BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam pengertian sehari-hari,
bernafas sekedar diartikan sebagai proses pertukaran gas di paru-paru. Tetapi
secara biologis, pengertian respirasi tidaklah demikian. Pernafasan lebih
menunjuk kepada proses pembongkaran atau pembakaran zat sumber energi di dalam
sel-sel tubuh untuk memperoleh energi atau tenaga. Zat makanan sumber tenaga
yang paling utama adalah karbohidrat.
Dari berbagai cabang ilmu
tumbuhan yang telah berdiri sendiri salah satunya adalah fisiologi tumbuhan.
Fisiologi tumbuhan yang mempelajari peri kehidupan tumbuhan sudah demikian
pesat berkembangnya juga didukung oleh beberapa ilmu seperti anatomi tumbuhan,
morfologi tumbuhan, dan sistematika tumbhan. Fisiologi tumbuhan itu sendiri
merupakan ilmu yang mempelajari atau mencari keterangan-keterangan mengenai
kehidupan tumbuhan. Untuk mempertahankan kehidupannya, tumbuhan perlu mempunyai
suatu penyediaan energi yang berkesinambungan. Energi-energi tersebut diperoleh
dari mengambil energi kimia yang terbentuk dalam molekul organik yang disintesis
oleh fotosintesis. Suatu proses pelepasan energi yang menyeddiakan energi bagi
keperluan sel itu diseebut dengan respirasi. Respirasi sel tumbuhan berupa
oksidasi molekul organik oleh oksigen dari udara membentuk karbon dioksida dan
air.
Tumbuhan juga menyerap O2 untuk
pernafasannya, umumnya diserap melalui daun (stomata). Pada keadaan aerob,
tumbuhan melakukan respirasi aerob. Bila dalam keadaan anaerob atau kurang
oksigen, jaringan melakukan respirasi secara anaerob. Misal pada akar yang
tergenang air. Pada respirasi aerob, terjadi pembakaran (oksidasi) zat gula
(glukosa) secara sempurna, sehingga menghasilkan energi jauh lebih besar (36
ATP) daripada respirasi anaerob (2 ATP saja). Demikian pula respirasi yang
terjadi pada jazad renik (mikroorganisma). Sebagian mikroorgaanisma melakukan
respirasi aerobik (dengan zat asam), anerobik (tanpa zat asam) atau cara
keduanya (aerobik fakultatif).
Tumbuhan terutama tumbuhan
tingkat tinggi, untuk memperoleh makanan sebagai kebutuhan pokoknya agar tetap
bertahan hidup, tumbuhan tersebut harus melakukan suatu proses yang dinamakan
proses sintesis karbohidrat yang terjadi di bagian daun satu tumbuhan yang
memiliki kloropil, dengan menggunakan cahaya matahari. Cahaya matahari
merupakan sumber energi yang diperlukan tumbuhan untuk proses tersebut. Tanpa
adanya cahaya matahari tumbuhan tidak akan mampu melakukan proses fotosintesis,
hal ini disebabkan kloropil yang berada di dalam daun tidak dapat menggunakan
cahaya matahari karena kloropil hanya akan berfungsi bila ada cahaya matahari
(Dwidjoseputro, 1986).
Karbohidrat merupakan senyawa
karbon yang terdapat di alam sebagai molekul yang kompleks dan besar.
Karbohidrat sangat beraneka ragam contohnya seperti sukrosa, monosakarida, dan
polisakarida. Monosakarida adalah karbohidrat yang paling sederhana.
Monosakarida dapat diikat secara bersama-sama untuk membentuk dimer, trimer dan
lain-lain. Dimer merupakan gabungan antara dua monosakarida dan trimer terdiri
dari tiga monosakarida (Kimball, 2002).
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Respirasi
Respirasi adalah proses
penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh
semua penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel hewan dan manusia.
Respirasi dilakukan baik pada siang maupun malam hari. Sebagaimana kita ketahui
dalam semua aktivitas makhluk hidup memerlukan energi begitu juga dengan
tumbuhan. Respirasi terjadi pada seluruh bagian tubuh tumbuhan, pada tumbuhan
tingkat tinggi respirasi terjadi baik pada akar, batang maupun daun dan secara
kimia pada respirasi aerobik pada karbohidrat (glukosa) adalah kebalikan
fotosintesis. Pada respirasi pembakaran glukosa oleh oksigen kan menghasilkan
energi karena semua bagian tumbuhan tersusun atas jaringan dan jaringan
tersusun atas sel, maka respirasi terjadi pada sel (Campbell, 2002).
