEMBUTUHKAN MASUKAN ENERGI DARI SUMBER LUAR TUMBUHAN MEMBUAT BAHAN BAKARNYA SENDIRI HEWAN MEMPEROLEH BAHAN BAKARNYA DENGAN MEMAKAN TUMBUHAN ATAU MEMAKAN ORGANISME LAIN YANG MEMAKAN TUMBUHAN
Membran nukleus Retikulum Endoplasma kasar NUCLEUS Nucleolus Retikulum Endoplasma halus Chromatin Ribosomes Vakuola Komplek Golgi Microfilaments CYTOSKELETON Microtubules Mitochondrion Peroxisome Chloroplast Membran Plasma Dinding sel Plasmodesmata Dinding sel tetangga Ruang antar membran Membran luar DNA Ribososom bebas dalam matrik mitokondria Membran dalam Cristae Matrix 0.1 m (a) Diagram dan TEM mitokondrion (kanan) 3
ENERGI MENGALIR KE EKOSISTEM DALAM BENTUK CAHAYA MATAHARI DAN MENINGGALKANNYA DALAM BENTUK PANAS FOTOSINTESIS MENGHASILKAN O DAN MOLEKUL ORGANIK YANG DIGUNAKAN DALAM RESPIRASI SELULER SEL MENGGUNAKAN ENERGI KIMIAWI YANG TERSIMPAN DALAM MOLEKUL ORGANIK (MAKANAN) UNTUK MEREGENERASI Energi cahaya ECOSYSTEM Photosynthesis pada kloroplas CO HO Respirasi seluler di mitochondria Molekul O organik Energi untuk sebagian besar kerja seluler Energi panas 4
RUMUS UMUM SENYAWA ORGANIK + OKSOGEN KARBON DIOKSIDA + AIR + ENERGI SEL MENDAUR ULANG YANG DIGUNAKAN UNTUK MELAKUKAN KERJA 5
(ADENOSIN TRI PHOSPHATE) DAUR 6
Transpor protein DAN KERJA SELULER Zat terlarut ADP P Pi Pi Zat terlarut ditranspor (a) Kerja transpor: Jalur sitoskeleton Vesikula Protein motor ADP Pi Protein dan vesikula berpindah (b) Kerja mekanik GLUKOSA DAN BAHAN BAKAR ORGANIK LAIN DIPECAH PERLAHAN DAN BERTAHAP RESPIRASI MELIBATKAN 3 PROSES : GLIKOLISIS : DALAM SITOSOL MEMECAH GULA MENJADI ASAM PIRUVAT SIKLUS CREBS : DALAM MATRIK MITOKONDRIA MENGURAIKAN TURUNAN PIRUVAT MENJADI CO FOSFORILASI OKSIDATIF (TRANSPOR ELEKTRON DAN KEMIOSMOSIS): DI MEMBRAN DALAM MITOKONDRIA MENGHASILKAN LEBIH BANYAK 7
1. Glikolisis (kode berwarna biru muda ) Terjadi di sitosol/ sitoplasma. Oksidasi piruvat dan siklus Krebs (kode berwarna salmon) Terjadi di matrik mitokondria 3. Fosforilasi oksidatif: rantai transpor elektron dan Kemiosmosis (kode berwarna ungu) Terjadi di membran dalam mitokondria Electrons diangkut melalui NADH Glycolysis Glukosa Piruvat MITOCHONDRION SITOSOL Fosforilasi Tingkat substrat 8
Eletron diangkut melalui NADH dan FADH Electrons diangkut melalui NADH Glycolysis Glukosa Piruvat Oksidasi piruvat Siklus Krebs MITOCHONDRION SITOSOL Fosforilasi Tingkat substrat Fosforilasi Tingkat substrat Eletron diangkut melalui NADH dan FADH Electrons diangkut melalui NADH Glycolysis Glukosa Piruvat Oksidasi piruvat Siklus Krebs Fosforilasi oksidatif: Transpor elektron dan kemiosmosis MITOCHONDRION SITOSOL Fosforilasi Tingkat substrat Fosforilasi Tingkat substrat Fosforilasi oksidatif 9
