RESPIRASI PADA TUMBUHANMAKALAHUNTUK MEMENUHI TUGAS MATAKULIAH

Fisiologi HewanYang dibina oleh Ibu Dr. Hj. Dahlia, M.SOleh kelompok 7:

1. Nurul Hikmah

( 140342601418 )

2. Rika Ardilla

( 140342605435 )

3. Yunita Nur Agustiningsih ( 140342601774 )

Off : H

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

JURUSAN BIOLOGI

Oktober 2015BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Balakang Semua sel aktif melakukan respirasi sepanjang hidupnya, respirasi terjadi dengan menyerap oksigen dan melepaskan karbondioksida. Namun respirasi adalah lebih dari sekedar pertukaran gas-gas. Respirasi adalah proses oksidasi reduksi yang mengoksidasi senyawa-senyawa menjadi karbondioksida, sedangkan oksigen yang diserap direduksi menjadi air (H2O). Proses utama respirasi adalah mobilitas senyawa organik dan oksidasi senyawa-senyawa tersebut secara terkendali untuk menghasilkan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan tumbuhan.

Fisiologi tumbuhan merupakan cabang biologi yang mempelajari tentang proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan yang menyebabkan tumbuhan tersebut dapat hidup. Laju proses-proses metabolisme ini dipengaruhi oleh (dan dapat pula tergantung pada) faktor-faktor lingkungan mikro di sekitar tumbuhan tersebut. Fotosintesis dan respirasi merupakan proses metabolisme dasar yang terjadi di dalam sel hidup.

Dalam makalah ini penulis akan membahas lebih lanjut tentang proses-proses yang terjadi dalam respirasi sel tumbuhan beserta faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi.

1.2 Rumusan Masalah 1). Apakah pengertian dari respirasi?

2). Apakah macam-macam respirasi?

3). Apakah perbedaan respirasi aerob dan anaerob?

4). Bagaimana Jalur Alternatif Pentosa po#spat5). Apakah faktor-faktor yang berpengaruh terhadap laju respirasi? 6). Bagaimana proses katabolisme lipid pada biji?BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Respirasi

Respirasi adalah suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Respirasi bisa juga diartikan sebagai reaksi oksidasi senyawa organik untuk menghasilkan energi. Energi ini digunakan untuk aktivitas sel dan kehidupan tumbuhan seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan, perkembangan. Energi kimia yang dihasilkan dari proses respirasi adealah energi kimia dalam bentuk ATP atu senyawa berenergi tinggi lainnya (NADH dan FADH). Respirasi juga menghasilkan karbondioksida yang berperan pada keseimbangan karbon di alam.

Respirasi pada tumbuhan berlangsung siang dan malam karena cahaya bukan merupakan syarat utama. Jadi proses respirasi selalu berlangsung sepanjang waktu selama tumbuhan hidup.2.2 Macam respirasiBerdasarkan kebutuhannya terhadap oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu:

1. Respirasi Aerob, yaitu respirasi yang memerlukan oksigen, penguraiannya lengkap sampai menghasilkan energi, karbondioksida, dan uap air.

2. Respirasi Anaerob, yaitu respirasi yang tidak memerlukan oksigen tetapi penguraian bahan organiknya tidak lengkap. Respirasi ini jarang terjadi, hanya dalam keadaan khusus.

1. Reaksi Aerob

Reaksi aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan oksigen bebas dari udara. Respirasi aerob berlangsung melalui empat tahap dimana keempat tahap tersebut terjadi di berbeda tempat. Pada proses awal reaksi Aerob, terjadi proses Glikolisis yang terjadi di Sitoplasma, Dekarboksilasi Oksidatif Piruvat, Siklus Krebs yang terjadi di matriks mitokondria, dan proses terakhir yaitu transport electron yang terjadi di membran dalam mitikondria.

