Respirasi seluler adalah proses pemecahan glukosa menjadi energi (ATP) melalui tiga tahap utama: glikolisis, siklus asam sitrat, dan rantai transpor elektron. Proses ini melibatkan serangkaian reaksi kimia yang memanfaatkan oksigen untuk melepaskan energi dari glukosa dan menghasilkan ATP, air, dan karbon dioksida.

1. V. METABOLISME KARBOHIDRAT
Katabolisme: reaksi pemecahan / penguraian senyawa
kompleks yg mengandung energi tinggi menjadi senyawa
sederhana.
Tujuannya: membebaskan energi yg terkandung di dlm
senyawa tsb.
Contoh katabolsime: Respirasi sel
Respirasi adalah proses pengubahan karbohidrat menjadi
energi (ATP) untuk digunakan pada reaksi-reaksi
metobolisme termasuk Fotosintesis

2. • Persamaan respirasi selluler merupakan
kebalikan dari fotosintesis:
• C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + Energy
(glukosa)
• Reaksi respirasi: glukosa dioksidasi menjadi
CO2 dan oksigen direduksi menjadi air.
• Oksidasi sempurna 1 mol glukosa
mengahsilkan 686 kcal yang digunakan untuk
mensintesis ATP.
• Reaksi Fotosintesis:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 + Energi

3.  Respirasi : proses pembebasan energi yg tersimpan
dlm zat sumber energi melalui proses kimia dgn
menggunakan oksigen
 Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP utk
kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak,
pertumbuhan.
 Respirasi pd Glukosa, reaksi sederhananya:
C6H1206 + 6 02 ————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(gluLosa)

4. Oksidasi-Reduksi dan Aliran Energi
• Oksidasi : hilangnya elektron
Reduksi : penambahan elektron.
• Oksidasi :hilangnya atom hidrogen
Reduksi : penambahan atom hidrogen
• Reaksi Redox: reaksi fotosintesis & respirasi seluler
• Melalui fotosintesis dan respirasi terjadi aliran energi
dari matahari melalui semua mahluk hidup.

5. • Glukosa melepaskan energi saat dioksidasi
Sel menampung energi dari elektron yang dipindahkan dari bahan
bakar organik (misalnya glukosa) ke oksigen
Kehilangan atom
hidrogen/oksidasi
Glukosa
Memperoleh atom
hidrogen/reduksi
Energi
Respirasi Selluler

6. Respirasi Selluler
Terjadi dalam 3 seri reaksi (Reaksi pembongkaran glukosa menjadi H20 +
CO2 + Energi=ATP):
1. Glikolisis terjadi di sitoplasma
2. Siklus Asam Sitrat (Siklus Krebs) Terjadi di Mitokondria
3. Rantai Transpor Elektron
Menghasilkan:
• karbon dioksida, air, ATP (energi kimia), panas
Termasuk
• reaksi anaerob (tanpa O2) – menghasilkan sedikit ATP
• reaksi aerob (memerlukan O2) – menghasilkan sebagian besarATP

7. Respirasi Selluler
• Repirasi selluler: proses untuk melepaskan
energi dari karbohidrat dan molekul lain yg
digunakan utk mensintesis molekul ATP.
• Merupakan reaksi aerob yg memerlukan
oksigen (O2) dan melepaskan CO2, dan
pemecahan sempurna glukosa menjadi CO2
dan H2O.

8. • Oksidasi glukosa adalah reaksi exergonik
(melepaskan energi) yg mendorong sintesis ATP,
yg merupakan reaksi endergonik (membutuhkan
energi ).
• Pemecahan satu molekul glukosa menghasilkan
maximum hingga 38 ATP, merupakan 40% energi
potensial dlm molekul glukosa.

