respirasi seluler - · pdf file•glikolisis : dalam sitosol memecah gula menjadi 2 asam...
TRANSCRIPT
4/18/2015
1
RESPIRASI SELULER
BY :I GEDE
SUDIRGAYASA
RESPIRASISELULER
PRINSIPPEMANENA
N ENERGI
PROSESRESPIRASISELULER
PROSES-PROSES
METABOLISME YANGTERKAIT
4/18/2015
2
• GAMBARAN UMUM• HIDUP ITU KERJA• SEL BEKERJA UNTUK
MEMPERTAHANKAN HIDUP• SEL MEMBUTUHKAN MASUKAN
ENERGI DARI SUMBER LUAR• TUMBUHAN MEMBUAT BAHAN
BAKARNYA SENDIRI• HEWAN MEMPEROLEH BAHAN
BAKARNYA DENGAN MEMAKANTUMBUHAN ATAU MEMAKANORGANISME LAIN YANG MEMAKANTUMBUHAN
4/18/2015
3
NUCLEUS
Membrannukleus
NucleolusChromatin
KomplekGolgi
MitochondrionPeroxisome
Membran Plasma
Dinding sel
Dinding sel tetangga
Plasmodesmata
Chloroplast
Microtubules
Microfilaments
CYTOSKELETON
Vakuola
Ribosomes
RetikulumEndoplasmahalus
RetikulumEndoplasma
kasar
Ruang antar membran
Membranluar
DNA
Membrandalam
Cristae
Matrix
Ribososombebasdalam matrikmitokondria
(a) Diagram dan TEM mitokondrion (kanan)0.1 m
4/18/2015
4
• ENERGI MENGALIR KE EKOSISTEMDALAM BENTUK CAHAYA MATAHARIDAN MENINGGALKANNYA DALAMBENTUK PANAS• FOTOSINTESIS MENGHASILKAN O2
DAN MOLEKUL ORGANIK YANGDIGUNAKAN DALAM RESPIRASISELULER• SEL MENGGUNAKAN ENERGI
KIMIAWI YANG TERSIMPAN DALAMMOLEKUL ORGANIK (MAKANAN)UNTUK MEREGENERASI ATP
Energicahaya
ECOSYSTEM
Photosynthesispada kloroplas
Respirasi selulerdi mitochondria
CO2 H2O O2Molekulorganik
Energi untuk sebagianbesar kerja selulerATP
Energipanas
4/18/2015
5
RUMUS UMUM
SENYAWA ORGANIK + OKSOGEN → KARBON DIOKSIDA + AIR + ENERGI
•SEL MENDAURULANG ATP YANGDIGUNAKANUNTUKMELAKUKANKERJA
4/18/2015
6
ATP (ADENOSIN TRI PHOSPHATE)
DAUR ATP
4/18/2015
7
Transpor protein Zat terlarut
ATP
P P i
P iADP
P iADPATPATP
Vesikula Jalur sitoskeleton
Protein motor Protein dan vesikulaberpindah
(b) Kerja mekanik
(a) Kerja transpor:
ATP DANKERJASELULER
Zat terlarut ditranspor
• GLUKOSA DAN BAHAN BAKARORGANIK LAIN DIPECAH PERLAHANDAN BERTAHAP• RESPIRASI MELIBATKAN 3 PROSES :• GLIKOLISIS : DALAM SITOSOL
MEMECAH GULA MENJADI 2 ASAMPIRUVAT• SIKLUS CREBS : DALAM MATRIK
MITOKONDRIA MENGURAIKANTURUNAN PIRUVAT MENJADI CO2• FOSFORILASI OKSIDATIF (TRANSPOR
ELEKTRON DAN KEMIOSMOSIS): DIMEMBRAN DALAM MITOKONDRIAMENGHASILKAN ATP LEBIH BANYAK
4/18/2015
8
Glikolisis (kode berwarna biru muda )Terjadi di sitosol/ sitoplasma
1.
Oksidasi piruvat dan siklus Krebs(kode berwarna salmon)Terjadi di matrik mitokondria
2.