A. Glikolisis

Glikolisis merupakan proses metabolise karbohidrat yang pertama ditemukan, dan diyakini bahwa proses ini terjadi baik pada sel hewan maupun sel tumbuhan. Glikolisis proses pemecahan glukosa (C6H12O6) menjadi 2 asam piruvat (C3) proses glikolisis terjadi dalam beberapa tahap seperti berikut:

1. Tahap 1 : Glukosa yang masuk ke dalam sel mengalami fosforilasi dengan bantuan enzim heksokinase dan menghasilkan glukosa 6-fosfat. Reaksi ini memerlukan energy yang diperoleh dari perubahan ATP menjadi ADP.2. Tahap 2 : Glukosa 6-fosfat diubah oleh enzim fosfoglukoisomerase menjadi bentuk fruktosa 6-fosfat.3. Tahap 3 : Dengan menggunakan energy dari perubahan ATP menjadi ADP, fruktosa 6-fosfat diubah oleh enzim fosfofruktokinase menjadi fruktosa 1,6-bifosfat.4. Tahap 4 : frtuktosa 1,6-bifosfat (molekul berkarbon 6) pecah membentuk 2 molekul berkarbon 3, yaitu gliseraldehid-3-fosfat (G3P atau PGAL) oleh enzim aldolase.5. Tahap 5 : gliseraldehid-3-fosfat (G3P atau PGAL) berubah menjadi 1,3-bifosfogliserat (PGAP) melalui bantuan enzim triosefosfat dehidrogenase.Dalam ttahap ini juga terjadi transfer electron sehingga NAD+ berubah menjadi NADH, serta pengikatan fosfat anorganik dari sitoplasma. 6. Tahap 6: PGAL + Phospat + NAD+ dengan bantuan enzim gliseraldehid 3-fosfat dehidrogenase menjadi 1,3 bifosfagliserat + NADH + H+7. Tahap 6 : Terjadi perubahan 1,3-bifosfogliserat (PGAP) menjadi 3-fosfogliserat (PGA) dengan bantuan enzim fosfosgliserokinase. Pada tahap ini juga terjadi 2 molekul ATP dengan menggunakan guugus fosfat yyang sudah ada pada reaksi sebelumnya.8. Tahap 7: 3-fosfogliserat (PGA) menjadi 2-fosfogliserat karena enzim fofsogliseromutase memindahkan gugus fosfatnya.9. Tahap 8 : 2-fosfogliserat menjadi 2-fofoenol-piruvat (PEP) dengan bantuan enzim enolase den pembebasan 2 molekul air.10. Tahap 9 : 2-fofoenol-piruvat (PEP) berubah menjadi 2 asam piruvat melalui bantuan enzim piruvatkinase dan menghasilkan 2 ATP.Berdasarkan tahapn-tahapan diatas reaksi sampai 5 glikolisis disebut sebagai tahap persiapan, pada awal reaksi memerlukan ATP untuk mengaktifkan glukosa menjadi glukosa 6-fosfat. Hasil dari reaksi glikolisis tahap 1-5 yaitu glukosa + 2 ATP ( 2PGAL + 2ADP. Tahap 1 sampai 5 merupakan tahap penggunaan energi 2 ATP, sementara tahap 6 sampai 10 merupakan tahap penghasil energy yaitu 2 ATP. Dapat disimpulkan proses glikolisis akan menghasilkan 2 asma piruvat, 2 ATP, 2 NADH dari setiap perubahan 1 molekul glukosa, hasil dari proses glikolisis akan diproses pada siklus krebs.

B. Dekarboksilasi Oksidati Piruvat Piruvat yang dihasilkan dari glikolisis akan melewati membran mitokondria. Pada metabolisme aerobik selanjutya piruvat dapat masuk ke daur asam sitrat. Sebelum piruvat masuk daur asam sitrat sebagai kalur pusat metabolisme aerobik, rangka karbon piruvat mengalami tiga perubahan kimia yaitu: Dekarboksilasi Oksidatif (DO) yang akan mengubah 2 asam piruvat (C3) menjadi asetil koenzim-A (asetil ko-A) yang memiliki atom berkarbon 2 atau C2. Berlangsung di dalam matrik mitokondria. Terjadi 3 tahap dalam DO yaitu : Pada tahap ke-1, asam piruvat (C3) melepaskan elektron (oksidasi) sehingga 1 atom karbonnya akan lepas membentuk CO2. Pada tahap ke-2, terbentuk senyawa yang dinamakan sitrat kemudian NAD+ direduksi (menerima elektron) menjadi NADH. Pada tahap ke-3, molekul berkarbon 2 (C2) yang terbentuk pada tahap 1 akan dioksidasi dan mengikat Ko-A (koenzim A) sehingga terbentuk asetil Ko-A.Perubahan ini memerlukan tiga enzim, lima enzim, dan lima reaksi kimia yang berbeda. Satu paket enzim lengkap yang berperan dalam perubahan piruvat menjadi Asetil Co-A.

