What are the Stages of Cellular Respiration?

Gaseous Exchange
&
Cellular Respiration
1.
2.
3.
4.
5.
By Group 5 (XI-IPA 8:)
Alit Trihernindya K. (01)
Dimas Agus P. (07)
Nita Inas Sakinah (17)
Sani Puji Rahayu (22)
Zulnio Rizqy Hafizh B. (28)
Cellular Respiration
Cellular Respiration
• the set of the metabolic reactions
and processes that take place in the
cells of organisms to convert
biochemical energy from glucose into
adenosine triphosphate (ATP), and
then release waste products.
• Humans needs breathing for make a
cellular respiration cycle happen.
What Is ATP?
• Adenosine Triphosphate
• Energy used by all Cells
• Organic molecule containing
high-energy Phosphate bonds
What Does ATP Do for You?
It supplies You with
ENERGY!
When is ATP Made in the
Body?
• a process called CELLULAR
RESPIRATION
• that takes place in both
Plants & Animals
What are the Stages of Cellular
Respiration?
•
•
•
•
Glycolysis
Decarboxylation Oxidative
The Krebs Cycle
The Electron Transport
Chain
Where Does Cellular
Respiration Take Place?
• It actually
takes place in
two parts of the
cell:
• Glycolysis
occurs in the
Cytoplasm
• Krebs Cycle &
ETC Take place in
the Mitochondria
DIAGRAM OF THE PROCESS
Occur
s
across
Crista
e
Occurs in
Cytoplasm
Occurs in
Matrix
Glycolysis
• Takes place in the Cytoplasm
• Anaerobic (Doesn’t Use Oxygen)
• Requires input of 2 ATP
• Glucose split into two molecules of Pyruvate
or Pyruvic Acid
• Also produces 2 NADH and 4 ATP
•Glucose + 2 NAD+ + 2 Pi + 2 ADP → 2 pyruvate + 2
NADH + 2 ATP + 2 H+ + 2 H2O
CALCULATION OF ENERGY
 requires 2 ATP.
 Generate enough energy to
incorporate phosphate to ADP
to form four molecules of ATP
4.
 Results 4 ATP - needs 2 ATP =
2 ATP net results.
ANIMATION OF GLYCOLYSIS
Oxidative decarboxylation
• Pyruvate is oxidized to Acetyl CoA and CO2 is removed
•Pyruvate is oxidized to acetyl-CoA and CO2 by the Pyruvate
dehydrogenase complex (PDC). The PDC contains multiple
copies of three enzymes and is located in the mitochondria of
eukaryotic cells and in the cytosol of prokaryotes. In the
conversion of pyruvate to acetyl-CoA one molecule of NADH and
one molecule of CO2 is formed. This step is also known as the
link reaction, as it links glycolysis and the Krebs cycle.
KREBS CYCLE
• Requires Oxygen (Aerobic)
• Cyclical series of oxidation reactions that give
off CO2 and produce one ATP per cycle
• Turns twice per glucose molecule
• Produces two ATP
• Takes place in matrix of mitochondria
• Each turn of the Krebs Cycle also produces
3NADH, 1FADH2, and 2CO2
• Therefore, For each Glucose molecule, the
Krebs Cycle produces 6NADH, 2FADH 2, 4CO2,
and 2ATP
ANIMATION OF KREBS CYCLE
Electron Transport Chain
• Requires Oxygen (Aerobic)
• 38 ATP and 2 H2O Produced
• Occurs Across Inner
Mitochondrial membrane
• Uses coenzymes NAD+ and FAD+
to accept e- from glucose
• NADH = 3 ATP’s
• FADH2 = 2 ATP’s
Components in Electron Transport
Chain
NADH is reacted here until it producing 4H+out
H2O and H+ are produced here

The electron
transport chain
consists of four
large protein
complexes, and
two smaller
mobile carrier
proteins.
It is mitochondria
semipermeable
way for H2O
H2O ions are produced here
Electron Transport Chain
TRANSPORT ELECTRON CHAIN
ANIMATION
QUIZ
(EASY)
QUIZ
(MEDIUM)
Quiz (HARD)
QUIZ EASY
Proton movement at ATP synthase is
currently take place…
A. matrix into intermembrane.
B. matrix into cytoplasm.
C. intermembrane into matrix.
D. intermembrane into cytoplasm.
E. cytoplasm into intermembrane.
QUIZ MEDIUM
THE PROCESS OF Oxidative
decarboxylation
 DRAW
Glucose
(C6)
2
ATP
2
CO2
Pyruvi
c Acid
2 Acetyl
KoA
2
NADH
2
NADH
2
ATP
38
ATP
Cellular Respiration
Scheme
Kreb
sCyc
le
2
ATP
6
NADH
38
ATP
4
2 FADH CO2
Transport Electron
Chain
CONCLUSION
1.
2.
3.
4.
Glycolysis…………………………….. 2 ATP + 2 NADH
Decarboxylation…………………... 2 NADH + 2FADH
Krebs cycle…………………………… 2 ATP + 6 NADH
Electron Transport Chain
…………………………………………….. 10NADH x 3 = 30 ATP
…………………………………………….. 2FADH x 2
= 4 ATP +
34 ATP
4ATP+
38 ATP
2ATP are used again into the cellular
respiration, so the ATP which used into
activities are 36ATP
.
General formula for celular respiration is...
C6H12O6 + 6O2  6 CO2 + 6 H2O + 36ATP
THANK YOU VERY
MUACH :*
PERTUKARAN GAS
Disebut juga dengan pernapasan.
 Merupakan aktivitas menghirup oksigen (O 2) dan
mengeluarkan karbondioksida (Co2) dari tubuh kita.
 Melalui beberapa organ tubuh pada manusia (hidung
 faring/tekak  tenggorokan yang terdiri dari
laring, trakea, dan bronkus  kemudian paruparu/pulmo).

