RESPIRASI

KATA PENGENTAR
Puji dan syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan limpahan rahmat dan hidayahnya atas izinNya, penulis dapat menyelesaikan tugas makalah pada Mata Kuliah Fisiologi yang berjudul “ Respirasi Tumbuhan”.
Makalah ini membahas tentang Respirasi pada Tumbuhan, yang membahas tentang glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, daur krebs, fermentasi, jalur pentosa fosfat, dan faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi. Makalah ini disajikan secara sistematis disertai gambar beserta keterangannya, sehingga dapat mempermudah memahaminya.
Pada kesempatan ini, penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah membantu demi terselesaikannya makalah ini, terutama kepada Dosen Pengampu Mata Kuliah Fisiologi Tumbuhan yaitu Dr. Fauziyah Harahap, M.Si serta seluruh teman- teman saya di Jurusan Pendidikan Biologi PPs Unimed Medan.
Menyadari akan keterbatasan pengetahuan yang penulis miliki. Oleh karena itu kritik dan saran yang bersifat membangun sangat diharapkan penulis demi kesempurnaan makalah ini.
Medan, 28 Februari 2011

Penulis







DAFTAR ISI
Halaman
KATA PENGANTAR i
DAFTAR ISI ii
BAB I : PENDAHULUAN 1
1.1. Latar belakang 1
1.2. Tujuan Penulisan Makalah 1
1.3. Manfaat Penulisan Makalah 1
BAB II : ISI














BAB I
PENDAHULUAN
Dalam beberapa aspek fisiologi tumbuhan berbeda dengan fisiologi hewan atau fisiologi sel. Tumbuhan dan hewan pada dasarnya telah berkembang melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkambang sepanjang hidupnya. Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya sendiri, menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya sampai batas-batas yang tersedia, harus mencari makan, ukuran tubuhnya terbatas pada ukuran tertentu dan harus menjaga integritas mekaniknya untuk hidup dan pertumbuhan.
Respirasi merupakan proses oksidasi bahan organik yang terjadi di dalam sel, berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Dalam respirasi aerobik ini diperlukan oksigen dan dihasilakan CO2 serta energi. Sedangkan dalam proses respirasi secara anaerob dimana oksigen tidak atau kurang tersedia dan dihasilkan senyawa lain CO2. Proses utama respirasi adalah mobilitas senyawa organik dan oksidasi senyawa-senyawa tersebut secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan tumbuhan.
Fisiologi tumbuhan merupakan cabang biologi yang mempelajari tentang proses metabolism yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan yang menyebabkan tumbuhan tersebut dapat hidup. Laju proses-proses metabolisme ini dipengaruhi oleh (dan dapat pula tergantung pada) faktor-faktor lingkungan mikro di sekitar tumbuhan tersebut. Fotosintesis dan respirasi merupakan proses metabolisme dasar yang terjadi dalam sel hidup.
Dalam makalah ini akan dibahas lebih lanjut tentang proses-proses yang terjadi dalam respirasi sel tumbuhan beserta faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi.

1.1 Tujuan Penulisan Makalah
Adapun tujuan penulisan makalah ini adalah:
1. Memenuhi tugas mata kuliah Fisiologi dan mempresentasikannya dalam diskusi kelas.
2. Memahami pengertian respirasi pada tumbuhan dan proses-proses yang terjadi dalam respirasi.


1.2 Manfaat Penulisan Makalah
Adapun manfaat yang diharapkan dari penulisan makalah ini adalah ;
1. Sebagai bahan informasi bagi penulis tentang respirasi tumbuhan serta proses-proses yang terjadi dalam respirasi.
2. Sebagai informasi tambahan dalam mata kuliah fisiologi tumbuhan.


















BAB II
ISI
RESPIRASI PADA TUMBUHAN
2.1. Pengertian Respirasi dan Macam Respirasi
2.1.1. Pengertian Respirasi
Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi. Namun demikian respirasi pada hakekatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi H2O. Yang disebut substrat respirasi adalah setiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat sel tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan menjadi CO2 dan air. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediat-internediat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi.
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia dalam bentuk ATP untuk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan. Respirasi berlangsung siang malam karena cahaya bukan merupakan syarat. Jadi proses respirasi selalu berlangsung sepanjang waktu selama tumbuhan hidup.