C. Siklus Krebs

Siklus Kerbs ditemukan oleh Hans Krebs pada tahun1930-an. Sebelum memasuki Siklus Krebs perlu melewati proses antara glikolisis dan dekarboksilasi oksidasi piruvat. Kemudian proses siklus Krebs yang terjadi di matriks mitokondria. Berlangsung dalam 8 langkah. Siklus Krebs menggunakan asetil Ko-A yang telah dihasilkan pada tahap DO.1) Bersatunya asam oksalo asetat dengan asetilkoenzim A sehingga tersusun asam sitrat.2) Pembentukan sitrat dari oksalo asetat dengan enzim sitratsinase.3) Pembentukan isositrat dari sitrat melalui cis-akonitatdengan enzim akonitase.4) Oksidasi isositrat menjadi a-ketoglutarat dengan enzim isositrat dehidrogenase.5) Oksidasi a-ketoglutarat menjadi suksinat denganenzim a-ketoglutarat dehidrogenase.6) Oksidasi suksinat menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase.7) Penambahan 1 mol H2O pada fumarat dengan enzimfumarase menjadi malat.8) Oksidasi malat menjadi oksalo asetat dengan enzimmalat dehidrogenase.Pada akhir siklus Krebs ini akan terbentuk kembali asam oksaloasetat yang berikatan dengan molekul asetil koenzim A yang lain dan berlangsung kembali siklus Krebs, karena selama reaksi oksidasi pada molekul glukosa hanya dihasilkan 2 molekul asetil koenzim A, maka siklus Krebs harus berlangsung sebanyak dua kali. Jadi hasil bersih dari oksidasi 1 molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP dan 4 CO2 serta 8 pasang atom H yang akan masuk ke rantai transpor elektron. D. Transpor Elektron

Pada sistem transfer electron, berlangsung pengepakan energi dari glukosa menjadi ATP. Reaksi ini merupakan tahap terakhir dari respirasi aerob yang terjadi di dalam membran dalam mitokondria. Senyawa yang berperan dalam system ini adalah nicotinamide adenine dinucleotide tereduksi (NADH) dan flavin adenine dinucleotide (FAD). Elektron-elektron berenergi tinggi hasil glikolisis dan siklus krebs akan masuk ke system transport electron melalui bantuan NADH dan FADH2.

Selain itu, molekul lain yang juga berperan dalam transport electron adalah molekul oksigen, koenzim Q (Ubiquinone), sitokrom b, sitokrom c, dan sitokrom a. Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.

Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan pada hewan tingkat tinggi melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan.

Rantai transpor electron dimulai ketika NAD dioksidasi dengan menambahkan dua electron dan dua ion H+ sehingga NAD direduksi menjadi NADH2. Selanjutnya, NADH2 memindahkan dua electron dan dua ion H+ ke suatu enzim flavin, yaitu flavin mononukleotida (FMN) atau flafin adenine nukleotida (FAD) sehingga senyawa tersebut tereduksi menjadi FMN2 atau FADH2.

Energi yang diperlukan untuk mereduksi FAD lebih kecil jika dibandingkan dengan energi yang dibebaskan melalui oksidasi NAD. Sehingga energi yang tersisa digunakan untuk mensintesis satu molekul ATP dari ADP dan ion posfat (Pi). Selanjutnya FADH2 mereduksi inti besi pada suatu protein kompleks, kemudian mereduksi besi pada sitokrom b. Sitokrom b mereduksi senyawa fenolik menjadi kinon, yaitu unikuinon (Q). Unikuinon merupakan anggota rantai transpor electron yang bukan protein. Selain melepaskan elektron, koenzim Q juga melepaskan dua ion H+. Elektron dari Q kemudian mereduksi sitokrom c, dan membebaskan energi yang cukup untuk menyatukan ADP dan ion posfat (Pi) menjadi ATP kedua.