Tumbuhan hijau bernapas dengan
mengambil oksigen dari lingkungan, tidak semua tumbuhan bernapas dengan
menggunakan oksigen. Tumbuhan tak berklorofil benapas tanpa memerlukan oksigen.
Tujuan proses pernapasan, yaitu untuk memperoleh energi. Pada peristiwa
bernapas terjadi pelepasan energi. Tumbuhan yang bernapas secara anaeraob
mendapatkan energi dengan car menguraikan bahan – bahan tertentu dimana mereka
hidup. Dalam proses pernapasan aerob / anaerab. akan dihasilkan gas karbon
dioksida dan uap air. Gas dan uap air tersebut dikeluarkan dari tubuh. Oksigen
diperlukan dan karbon dioksida yang dihasilkan masuk dan keluar dari tubuh
secara difusi.
Gas – gas tersebut masuk dan
keluar melalui stomata yang ada pada permukaan daun dan inti sel yang ditemukan
pada kulit batang pegangan. Akar yang berada dalam tanah juga dapat melakukan
proses keluar msuknya gas. Tumbuhan yang hidup di daerah rawa/berlumpur
mempunyai akar yang mencuat keluar deari tanah. Akar ini disebut akar panas.
Kandungan katalis disebut juga enzim, enzim sangat penting untuk siklus reaksi
respirasi (sebaik-baiknya proses respirasi ). Beberapa reaksi kimia membolehkan
mencampur dengan fungsi dari enzim atau mengkombinasikan sisi aktifnya.
Penggunaan ini akan dapat dilihat hasilnya pada inhibitor dari aktivitas enzim
(Kimball, 1983).
Mahluk hidup memerlukan
respirasi untuk mempertahankan hidupnya, begitu pula pada tumbuhan. Respirasi
pada tumbuhan menyangkut proses pembebasan energi kimiawi menjadi energi yang
diperlukan untuk aktivitas hidup tumbuhan. Pada siang hari, laju proses
fotosintesis yang dilakukan tumbuhan sepuluh kali lebih besar dari laju
respirasi. Hal itu menyebabkan seluruh karbondioksida yang dihasilkan dari
respirasi akan digunakan untuk melakukan proses fotosintesis. Respirasi yang
dilakukan tumbuhan menggunakan sebagian oksigen yang dihasilkan dari proses
fotosintesis, sisanya akan berdifusi ke udara melalui daun. Reaksi yang terjadi
pada proses respirasi sebagai berikut
Reaksi penguraian glukosa
sampai menjadi H2O, CO2 dan energi melalui tiga tahap, yaitu glikolisis, daur
Krebs, dan transpor elektron respirasi. Glikolisis merupakan peristiwa
perubahan glukosa menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH yang berfungsi
sebagai sumber elektron berenergi tinggi dan 2 molekul ATP untuk setiap molekul
glukosa. Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan
penguraian asam piruvat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia.
Reaksi ini terjadi disertai dengan rantai transportasi elektron respiratori. Produk
sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui
stomata pada tumbuhan. Respirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan.
Proses respirasi ini menghasilkan senyawa-senyawa yang penting sebagai
pembentuk tubuh. Senyawasenyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein,
nukleotida untuk asam nukleat, dan karbon untuk pigmen profirin (seperti
klorofil dan sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti
antosianin, dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin. Sedangkan
energi yang ditangkap dari proses oksidasi dalam proses respirasidapat
digunakan untuk mensintesis molekul lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.
B. Respirasi Anaerob
1. Pengerian Respirasi Anaerob
Respirasi anaerob adalah
respirasi yang tidak melibatkan oksigen. Pengertian respirasi dalam biologi
adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan oleh makhluk hidup melalui
pemecahan senyawa berenergi tinggi untuk digunakan dalam menjalankan fungsi
hidup. Respirasi anaerob menggunakan pernapasan rantai transpor elektron yang
tidak membutuhkan oksigen. Agar rantai transpor elektron berfungsi, akseptor
eksogen elekron akhir harus tersedia supaya memungkinkan elektron untuk
melewati sistem.