Fosforilasi oksidatif: rantai transpor elektron danKemiosmosis (kode berwarna ungu)Terjadi di membran dalam mitokondria
3.
Electronsdiangkut
melalui NADH
Glukosa Piruvat
SITOSOL MITOCHONDRION
ATP
FosforilasiTingkat substrat
Glycolysis
4/18/2015
9
Eletron diangkutmelalui NADH dan
FADH2
SiklusKrebs
Oksidasipiruvat
Acetyl CoA
Glycolysis
MITOCHONDRION
ATP ATP
Electronsdiangkut
melalui NADH
Glukosa Piruvat
SITOSOL
FosforilasiTingkat substrat
FosforilasiTingkat substrat
Acetyl CoA
GlycolysisFosforilasioksidatif:
Transpor elektron dankemiosmosis
MITOCHONDRION
ATP ATP ATP
Fosforilasioksidatif
Eletron diangkutmelalui NADH dan
FADH2
SiklusKrebs
Oksidasipiruvat
Electronsdiangkut
melalui NADH
Glukosa Piruvat
SITOSOL
FosforilasiTingkat substrat
FosforilasiTingkat substrat
4/18/2015
10
• 90% ATP YANG DIHASILKAN DALAMRESPIRASI SELULER MELALUIFOSFORILASI OKSIDATIF( RANTAITRANSPOR ELEKTRON DANKEMIOSMOSIS)• SEBAGIAN KECIL ATP DIHASILKAN
DALAM GLIKOLISIS DAN SIKLUSCREBS MELALUI FOSFORILASITINGKAT SUBSTRAT• UNTUK MASING-MASING MOLEKUL
GLUKOSA YANG DIPECAH MENJADIC02 DAN AIR MELALUI RESPIRASIMENGHASILKAN LEBIH DARI 32 ATP
Substrate
Product
ADP
PATP
Enzyme Enzyme
FOSFORILASI TINGKAT SUBSTRAT
4/18/2015
11
• GLIKOLISIS MEMANEN ENERGIKIMIAWI DENGAN MENGOKSIDASIGLUKOSA MENJADI PIRUVAt• GLIKOLISIS MEMECAH GLUKOSA
MENJADI 2 MOLEKUL PIRUVAT• GLIKOLISIS TERJADI DI
SITOPLASMA DALAM 2 PASEUTAMA :• PASE INVESTASI ENERGI• PASE PEMBAYARAN ENERGI• GLIKOLISIS TERJADI DENGAN ADA
ATAU TIDAKNYA OKSIGEN
Pase investasi energi
Glukosa
2 ADP 2 P
4 ADP 4 P
Pase pembayaran energi
2 NAD+ 4 e 4 H+
2 Pyruvate 2 H2O
2 ATP digunakan
4 ATP dibentuk
2 NADH 2 H+
SelisihGlucose 2 Piruvat 2 H2O
2 ATP
2 NADH 2 H+2 NAD+ 4 e 4 H+
4 ATP 2 ATP
4/18/2015
12
Glycolysis: pase investasi energi
ATPGlucose Glucose 6-phosphate
ADP
Hexokinase
1
TAHAPAN GLIKOLISIS
Glycolysis: pase investasi energi
ATPGlucose Glucose 6-phosphate Fructose 6-phosphate
ADP
Hexokinase Phosphogluco-isomerase
12
TAHAPAN GLIKOLISIS
4/18/2015
13
Glycolysis: pase investasi energi
ATP ATPGlucose Glucose 6-phosphate Fructose 6-phosphate Fructose 1,6-bisphosphate
ADP ADP
Hexokinase Phosphogluco-isomerase
Phospho-fructokinase
12 3
TAHAPAN GLIKOLISIS
Glycolysis: pase investasi energi
ATP ATPGlucose Glucose 6-phosphate Fructose 6-phosphate Fructose 1,6-bisphosphate
Dihydroxyacetonephosphate
Glyceraldehyde3-phosphate
Tostep 6
ADP ADP
Hexokinase Phosphogluco-isomerase
Phospho-fructokinase
Aldolase
Isomerase
12 3 4
5
TAHAPAN GLIKOLISIS
4/18/2015
14
Glycolysis: pase pembayaran energi
2 NADH2 NAD + 2 H
2 P i
1,3-Bisphospho-glycerate6
Triosephosphate
dehydrogenase
TAHAPAN GLIKOLISIS
Glycolysis: pase pembayaran energi
2 ATP2 NADH