Sitokrom c kemudian mereduksi sitokrom a, dan ini merupakan akhir dari rantai transpor elektron. Sitokrom a3 merupakan anggota system angkutan transpor electron yang dapat bereaksi dengan molekul oksigen. Selanjutnya pada tahap terakhir rantai transport electron ini, dua ion H+ akan bergabung dengan Rantai transpor electron tidak secara langsung membuat ATP. Fungsi rantai transpor ialah untuk mempermudah jatuhya electron dari makanan ke oksigen, memecah penurunan energy bebas yang besar menjadi sederetan langkah yang lebih kecil yang melepaskan energy dalam jumlah yang bisa diatur.

Proses yang sebenarnya bertugas membuat ATP adalah kemiosmosis yang menggunakan enzim yang disebut ATP sintase. ATP sintase menggunakan energy dari gradien ion yang ada untuk menggerakan sintesis ATP. Gradien ion yang menggerakan fosforilasi oksidatif ialah gradient proton (ion hidrogen) ; dengan kata lain, sumber daya untuk ATP sintase ialah perbedaan konsentrasi H+ pada sisi yang berlawanan dari membrane dalam mitokondria. Mekanisme aliran H+ dari matriks ke ruang antar membrane untuk mendorong terbentuknya ATP dari ADP dan Pi disebut kemiosmosis.2. Reaksi Anaerob

Reaksi anaerob merupakan repirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas. Respirasi tanpa oksigen yang demikian dikenal juga dengan istilah fermentasi. Seperti halnya repirasi aerob, fermentasi juga berawal dari proses pemecahan glukosa menjadi 2 molekul asam piruvat, 2 NADH, dan 2 ATP. Selanjutnya, setiap molekul asam piruvat siap menjalani fermentasi. Ada beberapa contoh fermentasi, yaitu Fermentasi Asam Laktat dan Alkohol.a. Asam LaktatJika dilihat dari namanya maka hasil akhir dari fermentasi adalah asam laktat atau asam susu. Kelelahan yang terjadi pada manusia karena bergerak melebihi kemampuan, sehingga terbentuk asam laktat sebagai akhir dari fermentasi pada tubuh. Reaksinya : C6H12O6 enzim C2H5OCOOH + Energi

Prosesnya :

a) Glukosa enzim asam piruvat (proses glikolisis)

C6H12O6 enzim C2H3OCOOH + Energi

b) Dehidroginase asam piruvat akan membentuk asm laktat

2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 2 C2H5OCOOH + 2 NAD

Energi yang terbentuk dari glikolisis akan menghasilkan asam piruvat,selanjutnya asam piruvat menjadi asam laktat: 8 ATP - 2 NADH2 = 8 ATP - 2 ( 3 ATP ) = 2 ATPb. Alkohol

Proses fermentasi ini dimulai dengan glikosis yang menghasilkan asam piruvat. Reaksi ini tidak ada oksigen, sehingga asam piruvat diubah menjadi asam laktat, yang mengakibatkan elektron tidak meneruskan perjalanannya sehingga tidak lagi menerima eletron dari NADH dan FAD. Berarti NADH yang diperlukan dalam siklus Krebs juga tidak terbentuk, akibatnya siklus krebs terhenti. Tetapi NADH di luar mitokondria dapat dibentuk dari NADH melalui proses pembentukan asam laktat dari asam piruvat. Perlu Anda ketahui asam laktat adalah zat kimia yang merugian karena bersifat racun.

Pada beberapa mikroba peristiwa pembebasan energi terlaksana karenaasam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2 , selanjutnya asam asetatdiubah menjadi alkohol. Pada fermentasi alkohol, 1 molekul glukosa hanya dapat menghasilkan2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul glukosa mampu menghasilkan 38 molekul ATP.

Pada peristiwa ini terjadi pengubahan NADH menjadi NAD+ sehingga proses glikolisis dapat terjadi, dengan demikian asam piruvat yang tersediauntuk diubah menjadi energi.

Reaksinya :

a) Glukosa asam piruvat (proses glikolisis)b) Derkaboksilat asam piruvat.

Asam piruvat Asetaldehid + CO2piruvat derkaboksilase CH3CHO

c) Asetaldehid oleh alcohol dehidrogenase di ubah menjadi alcohol (etanol)

2 CH3CHO + 2 NADH2 2 C2H5OH + 2 NAD

Enzim Alcohol dehidrogenase Ringkasan Reaksi :

C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2+ Energi2.3 Perbedaan Respirasi Aerob dan Respirasi AnaerobPerbedaan antara respirasi aerob dan respirasi anaerob dapat dijabarkan sebagai berikut:

1. Respirasi Aerob : Umum terjadi pada semua makhluk hidup termasuk tumbuhan, berlangsung seumur hidup, energi yang dihasilkan besar, tidak merugikan tumbuhan, memerlukan oksigen, hasil akhir berupa karbondioksida dan uap air.

