Indikator 26

RESPIRASI AEROB

Respirasi aerob merupakan respirasi yang menggunakan oksigen sebagai akseptor elektron. Respirasi aerob terjadi dalam tiga tahap. Tahap pertama adalah glikosis. Glikolisis terjadi di dalam sitoplasma yang merupakan reaksi pelepasan energi yang memecah 1 molekul glukosa (6 karbon) menjadi 2 molekul asam piruvat (3 karbon), 2 NADH, dan 2 ATP. Reaksi ini terjadi sebanyak dua kali.

  NADH                            ATP

  Ý                                   Ý

Glukosa (C-C-C-C-C-C) --> Asam piruvat (C-C-C)

Setelah mengalami proses glikosis, tahap selanjutnya adalah siklus krebs. Proses siklus krebs atau biasa disebut juga dengan siklus asam sitrat ditemukan oleh Hans Krebs pada tahun 1930an. Sebelum masuk ke tahap siklus krebs, 2 asam piruvat yang merupakan hasil dari glikolisis akan diubah terlebih dahulu menjadi 2 asetil koenzim A pada proses dekarboksilasi oksidatif. Proses ini terjadi di bagian luar mitokondria dan menghasilkan 2 molekul asetil koA, 2 NADH, dan 2 CO₂. Setelah itu, pada tahap siklus krebs yang terjadi di dalam mitokondria, asetil koA tersebut akan direaksikan bersama asam oksaloasetat untuk menghasilkan asam sitrat. Hasil dari proses ini (2x siklus) adalah 6 NADH, 2FADH₂, 2 ATP, dan 4 CO₂.

Tahap terakhir adalah sistem transpor elektron atau feredoksin yang terjadi di membran bagian dalam mitokondria. Di dalam proses ini, terjadi fosfolirasi oksidatif yaitu pelepasan fosfat untuk menghasilkan ATP dari NADH dan FADH₂ yang telah dihasilkan sebelumnya. Dari proses ini, nantinya akan dihasilkan 36/38 ATP. Mengapa jumlah ATP yang dihasilkan berbeda-beda? Hal tersebut dikarenakan metabolisme orang juga berbeda-beda. Maka, ada beberapa orang yang menghasilkan 36 ATP, namun ada juga yang menghasilkan 38 ATP.

Tabel 1.1

Hasil 36 ATP	Hasil 38 ATP
Glikolisis: 2 ATP, 2 NADH	Glikolisis: 2 ATP, 2 NADH
Siklus krebs: 8 NADH, 2 FADH2, 2 ATP	Siklus krebs: 8 NADH, 2 FADH2, 2 ATP
Transfer elektron: (2 NADH x 2) + (8 NADH x 3) + (2 FADH2 x 2) + 4 ATP = 36 ATP	Transfer elektron: (2 NADH x 3) + (8 NADH x 3) + (2 FADH2 x 2) + 4 ATP = 38 ATP

Latihan Soal

1.     Salah satu tahap reaksi respirasi adalah siklus Krebs. Siklus Krebs adalah reaksi antara…

A.   asam oksaloasetat dengan asam piruvat

B.    asam oksaloasetat dengan asetil koA

C.    reaksi antara asetil KoA dengan asam sitrat

D.   reaksi antara asetil KoA dan FADH₂

E.    reaksi antara O₂ dengan asam piruvat

Jawaban: C

Pembahasan: Pada siklus krebs, asetil koA yang merupakan hasil dari proses dekarboksilasi oksidatif akan bereaksi bersama dengan asam sitrat dan akan menghasilkan asam oksaloasetat pada akhirnya.

2.     Rantai transpor elektron terjadi di dalam…

A.   mitokondria

B.    sitoplasma

C.    membran sel

D.   bagian dalam membran dalam mitokondria

E.    matriks mitokondria

Jawaban: D

Pembahasan: Proses transpor elektron terjadi di bagian membran dalam mitokondria. Membran mitokondria merupakan tempat proses dekarboksilasi oksidatif dimana asam piruvat akan diubah menjadi asetil KoA. Sitoplasma merupakan tempat dimana proses glikolisis terjadi.

