Karbon Dioksida Dalam Respirasi Aerob Dihasilkan Dalam Proses

Proses respirasi dibutuhkan oleh makhluk hidup. Secara umum, respirasi merupakan proses reduksi, oksidasi, dan dekomposisi yang akan memecah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana dengan bantuan oksigen maupun tidak, disertai pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia. Dalam biologi, ada dua jenis respirasi, yaitu respirasi aerob dan anaerob.

Saat bernapas atau melakukan respirasi, tubuh sedang mengalami proses metabolisme. Pada respirasi aerob misalnya, kita menghirup oksigen, namun saat dihembuskan kita mengeluarkan karbon dioksida. Selain karbon dioksida, metabolisme juga menghasilkan molekul air dan Adenosina Trifosfat atau ATP.

ATP ini berfungsi sebagai sumber energi yang dapat membantu manusia beraktivitas, mulai dari membuka mata, berbicara, berjalan, belajar, bekerja, hingga kembali menutup mata untuk tidur.

Mengenal Respirasi Aerob

Respirasi aerob adalah reaksi pemecahan senyawa organik dengan bantuan oksigen. Misalnya, saat Anda mengonsumsi glukosa seperti nasi, setiap molekul glukosa akan dipecah melalui empat tahap sampai menghasilkan energi. Tahapan respirasi ini berlangsung di dalam sitoplasma (berlangsungnya glikolisis) dan mitokondria (berlangsungnya dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron).

Energi yang dihasilkan respirasi aerob dikenal dengan ATP yang nantinya akan digunakan sel-sel dalam tubuh makhluk hidup untuk menunjang pertumbuhan, gerak, transportasi, reporoduksi, dan berbagai kegiatan lainnya. Pada akhirnya, respirasi aerob menghasilkan ATP sebanyak 36 ATP.

Rumus aerob secara sederhana yaitu C₆H₁₂O₆  + 6O₂ –> 6CO₂ + 6H₂O + Energi (38 ATP)

Tahapan Respirasi Aerob

Setelah mengetahui apa itu respirasi aerob, saatnya Anda mengetahui lebih rinci tentang tahapan-tahapan respirasi ini. Berikut tabel yang meringkas tahapan respirasi aerob.

Tahapan	Input	Produk
Glikolisis (sitoplasma)	Glukosa	2 Asam Piruvat, 2 NADH, 2 ATP
Dekarboksilasi Oksidatif (Matriks Mitokondria)	2 Asam Piruvat	2 Asetil Co-A, 2 CO2, 2 NADH
Siklus Krebs (Matriks Mitokondria)	2 Asetil Co-A	4 CO2, 6 NADH, 2 FADH2, 2 ATP
Transport Elektron (Membran dalam mitokondria)	10 NADH, 2 FADH2	34 ATP, 6 H2O

Proses glikolisis terjadi di sitoplasma atau sitosol dalam dua jenis reaksi, Endorgonik (membutuhkan ATP) dan Eksergonik (menghasilkan ATP). Tahap ini merupakan dasar terjadinya respirasi aerob dan tidak menggunakan oksigen.

Glikolisis

Proses glikolisis menguraikan molekul glukosa menjadi senyawa yang lebih sederhana. Hasil penguraian glukosa ini adalah 2 molekul ATP, 2 molekul asam piruvat, dan 2 molekul NADH. Asam piruvat yang dihasilkan kemudian akan digunakan sebagai bahan pada proses selanjutnya yaitu dekarboksilasi oksidatif.

Dekarboksilasi Oksidatif

Jika glikolisis terjadi ketika tidak ada oksigen, saat ada cukup oksigen, maka akan terjadi proses dekarboksilasi oksidatif. Proses ini terjadi di dalam mitokondria. Reaksi ini sangat kompleks dan memerlukan beberapa kofaktor dari suatu kompleks enzim.

Pada tahap ini, 2 asam piruvat dari proses glikolisis berubah menjadi 2 asetil koenzim A (asetil koA). Perubahan tersebut menghasilkan 2 CO₂ dan 2 NADH. Selanjutnya, 2 molekul asetil koA akan menuju proses berikutnya yaitu Siklus Krebs.