2.1.2. Macam-Macam Respirasi
Berdasarkan kebutuhannya terhadap oksigen, respirasi dibedakan menjadi 2 macam yaitu:
1. Respirasi Aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk mendapatkan energi.
2. Respirasi Anaerob atau biasa disebut dengan proses fermentasi yaitu respirasi yang tidak menggunakan oksigen namun bahan bakunya adalah seperti: karbohidrat, asam lemak, asam amino sehingga hasil respirasi berupa CO2, H2O dan energi dalam bentuk ATP.
Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi. Terdapat substrat respirasi yang penting lainnya diantaranya adalah beberapa jenis gula seperti: glukosa, pati, asam organik, dan protein (digunakan pada keadaan dan spesies tertentu). Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai berikut:
C6H12O6 + O2 6CO2 + H2 O + energi
Reaksi diatas merupakan persamaan rangkuman dari reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses respirasi.
Contoh respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya adalah:
C6H12O6 + 6O2 → 6H2O + 6CO2 + energi(glukosa)

2.1.3. Perbedaan Respirasi Aerob dan Respirasi Anaerob
Perbedaan anatara respirasi aerob dan respirasi anaerob dapat dipelajari pada tabel berikut ini:
Respirasi Aerob Respirasi Anaerob
• Memerlukan oksigen (O2) • Tidak memerlukan oksigen (O2)
• Terjadi dalam matriks mitokondria • Terjadi dalam sitoplasma
• Untuk pemecahan senyawa organik menjadi senyawa anorganik
• Untuk penguraian senyawa organik
• Menghasilkan 36 ATP • Menghasilkan 2 ATP
• Menghasilkan energi yang lebih besar • Menghasilkan energi yang lebih kecil
• Proses respirasi aerob
1. Glikolisis
2. Dekarboksilasi oksidatif
3. Siklus krebs
4. Transfor elektron dan fosforilasi oksidatif
5. Jalur pentosa fosfat • Proses respirasi anaerob
1. Fermentasi
2. Pernapasan intramolekuler
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H2O + CO2 + Energi, melalui 3 tahap :
1. Glikolisis
2. Daur Krebs
3. Transport Elektron Respirasi.
2.2. Mekanisme Respirasi Aerob
2.2.1. Glikolisis
Glikolisis adalah serangkaian reaksi biokimia di mana glukosa dioksidasi menjadi molekul asam piruvat. Glikolisis adalah salah satu proses metabolisme yang paling universal yang kita kenal, dan terjadi (dengan berbagai variasi) di banyak jenis sel dalam hampir seluruh bentuk organisme. Proses glikolisis sendiri menghasilkan lebih sedikit energi per molekul glukosa dibandingkan dengan oksidasi aerobik yang sempurna. Energi yang dihasilkan disimpan dalam senyawa organik berupa adenosine triphosphate atau yang lebih umum dikenal dengan istilah ATP dan NADH.
Lintasan glikolisis yang paling umum adalah lintasan Embden-Meyerhof - Parnas (bahasa Inggris: EMP pathway), yang pertama kali ditemukan oleh Gustav Embden, Otto Meyerhof dan Jakub Karol Parnas. Selain itu juga terdapat lintasan Entner – Doudoroff yang ditemukan oleh Michael Doudoroff dan Nathan Entner terjadi hanya pada sel prokariota, dan berbagai lintasan heterofermentatif dan homofermentatif.
Ringkasan reksi glikolisis pada lintasan EMP adalah sebagai berikut :
C6H12O6 + 2ATP + 2NAD+ → 2 Piruvat + 4ATP + 2NADH







