[Ringkasan] Respirasi seluler adalah proses oksidasi molekul makanan seperti glukosa menjadi CO2 dan H2O dengan bantuan O2 serta pelepasan energi di mitokondria. Terdiri dari tiga tahap yaitu glikolisis, siklus Krebs, dan rantai transport elektron dan fosforilasi oksidatif.

1. Respirasi sel
Oleh:
TIM BIOKIMIA

2. ENERGI
Energi merupakan modal dasar makhluk hidup
untuk melakukan berbagai aktivitasnya
Simpanse memakan
daun sebagai sumber
tenaga, sedangkan
organisme lain memiliki
cara spesifik untuk
mendapatkan sumber
energi.
Hidup = Kerja  kerja membutuhkan energi

5. METABOLISME
• Sel memanen energi dengan menggunakan
jalur metabolisme
• Metabolisme merupakan keseluruhan reaksi
kimia yang terjadi di dalam tubuh makhluk
hidup
• Transformasi energi selalu mengikuti setiap
proses metabolisme
Transformasi energi  Hukum Termodinamia

6. • Jalur Katabolik : proses membebaskan energi
dengan cara merombak molekul2 kompleks
menjadi senyawa sederhana; ex: respirasi
seluler
• Jalur anabolik: pemakaian energi untuk
membangun senyawa sederhana menjadi
molekul komplek ; ex: sisntesin protein dari
asam amini
METABOLISME

7. UNIT ENERGI SELULER= ATP
• ATP : Adenosine Tri Phosphate
• Energi yang dibutuhkan dalam proses aktivitas
Fisiologis
• Terdiri dari fosfat, gula
ribosa dan adenin
• Adenin berikatan pada
C no. 1 gula Ribosa
• Pospat berikatan pada
C no.5 Ribosa

8. ATP : Adenosine Tri Phosphate
• ATP akan menghasilkan
energi saat ada
pemutusan satu rantai
phospate dari ATP ke
ADP
• Pemutusan gugus fosfat
dng ekor ATP melalui
hidrolosis 
DEFOSFORILASI

9. REAKSI
ATP + H2O → ADP + Pi + energi (30,6 KJ/mol)
*ADP = Adenosn Di-Fosfat
*Pi adalah fosfat anorganik
• Reaksi menunjukkan ATP dan pelepasan energi.
• Reaksi ini dapat dibalik , ADP dapat dikonversi
menjadi ATP (membutuhkan jumlah energi yang
sama yang dilepaskan selama proses / 30,6 KJ)
• disebut proses kondensasi atau fosforilasi.
• Hal ini terjadi karena molekul ATP adalah sangat
tidak stabil dan akan dihidrolisis segera. Ikatan
antara gugus fosfat dalam molekul ATP lebih
lemah daripada molekul ADP.
• Oleh karena itu, kita dapat mengatakan bahwa
kehadiran satu kelompok fosfat dapat membuat
perbedaan dalam produksi energi dan konsumsi
molekul.

10. The ADP-ATP Cycle

14. Transformasi Energi
Aliran Energi dan Pendaurulangan kimiawi dalam
ekosistem

15. Respirasi Sel dan fermentasi
merupakan reaksi katabolik
(penghasil energi)
• Fermentasi : Proses katabolik yang merombak
parsial gula tanpa bantuan oksigen
• Respirasi Sel : jalur katabolik yang paliung
umum dan palin efisien dalam merombak gula
dengan bantuan oksigen bersama-sama
dengan bahan bakar organik.
Senyawa Organik+O2  CO2+H2O+Energi

17. RESPIRASI SEL

18. Respirasi seluler??
• Proses oksidasi molekul makanan misalnya glukosa
menjadi CO2 dan H2O dengan bantuan O2 dengan
dilepaskan sejumlah energi mitokondria
(dalam sel).
• Analog : bensin piston (mesin)

20. 1. Glikolisis
2. Siklus kreb
3. Rantai transpor elektron dan fosforilasi
oksidatif

21. The three Stages of Cellular
Respiration?
• Glikolisis
– Perombakan glukosa  asam piruvat
– Hasil: sedikit ATP & NADH
• Siklus Krebs = Siklus TCA = asam sitrat
– Oksidasi senyawa “bahan bakar” (mis: CH2O, as lemak, as
amino) dan membentuk: CO2, H2O, & ATP.
– Acetyl-coenzymeA --> CO2 + NADH + GTP + FADH2
• Sistem Transpor Elektron (Fosforilasi oksidatif):
– Pembentukan ATP