ALAT-ALAT PERNAPASAN
Hidung 
 Faring 
 Tenggorokan 

 laring
 Trakea
 bronkus

Paru-paru
 Bronkiolus
 alveolus
RONGGA HIDUNG
Udara masuk melalui 3 proses :
- penyaringan
- penghangatan
- pengaturan kelembapan.
 Ketiga proses di atas dilakukan oleh
rambut dan selaput lendir di rongga
hidung.

FARING
Melalui rongga hidung, udara diteruskan ke
faring/tekak.
 Berbentuk seperti tabung corong dan terletak di
belakang rongga hidung dan mulut.
 Sebagai jalan bagi udara dan makanan, serta
sebagai ruang getar untuk menghasilkan suara.

GAMBAR FARING
 Terdiri dari :
TENGGOROKAN
- Pangkal tenggorokan (laring)
- Batang tenggorokan (trakea)
- Cabang tenggorokan (bronkus).
LARING
 Terdapat di antara faring dan trakea. Dindingnya
terdiri dari 9 buah tulang rawan.
dalamnya terdapat epiglotis dan pita suara.
 Epiglotis merupakan kartilago elastis yang
berbentuk seperti daun dan menutup pada saat
kita menelan makanan (untuk menghindari
ketersedakan).
 Pita suara merupakan selaput lendir yang
berbentuk 2 pasang dan dapat bergetar untuk
menghasilkan suara.
 Di
GAMBAR LARING
TRAKEA
Terletak memanjang di bagian leher dan rongga dada
(toraks).
 Tersusun dari cincin tulang rawan dan otot polos.
Dinding bagian dalamnya berlapis selaput lendir dan
sel-sel epitel bersilia.
 Silia tersebut berfungsi menahan dan mengeluarkan
debu-debu yang masuk bersama udara.
 Trakea bercabang dua yang cabangnya disebut
bronkus.

GAMBAR TRAKEA
BRONKUS
Bronkus sebelah kanan bercabang 3, sedangkan
bronkus sebelah kiri bercabang 2. Sesuai dengan
jumlah gelambir masing-masing paru-paru.
 Cabang-cabang tadi bercabang-cabang lagi
membentuk pembuluh halus yang dindingnya
diperkuat oleh cincin-cincin tulang rawan, dinamakan
bronkiolus.

GAMBAR BRONKUS
PARU-PARU
Terletak didalam rongga dada bagian atas.
 Paru-paru kanan terdiri dari 3 gelambir, dan paruparu kiri terdiri dari 2 gelambir.



Terbungkus oleh selaput tipis yang disebut
pleura.
Masing-masing bronkus pada paru-paru membentuk
bronkiolus dan bronkiolus bercabang-cabang menjadi
pembuluh halus yang berakhir pada alveolus
(gelembung paru-paru).
GAMBAR PARU-PARU
BRONKIOLUS
Merupakan cabang halus yang diselubungi oleh
pembuluh darah kapiler.
 Bronkiolus memiliki gelembung-gelembung halus
yang disebut Alveolus. Bronkiolus memiliki dinding
yang tipis, tidak betulang rawan dan tidak bersilia.

GAMBAR BRONKIOLUS
ALVEOLUS
 Melalui
seluruh dinding inilah terjadi pertukaran
gas.
 Berbentuk gelembung-gelembung halus yang
mengandung udara dan diselubungi oleh
pembuluh darah kapiler. Gelembung-gelembung
alveous inilah yang memperluas permukaan difusi
udara pada paru-paru menjadi 50 kali luas
permukaan kulit tubuh.
 Setiap paru mengandung sekitar 300 juta alveoli.
Lubang – lubang kecil didalam dinding alveolar
memungkinkan udara melewati satu alveolus ke
yang lain.
GAMBAR ALVEOLUS
PERTUKARAN OKSIGEN DAN
KARBON DIOKSIDA

