Nama : Melysa Nur Fajrin NIM : 0910910010
Respirasi Tumbuhan Respirasi merupakan suatu proses pembebasan energi dengan memecahan senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi yang membutuhkan oksigen. Proses ini menghasilkan suatu energi dalam bentuk ATP sebagai energi untuk meneruskan kehidupan, misalnya untuk bergerak, tumbuh maupun melakukan proses sintesis (anabolisme) (Salisbury, 1995). Respirasi merupakan reaksi redoks yang mengoksidasi substrat menjadi CO2 dan menyerap O2 yang dijadikan sebagai oksidator dalam pereduksian menjadi H2 O. Umumnya senyawa-senyawa yang berlebih dalam tumbuhan direspirasikan menjadi CO2 dan air (Syamsuri, 2004). Dalam tubuh makhluk hidup terjadi pula pembongkaran gula dan zat organik lainnya yang dibantu oleh enzim. Energi panas yang timbul dari hasil respirasi yaitu berupa panas dan energi yang digunakan tumbuhan untuk melangsungkan proses-proses pembentukan zat organic, aktivitas dalam peresapan (osmosis), penimbunan gara m-garam, pengaliran pr otoplasma, pembelahan sel dan lain-lain aktivitas lagi. Menyusutnya zat organic, penggunaan O 2 dan pengeluaran CO2, timbulnya panas (energy) itu semua manifestasi dari proses respirasi yang terjadi di dalam tiap-tiap sel hidup. Perlulah dikemukakkan disini, bahwa tidak pada semua pada respirasi dikeluarkan CO 2. Kita kenal respirasi aerob dan respirasi anaerob ana erob keduanya lazim terjadi di dala m sel-sel sel-sel tumbuhan (Nursetiawan, 2011). Respirasi makhluk makhluk hidup terbagi menjadi 2 jenis, jenis, yaitu : 1. Respirasi Anaerob Respirasi anaerobik adalah reaksi pemecahan karbohidrat untuk mendapatkan energi tanpa menggunakan oksigen. Respirasi anaerobik menggunakan senyawa tertentu misalnya asam fosfoenol piruvat atau asetal dehida, sehingga pengikat hidrogen dan membentuk asam laktat atau alcohol. Respirasi anaerobik terjadi pada jaringan yang kekurangan oksigen, akan tumbuhan yang terendam air, biji ± biji yang kulit tebal yang sulit ditembus oksigen, sel ± sel ragi dan bakteri anaerobik. anaer obik. Bahan baku respirasi anaer obik pada peragian adalah adala h glukosa. Selain glukosa, baha n baku seperti fruktosa, galaktosa dan malosa juga dapat diubah menjadi alkohol. Hasil akhirnya adalah alcohol, karbon dioksida dan energi. Glukosa tidak terurai lengkap menjadi air dan karbondioksida, karbondioksida, energi yang dihasilkan lebih kecil dibandingkan dibandingkan respirasi r espirasi aerobik. Reaksinya C6H12 O6 Ragi >> 2C2 H5OH + 2CO2 + 21Kal
:
Dari persamaan reaksi tersebut terlihat bahwa oksigen tidak diperlukan. Bahkan bakteri anaerobik seperti klostidrium tetani (penyebab tetanus) tidak dapat hidup jika berhubungan dengan udara bebas. Infeksi tetanus dapat terjadi jika luka tertutup sehingga member kemungkinan bakteri tambah subur (Syamsuri, (Sya msuri, 2004). 2004). Pernapasan anaerob sebenarnya dapat juga berlangsung di dalam udara yang bebas, akan tetapi proses ini tidak menggunakan O 2 yang tersedia di dalam udara tersebut. pernapasan anaerob juga lazim disebut fermentasi, meskipun tidak semua fermentasi itu anaerob. Tujuan fermentasi sama saja dengan tujuan respirasi, yaitu untuk memperoleh energy. Energy yang didapatkan dengan jalan fermentasi, jauh kurangnya daripada energy yang diperoleh dengan pernapasan biasa (Nursetiawan, 2011). 2011). 2. Respirasi Aerob Respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen oksigen bebas untuk mendapatkan energi. Persamaan reaksi proses pr oses respirasi respirasi aerob secara sederhana dapat dituliskan: C6H12 O6 + 6H2 O >> 6H2 O + 6CO2 + 675 kal Dalam kenyataan reaksi yang terjadi tidak s esederhana itu. Banyak tahapan yang terjadi dari awal