22. • Glikolisis & Siklus kreb merupakan jalur
katabolik yang menguraikan glukosa dan dan
bahan bakar organik lainnya
• (1) Glikolisis (pada sitosol) mengawali
perombakan dengan memecah 1 molekul
glukosa menjadi 2 molekul piruvat
• (2)Siklus krep (pada matriks mitokondria )
menyempurnakan dengan menguraikan turunan
piruvat menjadi karbondioksida
• Transpor elektron dan fosforilasi oksidatif
Overview…

23. KARBOHIDRAT

24. Aktivitas
• Kebiasaan
• Kadang-
kadang
Energi
• Makanan
(KH, lipid,
prot)
• Komposisi
KH>>KH
sumber
energi utama
Berasal dr
energi mthr
• 6CO2 + 6
H2O 
C6H12O6 +
6O2 (Rx ft
sintesis)

25. Susunan kimia KH
• Tdr atas atom C, H & O, perband H:O=2:1 spt
pd molk air, ex : glukosa : C6H12O6, sukrosa
C12H22O11
• Nama lain sakarida
• Senyw yg mpnyai rms empiris spt KH ttp bkn
KH : C2H4O2 (as.asetat or
hidroksiasetaldehid), CH2O (formaldehid)

26. Keton =
 Aldehid =
Gugus -OH
Berdasarkan gugus fungsi yang ada maka KH dpt
di definisikan sebagi polohidroksialdehid atau
polihidroksiketon

27. Klasifikasi
• Berdasar kompleksitasnya, dapat
dibagi menjadi 3 golongan
– Monosakarida karbohidrat
tunggal
– Oligosakarida  karbohidrat yg
tersusun dr bbrp monosakarida
– Polisakarida karbohidrat yang
tersusun dr lebih dari 10
monosakarida
27

28. Fungsi
Didalam organisme memiliki berbagai peranan:
• Simpanan energi, bahan bakar dan senyawa antara
metabolisme
Pati, glikogen  dgn cepat dpt diubah mjd glukosa
• Bagian dr kerangka struktural pembentuk RNA dan DNA
 gula ribosa dan deoksiribosa
• Elemen struktural pd dinding sel tanaman, bakteri &
eksoskleleton Arthropoda  polisakarida
• Identitas sel  berikatan dgn protein atau lipid dan
berfungsi dlm proses pengenalan antar sel (cell-cell
recognition)  oligosakarida
28

30. Glikolisis
• Berarti “menguraikan gula”
• Glukosa (Gula berkarbon 6) diuraina menjadi 2
gula berkarbon 3
• Terdiri dari 10 langkah , setiap langkah
dikatalis enzim spesifik
• Dibedakan menjdi 2 langkah:
1. energy invesment (investasi energi)
2. energy payoff ( pembayaran energi)

31. GLIKOLISIS
Berlangsung di sitoplasma (Sitosol)
Glikolisis berfungsi:
1. Memproduksi ATP
2. Menghasilkan molekul pereduksi (NADH)
3. Menyediakan intermediat utk biosintesis bahan
lain (a.l. 20% aliran C utk lignin)
Terdiri dari 2 tahap
1. Membutuhkan energi
2. Melepaskan energi

32. Glycolysis Summary
• Also produces 2 NADH and 2 ATP
• Pyruvate is oxidized to Acetyl CoA and CO2
is removed
Copyright Cmassengale
Glukosa + 2ADP + 2Pi + 2 NAD+ 2 piruvat + 2
ATP + 2 NADH + 2H+

38. SIKLUS KREB
• Di matrik mitokondria
• Proses penyelesaian reaksi oksidasi dari piruvat
O2 tersedia maka piruvat akan memasuki
mitokondria (enzim2 siklus asam sitrat
menyelesaikan oksidasi glukosa)
• Piruvat + NAD + + CoA → asetil CoA + NADH + H+
+ CO2