9. Tahapan pemecahan Glukosa:
Oksidasi glukosa dgn melepaskan atom hidrogen
(elekton), meliputi 4 tahap:
1. Glycolysis – pemecahan glukosa menjadi dua
molekul pyruvat, terjadi di sitoplasma tanpa
oksigen; menghasilkan 2 ATP
2. Reaksi transisi – pyruvat dioksidasi menjadi 2-
carbon acetyl grup yg dibawa oleh CoA, dan CO2
dilepaskan; dua kali per molekul glukosa.
3. Siklus asam sitrat – satu seri reaksi oksidasi yg
melepaskan CO2 dan meghasilkan ATP, NADH,
dan FADH2; dua kali permol glukosa

10. 4. System transpor elektron – satu seri carrier yg
menerima elektron yg dilepas dari glukosa dan melewat
kannya dari satu carrier ke carrier berikutnya hingga
pada elektron receptor terakhir yaitu, O2 ; air dihasilkan;
energi dihasilkan dan digunakan untuk mensintesis
maksimum hingga 38 ATP
• Jika oksigen tidak tersedia, terjadi fermentasi di dalam
sitoplasma, tidak terjadi respirasi selluler.

11. Glikolisis
• Glycolysis terjadi di dalam sitoplasma , pemecahan
glukosa menjadi dua molekul piruvat.
• Glikolisis dijumpai diseluruh organisme dan terjadi
sebelum siklus asam sitrat dan sistem transpor
elektron
• Glikolisis tidak memerlukan oksigen.
Glukosa Asam
piruvat

14. Glikolisis
• seri dari 10 reaksi
• memecahkan glukosa menjadi 2 asam piruvat
• terjadi di sitoplasma
• fase anaerob dari respirasi sellular
• menghasilkan 2 molekul ATP per glukosa
Diringkas menjadi 3 kejadian utama
1. Fosforilasi
2. Penguraian
3. Menghasilkan NADH dan ATP

15. • Glikolisis
(Reaksi
Detail)
Tahap – glukosa
diberi energi,
menggunakan ATP.
1 3
1
Glucose
TAHAP PERSIAPAN
(energyi
diinvestasikan)
Taha
p
2
3
4
Glukosa-6-fosfat
Fruktosa-6-fosfat
Glyseraldehid-3-fosfat
(G3P)
Tahap Senyawa antara
(6 karbon) dipisahkan
menjadi dua gula
perantara dgn 3 karbon
4
Tahap reaksi redoks
menghasilkan NADH.
5
5
TAHAP PENGHASIL ENERGI
Asam 1,3-Difosfogliserik
(2 molekul)
6
Tahap – ATP
dan asam piruvat
diproduksi
6 9 Asam 3-Fosphogliserik
(2 molekul
7
Asam 2-Fosfogliserik
(2 molekul)
8
9
(2 molekul
per molekul glukosa)
Asam Piruvat
Fruktosa-1,6-difosfat

16. Tahap-Tahap Investasi Energi
• Pada saat glikolisis mulai, dua ATP digunakan
untukmengaktifkan glukosa, molekul berkarbon 6
menjadi dua molekul berkarbon 3 (C3), yaitu
PGAL.
• PGAL membawa fosfat dari ATP.

17. Glikolisis
Kejadian 1 – Fosforilasi
• dua fosfat ditambahkan ke glukosa
• memerlukan ATP
Kejadian 2 – Penguraian
• 6-karbon glukosa diuraikan menjadi
dua molekul berkarbon 3
4-14

18. Langkah –langkah Memanen Energi
• Oksidasi PGAL dengan memindahkan elektron
diikuti ion hidrogen, keduanya diikat oleh
coenzyme NAD+:
• 2 NAD+ + 4H → 2 NADH + 2 H+
• Oksidasi PGAL dan substrat berikutnya
menghasilkan grup fosfat berenrgi tinggi yang
digunakan untuk mensintesis ATP pada
fosforilasi tingkat substrat .