90% YANG DIHASILKAN DALAM RESPIRASI SELULER MELALUI FOSFORILASI OKSIDATIF( RANTAI TRANSPOR ELEKTRON DAN KEMIOSMOSIS) SEBAGIAN KECIL DIHASILKAN DALAM GLIKOLISIS DAN SIKLUS CREBS MELALUI FOSFORILASI TINGKAT SUBSTRAT UNTUK MASING-MASING MOLEKUL GLUKOSA YANG DIPECAH MENJADI C0 DAN AIR MELALUI RESPIRASI MENGHASILKAN LEBIH DARI 3 FOSFORILASI TINGKAT SUBSTRAT Enzyme Enzyme ADP P Substrate Product 10
GLIKOLISIS MEMANEN ENERGI KIMIAWI DENGAN MENGOKSIDASI GLUKOSA MENJADI PIRUVAt GLIKOLISIS MEMECAH GLUKOSA MENJADI MOLEKUL PIRUVAT GLIKOLISIS TERJADI DI SITOPLASMA DALAM PASE UTAMA : PASE INVESTASI ENERGI PASE PEMBAYARAN ENERGI GLIKOLISIS TERJADI DENGAN ADA ATAU TIDAKNYA OKSIGEN Pase investasi energi Glukosa ADP P digunakan 4 dibentuk Pase pembayaran energi 4 ADP 4 P NAD+ 4 e 4 H+ NADH H+ Pyruvate HO Selisih Glucose 4 NAD+ 4 e 4 H+ Piruvat HO NADH H+ 11
TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase investasi energi Glucose Glucose 6-phosphate ADP Hexokinase 1 TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase investasi energi Glucose Glucose 6-phosphate Fructose 6-phosphate ADP Hexokinase 1 Phosphoglucoisomerase 1
TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase investasi energi Glucose Glucose 6-phosphate Fructose 6-phosphate Hexokinase 1 Fructose 1,6-bisphosphate ADP ADP Phosphoglucoisomerase Phosphofructokinase 3 TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase investasi energi Glucose Glucose 6-phosphate Fructose 6-phosphate Hexokinase 1 Fructose 1,6-bisphosphate ADP ADP Phosphoglucoisomerase Phosphofructokinase 3 Aldolase Dihydroxyacetone phosphate 4 Glyceraldehyde 3-phosphate Isomerase 5 To step 6 13
TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase pembayaran energi NADH + H Triose phosphate dehydrogenase Pi 1,3-Bisphosphoglycerate 6 TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase pembayaran energi NADH Triose phosphate dehydrogenase 6 + H ADP Phosphoglycerokinase Pi 1,3-Bisphosphoglycerate 7 3-Phosphoglycerate 14
TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase pembayaran energi NADH + Triose phosphate dehydrogenase H ADP Phosphoglyceromutase Phosphoglycerokinase Pi 1,3-Bisphosphoglycerate 6 8 3-Phosphoglycerate 7 -Phosphoglycerate TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase pembayaran energi HO NADH Triose phosphate dehydrogenase 6 + H ADP 1,3-Bisphosphoglycerate 7 Enolase Phosphoglyceromutase Phosphoglycerokinase Pi 9 3-Phosphoglycerate 8 -Phosphoglycerate Phosphoenolpyruvate (PEP) 15
TAHAPAN GLIKOLISIS Glycolysis: pase pembayaran energi HO NADH Triose phosphate dehydrogenase 6 + H ADP 1,3-Bisphosphoglycerate 7 Enolase Phosphoglyceromutase Phosphoglycerokinase Pi 9 3-Phosphoglycerate 8 ADP -Phosphoglycerate Pyruvate kinase Phosphoenolpyruvate (PEP) 10 Pyruvate Animasi Please note that due to differing operating systems, some animations will not appear until the presentation is viewed in Presentation Mode (Slide Show view). You may see blank slides in the Normal or Slide Sorter views. All animations will appear after viewing in Presentation Mode and playing each animation. Most animations will require the latest version of the Flash Player, which is available at http://get.adobe.com/flashplayer. 16
