MITOKONDRIA DAN

KLOROPLASEko Prasetya, M.Sc.

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Universitas Negeri Medan

Aliran energi dan daur-ulang (siklus ulang) unsur kimia dalam ekosistem

Respirasi SelulerMengambil Energi dari

Makanan untuk Melakukan Kerja

Organisme___________ menggunakan energi dari cahaya matahari atau kimia untuk membuat makanan sendiri

AUTOTROf

Pada materi biokimia, tanamanMenggunakan proses ___________ untuk menangkap energi dari _____________ dan mengubahnya menjadi ______

Cahaya MatahariGlukosa

FOTOSINTESIS

Pada pertemuan ini, kita akan belajar bagaimana glukosa _______ oleh organisme dan bagaimana _______ disimpan sebagai ____ dalam proses yang disebut dengan _____________

Organisme seperti apa yang melakukan ini?

energidipecah

ATP

Respirasi Seluler

________(termasuk _______)

Semua mahluk hidup butuh energi

Organisme apa yang melakukan proses tersebut?

Tumbuhan Jamur Bakteri__________________ HewanManusia

Kita memperoleh energi dari tanaman yang menyimpan glukosa dengan cara ______________ secara langsung atau memakan _____ yang memakan tanaman.

Bagaimana kita dapat memperoleh gula dari tanaman ??

INGAT !!

Organisme ___________ memperoleh energi dengan memakan organisme lainnya

HETEROTROF

Memakan tanamanhewan

intermembran

space

cristae

CO2

H2OO2 and glucose enter cells,

which release H2O and CO2.

Mitochondria use

energi from

glucose to form ATP

from ADP + P .

Respirasi Seluler

Ingat tentang Biokimia Sel !!

Area seperti gel yang terdapat

pada sel yang mengelilingi

mitokondria

= ______________

Pembangkit Energi sel yang

membakar glukosa menjadi

enerti yang disimpan

dalam bentuk ATP =

________________MITOKONDRIA

SITOPLASMA

MITOKONDRIA = Sumber Tenaga

Sel dikelilingi __________ membran, yaitu

Membran luar & membran dalam (yang

disebut dengan ________ dengan struktur

berlekuk).

Ruang antara membran

Dalam dan luar adalah

= _________________

Ruang didalam Cristae

= _________________

Sitoplasma mengelilingi mitokondria

Ruang Antar Membran

DOUBLE

Matriks Mitokondria

CRISTAE

Seluruh organisme(heterotrof dan autotrof)menggunakan ___________________ untuk membentuk ___

Energi pada makanannya

ATP

Proses pelepasan energi dari tanaman (glukosa) untuk membentuk ____ disebut dengan ______________

ATPRESPIRASI SELULER

Respirasi Selular berlangsung dengan sangat _____ pada ____________

Jika energi dilepaskan pada satu tahapan, maka sebagian besar akan hilang sebagai ______________

lambat Banyak tahapan

Cahaya dan Panas

Fotosintesis___________ + _________ + ___________ →_______________ + __________6 CO2 6 H2O C6H12O6 6O2

_____________ + _________ →________ + __________ + __________

___________________________________________

Respirasi SelulerC6H12O6 6O2

6 CO2 6 H2O

Keduanya bertolak belakang !!

______ + ________ → ____________

Ingat peristiwa fotosintesis?

Pembawa electron berenergi tinggi = _______

Respirasi seluler menggunakan beberapa

pembawa yang berbeda untuk mengangkut

electron berenergi tinggi yaitu:

______ & ______NAD+ FAD

NAD+_______ + _________ → ____________2 e- + H+

FAD

NADP+

2 e- + 2H+

TAHAPAN RESPIRASI SELULER

Glikolisis

Siklus asam sitrat (Siklus krebs)

Transport Elektron

See glycolysis movie

Tahapan pertama dari peristiwa

respirasi seluler adalah

= __________

Glikolisis terjadi di _____________,

diluar mitokondria.

GLIKOLISIS

Sitoplasma

GLIKOLISIS (GLYKOS = _____ LYSIS= ________ )

Glikolisis ___________________________

Tetapi membutuhkan ______ untuk memulai

prosesnya.

Menurut anda, molekul apa yang memasok

energi untuk memulai peristiwa glikolisis ?

terpecah

Tidak membutuhkan OKSIGEN

ATP

Manis

energi

Glikolisis memproduksi

energi kimia dengan

cara mengoksidasi

glukosa menjadi piruvat

Glukosa Glukosa-6-fosfat Fruktosa-6-fosfat Fruktosa-1,6-bifosfat

Glukosa masuk ke

dalam sel dan

difosforilasi dengan

transfer gugus

fosfat dari ATP

dengan bantuan

enzim Hexokinase

Glukosa-6-fosfat

kemudian diubah

menjadi bentuk

menjadi fruktosa-6-

fosfat dengan bantuan

enzim

fosfoglukoisomerase

Hexokinase Fosfogluko-

isomerase

Enzim fosfofruktokinase

mentransfer gugus fosfat

ke dalam tahapan

glikolisis. Sejauh ini

sudah 2 ATP yang telah

digunakan

Fosfofrukto-

kinase

Enzim Aldose mengubah

molekul gula menjadi dua

gula berkarbon tiga yang

berbeda.