19. Glikolisis
Langkah 3 – Produksi NADH dan ATP
• atom hidrogen dilepas
• atom hidrogen berikatan dengan NAD+
untuk menghasilkan NADH
• NADH mengirimkan hidrogen ke rantai
transpor elektron jika oksigen tersedia
• ADP difosforilasi menjadi ATP
• dua molekul asam piruvat dihasilkan
4-15

20. Ringkasan Glikolisis
• Input:
• Glukosa
• 2 NAD+
• 2 ATP
• 4 ADP + 2 P
• Output:
• 2 pyruvat
• 2 NADH
• 2 ADP
• 2 ATP (hasil bersih)

21. Reaksi Anaerob
Jika oksigen tidak tersedia
• rantai transpor elektron tidak
dapat menerima NADH
• asam piruvat diubah menjadi
asamlaktat .
• glykolisis terhambat
• produki ATP berkurang
4-16

22. Reaksi Aerob
If oxygen tersedia
• asam piruvat digunakan untuk
menghasilkan acetyl CoA
• siklus asam sitrat mulai
• Rantai transpor elektron berfungsi
• karbon dioksida dan air terbentuk
• Max 38 molekul ATP dihasilkan per
glukosa
4-17

23. Mitokondria
• Mitokondria adalah organel sel yang memiliki dua lapis
membran, dengan ruang antar membran diantara kedua lapis
membaran.
• Cristae adalah lipatan membran bagian dalam yang menjulur
ke matrix, bagian paling dalam yang mengandung cairan
seperti gel
• Reaksi transisi dan siklus asam sitrat berlangsung di matrix;
system transpor elektron terdapat pada crista.

24. sel
membran
dalam
Membran
luar
mitokondrion

25. Reaksi Transisi /Antara
• Reaksi transisi menghubungkan glikolisis ke siklus
asam sitrat.
• Pyruvat dirubah menjadi acetyl group (C2 yang
berikatan dengan coenzyme A (CoA), dan CO2
dilepaskan.
• Selama reaksi oksidasi ini, NAD+ dirubah menjadi
NADH + H+; Reaksi transisi ini terjadi dua kali per
molekul glukosa.

26. • Tiap molekul asam piruvat dirombak
membentuk CO2 dan molekul dari grup setil
berkarbon dua, ini yang digunakan pada Siklus
Krebs
Asam piruvat dipersiapkan untuk Siklus Krebs
Pyruvic
acid (Asam
Piruvat)
CO2
Acetyl CoA
(acetyl coenzyme A)

27. Siklus Asam Sitrat (Trikarboksilat= Kreb’s)
• Siklus asam sitrat: jalur metabolisme yang terdapat
di dalam matrik mitokondria.
• Pada awal siklus asam sitrat, CoA membawa C2
acetyl group bergabung dengan molekul C4 , dan
menghasilkan C6 (asam sitrat).
• Setiap acetyl group yang diterima dari reaksi transisi
dioksidasi menjadi 2 molekul CO2

28. • Siklus Krebs:
serangkaian
reaksi dimana
enzim
memindahkan
elektron dan H+
dari tiap grup
asetil
Siklus Kreb melengkapi oksidasi senyawa organik
dan menghasilkan banyak molekul NADH
danFADH2
Acetyl CoA
KREBS
CYCLE
2
CO2

29. Oxaloacetic
acid
Step
Acetyl CoA stokes
the furnace
1
2 carbons enter cycle
Citric acid
Steps and
NADH, ATP, and CO2 are generated
during redox reactions.
2 3
CO2 leaves cycle
Alpha-ketoglutaric acid
CO2 leaves cycle
Succinic
acid
KREBS
CYCLE
Steps and
Redox reactions generate FADH2
and NADH.
4 5
Malic
acid
1
2
3
4
5

30. • Selama siklus, oksidasi berlangsung bila NAD+ menerima
elektron pada ketiga tempat dan FAD menerima satu kali
elektron.
• Fosforilasi tingkat substrat menghasilkan satu ATP setiap
putaran (siklus); per glukosa terjadi dua kali putaran.
• Selama siklus asam sitrat, ke enam carbon dalam glukosa
menjadi CO2.
• Reaksi transisi menghasilkan dua CO2, dan siklus asam
sitrat mengasilkan empat CO2 per molekul glukosa.

