Apakah Perbedaan Respirasi Aerobik dan Anaerobik

Tahukah kamu tentang Respirasi Aerobik dan Anaerobik. Kalau sudah tahu dan untuka lebih memantapkan pemahaman kamu mengenai Respirasi Aerobik dan Anaerobik, maka akan dijelaskan mengenai pengertian Respirasi Aerobik dan Anaerobik, lalu mengenai perbedaan Respirasi Aerobik dan Anaerobik.

Respirasi aerobik dan anaerobik melibatkan reaksi kimia yang terjadi di dalam sel untuk menghasilkan energi, yang diperlukan untuk proses aktif.

Respirasi aerobik terjadi di mitokondria dan membutuhkan oksigen dan glukosa, dan menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi. Persamaan kimia adalah C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O (glukosa + oksigen -> karbon dioksida + air).

Respirasi anaerobik juga menghasilkan energi dan menggunakan glukosa, tetapi menghasilkan lebih sedikit energi dan tidak memerlukan oksigen. Ini berguna dalam jaringan yang memiliki permintaan energi tinggi seperti pada otot yang bekerja, di mana tidak ada cukup oksigen untuk menghasilkan semua energi yang dibutuhkan dengan menggunakan pernapasan aerobik saja.

Respirasi anaerobik terjadi di sitoplasma sel dan menghasilkan asam laktat. Persamaan kimia adalah C6H12O6 -> 2C3H6O3 (Glucose -> Lactic acid). Asam laktat kemudian perlu dioksidasi kemudian menjadi karbon dioksida dan air setelahnya untuk mencegahnya terbentuk. Proses ini membutuhkan oksigen dan oleh karena itu setelah respirasi anaerobik ada hutang oksigen dalam sel, karena oksigen diperlukan untuk memecah asam laktat yang dihasilkan.

Proses respirasi Aerobik dan Anaerobik

Proses aerobik dalam respirasi sel hanya dapat terjadi jika oksigen hadir. Ketika sebuah sel perlu melepaskan energi, sitoplasma (zat antara inti sel dan membrannya) dan mitokondria (organel dalam sitoplasma yang membantu proses metabolisme) memulai pertukaran kimia yang meluncurkan pemecahan glukosa. Gula ini dibawa melalui darah dan disimpan di dalam tubuh sebagai sumber energi yang cepat.

Penguraian glukosa menjadi adenosine triphosphate (ATP) melepaskan karbon dioksida (CO2), produk sampingan yang perlu dikeluarkan dari tubuh. Pada tumbuhan, proses fotosintesis yang melepaskan energi menggunakan CO2 dan melepaskan oksigen sebagai produk sampingannya.

Proses anaerobik tidak menggunakan oksigen, sehingga produk piruvat – ATP adalah salah satu jenis piruvat – tetap di tempat untuk dipecah atau dikatalisasi oleh reaksi lain, seperti apa yang terjadi pada jaringan otot atau dalam fermentasi. Asam laktat, yang menumpuk di sel-sel otot sebagai proses aerobik gagal untuk memenuhi permintaan energi, adalah produk sampingan dari proses anaerobik.

Kerusakan anaerobik seperti itu memberikan energi tambahan, tetapi pembentukan asam laktat mengurangi kapasitas sel untuk memproses limbah lebih lanjut; dalam skala besar, katakanlah, tubuh manusia, ini menyebabkan kelelahan dan nyeri otot. Sel-sel pulih dengan menghirup lebih banyak oksigen dan melalui sirkulasi darah, proses yang membantu membawa asam laktat.

Fermentasi

Ketika molekul gula (terutama glukosa, fruktosa, dan sukrosa) terurai dalam respirasi anaerobik, piruvat yang mereka hasilkan tetap di dalam sel. Tanpa oksigen, piruvat tidak sepenuhnya dikatalisasi untuk pelepasan energi. Sebaliknya, sel menggunakan proses yang lebih lambat untuk menghilangkan pembawa hidrogen, menciptakan produk limbah yang berbeda. Proses yang lebih lambat ini disebut fermentasi.

Ketika ragi digunakan untuk pemecahan gula secara anaerobik, produk limbahnya adalah alkohol dan CO2. Penghapusan CO2 daun etanol, dasar untuk minuman beralkohol dan bahan bakar. Buah-buahan, tanaman bergula (misalnya, tebu), dan biji-bijian semuanya digunakan untuk fermentasi, dengan ragi atau bakteri sebagai prosesor anaerobik. Dalam memanggang, pelepasan CO2 dari fermentasi inilah yang menyebabkan roti dan produk yang dipanggang lainnya meningkat.