2. Respirasi Anaerob : Hanya terjadi dalam keadaan khusus, bersifat sementara (hanya pada fase tertentu saja), energi yang dihasilkan kecil, jika terjadi terus menerus akan menghasilkan senyawa yang bersifat racun bagi tumbuhan, tidak memerlukan oksigen, hasil akhirnya berupa alkohol atau asam laktat dan karbondioksida.2.4 Proses dan Fungsi Jalur Alternatif Oksidasi Heksosa Melalui Jalur Pentosa PospatJalur pentosa fosfat merupakan jalur metabolisme alternatif untuk oksidasi glukosa di mana tidak ada ATP yang dihasilkan. Produk utamanya adalah NADPH, suatupereduksi yang diperlukan dalam beberapa proses anabolisme (untuk biosintesis asam lemak, kolesterol, dan steroid lain) dan ribosa-5 fosfatyang merupakankomponen struktural nukleotida dan asam nukleat (Ribosa untuk biosintesis asam nukleat).Jalur pentosa fosfat merupakan jalur untuk sintesis tiga fosfat pentosa : ribulosa 5 - fosfat, ribose 5 - fosfat, dan xylulose 5 - fosfat. Ribosa 5 fosfat diperlukan untuk sintesis RNA dan DNA. Jalur pentosa fosfat/heksosa monofosfat menghasilkan NADPH dan ribosa di luar mitokondria. NADPH juga penting dalam detoksifikasi obat oleh monooksigenase, reduksiglutation.Lintasan pentosa fosfat merupakan jalur alternatif untuk metabolisme glukosa. Lintasan ini tidak menghasilkan ATP, tetapi mempunyai dua fungsi utama, yaitu :a. Produksi NADPH untuk sintesis reduktif seperti biosintesis asam lemak serta steroid. b. Mencegah stress oksidatif dengan mengubah H2O2 menjadi H2O dan jika tidak terdapat NADPH, H2O2 akan di ubah menjadi radikal bebas hidroksin yang akan menyerang sel.Pada tumbuhan proses ini terjadi di plastida. Jalur pentosa fosfat mengoksidasi glukosa 6 fosfat menjadi zat antara jalur glikolitik dan dalam proses tersebut menghasilkan NADPH dan ribosa 5 fosfat untuk sintesis nukleotida. NADPH digunakan untuk jalur reduktif, misalnya biosintesis asam lemak, dan sistem pertahanan gluatation terhadap cedera yang disebabkan oleh spesies oksigen reaktif

Reaksi pentosa fosfat terjadi dalam plastida. Enzim pada lintasan pentosa fosfat seperti pada glikolisis ditemukan di dalam sitosol. Seperti pada glikolisis, oksidasi dicapai lewat reaksi dehidrogenasi, tetapi dalam hal lintasan pentosa fosfat, sebagai akseptor hidrogen digunakan NADP+ dan bukan NAD+. Tidak ada ATP yang digunakan ataupun diproduksi pada jalur ini.Terdapat 2 fase pada penthosa fosfat :