2 NAD + 2 H
2 P i
2 ADP
1,3-Bisphospho-glycerate
3-Phospho-glycerate
2
Phospho-glycerokinase
67
Triosephosphate
dehydrogenase
TAHAPAN GLIKOLISIS
4/18/2015
15
2 ATP2 NADH
2 NAD + 2 H
2 P i
2 ADP
1,3-Bisphospho-glycerate
3-Phospho-glycerate
2-Phospho-glycerate
2 2
Phospho-glycerokinase
Phospho-glyceromutase
67 8
Triosephosphate
dehydrogenase
TAHAPAN GLIKOLISIS
Glycolysis: pase pembayaran energi
2 ATP2 NADH
2 NAD + 2 H
2 P i
2 ADP
1,3-Bisphospho-glycerate
3-Phospho-glycerate
2-Phospho-glycerate
Phosphoenol-pyruvate (PEP)
2 2 2
2 H2O
Phospho-glycerokinase
Phospho-glyceromutase
Enolase
67 8
9Triose
phosphatedehydrogenase
TAHAPAN GLIKOLISIS
Glycolysis: pase pembayaran energi
4/18/2015
16
2 ATP 2 ATP2 NADH
2 NAD + 2 H
2 P i
2 ADP
1,3-Bisphospho-glycerate
3-Phospho-glycerate
2-Phospho-glycerate
Phosphoenol-pyruvate (PEP)
Pyruvate
2 ADP2 2 2
2 H2O
Phospho-glycerokinase
Phospho-glyceromutase
Enolase Pyruvatekinase
67 8
910
Triosephosphate
dehydrogenase
TAHAPAN GLIKOLISIS
Glycolysis: pase pembayaran energi
Animasi
Please note that due to differingoperating systems, some animationswill not appear until the presentation isviewed in Presentation Mode (SlideShow view). You may see blank slidesin the “Normal” or “Slide Sorter” views.All animations will appear after viewingin Presentation Mode and playing eachanimation. Most animations will requirethe latest version of the Flash Player,which is available athttp://get.adobe.com/flashplayer.
4/18/2015
17
• SIKLUS CREBS• SIKLUS CREBS/ SIKLUS ASAM
SITRAT MENYEMPURNAKANOKSIDASI MOLEKULORGANIK PENGHASILENERGI• SEBELUM SIKLUS CREBS BISA
DIMULAI, PIRUVAT HARUSDIUBAH MENJADI SENYAWAYANG DI SEBUT ASETILKOENZIM A ( ASETIL CoA )
4/18/2015
18
Acetyl CoA
GlycolysisFosforilasioksidatif:
Transpor elektron dankemiosmosis
MITOCHONDRION
ATP ATP ATP
Fosforilasioksidatif
Eletron diangkutmelalui NADH dan
FADH2
SiklusKrebs
Oksidasipiruvat
Electronsdiangkut
melalui NADH
Glukosa Piruvat
SITOSOL
FosforilasiTingkat substrat
FosforilasiTingkat substrat
Piruvat
Protein transpor
Sitosol
MITOCHONDRION
CO2 Coenzyme A
NAD + HNADH Acetyl CoA
1
2
3
OKSIDASIPIRUVAT
4/18/2015
19
• SIKLUS KREBS/ SIKLUS ASAMSITRAT MENYEMPURNAKANPEMECAHAN ASETIL CoAMENJADI CO2• SIKLUS TERSEBUT
MENGOKSIDASI BAHANBAKAR ORGANIK YANGDITURUNKAN DARI PIRUVAT,MENGHASILKAN 1 ATP, 3NADH, DAN 1 FADH2 SEKALIPITARAN
Pyruvate
NAD
NADH+ H
Acetyl CoA
CO2
CoA
CoA
CoA
2 CO2
ADP + P i
FADH2
FAD
ATP
3 NADH
3 NAD
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
+ 3 H
4/18/2015
20
• SIKLUS KREBS TERDIRI DARI 8TAHAP YANG DIKATALISISOLEH ENZIM SPESIFIK• NADH DAN FADH2 YANG
DIHASILKAN DALAM SIKLUSKREBS MEMBAWA ELEKTRONYANG DIEKSTRAK DARIMAKANAN KE RANTAITRANSPOR ELEKTRON.