31. Siklus Asam Sitrat
• mulai dengan ketika acetyl
CoA berikatan dengan asam
oxaloacetat untuk
menghasilkan asam sitrat
asam sitrat berubah menjadi
asam oksalo asetat melalui
satu seri reaksi
• Siklus berlangsung ber
ulang-ulang sepanjang asam
piruvat dan oksigen tersedia.
• untuk setiap siklus
ditransfer atom hidrogen ke
NAD+ dan FAD
• Dihasilkan dua CO2

33. Siklus Asam Sitrat

34. Input dan Output Siklus asam Sitrat
per Glukosa
• Input:
• 2 acetyl groups
• 6 NAD+
• 2 FAD
• 2 ADP + 2 P
• Output:
• 4 CO2
• 6 NADH
• 2 FADH2
• 2 ATP

35. Sistem Transpor Elektron
• Sistem transpor elektron terdapat pada krista
mitokondria, merupakan satu seri carrier yang
melewatkan elektron dari satu ke yang lain.
• Elektron di bawa oleh NADH dan FADH2 ke sistem
transpor elektron.
• Pada saat elektron di lewatkan dari satu carrier ke
carrier berikutnya, energi dilepas dan digunakan
untuk membentuk ATP dengan fosforilasi oksidatif

36. glikolisis
Daur
Krebs
membrane
luar
membra
ndalam
Rangkaian
transpor
elektron
kompartemen
dalam
H2O
O2
H+
e-
kompartemen
luar

37. • Oxygen menerima energi elektron yang dihabiskan pada
akhir sistem transpor elektron.
• Kemudia, oxygen bergabung dengan hidrogen, dan
membentuk air:
• ½ O2 + 2 e- + 2 H+ → H2O
• Pada saat NADH membawa elektron ke carrier pertama,
cukup energi dilepaskan pada saat elektron diterima O2
untuk menghasilkan 3 ATP; dua ATP dihasilkan pada saat
FADH2 menyampaikan elektron ke carrier.

38. ■ NADH memindahkan elektron ke suatu
rangkaian molekul yang terdapat di membran
dalam mitokondria.
■ Perpindahan elektron mengakibatkan
perpindahan ion H+
■ Energi yang terbentuk pada saat masuknya
kembali ion H+ ke dalam mitokondria melalui
ATP sintase, digunakan untuk menggabungkan
fosfat dengan ADP untuk membentuk ATP.
Rangkaian Transpor Elektron

39. GLYCOLYSIS
ELECTRON
TRANSPORT
CHAIN
O2
H2O
32
ATP
KREBS
CYCLE
SINTESIS ATP
mitokondria
inner compartment
outer compartment
inner
membrane
Kompartemen bagian luar
inner
membrane
NADH
RANGKAIAN TRANSPOR
ELEKTRON
ATP
synthesis
ADP + P
ATP
NAD+
2 H+ + 1/2 O2
H2O
Kompartemen bagian dalam
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+ H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+
H+

40. PROTEIN LEMAK
KARBOHIDRAT
food
amino acids sugars glycerol fatty acids
GLIKOLISIS
glukosa
Asam piruvat
acetyl CoA
DAUR
KREB
NH3
(ammonia)
RANGKAIAN
TRANSPOR
ELEKTRON
Molekul
lain yang
digunakan
pada
respirasi

41. • Ketiga proses respirasi dpt diringkas sbb:
PROSES AKSEPTOR ATP
1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
2. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP
2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 FADH2
3. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 FAD + 2 H20 4 ATP
Total 38 ATP
Kesimpulan :
Pembongkaran 1 mol glukosa (C6H1206) + O2 ——>
6 H20 + 6 CO2 menghasilkan energi sebanyak 38 ATP