hingga terbentuknya energi. Reaksi-reaksi itu dapat dibedaka n menjadi 3 tahapan yaitu glikolosis, siklus krebs dan transport elektron (syamsuri, 2004). a. Glikolisis Kata ³glikolisis´ berarti ³menguraikan gula´ dan itulah yang tepatnya terjadi selama jalur ini. Glukosa, gula berkarbon enam, diuraikan menjadi dua gula berkarbon tiga. Gula yang lebih kecil ini kemudian dioksidasi, dan atom sisanya disusun ulang untuk membuat dua molekul piruvat (champbell, 2002). NADH merupakan sumber elektron berenergi tinggi, sedangkan ATP adalah persenyawaan berenergi tinggi. Selama glikolisis dihasilkan 4 molekul ATP, akan tetapi 2 molekul ATP diantaranya digunakan kembali untuk berlangsungnya reaksi-reaksi yang lain sehingga tersisa 2 molekul ATP yang siap digunakan untuk tubuh. Seluruh proses glikolisis tidak memerlukan oksigen. Reaksi glikolisis terjadi di sitoplasma (di luar mitokondria). Hasil akhir sebelum memasuki siklus krebs adalah asam piruvat. Ada yang membedakan tahap ini menjadi dua yaitu glikolisis dan dekarbosilasi oksidatif. Glikolisis mengubah senyawa 6C menjadi senyawa 2C pada hasil akhir glikolisis. Yang dimaksud dekarbosilasi oksidatif adalah reaksi asam piruvat diubah menjadi asetil KoA. b. Siklus krebs Memasuki siklus krebs, asetil KoA direaksikan dengan asam oksaloasetat (4C) menjadi asam piruvat (6C). selanjutnya asam oksaloasetat memasuki daur menjadi berbagai macam zat yang akhirnya menjadi asam oksalosuksinat. Dalam perjalanannya, 1C (CO2) dilepaskan. Pada tiap tahapan, dilepaskan energi dalam bentuk ATP dan hidrogen. ATP yang dihasilkan langsung dapat digunakan. Sebaliknya, hidrogen berenergi digabungkan dengan penerima hidrogen yaitu NAD dan FAD, untuk dibawa ke sistem transport elektron. Dalam tahap ini dilepaskan energi, dan hidrogen direasikan dengan oksigen membentuk air. Seluruh reaksi siklus krebs berlangsung dengan memerlukan oksigen bebas (aerob). Siklus krebs berlangsung didalam mitokondria c. Sistem Transpor Elektron Energi yang terbentuk dari peristiwa glikolisis dan siklus krebs ada dua macam. Pertama dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP (Guanin Tripospat). Energi ini merupakan energi siap pakai yang langsung dapat digunaka n. Kedua dalam bentuk transport elektron, yaitu NADH (Nikotin Adenin Dinokleutida) dan FAD (Flafin adenine dinukleotida) dalam bentuk FADH2. Kedua macam sumber elektron ini dibawa kesistem transfer elektron. + Proses transfer elektron ini sangat komplek, pada dasarnya, elektron dan H dan NADH dan FADH2 dibawa dari satu substrak ke substrak yang lain secara berantai. Setiap kali dipindahkan, energi yang terlepas digunakan untuk mengikatkan fosfat anorganik (P) kemolekul ADP sehingga terbentuk ATP. Pada bagian akhir terdapat oksigen sebagai penerima, sehingga terbentuklah H2O. katabolisme 1 glukosa melalui respirasi aerobik menghasilkan 3 ATP. Setiap reaksi pada glikolisis, siklus krebs dan transport elektron dihasilkan senyawa ± senyawa antara. Senyawa itu digunakan bahan dasar anabolisme. PROSES RESPIRASI Tahapan respirasi dilakukan dengan penyerapan O2 dari lingkungan dan terjadi pula transport gas-gas secara keseluruhan pada tumbuhan. O2 yang masuk berdifusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan membran sel. Demikian juga halnya dengan CO 2 yang dihasilkan respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal ini karena membran plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi kedua gas tersebut (Idonbiu, 2009). Adapun beberapa tahapan yang terjadi dala m proses respirasi ini, antara lain (Idonbiu, 2009) : 1. Glikolisis