1. Fase oksidatif yang menghasilkan NADPHPada fase yang pertama, glukosa 6-phosphate menjalani proses dehidroginase dan dekarboksilase untuk memberikan sebuah senyawa pentosa, yaitu ribosa 5-phosphate.2. Fase nonoksidatif yang menghasilkan prekursor ribosaPada fase yang kedua, ribulosa 5-fosfat dikonversi kembali menjadi glukosa 6-fosfat oleh serangkaian reaksi yang terutama melibatkan dua enzim yaitu transketolase dan transaldolase.Fungsi Lintasan Pentosa Fosfat :1. Menghasilkan metabolit untuk sintesa karbohidrat Ribulosa 5 P yang nantinya reaksi LPF pertama melibatkan glukosa-6-fosfat, yang berasal dari perombakan pati fosforilase di glikolisis, dari penambahan fosfat akhir pada ATP ke glukosa atau langsung dari fotosintesis. Senyawa ini segera dioksidasi oleh glukosa-6-fosfat dehidrogenase menjadi 6-fosfoglukono-laktona (reaksi 1). Laktona ini secara cepat dihidrolisis oleh laktonase menjadi 6-fosfoglukonat (reaksi 2), kemudian senyawa terakhir ini segera didekarboksilasi secara oksidatif menjadi ribulosa-5-fosfat oleh 6-fosfoglukonat dehidrogenase (reaksi 3). Selanjutnya LPF menghasilkan pentosa fosfat dan dikatalisis oleh isomerase (reaksi 4) dan epimerase (reaksi 5), yang merupakan salah satu jenis isomerase. Reaksi ini dan reaksi berikutnya serupa dengan beberapa reaksi di daur Calvin. Enzim yang penting ialah transketolase (reaksi 6 dan 8) dan transaldolasakan diubah menjadi RuDP, sebagai senyawa kunci dalam Fotosintesa2. Menghasilkan metabolit (pentosa) untuk sintesa senyawa fenol yang mudah dioksidasi menjadi Quinon, membentuk polimer coklat bersifat racun. Pentosa juga merupakan prekursor lignin.3. Memproduksi NADPH sebagai koenzim yang sangat dibutuhkan dalam berbagai reaksi metabolisme.4. Menghasilkan Ribosa untuk sintesa asam nukleat dan berbagai koenzim. Peranan LPF sangat penting, karena dapat dianggap sebagai jalur penghubung antara jalur perombakan dengan jalur pembentukan karbohidratHubungan Pentose Phosphate Pathway (PPP) dengan GlikolisisHubungan Pentose Phosphate Pathway (PPP) dengan glikolisis adalah PPP merupakan jalur alternatif reaksi tumbuhan dalam memperoleh energi dari oksidasi gula menjadi CO2 dan air selain melalui proses glikolisis.Reaksi PPP serupa dengan reaksi pada glikolisis. Disamping itu, glikolisis dan PPP mempunyai pereaksi tertentu yang lazim dan keduanya terjadi terutama di sitosol, sehingga kedua lintasan saling terjalin. Satu perbedaan penting ialah di PPP penerima elektonnya selalu NADP+, sedangkan di glikolisis penerima elektonnya adalah NAD+.2.5 Faktor-Faktor yang Berpengaruh Terhadap Laju Respirasi Sel Tumbuhan Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi dapat dibedakan menjadi dua faktor, yaitu:

Faktor internal, merupakan faktor yang berasal dari dalam tubuh tumbuhan itu sendiri, yaitu :1. Jumlah plasma dalam selJaringan-jaringan meristematis muda memiliki sel-sel yang masih penuh dengan plasma dengan viabilitas tinggi biasanya mempunyai kecepatan respirasi yang lebih besar daripada jaringan-jaringan yang lebih tua di mana jumlah plasmanya sudah lebih sedikit.2. Jumlah substrat respirasi dalam selTersedianya substrat respirasi pada tumbuhan merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang sedikit akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Sebaliknya, tumbuhan dengan kandungan substrat yang banyak akan melakukan respirasi dengan laju yang tinggi. Substrat utama respirasi adalah karbohidrat.3. Umur dan tipe tumbuhanRespirasi pada tumbuhan muda lebih tinggi dari tumbuhan yang sudah dewasa atau lebih tua. Hal ini dikarenakan pada tumbuhan muda jaringannya juga masih muda dan sedang berkembang dengan baik. Umur tumbuhan juga akan memepengaruhi laju respirasi. Laju respirasi tinggi pada saat perkecambahan dan tetap tinggi pada fase pertumbuhan vegetatif awal (di mana laju pertumbuhan juga tinggi) dan kemudian akan menurun dengan bertambahnya umur tumbuhan.Faktor eksternal, adalah faktor yang berasal dari luar sel atau lingkungan, terdiri atas:

