BAB 1 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. Pembakaran membutuhkan oksigen (O2), terjadai di dalam setiap sel yang hidup. Energi yang diperoleh berupa energi kimia (ATP) yang digunakan untuk berbagai aktivitas fisiologi dalam tubuh. Di samping itu, pembakaran menghasilkan pula zat sisa berupa gas asam arang (CO2) dan air. Bagaimana dengan organaisme yang hidup di lingkungan yang kurang oksigen (anaerob). Pada organisme anaerob, pembongkaran zat sumber tenaga (glukosa) berlangsung tanpa melibatkan oksigen. Pembongkaran semacam ini disebut respirasi anaerob. 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).\ 1.2 Tujuan Tujuan praktikum ini adalah untuk untuk mengukur jumlah CO2 yang dibebaskan selama respirasi dan menghitung respiratory quotient (RQ) nya. BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Definisi Respirasi Respirasi merupakan proses katabolisme atau penguraian senyawa organik menjadi senyawa anorganik. ( Syabatini, A,2008. ) Respiration is the process through which energy stored in organic molecules is released to do metabolic work. A stepwise process conducted in all living cells, it is controlled by enzymes, and releases carbon dioxide and water. Translate : Respirasi adalah proses melalui mana energi yang tersimpan dalam molekul-molekul organik dilepaskan untuk melakukan pekerjaan metabolik. Sebuah proses bertahap yang dilakukan di semua sel hidup, dikendalikan oleh enzim, dan melepaskan karbon dioksida dan air. ( Cliff,N.2009. ) A biochemical process whereby specific substrates are oxidized with a subsequent release of carbon dioxide, CO2. Translate : Sebuah proses biokimia dimana substrat tertentu teroksidasi dengan rilis berikutnya karbon dioksida, CO2. (Syamsuri, I. 2000 ) Respiration in plants, as in all living organisms, is essential to provide metabolic energy and carbon skeletons for growth and maintenance. Translate : Respirasi pada tanaman, seperti dalam semua organisme hidup, adalah penting untuk memberikan energi metabolik dan kerangka karbon untuk pertumbuhan dan pemeliharaan. ( Lambers, H. 2005 ) Proses pelepasan energi yang menyediakan energi bagi keperluan sel itu dikenal dengan istilah proses respirasi. (Kimball. 200 ) 2.2 Macam macam respirasi 2.2.1 Respirasi Aerob Dalam respirasi aerob diperlukan oksigen dan dihasilkan karbondioksida serta energi. Respirasi aerob terjadi dalam matriks mitokondria. Respirasi aerob digunakan untuk pemecahan senyawa organik menjadi senyawa anorganik. Respirasi aerob menghasilkan energi yang lebih besar. Respirasi aerob menghasilkan 36 ATP. Proses respirasi aerob : Glikosis, Dekarbosilasi oksidatif , Siklus Krebs, Transfer elektron 2.2.2 Respirasi Anaerob Dalam respirasi anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa selain karbondiokasida, seperti alkohol, asetaldehida atau asam asetat dan sedikit energi. Respirasi anaerob terjadi pada sitoplasma. Respirasi anaerob terjadi untuk penguraian senyawa organik.Respirasi anaerob menghasilkan energi yang lebih kecil. Respirasi anaerob menghasilkan 2 ATP. Proses respirasi anaerob : Fermentasi, Pernafasan intramolekul. (Lovelles. 1997). 2.3 Tahapan Respirasi 2.3.1 Glikolisis Glikolisis berlangsung pada sepuluh langkah berurutan, maasing masing langkah dikatalis oleh satu atau sekelompok enzim yang berlainan. Agar diperoleh energi dalam bentuk ATP dari pemecahan glukosa, pertama-tama perlu adanya pemutusan urutan reaksi dengan memasukkan ATP ke dalamnya. Selama langkah 1 gugus alcohol primer (-CH2OH) diposisi C-6 pada glukosa bereaksidengan gugus fosfat terujung pada ATP membentuk glukosa -6-fosfat dan ADP. Untuk memudahkan, gugus fosfat atau lebih tepat disebut gugus fosforil) dilambangkan dengan P. glukosa -6fosfat lalu menyusun diri (berisomiresasi) untuk membentuk fruktosa -6- fosfat (langkah2). Dalam reaksi ini gugus adelhida 9-CHO) pada C-1 direduksi menjadi gugus alcohol primer (-CH2OH) sebagai hasil oksidasi serempak dari gugus alcohol skunder (>CHOH) pda C-2 menjadi gugus keto (.CO). Pembentukan gugus alcohol primer pada C-1 memungkinkan terjadinya langkah 3, yang merupakan pengulangan efek fosforilasi pada langkah 1. 