Glikolisis merupakan tahap pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat (beratom C3), peristiwa ini berlangsung di sitosol. As. Piruvat yang dihasilkan selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif. Selain itu glikolisis juga menghasilkan 2 molekul ATP sebagai energi, dan 2 molekul NADH yang akan digunakan dalam tahap transport elektron. Dalam keadaan anaerob, As. Piruvat hasil glikoisis akan diubah menjadi karbondioksida dan etil alkohol. Proses pengubahan ini dikatalisis oleh enzim dalam sitoplasma. Dalam respirasi anaerob jumlah ATP yang dihasilkan hanya dua molekul untuk setiap satu molekul glukosa, sedangkan ATP yang dihasilkan dari respirasi aerob secara keseluruhan dpat menghasilkan jumlah ATP yang jauh lebih banyak dari pada respirasi secara anaerob, yaitu 36 ATP. 2. Dekarboksilasi Oksidatif Tahapan ini merupakan tahapan dimana terjadi pengubahan asam piruvat (beratom C3) menjadi Asetil KoA (beratom C2) dengan melepaskan CO 2, peristiwa ini berlangsung di sitosol. Asetil KoA yang dihasilkan a kan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lain yang muncul dari tahapan ini adalah NADH yang dapat diguna kan dalam transport elektron. 3. Siklus asam absisat (daur krebs) Tahap siklus asam sitrat (daur krebs) ini terjadi di dalam matriks dan membran dalam mitokondria, yaitu tahapan pengolahan asetil KoA dengan senyawa asam sitrat sebagai senyawa yang pertama kali terbentuk. Beberapa senyawa dihasilkan dalam tahapan ini, diantaranya adalah satu molekul ATP sebagai energi, satu molekul FADH dan tiga molekul NADH yang akan digunakan dalam transfer elektron, serta dua molekul CO2. 4. Transfer elektron Tahapan ini merupakan tahapan terakhir dalam reaksi respirasi, dimana terjadi serangkaian reaksi yang melibatkan sistem karier elektron (pembawa elektron). Proses ini terjadi di dalam membran dalam mitokondria. Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin, dan flavoprotein. Reaksi transfer elektron ini nantinya akan menghasilkan H2 O. Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain (Idonbiu, 2009): 1. Ketersediaan substrat. Tersedianya substrat pada ta naman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat. 2. Ketersediaan Oksigen. Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengar uhi laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara. 3. Suhu. Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana o umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10 C, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies. 4. Tipe dan umur tumbuhan. Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua. Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan.
DAFTAR PUSTAKA
Campbell. 2002 Biologi Edisi Kelima Jilid 1. Jakarta : Erlangga. Idonbiu. 2009. Respirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor . http://www.idonbiu.com/2009/05/lajurespirasi-ipengaruhi-oleh-beberapa.html. Tanggal akses 26 April 2011. Nursetiawan, I. 2011. Respirasi pada Tumbuhan. http://blog.beswandjarum.com/irfannursetiawan /2011/02/07/respirasi-pada-tumbuhan/. Tanggal akses 26 April 2011. Syamsuri. I. 2004. Biologi. Erlangga. Jakarta. Salisbury, F.B & C.W.Rose. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Institut Teknologi Bandung Press. Bandung.