SIKLUS CREBS SIKLUS CREBS/ SIKLUS ASAM SITRAT MENYEMPURNAKAN OKSIDASI MOLEKUL ORGANIK PENGHASIL ENERGI SEBELUM SIKLUS CREBS BISA DIMULAI, PIRUVAT HARUS DIUBAH MENJADI SENYAWA YANG DI SEBUT ASETIL KOENZIM A ( ASETIL CoA ) 17
Eletron diangkut melalui NADH dan FADH Electrons diangkut melalui NADH Glycolysis Glukosa Piruvat Oksidasi piruvat Fosforilasi oksidatif: Transpor elektron dan kemiosmosis Siklus Krebs MITOCHONDRION SITOSOL Fosforilasi Tingkat substrat Fosforilasi Tingkat substrat Fosforilasi oksidatif OKSIDASI PIRUVAT MITOCHONDRION Sitosol CO Coenzyme A 3 1 Piruvat NADH + H Protein transpor 18
SIKLUS KREBS/ SIKLUS ASAM SITRAT MENYEMPURNAKAN PEMECAHAN ASETIL CoA MENJADI CO SIKLUS TERSEBUT MENGOKSIDASI BAHAN BAKAR ORGANIK YANG DITURUNKAN DARI PIRUVAT, MENGHASILKAN 1, 3 NADH, DAN 1 FADH SEKALI PITARAN Pyruvate CO CoA NADH + H CoA CoA Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat CO 3 FADH 3 NADH FAD + 3 H ADP + P i 19
SIKLUS KREBS TERDIRI DARI 8 TAHAP YANG DIKATALISIS OLEH ENZIM SPESIFIK NADH DAN FADH YANG DIHASILKAN DALAM SIKLUS KREBS MEMBAWA ELEKTRON YANG DIEKSTRAK DARI MAKANAN KE RANTAI TRANSPOR ELEKTRON. SIKLUS KREBS 1 Oxaloacetate Citrate Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat 0
SIKLUS KREBS HO 1 Oxaloacetate Citrate Isocitrate Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat SIKLUS KREBS HO 1 Oxaloacetate Citrate Isocitrate Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat 3 NADH + H CO -Ketoglutarate 1
SIKLUS KREBS HO 1 Oxaloacetate Citrate Isocitrate Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat NADH 3 + H CO -Ketoglutarate 4 CO NADH + H Succinyl CoA SIKLUS KREBS HO 1 Oxaloacetate Citrate Isocitrate Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat NADH 3 + H CO -Ketoglutarate 4 5 Succinate GTP GDP Pi Succinyl CoA CO NADH + H ADP
SIKLUS KREBS HO 1 Oxaloacetate Citrate Isocitrate Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat NADH 3 + H CO Fumarate -Ketoglutarate 4 6 5 FADH CO FAD Succinate NADH Pi GTP GDP + H Succinyl CoA ADP SIKLUS KREBS HO 1 Oxaloacetate Malate Citrate Isocitrate HO Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat 7 NADH 3 + H CO Fumarate -Ketoglutarate 4 6 5 FADH FAD Succinate GTP GDP Pi Succinyl CoA CO NADH + H ADP 3
SIKLUS KREBS NADH + H HO 1 8 Oxaloacetate Malate Citrate Isocitrate HO Siklus Krebs/ Siklus asam sitrat 7 NADH 3 + H CO Fumarate -Ketoglutarate 4 6 5 FADH FAD Succinate GTP GDP Pi Succinyl CoA CO NADH + H ADP Animation Please note that due to differing operating systems, some animations will not appear until the presentation is viewed in Presentation Mode (Slide Show view). You may see blank slides in the Normal or Slide Sorter views. All animations will appear after viewing in Presentation Mode and playing each animation. Most animations will require the latest version of the Flash Player, which is available at http://get.adobe.com/flashplayer. 4