2.3.2 Siklus Krebs Pada siklus krebs ini (terjadi dimatriks mitokondria) asetil KoA diubah menjadi KoA. Asetil KoA bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. KoA dilepaskan sehingga memungkinkan untuk mengambil fragmen 2C lain dari asam piruvat. Pembentukan asam sitrat terjadi diawal siklus krebs , sementara itu sisa dua karbon dari glukosa dilepaskan sebagai CO2. Selama terjadi pembentukan – pembentukan , energy yang dibutuhkan dilepaskan untuk menggabungkan fosfat denga ADP membentuk molekul ATP. Pada siklus krebs , pemecahan rantai karbon pada glukosa selesai, Jadi, sebagai hasil dari glikoslisis, reaksi antara dan siklus krebs adalah pemecahan satu molekul glukosa 6 karbon menjadi 6 molekul 1 karbon, selain itu juga dihasilkan 2 molekul ATP dari glikolisis dan 2 ATP lagi dari siklus krebs. Perlu diingat bahwa tiap – tiap proses melepaskan atom hydrogen yang ditranspor ke sistem transport electron oleh molekul pembawa . 2.3.3 Transport elektron Dua reaksi pembentukan asetil KoA dan empat treaksi dalam daur ATK terdiri atas ghidrogenasi zat perantara. Hdrogenasi ini diklaksanakan dengan mengorbankan NAD+ yang direduksi menjadi NADH. Keseluhan Reaksi (NAD+H++1/2 O2 žNAD+ +H2O)melepaskan sejumlah energi ( GO =-523 kkal), dan terjadi dalam serangkaian langkah yang trelah dikatalis enzim aecara berpasangan langsung untuk menghailjkan ATP. Reaksi ini dikenal dengan istilah rangkaian pengangkut elwektron. Pada ujung rantai reaksi oksidasi-reduksi, oksigen sendiri bertindak sebagai akseptor electron dan electron-elektron tersebut sekarang berada pada taraf energi rendah. ( Simbolon. 1989 ) 2.4 Faktor yang mempengaruhi respirasi 2.4.1 faktor dalam Semakin tinggi tingkat perkembangan organ, semakin banyak jumlah CO2 yang dihasilkan. Susunan kimiawi jaringan mempengaruhi laju respirasi, pada buah-buahan yang banyak mengandung karbohidrat, maka laju respirasi akan semakin cepat. Produk yang lebih kecil ukurannya mengalami laju respirasi lebih cepat daripada buah yang besar, karena mempunyai permukaan yang lebih luas yang bersentuhan dengan udara sehingga lebih banyak O2 berdifusi ke dalam jaringan. Pada produk-produk yang memiliki lapisan kulit yang tebal, laju respirasinya rendah, dan pada jaringan muda proses metabolisme akan lebih aktif dari pada jaringan lebih tua. 2.4.2 faktor luar Umumnya laju respirasi meningkat 2-2,5 kali tiap kenaikan 10°C. Pemberian etilen pada tingkat pra-klimaterik, akan meningkatkan respirasi buah klimaterik. Kandungan oksigen pada ruang penyimpanan perlu diperhatikan karena semakin tinggi kadar oksigen, maka laju respirasi semakin cepat. Konsentrasi CO2 yang sesuai dapat memperpanjang umur simpan buah-buahan dan sayuran karena terjadi gangguan pada respirasinya. Kerusakan atau luka pada produk sebaiknya dihindari, karena dapat memacu terjadinya respirasi, sehingga umur simpan produk semakin pendek. (Dwidjoseputro. 1986 ) 2.5 Perbedaan Respirasi dengan Fotosintesis Respirasi itu katabolisme, artinya membongkar suatu senyawa menjadi senyawa yang lebih kecil. kalau respirasi, mengubah glukosa menjadi CO2 dan H2O, trus menghasilkan ATP sebagai tenaga yang kita gunakan sehari-hari. Fotosintesis itu anabolisme, artinya menyusun suatu senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks. dalam hal ini, fotosintesis mengubah CO2 dan H2O menjadi glukosa dan oksigen, dalam prosesnya membutuhkan klorofil dan cahaya matahari. (Simbolon. 1989 ) 2.6 metabolisme respirasi pada perkecambahan biji Pada saat perkecambahan berlangsung proses respirasi akan meningkat disertai pula dengan meningakatnya pengambilan oksogen dan pelepasan karbondioksida, air dan energi yang berupa panas. Terbatasnya oksigen yang dapat dipakai akan mengakibatkan terhambatnya proses perkecambhan benih. ( Kimball. 2002 ) Daftar Pustaka Cliff,N.2009.Respiration: Energy For Plant Metabolism. Lambers, Hans; 2005, Plant Respiration From Cell to Ecosystem ,Advances in Photosynthesis and Respiration, Universitat Illes Balears Dwidjoseputro. 1986. Biologi. Erlangga. Jakarta. Kimball, J.W. 2002. Fisiologi Tumbuhan. Erlangga. Jakarta. Lovelles. A. R. 1997. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk daerah Tropik. PT Gramedia. Jakarta. Simbolon, Hubu dkk. 1989. Biologi Jilid 3. Erlangga. Jakarta. Syabatini, Annisa,2008. Respirasi pada tumbuhan. Fakultas matematika dan ilmu pengetahuan alam Program studi s-1 kimia.Banjarbaru Syamsuri. I. 2000. Biologi. Erlangga. Jakarta.