Siklus Krebs

Siklus Krebs juga dikenal sebagai siklus asam sitrat dan siklus asam tricarboxylic (TCA). Siklus Krebs adalah proses penghasil energi utama dalam kebanyakan organisme multisel. Bentuk paling umum dari siklus ini menggunakan glukosa sebagai sumber energinya.

Selama proses yang dikenal sebagai glikolisis, sel mengubah glukosa, molekul 6-karbon, menjadi dua molekul 3-karbon yang disebut piruvat. Kedua piruvat ini melepaskan elektron yang kemudian digabungkan dengan molekul yang disebut NAD + untuk membentuk NADH dan dua molekul adenosine triphosphate (ATP).

Molekul ATP ini adalah “bahan bakar” sejati untuk suatu organisme dan diubah menjadi energi sementara molekul piruvat dan NADH memasuki mitokondria. Di situlah molekul 3-karbon dipecah menjadi molekul 2-karbon yang disebut Asetil-KoA dan CO2. Dalam setiap siklus, Asetil-CoA dipecah dan digunakan untuk membangun kembali rantai karbon, untuk melepaskan elektron, dan dengan demikian menghasilkan lebih banyak ATP. Siklus ini lebih kompleks daripada glikolisis, dan juga dapat memecah lemak dan protein untuk energi.

Segera setelah molekul gula gratis yang tersedia habis, Siklus Krebs dalam jaringan otot dapat mulai memecah molekul lemak dan rantai protein untuk menjadi bahan bakar organisme. Sementara pemecahan molekul lemak dapat menjadi manfaat positif (menurunkan berat badan, menurunkan kolesterol), jika dibawa berlebihan itu dapat membahayakan tubuh (tubuh membutuhkan sedikit lemak untuk perlindungan dan proses kimia). Sebaliknya, memecah protein tubuh sering menjadi tanda kelaparan.

Respirasi aerobik adalah 19 kali lebih efektif dalam melepaskan energi daripada respirasi anaerobik karena proses aerobik mengekstrak sebagian besar energi molekul glukosa dalam bentuk ATP, sementara proses anaerobik meninggalkan sebagian besar sumber penghasil ATP dalam produk limbah. Pada manusia, proses aerobik menendang untuk menggembleng tindakan, sementara proses anaerobik digunakan untuk upaya yang ekstrim dan berkelanjutan.

Latihan aerobik, seperti lari, bersepeda, dan lompat tali, sangat baik untuk membakar kelebihan gula di dalam tubuh, tetapi untuk membakar lemak, latihan aerobik harus dilakukan selama 20 menit atau lebih, memaksa tubuh untuk menggunakan respirasi anaerobik. Namun, semburan pendek dari latihan, seperti berlari, bergantung pada proses anaerobik untuk energi karena jalur aerobik lebih lambat. Latihan anaerobik lainnya, seperti pelatihan ketahanan atau angkat besi, sangat baik untuk membangun massa otot, sebuah proses yang membutuhkan pemecahan molekul lemak untuk menyimpan energi dalam sel yang lebih besar dan lebih banyak yang ditemukan dalam jaringan otot.

Evolusi respirasi Aerobik dan Anaerobik

Evolusi respirasi anaerob sangat mendahului respirasi aerobik. Dua faktor membuat kemajuan ini menjadi pasti. Pertama, Bumi memiliki tingkat oksigen yang jauh lebih rendah ketika organisme uniseluler pertama berkembang, dengan sebagian besar ceruk ekologi hampir seluruhnya kekurangan oksigen. Kedua, respirasi anaerob menghasilkan hanya 2 molekul ATP per siklus, cukup untuk kebutuhan uniseluler, tetapi tidak mencukupi untuk organisme multisel.

Respirasi aerob muncul hanya ketika kadar oksigen di udara, air, dan permukaan tanah membuatnya cukup berlimpah untuk digunakan untuk proses reduksi oksidasi. Tidak hanya oksidasi memberikan hasil ATP yang lebih besar, sebanyak 36 molekul ATP per siklus, itu juga dapat terjadi dengan berbagai bahan reduktif yang lebih luas.

Ini berarti bahwa organisme dapat hidup dan tumbuh lebih besar dan menempati lebih banyak ceruk. Seleksi alam dengan demikian akan mendukung organisme yang dapat menggunakan respirasi aerobik, dan mereka yang dapat melakukannya lebih efisien untuk tumbuh lebih besar dan beradaptasi lebih cepat dengan lingkungan baru dan berubah.