Dalam respirasi aerobik,
akseptor elektron terakhirnya adalah oksigen. Oksigen adalah pengoksidasi yang
sangat kuat. Maka dari itu, oksigen merupakan akseptor yang baik. Dalam
respirasi anaerob menggunakan substansi pengurang oksidasi lain seperti sulfat,
nitrat, belerang, atau fumarat. Akseptor elektron memiliki kemampuan mereduksi
yang lebih rendah daripada oksigen, yang berarti lebih sedikit energi yang
dihasilkan molekul pengoksidasi. Oleh karena itu, respirasi anaerobik kurang
efisien dibandingkan respirasi aerobik. Respirasi anaerob hanya menghasilkan
energi sejumlah 2 ATP. Itu sangat kecil dibandingkan dengan respirasi aerob
yang menghasilkan 36 ATP.
Respirasi anaerob
digunakan oleh prokariota yang hidup di lingkungan tanpa oksigen. Itulah
mengapa prokariota dapat hidup di lingkungan yang ekstrem. Banyak organisme
anaerobik adalah anaerob obligat, yang berarti mereka hanya menggunakan senyawa
anaerobik dan akan mati bila ada oksigen.
2. Fermentasi alkohol
Beberapa organisme
seperti khamir (Saccharomyces cereviceace) melakukan fermentasi alkohol.
Organisme ini mengubah glukosa melalui fermentasi menjadi alkohol (etanol).
Proses fermentasi
alkohol diawali dengan pemecahan satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam
piruvat. Pada proses tersebut, dibentuk juga 2 ATP dan 2 NADH. Setiap asam
piruvat diubah menjadi asetildehid dengan membebaskan CO2.
Asetildehid diubah menjadi etanol dan NADH diubah menjadi NAD+ untuk
selanjutnya digunakan dalam glikolisis kembali.
Fermentasi alkohol
merupakan jenis fermentasi yang banyak digunakan manusia selama ribuan tahun
dalam pengolahan bahan makanan. Khamir banyak digunakan dalam pembuatan roti
dan minuman beralkohol
3. Fermentasi Asam Laktat
Sama halnya dengan
fermentasi alkohol, fermentasi asam laktat dimulai dengan tahap glikolisis.
Fermentasi asam laktat dilakukan oleh sel otot dan beberapa sel lainnya, serta
beberapa bakteri asam laktat. Pada otot, proses ini dapat menyediakan energi
yang dibutuhkan secara cepat. Akan tetapi, penumpukan asam laktat berlebih
dapat menyebabkan otot lelah. Asam laktat berlebih dibawa darah menuju hati
untuk diubah kembali menjadi asam piruvat. Industri susu menggunakan fermentasi
asam laktat oleh bakteri untuk membuat keju dan yoghurt.
Glukosa akan dipecah
menjadi 2 molekul asam piruvat melalui glikolisis, membentuk 2 ATP dan 2 NADH.
NADH diubah kembali menjadi NAD+ saat pembentukan asam laktat
dari asam piruvat. Fermentasi asam laktat tidak menghasilkan CO2,
seperti halnya fermentasi alkohol.
C. Respirasi
Anaerob dibandingkan dengan Fermentasi
Respirasi baik aerobik
maupun anaerobik menggunakan NADH dan FADH2 (yang dihasilkan selama proses
glikolisis dan siklus asam sitrat) untuk membentuk gradien elektrokimia (sering
disebut gradien proton) yang melintasi membran, yang mengakibatkan perbedaan potensial
listrik atau ion konsentrasi melintasi membran.
Sebaliknya, fermentasi
tidak membutuhkan gradien elektrokimia. Fermentasi bukan hanya menggunakan
fosforilasi tingkat sustrat untuk menghasilkan ATP. Akseptor NAD+ diregenerasi
dari NADH dibentuk pada tahap oksidatif dari jalur fermentasi oleh penurunan
senyawa teroksidasi. Senyawa ini teroksidasi sering terbentuk selama jalur
fermentasi.
