Makalah Respirasi Anaerob

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.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).

Fotosintesis merupakan proses sintesis senyawa organik (glukosa) dari zat anorganik (CO2 dan H2O) dengan bantuan energi cahaya matahari. Dalam proses ini energi radiasi diubah menjadi energi kimia dalam bentuk ATP dan NADPH + H yang selanjutnya akan digunakan untuk mereduksi CO2 menjadi glukosa. Maka persamaan reaksinya dapat dituliskan : Kloropil

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 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.

2.2 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).

Bagan fermentasi alkohol

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.

Bagan fermentasi asam laktat

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.

2.3 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.

DAFTAR PUSTAKA

http://fariz-rifai.blogspot.co.id/2012/01/respirasi-anaerob.html

https://biologi-indonesia.blogspot.co.id/2013/09/penjelasan-tentang-respirasi-anaerob.html

http://hedisasrawan.blogspot.co.id/2013/11/respirasi-anaerob-artikel-lengkap.html

http://belajarbiologi02.blogspot.co.id/2013/08/ respirasi.html

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.