1. SuhuPada umumnya dalam batas-batas tertentu kenaikan suhu menyebabkan pula kenaikan laju respirasi. Kecepatan reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies tumbuhan. Perlu diingat, kenaikan suhu yang melebihi batas minimum kerja wnzim, akan menurunkan laju respirasi karena enzim respirasi tidak dapat bekerja dengan baik pada suhu tertalu tinggi.2. Kadar O2 udaraPengaruh kadar oksigen dalam atmosfer terhadap kecepatan respirasi akan berbeda-beda tergantung pada jaringan dan jenis tumbuhan, tetapi meskipun demikian makin tinggi kadar oksigen di atmosfer maka makin tinggi kecepatan respirasi tumbuhan.3. Kadar CO2 udaraSemakin tinggi konsentrasi karbondioksida diperkirakan dapat menghambat proses respirasi. Konsentrasi karbondioksida yang tinggi menyebabkan stomata menutup sehingga tidak terjadi pertukaran gas atau oksigen tidak dapat diserap oleh tumbuhan. Pengaruh hambatan yang telah diamati pada respirasi daun mungkin disebabkan oleh hal ini.4. Kadar air dalam jaringanPada umumnya dengan naiknya kadar air dalam jaringan kecepatan respirasi juga akan meningkat. Ini nampak jelas pada biji yang sedang berkecambah.5. CahayaCahaya dapat meningkatkan laju respirasi pada jaringan tumbuhan yang berklorofil karena cahaya berpengaruh pada tersedianya substrat respirasi yang dihasilkan dari proses fotosintesis.6. Garam-garam mineralJika akar menyerap garam-garam mineral dari dalam tanah, laju respirasi meningkat. Hal ini dikaitkan dengan energi yang diperlukan pada saat garam/ion diserap dan diangkut. Keperluan energi itu dipenuhi dengan menaikkan laju respirasi. Fenomena ini dikenal dengan respirasi garam.

2.6 Katabolisme Lipid Dalam Biji, Siklus Glioksilat dan Glukoneogenesis pada TumbuhanLipid merupakan komponen utama dari membran plasma, namun lemak tidak selalu digunakan untuk sumber respirasi karbon. Pada biji yang menyimpan lipid dalam bentuk gliseradehid digunakan sebagai cadangan karbon. Karena lemak dan minyak tidak larut dalam air, tumbuhan tidak dapat melakukan translokasi lemak dan minyak melalui floem. Dengan demikian translokasi lemak dan minyak dilakukan dengan cara tekanan yang berasal dari biji ke daerah pemanjangan akar untuk membantu proses pembuatan energi dan pertumbuhan. Asam lemak harus dikonversi terlebih dahulu untuk ditranslokasi oleh floem yang cair. Proses yang lengkap dari konversi tersebut adalah perubahan dari trigliseradehid menjadi sukrosa yang melibatkan badan lemak, glyoxysomes, mitokondria, dan sitosol.Tahap pertama dari konversi gliseradehid adalah hidrolisis. Proses hidroslisis ini memerlukan enzim lipase yang bekerja pada permukaan minyak. Kemudian asam lemak memasuki glyoxysome, organel yang strukturnya mirip peroksisom yang ditemukan pada daun namun memiliki enzim yang berbeda. Pada glyoxysome, asam lemak mengalami -oksidasi, yaitu ikatan asam lemak dipotong setiap 2 atom carbon, menjadi acetyl-CoA. Beberapak acetyl-CoA berkombinasi dengan oksalat untuk membentuk sitrat (6 karbon) yang dikenal dengan siklus glioksilat. Sitrat tersebut dikonversi menjadi isositrat, yang kemudian dipecah menjadi satu molekul saksinat (4 karbon) dan satu molekul glioksilat (2 karbon). Suksinat kembali dibentuk di mitokondria dan masuk dalam siklus asam sitrat, regenerasi oksalat, yang sangat dibutuhkan untuk menjaga pembentukan siklus glioksilat. Glioksilat bergambung dengan acetyl-CoA yang lain untuk memproduksi malat. Kemudian malat akan memasuki sitosol untuk memulai oksidasi oksalat dan dekarboksilasi fosfoenolpiruvat (PEP). Siklus glioksilat melibatkan enzim yang berada di glyoxysome dan mitokondria. Dua enzim dalam siklus tersebut adalah isocitrate lyase , bekerja mengonversi isocitrade menjadi suksinat dan glioksilat, serta enzim malatesynthase, bekerja mengkondensasi acetyl dengan glioksilat untuk membentuk malat. Kemudian malat ditranslokasi dari glyoxysome ke sitosol, untuk dioksidasi dengan cepat menjadi oksaloasetat dengan enzim malat dehydrogenase. Tujuan dari siklus glioksilat adalah untuk mengkatalisasi struktur dari oksalat dari dua molekul acetyl CoA.Di dalam sitosol, oksalat didekarboksilasi dengan enzim phopoenolpyruvate carboxykinas (PEPCK) untuk membentuk phospoenolpyruvate (PEP). Setelah rangkaian reaksi selesai dalam glikolisis, PEP dikonversi menjadi glukosa. Konversi dari PEP menjadi glukosa dengan siklus glikolisis disebut dengan glukoneogenesis. Dalam proses glukoneogenesis menggunakan enzim yang sangat penting dalam setiap fasenya. Reaksi glycolutic phosphofructokinase dan hexokinase tidak dapat diubah lagi, perubahan energi yang dihasilkan tidak menguntungkan dalam sintetis glukosa. Selama glukoneogenesis berlangsung, reaksi tersebut diganti dengan reaksi yang menguntungkan sintesis glukosa. Konversi dari fruktosa-1,6-bifosfat menjadi fruktosa-6-pospat dikatalis dengan glukosa-6-phospatase. Perbedaan ini sangat penting karena memberikan reaksi yang menguntungkan sebelum dibebaskan. Satu reaksi dapat aktif selama yang lain tidak berlangsung, agar reaksi yang lain tidak berlangsung sia-sia. Glycerol dihasilkan dari rekasi lipase didalam minyak yang berada di sitosol yang merupakan tempat fosfolirasi pertama dengan ATP untuk membentuk -gliserolpospate dan kemudian dioksidasi menjadi dihydroxy-aseton pospate (DHAP). DHAP dapat juga dikonversi menjadi sukrosa dengan membalikan glikolisis. Beberapa energi disimpan dalam bentuk trigiseraldehid lalu dikonversi menjadi sukrosa dengan glukoneogenesis, tetapi -oksidasi dari asam lemak di dalam glyoxysome juga akan memproduksi banyak NADH. Glyoxysome tidak dapat mengoksidasi ulang NADH secara langsung, tetapi bisa digunakan untuk mengurangi oksaloasetat menjadi malat. Malat kemudian dipindah ke dalam mitokondria untuk dioksidasi dengan menggunakan malat dehidrokinase. Dalam hal ini malat berfungsi sebagai perantara, membawa jumlah yang setara antara untuk glyoxysome dan mitokondria. Reoksidasi malat di dalam mitokondria menghasilkan NADH yang dapat digunakan pada saat transport elektron dan sintesis ATP.