Skema Proses Glikolisis


Keterangan
Reaksi glikolisis terdiri dari 2 tahapan utama, yaitu :
1. Reaksi tahap 1 terdiri dari lima reaksi spesifik yang digunakan untuk memecah glukosa menjadi 2 molekul gliseraldehid -3- pospat. Glukosa pertama kali akan difosforilasi menjadi -6- glukosa pospat. Proses tersebut merupakan reaksi paling awal yang terjadi dalam glikolisis.
Tahap I dalam reaksi glikolisis merupakan reaksi yang membutuhkan energi. Dua molekul ATP dibutuhkan untuk menjalankan reaksi tahap I glikolisis. Hasil dari reaksi tahap I sebenarnya adalah gliseraldehid -3- posfat dan dehidroksiasetonposfat. Akan tetapi molekul DHAP tersebut diubah oleh enzim isemerase menjadi gliseraldehid -3- posfat sehingga total G3P yang dihasilkan menjadi dua buah.
2. Reaksi tahap II terdiri dari lima seri reaksi. Hasil dari reaksi tahap II adalah molekul asam piruvat. Dua molekul G3P masing-masing diubah menjadi asam piruvat, sehingga produk dari glikolisis adalah asam piruvat. Berbeda dengan reaksi tahap I, reaksi tahap II menghasilkan energi berupa 4 molekul ATP. Oleh karena itu, hasil bersih ATP dari glikolisis adalah 2 molekul ATP, karena tahapan I membutuhkan 2 molekul ATP sedangkan reaksi tahap II menghasilkan 4 molekul ATP. Selain itu glikolisis juga menghasilkan NADH ( nicotinamid adenin dinucleotid tereduksi) yang berasal dari awal reaksi tahap II sebanyak 2 molekul. Jadi glikolisis menghasilkan produk akhir 2 asam piruvat, 2 ATP, dan 2 NADH.

Glikolisis menyangkut 3 tahap, yaitu :
a) Fosforilasi glukosa dan konversinya menjadi fruktosa 1,6 difosfat disini diperlukan 2 ATP.
b) Pemecahan fruktosa 1,6 difosfat menjadi 2 molekul C-3, yaitu fosfogliseroldehid dan dihidroksi aseton fosfat.
c) Pemecahan 2 molekul C-3 menjadi C-2 (asam piruvat) dan terbentuknya 2 CO2 dan 4 ATP.
Jadi hasil bersih proses glikolisis untuk tiap 1 molekul glukosa adalah
4 – 2 = 2 ATP.
Asam piruvat yang terjadi dapat dimetabolisir melalui jalur :
a) Dengan transaminasi diubah menjadi alanin
b) Direduksi dengan NADH + H+ menjadi asam laktat
c) Direduksi dengan NADH + H+ menjadi etanol
d) Didekarboksilasi menghasilkan Asetil - CoA
Asam piruvat + CoA + NAD+ → Asetil - CoA + CO2 + NADH + H+
Untuk reaksi ini diperlukan kofaktor Mg, asam lipoat dan TPP (thiaminpirofosfat). Jalur disini penting karena asetil - CoA yang dihasilkannya akan masuk jalur :
d.1. Dirangkaikan menjadi asam lemak rantai panjang
d.2. Direaksikan dengan asam oksaloasetat masuk dalam daur krebs.

2.2.2. Dekarboksilasi Oksidatif
Setelah melalui reaksi glikolisis, jika terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani tahapan reaksi selanjutnya, yaitu Siklus Krebs yang bertempat di matriks mitokondria. Jika tidak terdapat molekul oksigen yang cukup maka asam piruvat akan menjalani reaksi fermentasi. Akan tetapi, asam piruvat yang mendapat molekul oksigen yang cukup dan akan meneruskan tahapan reaksi tidak dapat begitu saja masuk ke dalam Siklus Krebs, karena asam piruvat memiliki atom C yang terlalu banyak, yaitu 3 buah. Persyaratan molekul yang dapat menjalani Siklus Krebs adalah molekul tersebut harus mempunyai dua atom C (2C). Karena itu, asam piruvat akan menjalani reaksi dekarboksilasi oksidatif.
Dekarboksilasi oksidatif adalah reaksi yang mengubah asam piruvat yang beratom 3C menjadi senyawa baru yang beratom C dua buah, yaitu asetil koenzim-A (asetil ko-A). Reaksi dekarboksilasi oksidatif sering juga disebut sebagai tahap persiapan untuk masuk Siklus Krebs, reaksi dekarboksilasi oksidatif ini mengambil tempat di intramembran mitokondria.

2.2.3. Daur Krebs (Daur Asam Trikarboksilat)
Daur Krebs disebut juga daur asam trikarboksilat atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piruvat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia. Daur Krebs adalah sederetan jenjang reaksi metabolisme respirasi seluler yang terpacu enzim. Metabolisme dan jenjang reaksi pada siklus ini merupakan karya Albert Szent - Gyorgyi dan Hans Krebs. Siklus Krebs adalah reaksi antara asetil ko-A dengan asam oksaloasetat, yang kemudian membentuk asam sitrat.
Siklus Krebs disebut juga dengan siklus asam sitrat, karena menggambarkan langkah pertama dari siklus tersebut, yaitu penyatuan asetil ko-A dengan asam oksaloasetat untuk membentuk asam sitrat. Pada sel eukariota, siklus asam sitrat terjadi pada mitokondria, sedangkan pada organisme aerob, siklus ini merupakan bagian dari lintasan metabolisme yang berperan dalam konversi kimiawi terhadap karbohidrat, lemak dan protein menjadi karbondioksida, air, dalam rangka menghasilkan suatu bentuk energi yang dapat digunakan.