1
Acetyl CoA
Citrate
CoA-SH
Oxaloacetate
SIKLUS KREBS
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
4/18/2015
21
1
Acetyl CoA
CitrateIsocitrate
H2O
2
CoA-SH
Oxaloacetate
SIKLUS KREBS
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
1
Acetyl CoA
CitrateIsocitrate
-Ketoglutarate
NADH+ H
NAD
H2O
3
2
CoA-SH
CO2
Oxaloacetate
SIKLUS KREBS
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
4/18/2015
22
1
Acetyl CoA
CitrateIsocitrate
-Ketoglutarate
SuccinylCoA
NADH
NADH
+ H
+ H
NAD
NAD
H2O
3
2
4
CoA-SH
CO2
CoA-SH
CO2
Oxaloacetate
SIKLUS KREBS
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
1
Acetyl CoA
CitrateIsocitrate
-Ketoglutarate
SuccinylCoA
Succinate
NADH
NADH
ATP
+ H
+ H
NAD
NAD
H2O
ADP
GTP GDPP i
3
2
4
5
CoA-SH
CO2
CoA-SH
CoA-SH
CO2
Oxaloacetate
SIKLUS KREBS
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
4/18/2015
23
1
Acetyl CoA
CitrateIsocitrate
-Ketoglutarate
SuccinylCoA
Succinate
Fumarate
NADH
NADH
FADH2
ATP
+ H
+ H
NAD
NAD
H2O
ADP
GTP GDPP i
FAD
3
2
4
5
6
CoA-SH
CO2
CoA-SH
CoA-SH
CO2
Oxaloacetate
SIKLUS KREBS
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
1
Acetyl CoA
CitrateIsocitrate
-Ketoglutarate
SuccinylCoA
Succinate
Fumarate
Malate
NADH
NADH
FADH2
ATP
+ H
+ H
NAD
NAD
H2O
H2O
ADP
GTP GDPP i
FAD
3
2
4
5
6
7
CoA-SH
CO2
CoA-SH
CoA-SH
CO2
Oxaloacetate
SIKLUS KREBS
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
4/18/2015
24
NADH1
Acetyl CoA
CitrateIsocitrate
-Ketoglutarate
SuccinylCoA
Succinate
Fumarate
Malate
NAD
NADH
NADH
FADH2
ATP
+ H
+ H
+ H
NAD
NAD
H2O
H2O
ADP
GTP GDPP i
FAD
3
2
4
5
6
7
8
CoA-SH
CO2
CoA-SH
CoA-SH
CO2
Oxaloacetate
SIKLUS KREBS
Siklus Krebs/Siklus asam sitrat
Animation
Please note that due to differingoperating systems, some animationswill not appear until the presentation isviewed in Presentation Mode (SlideShow view). You may see blank slidesin the “Normal” or “Slide Sorter” views.All animations will appear after viewingin Presentation Mode and playing eachanimation. Most animations will requirethe latest version of the Flash Player,which is available athttp://get.adobe.com/flashplayer.
4/18/2015
25
• SELAMA FOSFORILASI OKSIDATIF,KEMIOSMOSIS MENGKOPELTRANSPOR ELEKTRON KE SINTESISATP• DALAM GLIKOLISIS DAN SIKLUS
CREBS,NADH and FADH2MEMBAWA SEBAGIAN BESARENERGI YANG DIEKSTRAKSI DARIMAKANAN• KEDUA PEMBAWA ELEKTRON
TERSEBUT MENGIRIM ELEKTRONKE DALAM RANTAI TRANSPORELEKTRON YANGMENGGERAKKAN SINTESIS ATPMELALUI FOSFORILASI OKSIDATIF
4/18/2015
26
Animasi
Please note that due to differingoperating systems, some animationswill not appear until the presentation isviewed in Presentation Mode (SlideShow view). You may see blank slidesin the “Normal” or “Slide Sorter” views.All animations will appear after viewingin Presentation Mode and playing eachanimation. Most animations will requirethe latest version of the Flash Player,which is available athttp://get.adobe.com/flashplayer.