39. Siklus Kreb
• Siklus Krebs disebut juga: SIKLUS ASAM SITRAT Karena senyawa pertama yang
terbentuk adalah asam sitrat.
• Siklus krebs juga disebut SIKLUS ASAM TRIKARBOKSILAT (-COOH) Karena hampir
di awal-awal siklus krebs, senyawanya tersusun dari asam trikarboksilat.
• Trikarboksilat itu merupakan gugus asam (-COOH).
• SIKLUS KREBS Karena yang menemukan adalah Mr.Hans Krebs ( 1937) seorang ahli
biokimia terkenal mendapatkan Nobel Prize in Physiology or Medicine (1953) dalam
metabolisme karbohidrat

40. protein yg ada dimembran
dalam mitokondria
mentrnslokasikan piruvat dari
sitosol ke matrik mitokondria
1. Gugus karboksil piruvat yg telah
dioksidasu dikeluarkan menjadi CO2 dan
terdifusi keluar sel
2. Fragmen berkarbon 2 yang tersisa
dioksidasi dan NAD+ direduksi menjadi
NADH
3. Gugus asetil berkarbon 2 diikatkan pada
koenzim A (CoA)  senyawa
mengandung sulfur yang diikat pada
fragmen asetil oleh ikatan yang tdk
stabil menyebabkan gugus asetil
menjadi reaktif
Pengubahan piruvat
menjadi asetil CoA
(Junction glikolisis dan
sklus Kreb

43. Ringkasan siklus
kreb

44. Jalur Transpor elektron
• Terjadi pada membran dalam mitokondria
• Merupakan kumpulan molekul yang tertanam pada
membran dalam mitokondria
• Sebagian besar komponen rantai merupakan protein
(terikat pada gugus prostetik)
*Gugus prostetik: komponen non protein penting unt fungsi katalitik
enzim tertentu
• Diproduksi ATP dan H2O
• Pada dasarnya peristiwa yang terjadi pada rantai
transfer elektron adalah peristiwa oksidasi – reduksi
(Redoks). Dalam proses ini terjadi transfer elektron
(e) dan proton(H+)

45. Fosforilasi oksidatif
• suatu proses dimana ATP dibentuk pada waktu elektron
dipindahkan dr NADH atau FADH2 ke O2 oleh suatu deretan
senyawa pembawa elektron
• proses pembentukan ATP secara enzimatis dari ADP dan fosfat
anorganik dengan menggunakan energi yang dikeluarkan selama
proses transpot elektron
• Setiap pasang elektron yg melalui rantai respirasi dari NADP  O2
menghasilkan
NADH + H+ + ½O2 + 3 Pi + 3 ADP  NAD + + 3 ATP + H2O
• Pasangan elektron yg dihidrogenasi oleh FAD dehidrogenase 
menghasilkan 2 ATP

47. Kemiosmosis: Mekanisme
Pengkopelan-Energi
• ATP Sintase  enzim yang membuat ATP
*Enzim ini membentuk ATP dari ADP dan fosfat inorganik
• Bekerja seperti pompa ion dan beroprasi
kebalikannya
• ATP sintase menggunakan energi dari gradien ion
unuk menggerakkan sintesis ATP
• Sumber energi untuk ATP sintase adalah adanya
perbedaan konsentrasi ion H+ pada sisi
berlawanan dari membran internal motokondria
• Gradien =Perbedaan pH

48. Chemiosmotic coupling hypothesis
• Dikemukakan oleh Peter mitchell (1961)
• Menjelaskan bgmn ATP disintesis dari ETS dan
fosforilasi oksidatif
• Terdiri dari 4 prinsip :
– Energi yg dihasilkan oleh transpor elektron menghasilkan
sistem transpor aktif
– Sistem transpor aktif memompa proton dr matriks ke
ruang inter membran
– Gradien proton terbentuk  dgn pH di luar lebih rendah
dibanding di dalam. Proton yg ada diluar bertendensi utk
kembali ke dalam utk menyamakan kondisi pH
– Ketika proton kembali ke matriks  energi bebas
terbentuk (21 kJ/mol utk setiap H) dan digunakan utk
menghasilkan ATP

49. • Rotor akan bergerak
searah jarum jam
jika ada ion H+
mengalir
melintasinya untuk
menuruni suatu
gradien. Batang
yang terikat akan
ikut berputar
mengaktifkan
tombol katalitik
kemudian akan
menggabunngkan
fosfat anorganik
dengan ADP
membentuk ATP