Skema Proses Daur Krebs

Keterangan
Pertama-tama, asetil Co-A hasil dari reaksi antara (dekarboksilasi oksidatif) masuk ke dalam siklus dan bergabung dengan asam oksaloasetat membentuk asam sitrat. Setelah "mengantar" asetil masuk ke dalam siklus Krebs, Co-A memisahkan diri dari asetil dan keluar dari siklus. Kemudian, asam sitrat mengalami pengurangan dan penambahan satu molekul air sehingga terbentuk asam isositrat. Lalu, asam isositrat mengalami oksidasi dengan melepas ion H+, yang kemudian mereduksi NAD+ menjadi NADH, dan melepaskan satu molekul CO2 dan membentuk asam a - ketoglutarat (asam alpha ketoglutarat). Setelah itu, asam a - ketoglutarat kembali melepaskan satu molekul CO2, dan teroksidasi dengan melepaskan satu ion H+ yang kembali mereduksi NAD+ menjadi NADH. Selain itu, asam a - ketoglutarat mendapatkan tambahan satu Co-A dan membentuk suksinil Co-A. Setelah terbentuk suksinil Co-A, molekul Co-A kembali meninggalkan siklus, sehingga terbentuk asam suksinat. Pelepasan Co-A dan perubahan suksinil Co-A menjadi asam suksinat menghasilkan cukup energi untuk menggabungkan satu molekul ADP dan satu gugus fosfat anorganik menjadi satu molekul ATP. Kemudian, asam suksinat mengalami oksidasi dan melepaskan dua ion H+, yang kemudian diterima oleh FAD dan membentuk FADH2, dan terbentuklah asam fumarat. Satu molekul air kemudian ditambahkan ke asam fumarat dan menyebabkan perubahan susunan (ikatan) substrat pada asam fumarat, karena itu asam fumarat berubah menjadi asam malat. Terakhir, asam malat mengalami oksidasi dan kembali melepaskan satu ion H+, yang kemudian diterima oleh NAD+ dan membentuk NADH, dan asam oksaloasetat kembali terbentuk. Asam oksaloasetat ini kemudian akan kembali mengikat asetil Co-A dan kembali menjalani siklus Krebs.
Dari siklus Krebs ini, dari setiap molekul glukosa akan dihasilkan 2 ATP, 6 NADH, 2 FADH2, dan 4 CO2. Selanjutnya, molekul NADH dan FADH2 yang terbentuk akan menjalani rangkaian terakhir respirasi aerob, yaitu rantai transpor elektron.