Aldose

Isomerase

Dihidroksiaseton fosfatGliseraldehida-3-fosfat

Enzim pada tahapan selanjutnya dari proses glikolisis,

hanya dapat menggunakan Gliseraldehida-3-fosfat

sebagai substratnya.

1,3-Bifosfogliserat 3-Bifosfogliserat

Triosa Fosfat

Dehidrogenase

Fosfoglisero-

kinase

Enzim Triosa Fosfat

Dehidrogenase

mengkatalisis dua reaksi

secara berurutan. Gula

dihidrolisis melalui transfer

electron dan H+ ke NAD+

membentuk NADH.

Glikolisis menghasilkan ATP

melalu fosforilasi tingkat

substrat. Enzim Fosfoglisero

kinase mentransfer gugus 2

gugus fosfat pada 2 ADP

menjadi ATP

2-fosfogliserat

Fosfoglisero

mutase

Enzim Fosfoglisero

mutase merelokasi gugus

fosfat yang tersisa

Fosfoenolpiruvat

Enolase

Enzim Enolase mengekstraksi 1

molekul air dan menghasilkan

fosfoenolpiruvat (PEP)

Piruvat

Kinase

Enzim Piruvat Kinase mentransfer

gugus fosfat dari PEP ke ADP dan

menghasilkan piruvat untuk

digunakan pada tahapan

selanjutnyaPiruvat

H2O

________

↓

___________ → → _____________

↓

____________________________ + ___________________

GLUKOSA 2 ASAM PIRUVAT

Membutuhkan _______ dan memperoleh _______

Sehingga, menghasilkan ________ dan __________

2 ATP 4 ATP

GLIKOLISIS

2 ATP 2 NADH

ATP ATP ATP ATP NADH NADH

Asam Piruvate bergerak ke tahap selanjutnya

Jika

Tidak Terdapat Oksigen (___________)

Jika Terdapat Oksigen (_________)

= ANAEROB

= AEROB

Fermentasi pada respirasi

anaerob memungkinkan sel

menghasilkan ATP tanpa

menggunakan oksigen

Perbandingan Fermentasi dan

Respirasi Aerobik

Piruvat menjadi titik kunci dalam katabolisme

Asam Piruvat _______ OKSIGEN

Terdapat 2 Jenis Fermentasi:

__________________ & _____________________

ANAEROBIC

ALKOHOL ASAM LAKTAT

TANPA

Tipe Fermentasi

Piruvat

_______ +_____ →__________ + ______ + _____

FERMENTASI ALKOHOL

Asam

Piruvat Alkohol

Terjadi ketika ragi dicampur dalam roti yang

menyebabkan CO2 keluar dan menyebabkan

terbentuknya ____________di dalam roti

Alkohol _________

Selama proses pemasakan.

CO2 NAD+

Ruang Udara

Menguap

FERMENTASI ALKOHOL

Hal yang sama terjadi pada

______ untuk membuat ___

atau

______ untuk membuat ______

yeast Bir

bakteri anggur

_______ +_____ →__________ + ______ + _____

Asam

Piruvat Alkohol CO2 NAD+

_______ +_____ →______________ + ________

FERMENTASI ASAM LAKTAT

Asam

Piruvat Asam Laktat

Terjadi pada ________ selama

________ ketika otot tidak mendapat

asupan oksigen yang cukup.

Asam laktat menumpuk diotot

Dan menyebabkan rasa nyeri

NAD+

Olahraga

Otot

FERMENTASI ASAM LAKTAT

Terjadi ketika bakteri digunakan untuk menghasilkan _______ dan _______ seperti Yogurt dll.

makanan

_______ +_____ →______________ + ________

Asam

Piruvat Asam Laktat NAD+

minuman

Tanpa OKSIGEN, asam

piruvat bertambah dan

semua NAD+ pembawa

segera penuh.

Sehingga Glikolisis akan

terhambat.

Mengapat terjadi Fermentasi ?Mengapa tidak membuat ATP menggunakan

proses glikolisis saja?

NAD+

_______ +_____ →__________ + ______ + _____

Fermentasi yang terjadi pada sel dapat

meregenerasi NAD+ sehingga NAD+ dapat

menjaga kelangsungan glikolisis.