50. chemiosmotic Theory yang terdiri dari
tiga kesimpulan:
• Membran dalam mitokondria harus bersifat impermeable untuk
zat yang bermuatan agar dapat mempertahankan perbedaan
konsentrasi proton. Untuk itu digunakan mekanisme transpor
yang spesifik untuk ion-ion agar dapat melewati membran dalam
mitokondria.
• Dalam transpor elektron terdapat perbedaan konsentrasi proton
dimana cytosolic dari membran dalam mitokondria memiliki
konsentrasi H+ yang lebih besar.
• ATP syntase mengkatalisis ADP phosporilasi dalam reaksi yang
didorong oleh perpindahan proton melintasi membran dalam
mitokondria dari sitosol ke matrik.

51. Membran dalam
mitokondria terdapat
komplek protein I –V.
Komplek I menerima
electron dari NADH.
Elektron dari FADH2
ditransfer ke komplek
protein lain yg dsbt
Komplek II yang kemudian
ditangkap oleh Coenzim Q
dst
Protein komplek yang
mentransfer elektron tsbt
dikenal sebagai sistem
transport electron

52. Setelah electron melewati
komplek IV,  proton akan
didonorkan kepada O2  H2O
Selama elekton bergerak
melalui komplek I, III dan IV
dari ETS  proton dipompa
dari matriks ke ruang
intermembran mitokondria
 Shg akan menghslkan
sumber energi potensial dgn
konsentrasi proton di ruang
inter membrane lebih tinggi
dibanding dgn di dalam
matrik .

53. Sistem transport elektron
• Transpot elektron adalah tahap akhir dalam
respirasi sel aerobik yang meliputi proses
perpindahan elektron dari molekul donor
(misal: NADH, substrat organik) menuju
aseptor terakhir yakni oksigen.

57. Pertanyaan:

58. RESPIRASI ANAEROB
FERMENTASI

59.  jalur fermentasi digunakan oleh organisme terdedah dalam kondisi
kekurangan atau bahkan tanpa oksigen
 bakteri, protista lain yang hidup dalam perut hewan,
makanan kaleng,
 sel otot kita melakukan jalur anaerob ini.
Glikolisis adalah tahap pertama reaksi jalur
anaerob.
Dalam anaerob, glukosa juga dipecah menjadi
dua molekul piruvat
hasil: terbentuk dua NADH dan dua ATP,

60. FERMENTASI
• Perluasan glikolisis yang menghasilkan ATP
dengan fosforilasi timgkat subtrat  syarat:
pasokan NAD+ mencukupi
• Terjadi dalam kondisi kekurangan/tanpa oksigen
• NAD+  menerima elektron
• Terdiri dari glikolisis ditambah dengan rekasi yang
menghasilkan NAD+ melalui transfer elektron dari
NADH ke piruvat/turunan piruvat
• Jenis
1. Fermentasi Alkohol
2. Fermentasi asam Laktat

61. FERMENTASI ALKOHOL
• Piruvat dirunbah menjadi etanol (etil alkohol)
dalam 2 langkah.
1. melepaskan CO2 dari piruvat dan dirubah
menjadi asetaldehida berkarbon 2
2. Asetaldehida direduksi NADH menjadi
etanol (meregenerasi pasokan NAD+ yang
dibutuhkan dalam glikolisis)
• Dilakukan oleh ragi (fungus) digunakan dalam
pembuatan anggur/bir

63. FERMENTASI ASAM LAKTAT
• Piruvat direduksi langsung oleh NADH untuk
membentuk laktat (produk limbahnya) tanpa
melepas CO2
* Laktat adl bentuk terionisasi dari asam laktat
• Fermentasi aama laktat oleh fungi dan bakteri
digunakan dalam industri susu dan yogurt
• Produk lain; aseton dan metanol

65. • Sel otot manuasia membentuk ATP melalui
fermentasi asam laktat jika kekurangan O2
• Terjadi saat aktivitas berat (berolahraga)
• Pasokan O2 berkurang karena digunakan lebih
banyak ke otot dan darah
• Res. Aerobik menyebabkan laktat terakumulasi
sbg limvah  otot menjadi nyeri dan letih
• Perlahan-lahan laktat dibawa sel ke hati
• Sel hati merubah laktat menjadi piruvat