2.2.4. Transport Elektron dan Fosforilasi Oksidatif
2.2.4.1. Sistem Transpor Elektron
Transpor elektron disebut sebagai reaksi permanen energi kimia. Hal tersebut disebabkan karena transpor elektron menghasilkan ATP sebanyak 30 molekul dari elektron yang dibawa oleh NADH dan FADH2. Reaksi transpor elektron terjadi pada membran dalam mitokondria.
Energi yang terbentuk dari peristiwa glikolisis dan siklus krebs ada dua macam : Pertama dalam bentuk ikatan fosfat berenergi tinggi, yaitu ATP atau GTP (guanosin trifosfat). Energi ini merupakan energi siap pakai yang langsung dapat digunakan.
Kedua dalam bentuk elektron, yaitu NADH dan FAD (flavin adenin dinukleotida) dalam bentuk FADH2.
Kedua macam sumber elektron ini dibawa ke sistem transpor elektron. Proses transpor elektron ini sangat kompleks. Pada elektron dan H+ dari NADH dan FADH2 dibawa dari substrat lain secara berantai. Pembawa elektron dalam transpor elektron antara lain protein- besi sulfur (FeS) dan sitokrom. Selain itu terdapat pula senyawa ubikuinon yang bukan protein. Setiap kali dipindahkan energi yang terlepas digunakan untuk mengikatkan fosfat anorganik (P) ke molekul ADP sehingga terbentuk ATP. Pada bagian akhir terdapat oksigen (O2) sebagai penerima (akseptor), sehingga terbentuklah H2O.
Kompleks transpor elektron tersusun atas lima kompleks protein, yang masing-masing memiliki fungsi spesifik.
1. Kompleks I dinamakan NADH reduktase. Fungsi dari kompleks I adalah memecah NADH menjadi NAD+ dan H+. Pemecahan tersebut akan menyebabkan elektron dibebaskan dari NADH. Setiap elektron yang dibebaskan akan bergerak melintasi kompleks I, yang mengakibatkan ion H+ bergerak dari matriks menuju ruang intermembran. Elektron yang melintasi kompleks I selanjutnya akan ditangkap oleh ubiquinon dan dibawa menuju kompleks III.
2. Kompleks II dinamakan suksinat dehidrogenase. Fungsi dari kompleks II adalah membebaskan elektron yang ada pada FADH2, diikuti dengan reaksi perubahan pergerakan ion hidrogen menuju ruang intermembran. Elektron juga akan ditangkap oleh ubiquinon, yang akan dibawa menuju kompleks III.
3. Kompleks III dinamakan dengan sitokrom reduktase. Elektron dari ubiquinon akan dilalukan melalui kompleks ini. Pergerakan elektron melintasi kompleks ini menyebabkan ion hidrogen bergerak dari matriks menuju ruang intermembran. Elektron selanjutnya akan dibawa oleh sitokrom C menuju kompleks IV.
4. Kompleks IV menyebabkan aliran ion hidrogen dari matriks menuju ruang intermembran. Selain itu, elektron akan dikembalikan ke matriks. Proses ini membutuhkan oksigen. Oksigen berperan sebagai penangkap elektron terakhir. Reaksi penangkapan tersebut menyebabkan terbentuknya molekul air (H2O).
5. Kompleks V merupakan enzim ATP sintase. Enzim tersebut membentuk molekul berenergi, ATP, dari ADP dan Pi.
Ion hidrogen yang bergerak menuju ruang intermembran menimbulkan gradien elektrokimia dari ruang intermembran dengan matriks mitokondria. Matriks kehilangan ion hidrogen karena bergerak ke ruang intermembran menyebabkan konsentrasi ion H+ yang lebih rendah. Akibatnya, ion hidrogen akan bergerak menuju kembali ke matriks untuk menyeimbangkan konsentrasi. Akan tetapi, membran dalam mitokondria impermeabel (tidak bisa dilalui) terhadap ion H+. Satu-satunya lintasan yang ada adalah kompleks V.
Pergerakan ion H+ melintasi kompleks V digunakan untuk membentuk ATP. Setiap ion hidrogen masuk, maka akan dibentuk ATP. Jadi, ada kaitannya antara proses lewatnya elektron dalam kompleks-kompleks sebelumnya dengan pembentukan ATP. Aliran elektron menyebabkan ion H+ bergerak ke ruang intermembran, akibatnya konsentrasi berbeda dan ion hidrogen yang kembali ke matriks melalui kompleks V digunakan untuk membentuk ATP.



Skema Sistem Transpor Elektron


2.2.4.2. Fosforilasi Oksidatif
Fosforilasi oksidatif adalah suatu lintasan metabolisme dengan penggunaan energi yang dilepaskan oleh oksidasi nutrien untuk menghasilkan ATP, dan mereduksi gas oksigen menjadi air. Walaupun banyak bentuk kehidupan di bumi menggunakan berbagai jenis nutrien, hampir semua organisme menjalankan fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan ATP, oleh karena itu efisiensi proses mendapatkan energi, dibandingkan dengan proses fermentasi alternatif lainnya seperti glikolisis anaerobik. Menurut teori kemiosmotik yang dicetuskan oleh Peter Mitchell, energi yang dilepaskan dari reaksi oksidasi pada substrat pendonor elektron, baik pada respirasi aerobik maupun anaerobik, perlahan akan disimpan dalam bentuk potensial elektrokemis sepanjang garis tepi membran tempat terjadinya reaksi tersebut, yang kemudian dapat digunakan oleh ATP sintase untuk menginduksi reaksi fosforilasi terhadap molekul adenosina difosfat dengan molekul Pi. Pada mitokondria, pembentukan ATP didorong secara tidak langsung oleh kecenderungan O2 untuk direduksi. Oleh sebab itu proses ini disebut dengan fosforilasi oksidatif.