SELAMA FOSFORILASI OKSIDATIF, KEMIOSMOSIS MENGKOPEL TRANSPOR ELEKTRON KE SINTESIS DALAM GLIKOLISIS DAN SIKLUS CREBS,NADH and FADH MEMBAWA SEBAGIAN BESAR ENERGI YANG DIEKSTRAKSI DARI MAKANAN KEDUA PEMBAWA ELEKTRON TERSEBUT MENGIRIM ELEKTRON KE DALAM RANTAI TRANSPOR ELEKTRON YANG MENGGERAKKAN SINTESIS MELALUI FOSFORILASI OKSIDATIF 5
Animasi Please note that due to differing operating systems, some animations will not appear until the presentation is viewed in Presentation Mode (Slide Show view). You may see blank slides in the Normal or Slide Sorter views. All animations will appear after viewing in Presentation Mode and playing each animation. Most animations will require the latest version of the Flash Player, which is available at http://get.adobe.com/flashplayer. PERHITUNGAN YANG DIHASILKAN MELALUI RESPIRASI SELULER SELAMA RESPIRASI SELULER, ENERGI MENGALIR SBB : GLUKOSA NADH RANTAI TRANSPOR ELEKTRON GAYA GERAK PROTON KIRA-KIRA 34% ENERGI DALAM GLUKOSA DITRANSFER KE DALAM SELAMA RESPIRASI SELULER, KIRA-KIRA MEMBUAT 3 ITULAH BEBERAPA ALASAN SEHINGGA JUMLAH YANG DIHASILKAN TIDAK BISA DIKETAHUI DENGAN PASTI 6
Sistem pembolak balik elektron melewati membran MITOCHONDRION NADH or FADH NADH Glycolysis Pyruvate Glucose NADH Pyruvate oxidation 6 NADH Citric acid cycle Maximum per glucose: FADH Fosforilasi oksidatif : Rantai transpor Elektron dan kemiosmosis kira-kira 6 atau 8 About 30 or 3 CYTOSOL FERMENTASI ( RESPIRASI ANAEROBIK) MEMUNGKINKAN SEBAGIAN SEL MEMPRODUKSI TANPA BANTUAN OKSIGEN FERMENTASI UMUM YAITU FERMENTASI ALKOHOL DAN FERMENTASI ASAM LAKTAT 7
Glucose Glycolysis CYTOSOL Pyruvate O tersedia : respirasi seluler aerob Tidak ada O : Fermentation MITOCHONDRION Ethanol, laktat, atau produk lainnya Siklus Krebs ADP P Glucose i ADP P Glycolysis Glucose i Glycolysis Pyruvate NAD Ethanol (a) Fermentasi alkohol NADH H NAD CO Acetaldehyde NADH H Pyruvate Lactate (b) Fermentasi asam laktat 8
GLIKOLISIS DAN SIKLUS KREBS MENGHUBUNGKAN BANYAK JALUR METABOLISME LAIN Proteins Carbohydrates Asam amino gula lemak Glycerol Asam lemak Glycolysis Glucose Glyceraldehyde 3- P NH3 Pyruvate Siklus Krebs Fosforilasi oksidatif 9
PRINSIP PENAWARAN DAN PERMINTAAN MENGATUR EKONOMI METABOLIK SEL TIDAK MENGHAMBURKAN ENERGINYA UNTUK MEMBUAT SESUATU LEBIH BANYAK DARI YANG DIBUTUHKAN MEKANISME UMPAN BALIK MENGONTROL RESPIRASI SELULER Glucose AMP Glycolysis Fructose 6-phosphate Merangsang Phosphofructokinase Fructose 1,6-bisphosphate menghambat menghambat Pyruvate sitrat Siklus Krebs Fosforilasi oksidatif 30
PRINSIP PEMANENA N ENERGI RESPIRASI SELULER PROSESPROSES METABOLIS ME YANG TERKAIT PROSES RESPIRASI SELULER 31