3.     Berikut adalah tahapan dalam respirasi aerob:

1.     Glikolisis

2.     Siklus Krebs

3.     Dekarboksilasi oksidatif

4.     Transport elektron

Urutan yang tepat adalah…

A.   1-2-3-4

B.    1-3-2-4

C.    4-3-2-1

D.   3-2-1-4

E.    2-1-3-4

Jawaban: B

Pembahasan: Respirasi aerob dimulai dengan proses glikolisis yang dimana memecahkan 1 molekul glukosa (6 atom karbon) menjadi 2 molekul asam piruvat (3 atom karbon), 2 NADH, dan 2 ATP. Setelah itu, asam piruvat akan digunakan dalam proses dekarboksilasi oksidatif untuk menghasilkan asetil koA. Lalu, asetil koA akan bereaksi bersama dengan asam sitrat dalam siklus krebs atau siklus asam sitrat dimana akan menghasilkan 8 NADH, 2 FADH₂, dan 2 ATP. Pada akhirnya, semua NADH dan FADH₂ akan diubah menjadi ATP dalam proses transpor elektron.

4.     Total ATP yang dapat diubah dari 1 FADH₂ adalah…

A.   3 ATP

B.    1 ATP

C.    2 ATP

D.   4 ATP

E.    5 ATP

Jawaban: C

Pembahasan: 1 FADH₂ akan diubah menjadi 2 ATP pada proses transfer elektron.

5.     Salah satu reaksi katabolisme adalah respirasi. Dalam proses respirasi dihasilkan CO₂. Tahapan reaksi respirasi yang melepas CO₂ adalah…

A.   glikolisis

B.    siklus krebs

C.    transpor elektron

D.   fosforilasi oksidatif

E.    fosforilasi substrat

Jawaban: B

Pembahasan: CO₂ dihasilkan dalam proses siklus krebs sebanyak 6 molekul.

6.     Berikut adalah tahapan dalam respirasi aerob:

1)    Glikolisis

2)    Siklus krebs

3)    Dekarboksilasi oksidatif

4)    Transpor elektron

Urutan yang tepat adalah…

A.   1-2-3-4

B.    1-3-2-4

C.    4-3-2-1

D.   3-2-1-4

E.    2-1-3-4

Jawaban: B

Pembahasan: Respirasi aerob merupakan respirasi yang memerlukan oksigen sebagai akseptor elektron. Ada 4 tahap yang harus dilalui yaitu; glikolisis (pada saat glukosa diubah menjadi asam piruvat), dekarboksilasi oksidatif (mengubah asam piruvat menjadi asetil koA), siklus krebs (asetil koA digunakan untuk menghasilkan ATP, NADH, FADH₂, dan CO₂), transpor elektron (tahap terakhir dimana semua NADH dan FADH₂ diubah menjadi ATP).

7.     Transpor elektron yang berlangsung di dalam mitokondria prosesnya akan berakhir setelah elektron H⁺ bereaksi dengan oksigen yang berfungsi sebagai akseptor terakhir dan akan membentuk…

A.   CO₂

B.    H₂O

C.    Asam piruvat

D.   FADH

E.    NADH

Jawaban: B

Pembahasan: Pada sistem transpor elektron, O₂ sebagai akseptor elektron yang terakhir selanjutnya bereaksi dengan H⁺ membentuk uap air (H₂O).

8.     Dua tahapan respirasi berdasarkan tempat terjadinya dan hasilnya adalah…

Jawaban: D

Pembahasan: Tahapan respirasi sel adalah: 1) Glikolisis: Berlangsung di sitoplasma, anaerob, mengubah satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat dan dihasilkan 2 ATP dan 2 NADH untuk tiap molekul glukosa. 2) Dekarboksilasi oksidatif: Berlangsung di dalam mitokondria, mengubah asam piruvat menjadi asetil Ko-A dan dihasilkan 1 NADH untuk tiap pengubahan asam piruvat menjadi Asetil Ko-A. 3) Daur Krebs yaitu berlangsung dalam mitokondria mengubah Asetil Ko-A menjadi CO₂ dan dihasilkan 2 ATP, 6 NADH, dan 2 FADH₂. 4) Transpor elektron yaitu mengubah NADH dan FADH₂ ke dalam bentuk ATP.

9.     Oksidasi glukosa dalam sel tumbuhan menghasilkan 38 ATP, terjadi melalui 3 tahap yaitu glikolisis, siklus Krebs dan transfer elektron. Jumlah ATP yang dihasilkan pada proses glikolisis adalah… (Tim Studi Guru, 2012, 401)

A.   2

B.    4

C.    6

D.   8

E.    10

Jawaban: A

Pembahasan: Glikolisis adalah serangkaian reaksi yang mengubah 1 molekul glukosa (C₆) menjadi 2 asam piruvat (C₃) dengan menghasilkan 2 NADH₂ dan 2 ATP.