• PERHITUNGAN ATP YANGDIHASILKAN MELALUI RESPIRASISELULER• SELAMA RESPIRASI SELULER,
ENERGI MENGALIR SBB :GLUKOSA NADH RANTAITRANSPOR ELEKTRON GAYAGERAK PROTON ATP• KIRA-KIRA 34% ENERGI DALAM
GLUKOSA DITRANSFER KE DALAMATP SELAMA RESPIRASI SELULER,KIRA-KIRA MEMBUAT 32 ATP• ITULAH BEBERAPA ALASAN
SEHINGGA JUMLAH ATP YANGDIHASILKAN TIDAK BISADIKETAHUI DENGAN PASTI
4/18/2015
27
Sistem pembolakbalik elektronmelewati membran
MITOCHONDRION2 NADH
2 NADH 2 NADH 6 NADH
2 FADH2
2 FADH2
or
2 ATP 2 ATP kira-kira 26 atau 28 ATP
Glycolysis
Glucose 2 Pyruvate
Pyruvate oxidation
2 Acetyl CoACitricacidcycle
Fosforilasi oksidatif :Rantai transpor
Elektron dankemiosmosis
CYTOSOL
Maximum per glucose:About
30 or 32 ATP
• FERMENTASI ( RESPIRASIANAEROBIK) MEMUNGKINKANSEBAGIAN SEL MEMPRODUKSI ATPTANPA BANTUAN OKSIGEN• 2 FERMENTASI UMUM YAITU
FERMENTASI ALKOHOL DANFERMENTASI ASAM LAKTAT
4/18/2015
28
Glucose
CYTOSOL Glycolysis
Pyruvate
Tidak ada O2 :Fermentation
O2 tersedia :respirasi seluler
aerob
Ethanol,laktat, atau
produk lainnya
Acetyl CoAMITOCHONDRION
SiklusKrebs
2 ADP 2 ATP
Glucose Glycolysis
2 Pyruvate
2 CO22
2 NADH
2 Ethanol 2 Acetaldehyde
(a) Fermentasi alkohol (b) Fermentasi asam laktat
2 Lactate
2 Pyruvate
2 NADH
Glucose Glycolysis
2 ATP2 ADP 2 Pi
NAD2 H
2 Pi
2 NAD
2 H
4/18/2015
29
• GLIKOLISIS DAN SIKLUSKREBS MENGHUBUNGKANBANYAK JALURMETABOLISME LAIN
CarbohydratesProteins
Asamlemak
Asamamino
gula
lemak
Glycerol
Glycolysis
Glucose
Glyceraldehyde 3- P
NH3 Pyruvate
Acetyl CoA
SiklusKrebs
Fosforilasioksidatif
4/18/2015
30
• PRINSIP PENAWARAN DANPERMINTAAN MENGATUREKONOMI METABOLIK• SEL TIDAK MENGHAMBURKAN
ENERGINYA UNTUK MEMBUATSESUATU LEBIH BANYAK DARIYANG DIBUTUHKAN• MEKANISME UMPAN BALIK
MENGONTROL RESPIRASISELULER
Phosphofructokinase
Glucose
GlycolysisAMP
Merangsang
Fructose 6-phosphate
Fructose 1,6-bisphosphate
Pyruvate
menghambat menghambat
ATP sitrat
SiklusKrebs
Fosforilasi oksidatif
Acetyl CoA
4/18/2015
31
RESPIRASISELULER
PRINSIPPEMANENA
N ENERGI
PROSESRESPIRASISELULER
PROSES-PROSES
METABOLISME YANGTERKAIT