2.2.5. Jalur Pentosa Fosfat
Setelah tahun 1950, mulai disadari bahwa glikolisis dan siklus krebs bukan merupakan rangkaian reaksi satu-satunya bagi tumbuhan untuk mendapatkan energi dari oksidasi gula menjadi karbondioksida dan air. Lintasan yang berbeda ini disebut dengan lintasan pentosa fosfat (LPF), karena terbentuk senyawa antara yang terdiri dari 5 atom karbon. Lintasan ini juga disebut sebagai lintasan fosfoglukonat.
Beberapa senyawa lintasan pentosa fosfat juga anggota daur Calvin, tempat gula fosfat disintesis di kloroplas. Perbedaan utama antara daur Calvin dan lintasan pentosa fosfat adalah pada lintasan pentosa fosfat gula fosfat tidak disintesis melainkan dirombak. Dalam hal ini, reaksi pentosa fosfat serupa dengan reaksi pada glikolisis hanya perbedaannya lintasan pentosa fosfat penerima elektronnya selalu NADP+, sedangkan di glikolisis penerima elektronnya adalah NAD+.
Reaksi LPF pertama melibatkan glukosa-6-fosfat, yang berasal dari perombakan pati fosforilase di glikolisis, dari penambahan fosfat akhir pada ATP ke glukosa atau langsung dari fotosintesis. Senyawa ini segera dioksidasi oleh glukosa-6-fosfat dehidrogenase menjadi 6-fosfoglukono-laktona (reaksi 1). Laktona ini secara cepat dihidrolisis oleh laktonase menjadi 6-fosfoglukonat (reaksi 2), kemudian senyawa terakhir ini segera didekarboksilasi secara oksidatif menjadi ribulosa-5-fosfat oleh 6-fosfoglukonat dehidrogenase (reaksi 3). Selanjutnya LPF menghasilkan pentosa fosfat dan dikatalisis oleh isomerase (reaksi 4) dan epimerase (reaksi 5), yang merupakan salah satu jenis isomerase. Reaksi ini dan reaksi berikutnya serupa dengan beberapa reaksi di daur Calvin. Enzim yang penting ialah transketolase (reaksi 6 dan 8) dan transaldolase (reaksi 7). Perhatikan bahwa ketiga reaksi terakhir membentuk 3-fosfogliseraldehid dan fruktosa-6-fosfat, yang merupakan senyawa- antara pada glikolisis. Jadi, LPF dapat dianggap jalur alternatif menuju senyawa yang akan dirombak oleh glikolisis. Reaksi-reaksi ini dipacu oleh enzimisomerase, epimerase, transketolase dan transaldolase.
Fungsi Lintasan Pentosa Fosfat yaitu:
1. Produksi NADPH, dimana senyawa ini kemudian dapat dioksidasi untuk menghasilkan ATP.
2. Terbentuknya senyawa erithrosa-4-P, dimana senyawa ini merupakan bahan baku esensial untuk pembentukan senyawa fenolik seperti sianin dan lignin.
3. Menghasilkan ribulosa-5-P yang merupakan bahan baku unit ribosa dan deoksiribosa pada nukleotida pada RNA dan DNA.








Gambar 2.4. Reaksi Lintasan Respirasi Pentosa Fosfat

2.3. Mekanisme Respirasi Anaerob
2.3.1. Fermentasi
Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.
Pada kebanyakan tumbuhan dan hewan respirasi yang berlangsung adalah respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat pada sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob.
Gula adalah bahan yang umum dalam fermentasi. Beberapa contoh hasil fermentasi adalah etanol, asam laktat, dan hidrogen. Akan tetapi beberapa komponen lain dapat juga dihasilkan dari fermentasi seperti asam butirat dan aseton. Ragi dikenal sebagai bahan yang umum digunakan dalam fermentasi untuk menghasilkan etanol dalam bir, anggur dan minuman beralkohol lainnya. Respirasi anaerobik dalam otot mamalia selama kerja yang keras (yang tidak memiliki akseptor elektron eksternal), dapat dikategorikan sebagai bentuk fermentasi yang menghasilkan asam laktat sebagai produk sampingannya. Akumulasi asam laktat inilah yang berperan dalam menyebabkan rasa kelelahan pada otot.