Di alveolus, oksigen masuk ke kapiler-kapiler darah secara
difusi. Kemudian hemoglobin (HB) yang terdapat dalam
darah merah akan mengikat oksigen (Oksihemoglobin).
 Oksigen dilepaskan di sel-sel tubuh dan digunakan untuk
oksidasi. Proses respirasi sel menghasilkan produk yaitu energi
dan zat sisa berupa karbon dioksida. Karbon dioksida sisa
proses respirasi yang larut dalam darah akan diangkat dalam
darah dan selanjutnya dibawa ke paru-paru
 Pertukaran gas di atas melalui tiga proses yaitu:
Ventilasi
Difusi
Transportasi
VIDEO
VENTILASI
 Proses
pertukaran udara antara atmosfer
dengan alveoli.
 Proses ini terdiri dari inspirasi dan ekspirasi.
 Pada proses ventilasi, paru-paru bersifat
fleksibel bergerak mengembang dan
mengempis. Fleksibilitas paru-paru dijaga
oleh surfaktan. Surfaktan adalah campuran
lipoprotein yang dikeluarkan sel sekretori
alveoli pada bagian epitel alveolus.
INSPIRASI DAN EKSPIRASI



Pada saat inspirasi tekanan
intrapulmonal lebih rendah dari
tekanan atmosfer sehingga udara dari
atmosfer akan terhisap ke dalam paruparu.
Sebaliknya pada saat ekspirasi tekanan
intrapulmonal menjadi lebih tinggi dari
atmosfer sehingga udara akan tertiup
keluar dari paru-paru.
Tekanan intrapulmonal terjadi karena
adanya kesingkronan gerakan antara
volume thorax (rongga dada) dan
diafragma yang diatur oleh medulla
oblongata di otak.
VENTILASI

Ventilasi dipengaruhi oleh :
1. Kadar oksigen pada atmosfer
2. Kebersihan jalan nafas
3. Daya recoil & complience (kembang kempis)
dari paru-paru
4. Pusat pernafasan
DIFUSI
Merupakan proses pertukaran gas antara alveoli
dengan darah pada kapiler paru.
 Terjadi karena perbedaan tekanan (gas berdifusi dari
tekanan tinggi ke tekanan rendah).
 Difusi terjadi melalui membran respirasi yang
merupakan dinding alveolus yang sangat tipis (dengan
ketebalan rata-rata 0,5 mikron). Di dalamnya terdapat
jalinan kapiler yang sangat banyak dengan diameter 8
angstrom. Dalam paru-paru terdapat sekitar 300 juta
alveoli dan bila dibentangkan dindingnya maka
luasnya mencapai 70 m2 pada orang dewasa normal.

DIFUSI
Saat difusi, terjadi pertukaran gas antara oksigen dan
karbondioksida secara simultan.
 Saat inspirasi maka oksigen akan masuk ke kapiler
paru, dan saat ekspirasi karbondioksida akan
dilepaskan dari kapiler paru ke alveoli untuk dibuang
ke atmosfer.
 Proses pertukaran gas tersebut terjadi karena
perbedaan tekanan parsial oksigen dan
karbondioksida antara alveoli dan kapiler paru.

GAMBAR PROSES DIFUSI
DIFUSI
 Kapasitas difusi ialah volume gas yang berdifusi melalui




membran respirasi per menit untuk setiap perbedaan tekanan
sebesar 1 mmHg.
Kapasitas difusi oksigen dalam keadaan istirahat sekitar 230
ml/menit.
Saat aktivitas meningkat maka kapasitas difusi ini juga
meningkat karena jumlah kapiler aktif meningkat disertai
dilatasi kapiler yang menyebabkan luas permukaan membran
difusi meningkat.
Kapasitas difusi karbondioksida saat istirahat adalah 400-450
ml/menit. Saat bekerja meningkat menjadi 1200-1500
ml/menit.
Difusi dipengaruhi oleh :
 Ketebalan membran respirasi
 Koefisien difusi
 Luas permukaan membran respirasi
TRANSPORTASI
Setelah difusi, terjadi proses transportasi oksigen ke
sel-sel yang membutuhkan melalui eritrosit dan
pengangkutan karbondioksida sebagai sisa
metabolisme ke kapiler paru melalui plasma.
 Sekitar 97-98,5% Oksigen ditransportasikan dengan
cara berikatan dengan Hb (HbO2/oksihaemoglobin),
sisanya larut dalam plasma.
 Sekitar 5-7 % karbondioksida larut dalam plasma, 23
– 30% berikatan dengan Hb
(HbCO2/karbominahaemoglobin) dan 65 – 70% dalam
bentuk HCO3- (ion bikarbonat).

TRANSPORTATION
At rest condition, 5 ml Oxygen is transported by 100
ml blood in a minute. If discharge from the heart is
5000 ml/minute then the count of Oxygen in body
tissue will be stuffed by about 250 ml/minute. And at
heavy activity, it should be increase about 15-20 times.
 Gaseous transportation is be affected by :
1. Cardiac Output
2. Amount of eritrosit
3. Activity
4. Blood hematocrit

TRANSPORTATION

The next step after transportation is gaseous diffusion
which takes place at cell or tissue. It happens because
intracellular oxygen partial pressure (PO2) is lower
than capillary PO2.
TRANSPORTATION PICTURE