Asam

Piruvat Alkohol CO2 NAD+

Asam Laktat NAD+

NAD+ dapat kembali ke Glikolisis

______

Asam

Piruvat

37

Produk Fermentasi

Produk Fermentasi

38

Perkebunan Jagung yang terkena Banjir

Tanaman membutuhkan Oksigen untuk respirasi seluler juga. Jika benih tanaman atau akar tanaman terendam air selama 3 hari atau lebih, maka tanaman akan mati karena kekurangan oksigen.

Tanaman melakukan

____________

tetapi

FOTOSINTESIS

SIKLUS KREBS

&

TRANSPORT ELEKTRON

INGAT !!

Langkah selanjutnya pada tahapan setelah

glikolisis sangat ditentukan oleh ada tidaknya

__________ untuk memutuskan jalur mana yang

akan diambil. OKSIGEN

Flowchart

Section 9-2

Glucose

(C6H1206)

+

Oxygen

(02)

GlycolysisKrebs

Cycle

RESPIRASI SELULER

Selanjutnya kita focus ke SIKLUS KREBS. Tahapan

ini adalah tahapan yang dijalankan ketika adanya

OKSIGEN.

_______________ jalur setelah glikolisis jika

terdapat oksigen

KREBS CYCLE

Ingat !!

Glikolisis terjadi di

____________ bagian

luar dari Mitokondria

Siklus Krebs terjadi di

_________________ di

dalam mitokondria

SITOPLASMA

Matriks Mitokondria

_______________

Masuk ke dalam

__________

Asam Piruvate

berikatan dengan

____________

Untuk membentuk

_____________

ASAM PIRUVATE

COENZYME A

ACETYL - CoA

Mitokondria

Pengubahan piruvat

menjadi asetil KoA,

persambungan antara

glikolisis dan siklus asam

sitrat

_______________

Masuk ke dalam

__________

Asam Piruvate

berikatan dengan

___________

Untuk membentuk

___________

ASAM PIRUVATE

Coenzyme A

Acetyl - CoA

Mitokondria

Kemana CO2 dan NADH pergi?

CO2 dilepaskan ke:

___________

Pembawa electron

berenergi tinggi berpindah

ke jalur:

____________________

atmosphere

RANTAI TRANSPORT

ELEKTRON

Animasi Siklus Krebs [KLIK]

Formasi Asam Sitrat:

2 carbon ACETYL-COA berkombinasi

dengan 4 molekul karbon untuk

membentuk 6-molekul karbon yang

disebut dengan ___________citric acid

Kemana Coenzyme A dan Asam

Sitrat pergi?

Coenzyme A

kembali untuk

mengambil

____________

Asam Sitrat akan

melengkapi

______________

Asam Piruvat

SIKLUS KREBS

SIKLUS

KREBS

3

1

1

4

KREBS CYCLE

PRODUCES

____

____

____

____

Siklus Asam Sitrat lebih rinci

dan detail

Zat Perantara pada Siklus Krebs

Citrate 6 karbon

Isocitrate 6 karbon

a-ketoglutarate 5 karbon

Succinyl CoA 5 karbon

Succinate 4 karbon

Fumarate 4 karbon

Malate 4 karhon

Oxaloasetat 4 karbon

Kemana Perginya atom karbon?

6 atom carbons dari glukosa asal,

hilang menjadi ________________ di

atmosfer

→

Karbon dioksida

Kemana perginya ATP, NADH, dan

FADH?

ATP dapat digunakan langsung

sebagai ______ oleh sel.

Pembawa electron berenergi

tinggi masuk ke jalur

_______________________________

energi

ELECTRON TRANSPORT CHAIN

Flowchart

Section 9-2

Glucose

(C6H1206)

+

Oxygen

(02)

GlycolysisKrebs

Cycle

Electron

Transport

Chain

RESPIRASI SELULER

Selanjutnya kita focus pada

Rantai Transport Elektron

Apa yang terjadi pada tahapan ini?

GLIKOLISIS KREBSTE

Dimana peristiwa TE terjadi?

Enzim yang melaksanakan Rantai Transport

Elektron terdapat pada

___________________________Membran dalam Mitokondria (cristae)

RANTAI TRANSPORT ELEKTRON

Ruang Antar

Membran

Matriks

Cristae

Animasi Rantai Transport Elektron [KLIK]

RANTAI TRANSPORT ELEKTRON:

Energi tinggi berupa ________ yang

berasal dari _______ and _______

dilewatkan di sepanjang RANTAI

TRANSPORT ELEKTRON.

Energi yang dilewatkan digunakan untuk

transport ________________ melewati

membran.

elektronNADH FADH2

Ion Hidrogen (H+)

Pemompaan ion hidrogen ke

_____________________ merupakan energi

potensial yang dimanfaatkan untuk membuat

ATP.