A. Fermentasi Asam Laktat
Fermentasi asam laktat adalah fermentasi dimana hasil akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa ini dapat terjadi di otot dalam kondisi anaerob. Pembentukan asam tersebut di dalam otot-otot, dapat menurunkan pH sampai pada suatu titik yang mengakibatkan gangguan serius pada fungsi otot. Meskipun fermentasi asam laktat itu suatu pemborosan, tetapi proses itu menghasilkan sumber ATP bagi sel-sel yang sangat memerlukannya karena sel-sel tersebut tidak bisa memperoleh cukup oksigen yang diperlukan untuk respirasi sel.
Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi
enzim
Prosesnya:

1. Glukosa ————> asam piruvat (proses glikolisis)
enzim
C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi

2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat

2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD
piruvat
dehidrogenase

Energi yang terbentuk dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :
8 ATP — 2 NADH2 = 8 – 2 (3 ATP) = 2 ATP

B. Fermentasi Alkohol
Sebagaimana halnya dengan proses fermentasi asam laktat, proses fermentasi alkohol merupakan suatu pemborosan. Sebagian besar dari energi yang terkandung di dalam glukosa masih terdapat di dalam etanol (ini adalah alasan etanol sering dipakai sebagai bahan bakar mesin). Sebagaimana halnya dengan fermentasi asam laktat proses fermentasi alkohol juga sangat berbahaya. Ragi meracuni diri sendiri jika konsentrasi etanol mencapai kira-kira 19 %. Hal ini menjelaskan kadar maksimum alkohol minuman hasil fermentasi seperti anggur, untuk membuat minuman dengan kadar alkohol yang lebih tinggi, alkohol tersebut harus dikonsentrasikan dengan distilasi. Sebagaimana halnya pada fermentasi asam laktat perlu dicatat bahwa fermentasi alkohol telah membuang sebuah karbohidrat (CH3H6O3); mengoksidasi sebuah karbon dengan sempurna (menjadi CO2) dan mereduksi lainnya (CH3CH2OH).

2.4. Respirasi Intra Molekuler

Respirasi antar atau intramolekul terjadi sama seperti pada proses fermentasi. Respirasi anaerob pada tumbuhan disebut juga respirasi intramolekul, mengingat, bahwa respirasi ini hanya terjadi di dalam molekul saja. Dalam respirasi anaerob, oksigen tidak diperlukan; juga di dalam proses ini hanya ada pengubahan zat organik yang satu menjadi zat organik yang lain. Contohnya perubahan gula menjadi alkohol, di mana pada hakikatnya hanya ada pergeseran tempat-tempat antara molekul glukosa dan molekul alkohol.
Beberapa spesies bakteri dan mikroorganisme dapat mengadakan respirasi intramolekul. Oksigen yang diperlukan tidak diperoleh dari udara bebas, melainkan dari suatu persenyawaan.
Contoh:
CH3CHOH.COOH + HNO3 CH3.CO.COOH + HNO2 + H2O +
Energi
(Asam susu) (Asam piruvat)
Pada umumnya, respirasi anaerob pada jaringan-jaringan di dalam tumbuhan tingkat tinggi itu hanya terjadi jika persediaan oksigen bebas ada pada batas minimum sehingga tidak mampu melakukan respirasi aerob. Respirasi aerob juga dapat berlangsung pada biji-bijian seperti jagung, kacang, padi, biji bunga matahari, dan lain sebagainya yang tampak kering. Akan tetapi pada buah-buahan yang basah mendaging pun terdapat respirasi anaerob. Hasil respirasi anaerob di dalam jaringan tanaman tinggi tersebut kebanyakan bukan alkohol, melainkan bermacam-macam asam organik seperti asam sitrat, asam malat, asam oksalat, asam tartat, asam susu, dan lain-lain.

1.1 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Respirasi
Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi dapat dibedakan menjadi dua faktor, yaitu:
a. Faktor internal, faktor yang berasal dari dalam sel itu sendiri :
 Jumlah plasma dalam sel
Jaringan-jaringan meristematis muda yang mana sel-selnya masih penuh dengan plasma biasanya mempunyai kecepatan respirasi yang lebih besar dari pada jaringan-jaringan yang lebih tua dimana jumlah plasmanya sudah lebih sedikit.


