respirasi pada tumbuhan

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

Dalam pengertian sehari-hari, bernafas dapat diartikan sebagai proses menghirup udara berupa gas O₂ dan melepaskan udara berupa gas CO₂. Sedangkan tumbuhan bernafas dengan menghirup CO₂  dan mengeluarkan O2. Peran tumbuhan inilah yang membuat manusia bisa menghirup udara segar setiap paginya, karena tumbuhan telah menyerap semua gas-gas racun yang berterbangan di udara bebas. Secara biologis, pengertian respirasi bukan hanya proses pertukaran gas. Pernafasan lebih menunjuk kepada proses pembongkaran atau pembakaran zat sumber energi di dalam sel-sel tubuh untuk memperoleh energi atau tenaga.        

Fisiologi tumbuhan merupakan cabang biologi yang mempelajari tentang proses metabolisme 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 di dalam sel hidup. Tumbuhan  menyerap O₂ untuk pernafasannya, umumnya diserap melalui daun (stomata). Pada keadaan Kurang oksigen, tumbuhan melakukan respirasi anerob. Bila dalam keadaan cukup oksigen, jaringan melakukan respirasi secara aerob. Untuk lebih jelasnya penjelasan mengenai respirasi aerob dan anaerob akan dijelaskan dalam makalah ini.

B.     Rumusan Masalah

1.   Apa yang dimaksud respirasi?

2.   Apa saja jenis respirasi

3.   Bagaimana mekanisme respirasi?

4.   Apakah factor yang mempengaruhi respirasi?

C.    Tujuan

1.   Untuk mengetahui yang dimaksud respirasi tumbuhan

2.   Untuk mengetahui jenis respirasi pada tumbuhan

3.   Untuk mengetahui mekanisme respirasi tumbuhan

4.   Untuk  mengetahahui factor yang mempengaruhi respirasi

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Respirasi

            Respirasi merupakan suatu proses penghasilan energi yang diperlukan untuk memecah molekul kompleks menjadi molekul yang lebih sederhana, utamanya molekul gula sederhana menjadi karbondioksida dan uap air serta energi.  Respirasi dilakukan oleh semua sel penyusun makhluk hidup, baik sel-sel tumbuhan, bakteri, protista, cendawan, maupun sel hewan dan manusia  . Pada tumbuhan, respirasi dapat berlangsung melalui permukaan akar, batang, dan daun. Respirasi yang berlangsung melalui permukaan akar  dan batang sering disebut respirasi lentisel. Sedang respirasi yang berlangsung melalui permukaan daun disebut respirasi stomata.

B.     Mekanisme Respirasi

a.    Respirasi Aerob

            Respirasi Aerob adalah proses biologi dimana senyawa organik tereduksi dimobilisasi dan kemudian dioksidasi secara terkontrol. Dalam proses ini energi bebas dilepaskan dan kemudian digabungkan dalam bentuk ATP, yang dapat segera digunakan dalam perkembangan tanaman.

Respiarsi aerob secara umum disebut oksidasi senyawa gula berkarbon 6 (glukosa ). Dengan reaksi dasar:

C₆H₁₂O₆ + O₂ + H₂O                       6 CO₂ + 12 H₂O

     Glukosa di oksidasi secara sempurna menjadi CO_2, dan oksigen (akseptor hidrogen terakhir) direduksi menjadi air. Oksidasi glukosa dilakukan secara bertahap dalam beberapa rangkaian reaksi guna menghindari kerusakan struktur seluler ( kebakaran) akibat pelepasan energi yang sangat besar.

Tahap – tahap repirasi aeobik ( oksidasi glukosa):

1.  Glikolisis

Istilah glikolisis yang berarti pemecahan gula, diperkenalkan pada tahun 1909 untuk maksud perombakan gula menjadi etil alkohol. Tetapi sebagian sel akan menghasilkan asam piruvat, bukan etanol, jika mendapat aerasi secara normal. Glikolisis terjadi pada semua organisme hidup. Secara evolusi, tahapan ini dianggap sebagai tahapan yang paling tua dari ketiga tahapan respirasi.