Siklus Krebs

Siklus krebs atau yang juga dikenal daur asam sitrat menguraikan senyawa asetik koA dari proses dekarboksilasi oksidatif menjadi karbon dioksida. Disebut daur asam sitrat karena senyawa C yang pertama kali dibentuk dalam daur ini adalah asam sitrat. Siklus krebs menghasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH₂, dan 4 CO₂. Bila disederhanakan siklus krebs dapat dituliskan sebagai: 2 Asetil koA + 2 Asam oksaloasetat –> 6 NADH + 2 FADH₂
+ 2 ATP + 4 CO₂

Selanjutnya pada proses transpor elektron, NADH dan FADH₂
ini akan diubah menjadi ATP yang dapat digunakan oleh tubuh.

Transpor Elektron

Proses transpor elektron terjadi di membran dalam (krista) mitokondria. Pada tahap ini terjadi pengubahan NADH dan FADH₂
dan menghasilkan energi berupa ATP dalam jumlah paling banyak. Secara keseluruhan, total ATP yang dihasilkan dalam tahapan-tahapan respirasi aerob adalah 38 ATP. Namun, proses glikolisis hingga transpor elektron memerlukan 2 ATP. Sehingga ATP bersih yang dihasilkan respirasi aerob adalah 36 ATP.

Pengertian Respirasi Anaerob

Secara umum, respirasi anaerobik atau anaerob adalah proses respirasi yang tidak memerlukan oksigen. Respirasi ini terjadi di sitoplasma yang bertujuan mengurangi senyawa organik. Respirasi anaerob dilakukan oleh organisme atau mikroorganaisme karena keadaan lingkungan yang tidak mendukung. Jika ada oksigen yang cukup, organisme akan mendahulukan respirasi aerob, namun jika oksigen tidak mencukupi, maka akan terjadi respirasi anaerob.

Misalnya tanaman apel dan pear bisa tahan berbulan-bulan tanpa oksigen. Bahkan tanaman jagung bisa hidup tanpa oksigen sama sekali karena respirasi anaerob. Contoh lain dari respirasi anaerob adalah proses fermentasi yang dibantu oleh mikroorganisme seperti bakteri dan jamur.

Manusia dan hewan juga bisa melakukan respirasi anaerob jika tubuh memerlukan energi secara cepat. Respirasi anaerob akan menghasilkan ATP sebanyak 2 ATP, jauh lebih sedikit daripada respirasi aerob.

Proses yang terjadi pada respirasi anaerob adalah glukosa dipecah secara tidak sempurna menjadi komponen H2O dan CO2. Dalam respirasi anaerob, hidrogen bergabung dengan sejumlah komponen yaitu Asam Piruva dan Asetaldehida yang kemudian membentuk asam laktat dan etanol.

Agar lebih paham, simak tabel perbedaan respirasi aerob dan anaerob berikut ini.

Respirasi Aerob	Respirasi Anaerob
Memerlukan oksigen	Tidak memerlukan oksigen
Berlangsung di sitoplasma dan mitokondria	Terjadi di sitoplasma
Memecah senyawa organik menjadi anorganik	Mengurangi senyawa organik
Menghasilkan 36 ATP	Menghasilkan 2 ATP

Manfaat Respirasi Anaerob bagi Kehidupan

Kimchi atau acar adalah produk fermentasi yang berasal dari proses anaerob. Sumber: Unsplash

Tidak diragukan lagi, fermentasi hasil respirasi anaerob memiliki banyak manfaat bagi kehidupan kita. Yogurt, tempe, dan acar adalah beberapa produk fermentasi yang tidak asing di sekitar Anda. Ada 6 alasan mengapa fermentasi bermanfaat bagi kehidupan:

1. Mudah dicerna tubuh, misalnya enzim laktosa dalam susu dipecah menjadi bentuk lain yang lebih mudah dicerna setelah difermentasi menjadi yogurt.
2. Kaya akan enzim, seperti kandungan enzim pada kimchi atau acar yang membantu memecah nutrisi dalam makanan.
3. Kaya vitamin, contohnya susu fermentasi mengandung asam folat, vitamin B, riboflavin, dan biotin.
4. Dapat menghasilkan bakteri baik, seperti dalam minuman probiotik yang bakteri baiknya membantu saluran pencernaan bekerja lebih optimal.
5. Menghindari mubazir pada makanan yang busuk, khususnya untuk sayuran yang mudah busuk seperti sawi putih, wortel, kol, mentimun, dll.
6. Hemat biaya, karena proses fermentasi lebih murah daripada proses pengawetan lainnya.

Yuk, simak juga materi biologi menarik di artikel kami lainnya!