BAB III

KESIMPULAN

3.1 Pengertian dari respirasi

Respirasi adalah suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Respirasi bisa juga diartikan sebagai reaksi oksidasi senyawa organik untuk menghasilkan energi.3.2 Macam-macam respirasiBerdasarkan kebutuhannya terhadap oksigen, respirasi dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu, Respirasi Aerob dan Respirasi Anaerob3.3 Perbedaan respirasi aerob dan anaerobPerbedaan dari respiras aerob dan aerob adalah, pada aerob terjadi pada hapir semua makhluk, selama masih hidup. Sedangkan respirasi aerob terjadi pada waktu khusus saja.

3.4 Fungsi Jalur Pentosa Fosfat

Fungsi dari jalur pentosa fosfat antara lain; menghasilkan metabolit untuk sintesa karbohidrat Ribulosa 5 P, menghasilkan metabolit (pentosa), dan menghasilkan Ribosa.3.5 Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap laju respirasiFaktor-faktor yang berpengaruh terhadap laju respirasi sel tumbuhan yaitu faktor internal meliputi: jumlah plasma dalam sel, jumlah substrat respirasi dalam sel, unur dan tipe tumbuhan dan faktor eksternal meliputi: suhu, kadar oksigen, kadar karbondioksida, kadar air dalam jaringan, cahaya dan garam-garam mineral. 3.6 Proses katabolisme lipid pada bijiProses ini melibatkan badan minyak, glioksisome, dan mitokondria. Secara garis besar proses ini mengubah cadangan trigiserid menjadi sukrosa.

DAFTAR PUSTAKA

Dwijoseputro, D. 1992. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT. Gramedia Pustaka Utama

Hopskin, W. G. Introduction of Plant Fisiology 4th Edition. Huner NPA USA: Jhon Wiley and Sons