Glikolisis merupakan tahapan pertama respirasi, dimana glukosa dipecah menjadi 2 buah senyawa 3 karbon, yang kemudian dioksidasi dan diubah menjadi asam piruvat, yang akan digunakan dalam siklus asam trikarboksilat. Oksigen tidak dibutuhkan pada konversi glukosa menjadi asam piruvat, sehingga glikolisis dianggap sebagai cara menghasilkan energi pada jaringan tanaman ketika konsentrasi oksigen rendah.

Tahapan reaksi glikolisis dimulai dengan terjadinya dua kali fosforilasi glukosa/fruktosa, dan kemudian pecah menjadi 2 buah senyawa gula 3 karbon: glyceraldehyde-3-phosphat Reaksi ini memerlukan 2 ATP/glukosa Setelah terbentuk glyceraldehyde-3-phosphat, jalur glikolisis ini mulai dapat mengekstrak energi. Jika tidak terdapat O₂, siklus asam trikarboksilat dan transport elektron tidak terjadi, sehingga reaksi glikolisis tidak dapat berlanjut karena tidak adanya suplai NAD+. Akibatnya reaksi yang dikatalisis oleh glyceraldehyde-3-phosphat dehidrogenase tidak dapat berlangsung.

2. Siklus Krebs / daur trikarboksilat

         Dinamakan siklus krebs untuk menghargai ahli biokimia dari ingris, Hans A Krebs, yang pada tahun 1937 mengajukan suatu daur reaksi untuk menerangkan cara perombakan piruvat pada otot dada burung merpati. Siklus krebs terjadi di matriks pada mitokondria. Siklus asam trikarboksilat disebut juga siklus asam sitrat karena pentingnya asam sitrat sebagai substrat intermediet dalam siklus ini.

         Asam piruvat hasil glikolisis, ketika memasuki matriks mitokondria, didekarboksilasi oksidatif sehingga menghasilkan NADH, CO2, dan asam asetat. Asam asetat selanjutnya digabungkan dengan coenzim A, membentuk Asetil CoenzimA (asetil co A). Konversi asam piruvat menjadi asetil coA terdiri atas tiga tahapan yaitu dekarboksilasi, oksidasi dan konjugasi dengan Asetil coA. Oksidasi piruvat dalam mitokondriamenghasilkan 3 molekul CO_2, 4 NADH,FADH dan ATP.

                                                           

3. Transpor Elektron

         Elektron berenergi tinggi yang ditangkap selama siklus asam trikarboksilat harus diubah menjadi ATP, untuk dapat dimanfaatkan. Untuk setiap molekul glukosa yang dioksidasi melalui glikolisis dan siklus Krebs, akan dihasilkan 2 NADH dalam sitosol, 8 NADH dan 2 FADH₂ dalam matriks. NADH + H+ + ½ O₂   NAD+ + H₂0.

        Oksidasi glukosa secara sempurna menghasilkan 4 ATP, 2 NADH dalam sitosol, 8 NADH dan 2 FADH2 dalam mitokondria. Karena 1 NADH setara dengan 3 ATP dan 1 FADH2 setara 2 ATP, maka dari 1 molekul glukosa dihasilkan total 38 ATP.  Secara umum 56 % dari total energi yang tersedia dalam glukosa dapat dikonversi menjadi ATP.

b.   . Respirasi Anaerob

            Respirasi anaerob merupakan respirasi tanpa menggunakan oksigen.  Dalam kondisi tidak ada oksigen, tanaman melakukan metabolisme fermentatif. Fermentasi dapat terjadi melalui fermentasi alkohol atau fermentasi asam laktat.

            Laktat dianggap merupakan produk akhir fermentasi yang relatif lebih berbahaya dibanding alkohol karena akumulasi laktat berdampak pada penurunan pH sitosol. Pada saat kurang oksigen, tumbuhan akan melakukan respirasi anaerob yang hanya akan menghasilkan energi dalam jumlah yang sedikit yakni 2 ATP saja.

C.    Factor yang Mempengaruhi Respirasi

D.     

DAFTAR PUSTAKA

Salisbury B Frank, Ross W Cleon. Fisiologi tumbuhan jilid 2. ITB: Bandung

Wilkins.M.B, 1993, Fisiologi Tumbuhan, Bumi Angkasa, Jakarta.