Misalnya, dalam bakteri
asam laktat bersifat homofermentatif, NADH terbentuk selama oksidasi
gliseraldehida-3-fosfat teroksidasi kembali ke NAD+ dengan mereduksi piruvat
untuk asam laktat pada tahap berikutnya. Dalam ragi, asetaldehida direduksi
menjadi etanol.
2.
Manfaat Respirasi Anaerob dalam Ekologi
Respirasi anaerob
memainkan peran utama dalam siklus nitrogen, sulfur, dan karbon di seluruh
dunia melalui pengurangan senyawa nitrogen, belerang, dan karbon. Denitrifikasi
adalah jalur utama yang digunakan makhluk hidup untuk mengembalikan nitrogen ke
atmosfer sebagai molekul gas nitrogen. Hidrogen sulfida yang merupakan hasil
dari respirasi sulfat adalah neurotoksin yang kuat dan bertanggung jawab
terhadap bau “telur busuk” yang terjadi di rawa payau.
3.
Hubungan Respirasi Anaerob dengan Ekonomi
Dinitrifikasi
dissimiltory secara luas digunakan untuk membersihkan nitrat dan nitrit dari
air limbah. Tingkat nitrit yang tinggi dalam air minum dapat menjadi masalah
karena air tersebut menjadi beracun. Denitrifikasi mengubah nitrat dan nitrit
menjadi gas nitrogen yang tidak berbahaya.
Metanogenesis adalah
bentuk respirasi karbonat yang menghasilkan gas metana oleh pencernaan
anaerobik. Metana biogenik digunakan sebagai alternatif pengganti bahan bakar
fosil. Di sisi negatif, metanogenesis yang tidak terkendali di lokasi
pembuangan akhir akan melepaskan metana dalam jumlah besar ke atmosfer, yang
menjadi penyebab utama dari efek gas rumah kaca.
Beberapa tipe respirasi anaerobik juga digunakan
untuk mengubah bahan kimia yang beracun menjadi molekul yang lebih tidak
berbahaya. Misalnya, arsenat atau selenat yang beracun dapat direduksi menjadi
senyawa yang tidak beracun oleh berbagai bakteri.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Respirasi adalah proses
penguraian bahan makanan yang menghasilkan energi. Respirasi dilakukan oleh
semua penyusun tubuh, baik sel-sel tumbuhan maupun sel hewan dan manusia.
Respirasi dilakukan baik pada siang maupun malam hari.
Respirasi anaerob adalah
respirasi yang tidak melibatkan oksigen. Pengertian respirasi dalam biologi
adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan oleh makhluk hidup melalui
pemecahan senyawa berenergi tinggi untuk digunakan dalam menjalankan fungsi
hidup. Respirasi anaerob menggunakan pernapasan rantai transpor elektron yang
tidak membutuhkan oksigen.
Respirasi anaerob
digunakan oleh prokariota yang hidup di lingkungan tanpa oksigen.
B. Saran
Kami menyadari makalah
ini masih banyak kekurangan dalam hal penyajian materi maupun penulisannya.
Untuk melengkapi kekurangan materi pada makalah ini kami menyarankan agar
pembaca mencari referesi lain yang relevan.
KATA PENGANTAR
Asalamu’alaikum
warahmatullahi wabarakatuh. alhamdulillahirabbilalamin. Segala puji bagi Allah
yang telah menolong kami menyelesaikan makalah ini dengan penuh kemudahan.
Tanpa pertolongan NYA mungkin penyusun tidak akan sanggup menyelesaikan dengan
baik. shalawat dan salam semoga terlimpah curahkan kepada baginda tercinta
yakni nabi muhammad SAW.
Makalah ini disusun agar
pembaca dapat memperluas ilmu tentang “Respirasi Anaerob”, yang kami sajikan
berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber. Makalah ini di susun oleh penyusun
dengan berbagai rintangan. Baik itu yang datang dari diri penyusun maupun yang
datang dari luar. Namun dengan penuh kesabaran dan terutama pertolongan dari
Tuhan akhirnya makalah ini dapat terselesaikan.
Semoga makalah ini dapat
memberikan wawasan yang lebih luas kepada pembaca. Walaupun makalah ini
memiliki kelebihan dan kekurangan. Penyusun mohon untuk saran dan kritiknya.
Terima kasih.
Belum ada tanggapan untuk "Makalah Respirasi Anaerob"
Posting Komentar