Saat ion Hidrogen keluar melalui saluran ion

dan kembali ke matriks, ______________

berputar dan menambahkan molekul fosfat ke

ADP untuk membentuk _______

Ruang Antar Membran

ATP SYNTHASE

ATP

RANTAI TRANSPORT ELEKTRON:

_________ berfungsi sebagai akseptor

elektron terakhir dari rantai transpor

elektron.

Pada akhir rantai transpor elektron, enzim

menggabungkan elektron dengan ion

hidrogen dan oksigen untuk terbentuk

______________AIR (H2O)

OKSIGEN

RANTAI TRANSPORT ELEKTRON:

Pada Fosforilasi Oksidatif,

kemiosmosis menggandeng

transport elektron dengan sintesis

ATP

Jalur Transpor Elektron

Kemiosmosis: Mekanisme penggandengan Energi

ATP Sintetase, Suatu kincir molekular

Kemiosmosis

menggandengkan

rantai transpor

elektron dengan

sintesis ATP

Elektron berenergi tinggi dari ______ datang

diawal sedangkan electron dari ______

masuk jauh kebawah rantai

FADH2

NADH

JADI:

NADH → _____

FADH2 → _____

3 ATP

2 ATP

Glukosa 1

Sitoplasma

Asam

Piruvat

Elektron dibawa oleh NADH

2

Elektron

dibawa oleh

NADH dan

FADH2

3

Mitokondria

Figure 9–2 Cellular Respiration: An OverviewRINGKASAN PROSES

RESPIRASI SELULAR mencakup:

______________________

______________________

_______________________

GLYCOLYSIS

ELECTRON TRANSPORT CHAIN

KREBS CYCLE

GLIKOLISISTerjadi di _________

memecahkan ____________menjadi __________

Untuk memproduksi:

_______ __________2

SITOPLASMA Bagian luar mitokondria

1 molekul glukosa

2

2 asam piruvat

SIKLUS KREBSTerjadi di ________

memecah ____________

Untuk memproduksi:

____ ____

____ ____

MATRIKSBagian dalam mitochondria

2 Asam Piruvat

2 6

8 2

RANTAI TRANSPORT ELEKTRON

Enzim ditemukan pada _____________

Menggunakan electron berenergi tingi dan ion H+ yang disumbangkan oleh _____ dan ____

Untuk membuat ______

________ bertindak sebagai akseptor electron terakhir untuk menghasilkan ________

Kristae Membran dalam mitokondria

NADH FADH2

OKSIGEN

H2O

32 ATP

RESPIRASI SELULER(Aerob/dengan oksigen):

1 Glukosa → _____________

FERMENTATION(Anaerob/tanpa oksigen):

1 glucose → ____________

36 - 38 ATP

2 ATP

KARBOHIDRAT sebagai sumber energi

SEL memecah glukosa untuk memenuhi kebutuhan energinya

Ingat !!

LATIHAN dan ENERGI(Energi Jangka Pendek)

Sel secara normal mengandung _________ATP yang diproduksi oleh proses ___________ &_____________________(hanya cukup untuk beberapa detik aktivitas)

Setelah ATP tersebut habis, fermentasi _____________ dapat menyediakan cukup ATP untuk bertahan selama ________

SEDIKIT

GLYCOLYSIS CELLULAR RESPIRATION

ASAM LAKTAT90 Detik

LATIHAN dan ENERGI(Energi Jangka Pendek)

Setelah proses olahraga selesai, __________ harus dipecah

menggunakan oksigen.

Atlete yang terlatih dengan baik, membakar lebih banyak asam laktat.

Asam Laktat

LATIHAN dan ENERGI(Energi Jangka Pendek)

Untuk proses latihan lebih dari 90 detik, _____________ adalah satu-satunya cara

untuk membuat ATP yang cukup

Respirasi seluler menghasilkan energi_____________ daripada fermentasi.

Atlet yang sudah terkondisi dengan baik harus berpacu sendiri selama balapan yang

panjang.

Lebih Lambat

Respirasi Seluler

Sel hewan menyimpan glukosa dalam bentuk_____________Untuk digunakan ketika dibutuhkan

GLIKOGENINGAT !!

Apa yang terjadi dalam balapan panjang ketika seluruh glukosa tubuh habis?

LATIHAN dan ENERGI(Energi Jangka Pendek)

______ menyimpan glukosa sebagai __________ yang dapat dipecah menjadi glukosa untuk mensuplay

energi selama ___________beraktivitas.

OTOT

15-20 minutes

GLIKOGEN

LATIHAN dan ENERGI(Energi Jangka Pendek)

Setelah glikogen habis digunakan, maka tubuh akan mulan memecah ______

Itulah alasannya mengapa olahraga aerobik harus berlangsung lebih dari 20 menit jika Anda ingin menurunkan berat badan!

Lemak