 Jumlah substrat respirasi dalam sel
Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Subsrat utama respirasi adalah karbohirat.
 Umur dan tipe tumbuhan
Respirasi pada tumbuhan muda lebih tinggi dari tumbuhan yang sudah dewasa atau lebih tua. Hal ini dikarenakan pada tumbuhan muda jaringannya juga masih muda dan sedang berkembang dengan baik. Umur tumbuhan akan mempengaruhi laju respirasi. Laju respirasi tinggi pada saat perkecambahan dan tetap tinggi pada fase pertumbuhan vegetative awal (di mana laju pertumbuhan juga tinggi) dan kemudian turun dengan bertambahnya umur tumbuhan.
b. Faktor eksternal, yaitu faktor yang berasal dari luar sel :
 Suhu
Pada umumnya dalam batas-batas tertentu kenaikan suhu menyebabkan pula kenaikan kecepatan respirasi. laju reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10 oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies tumbuhan.
 Kadar O2 udara
Pengaruh kadar O2 dalam atmosfir terhadap kecepatan respirasi akan berbeda-beda tergantung pada jaringan dan jenis tumbuhan, tetapi meskipun demikian makin tinggi kadar O2 di atmosfir maka makin tinggi kecepatan respirasi.
 Kadar CO2 udara
Semakin tinggi konsentrasi CO2 diperkirakan dapat menghambat proses respirasi. Konsentrasi karbondioksida yang tinggi biasanya menyebabkan stomata menutup dan pengaruh hambatan yang telah diamati pada respirasi daun mungkin disebabkan oleh hal ini.



 Kadar air dalam jaringan
Pada umumnya dengan naiknya kadar air dalam jaringan kecepatan respirasi juga akan meningkat. Ini nampak jelas pada biji yang dikecambahkan.
 Cahaya
Cahaya dapat meningkatkan respirasi pada jaringan tanaman yang berklorofil karena cahaya berpengaruh pada tersedianya substrat respirasi yang dihasilkan dari proses fotosintesis.
 Luka dan stimulus mekanis
Luka atau kerusakan jaringan (stimulus mekanis) pada jaringan daun menyebabkan laju respirasi naik untuk sementara waktu, biasanya beberapa menit hingga satu jam. Luka mimicu respirasi tinggi karena 3 hal, yaitu: (1) oksidasi senyawa fenol terjadi dengan cepat karena pemisahan antara substrat dan oksidasenya dirusak; (2) proses glikolisis yang normal dan katabolisme oksidatif meningkat karena hancurnya sel atau sel-sel sehingga menambah mudahnya substrat dicapai enzim respirasi; (3) akibat luka biasanya sel-sel tertentu kembali ke keadaan meristematis diikuti dengan pembentukan kalus dan penyembuhan atau perbaikan luka.
 Pengangkutan garam-garam mineral
Jika akar menyerap garam-garam mineral, laju respirasi meningkat. Hal ini dikaitkan dengan energi yang dikeluarkan pada saat garam/ion diserap. Keperluan energi itu dipenuhi dengan menaikkan laju respirasi. Fenomena ini disebut respirasi garam.




















BAB III
PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Adapun kesimpulan yang dapat diambil berdasarkan pembahasan adalah sebagai berikut :
1. Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia dalam bentuk ATP untuk kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan. Respirasi berlangsung siang malam karena cahaya bukan merupakan syarat. Jadi proses respirasi selalu berlangsung sepanjang waktu selama tumbuhan hidup.
2. Berdasarkan kebutuhannya terhadap oksigen, respirasi dibagi menjadi 2 macam, yaitu:
a. Respirasi anaerob, yaitu respirasi yang tidak memerlukan oksigen tetapi penguraian bahan organiknya tidak lengkap.
Mekanisme respirasi anaerob meliputi proses fermentasi dan respirasi intramolekul.
b. Respirasi aerob, yaitu respirasi yang memerlukan oksigen, pengurainnya lengkap sampai dihasilkan CO2 dan H2O.
Mekanisme respirasi aerob meliputi proses glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, transport elektron dan fosfolirasi oksidatif, serta jalur pentosa fosfat.

3.2. Saran
Adapun saran penulis adalah perlunya pengkajian lebih lanjut tentang proses-proses respirasi pada tumbuhan dan diadakannya percobaan yang spesifik untuk membuktikan bahwa tumbuhan melakukan respirasi.








DAFTAR PUSTAKA

Lakitan, B., ( 1993 ). Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta. PT Raja Grafindo Persada.
Rocha, Marcio, Francisco licausi, dkk. 2010. Biology Journal: Glicolysis and the Tricarboxylic Acid Cycle Are Linked by Alanine Aminotransferase during Hypoxia Induced by Waterlogging of Lotus japonicas. Plant Physiology, March 2010, Vol. 152, pp. 1501-1513, www.plantphysiol.org. (diakses pada 26 Januari 2011)