10.  Perhatikan hasil-hasil katabolisme karbohidrat berikut!

1)    ATP

2)    NADH

3)    FADH₂

4)    CO₂

5)    C₃H₄O₃

6)    H₂O

Hasil katabolisme pada tahap siklus Krebs ditunjukkan oleh nomor…

A.   1), 2), 3), dan 4)

B.    1), 2), 3), dan 5)

C.    1), 2), 3), dan 6)

D.   2), 3), 4), dan 5)

E.    2), 3), 4), dan 6)

Jawaban: A

Pembahasan: C₃H₄O₃ merupakan rumus senyawa dari asam piruvat, yang dimana dihasilkan pada saat proses glikolisis. Sedangkan H₂O dihasilkan pada saat transpor elektron. Maka dari itu, jawaban yang benar adalah ATP, NADH, FADH₂, dan CO₂.

11.  Tahapan proses respirasi aerob yang menghasilkan karbon dioksida paling banyak adalah…

A.   Glikolisis

B.    Siklus asam sitrat

C.    Transfer elektron

D.   Dekarboksilasi oksidatif

E.    Pembentukan asetil koenzim A

Jawaban: B

Pembahasan: Pada proses glikolisis dihasilkan 2 ATP, 2 NADH, dan 2 asam piruvat. Pada proses dekarboksilasi oksidatif atau pembentukan asetil Ko-A dihasilkan 2 NADH, 2 CO₂ dan 2 asetil Ko-A. Pada tahap siklus krebs atau siklus asam sitrat dihasilkan 6 NADH, 2 FADH₂, 2 ATP, dan 4 CO₂. Dan pada tahap transfer elektron tidak menghasilkan CO₂. Pada proses ini, NADH dan FADH₂ diubah menjadi ATP sejumlah 32. Maka, CO₂ yang paling banyak dihasilkan adalah pada siklus krebs atau siklus asam sitrat.

12.  Bila dalam siklus Krebs dihasilkan 8 NADH dan 2 molekul FADH₂, maka setelah melalui transfer elektron akan dihasilkan ATP sejumlah…

A.   10

B.    20

C.    28

D.   30

E.    32

Jawaban: C

Pembahasan: NADH yang dihasilkan pada tahap siklus krebs akan diubah menjadi 3 ATP per 1 NADH. Sedangkan FADH₂ akan diubah menjadi 2 ATP per 1 FADH₂. Maka, (8 NADH x 3) + (2 FADH₂ x 2) = 24 + 4 = 28 ATP.

13.  Respirasi aerob memiliki 4 tahapan, salah satunya adalah pemecahan asam piruvat menjadi asetil koA yang menghasilkan produk…

A.   NADPH₂ dan ATP

B.    NADH dan ATP

C.    NADH dan CO₂

D.   FADH₂ dan CO₂

E.    FADH₂ dan ATP

Jawaban: C

Pembahasan: Pemecahan asam piruvat menjadi asetil koA adalah tahap dekarboksilasi oksidatif yang mana menghasilkan 2 NADH, 2 CO₂, dan 2 asetil koA.

14.  Apabila terdapat empat molekul glukosa, pada akhir siklus Krebs akan dihasilkan ATP total sebanyak…

A.   4 ATP

B.    8 ATP

C.    12 ATP

D.   14 ATP

E.    16 ATP

Jawaban: E

Pembahasan: 1 molekul glukosa akan menghasilkan 2 ATP pada glikolisis dan 2 ATP pada siklus krebs. Jika terdapat 4 molekul glukosa, maka ATP yang dihasilkan adalah 4 x 4 = 16 ATP.

15.  Tempat berlangsungnya dan jumlah ATP yang dihasilkan pada tahapan transfer elektron adalah…

A.   Mitokondria, 2 ATP

B.    Sitoplasma, 2 ATP

C.    Mitokondria, 6 ATP

D.   Sitoplasma, 34 ATP

E.    Mitokondria, 32 ATP

Jawaban: E

Pembahasan: Transfer elektron berlangsung di dalam mitokondria dan menghasilkan 32 ATP. Sitoplasma merupakan tempat berlangsungnya proses glikolisis dimana menghasilkan 2 ATP.