Perbedaan Respirasi Aerob dan Anaerob

Respirasi Aerob dan Anaerob

Respirasi aerob, suatu proses yang menggunakan oksigen, dan respirasi anaerob, suatu proses yang tidak menggunakan oksigen, adalah dua bentuk respirasi sel. Meskipun beberapa sel menggunakan hanya satu jenis respirasi, kebanyakan sel menggunakan kedua jenis respirasi, tergantung dari kebutuhan organisme. Respirasi sel juga terjadi di luar makro-organisme, sebagai proses kimia – sebagai contoh, pada fermentasi. Secara keseluruhan, respirasi digunakan untuk menyingkirkan hasil sisa dan menghasilkan energi.

Tabel Perbandingan

Respirasi AerobRespirasi Anaerob
DefinisiRespirasi aerob menggunakan oksigenRespirasi anaerob adalah respirasi tanpa oksigen; prosesnya menggunakan rantai transpor elektron respirasi tetapi tidak menggunakan oksigen sebagai penerima elektron.
Sel yang menggunakanRespirasi Aerob terjadi pada hampir semua selRespirasi anaerob terjadi kebanyakan pada prokariota
Jumlah energi yang dilepas Tinggi (36-38 ATP molekul)Lebih rendah (antara 36-2 ATP molekul)
Tahap-tahapGlikolisis, siklus Krebs, Rantai transpor elektronGlikolisis, siklus Krebs, Rantai transpor elektron
HasilKarbon dioksida, air, ATPKarbon dioksida, elemen yang tereduksi, ATP
Tempat ReaksiSitoplasma dan mitokondriaSitoplasma dan mitokondria
ReaktanGlukosa, oksigenGlukosa, penerima elektron (bukan oksigen)
PembakaranSempurnaTidak sempurna
Produksi ethanol dan asam laktatTidak menghasilkan ethanol atau asam laktatMenghasilkan ethanol atau asam laktat

Proses Aerob Vs Anaerob

Proses aerob pada respirasi selular bisa terjadi hanya jika ada oksigen. Ketika sel perlu untuk melepas energi, sitoplasma (substansi antar inti sel dan membrannya_ dan mitokondria (organel pada sitoplasma yang membantu proses metabolisme) memulai pertukaran kimia yang melansir pemecahan glukosa. Gula ini dibawa melalui darah dan disimpan pada tubuh sebagai sumber cepat energi. Pemecahan glukosa menjadi adenosine triphosphate (ATP) melepas karbon dioksida (CO2), suatu hasil tambahan yang perlu dibuang dari tubuh. Pada tumbuhan, proses pelepasan energi fotosintesis menggunakan CO2 dan melepas oksigen sebagai hasil tambahannya.

Proses anaerobik tidak menggunakan oksigen, jadi produk piruvat – ATP adalah jenis dari piruvat – tetap ada untuk dipecah atau dikatalisasi oleh reaksi lain, seperti yang muncul pada jaringan otot atau pada fermentasi asam laktat, yang membentuk sel otot sebagai proses anaerob. Pemecahan anaerob semacam itu memberikan energi tambahan, tetapi pembentukan asam laktat mengurangi kapasitas sel menjadi hasil pembuangan proses selanjutnya; pada skala besarm katakan, tubuh manusia, ini mengarah ke kepenatan dan nyeri otot. Sel pulih dengan menghirup lebih banyak oksigen dan melalui sirkulasi darah, proses yang membantu membawa asam laktat.

Fermentasi

Ketika molekul gula (utamanya glukosa, fruktosa, dan sukrosa) pecah pada respirasi anaerob, piruvat yang dihasilkan tetap berada dalam sel. Tanpa oksigen, piruvat tidak secara penuh dikatalisasi untuk pelepasan energi. Malahan, sel menggunakan proses yang lebih lambar untuk membuang pembawa hidrogen, membuat produk sisa yang berbeda. Proses yang lebih lambat ini disebut fermentasi. Ketika ragi digunakan untuk pemecahana anerob dari gula, produk sisa adalah alkohol dan CO2. Pembuangan CO2 meninggalkan ethanol, dasar dari minuman beralkohol dan bahan bakar. Buah, tanaman bergula (contohnya tebu), dan padi-padian digunakan semua untuk fermentasi, dengan ragi atau bakteri sebagai pengolah anaerob. Pada pemanggangan, CO2 yang dilepas dari fermentasi adalah yang menyebabkan roti dan hasil panggangan lain mengembang.

Siklus Kerb

Siklus Kerb juga dikenal sebagai siklus asam sitrat dan asam trikarboksilat. Siklus krebs adalah kunci proses penghasilan energi pada kebanyakan organisme multisel. Bentuk paling umum dari siklus ini menggunakan glukosa sebagai sumber energi.

Selama proses yang dikenal sebagai glikolisis, sel mengubah glukosa, suatu molekul 6-karbon, menjadi 2 molekul 3-karbon yang disebut piruvat. Dua piruvat ini melepas elektron yang nanti dikombinasi dengan molekul yang disebut NAD+ ke bentuk NADH dan dua molekul adenosine triphosphate (ATP).

Molekul ATO ini adalah bahan bakar sesungguhnya untuk organisme dan diubah ke energi selama molekul piruvat dan NADH memasuki mitokondria. Itu dimana molekul 3-karbon dipecah menjadi molekul 2-karbon yang disebut Acetyl-CoA dan CO2. Pada masing-masing siklus, Acetyl-CoA dipecah dan digunakan untuk membangun rantai karbon kembali, untuk melepas elektron, dan karenanya menghasilkan lebih banyak ATP. Siklus ini lebih kompleks daripada glikolisis, dan juga bisa memecah lemak dan protein menjadi energi.

Segera seteleh molekul bebas gula habis, Siklus Krebs pada jaringan otot bisa mulai memecah rantai protein dan molekul lemak menjadi bahan bakar organisme. Sementara pemecahan molekul lemak bisa menjadi keuntungan positif (berat badan lebih randah, kolestrol lebih rendah), jika dibawa berlebihan bisa membahayakan tubuh (tubuh butuh beberapa lemak untuk perlindungan dan proses kimia). Sebaliknya, pemecahan protein tubuh sering merupakan tanda kelaparan.

Latihan Aerob Dan Anaerob

Pernapasan aerob 19 kali lebih efektif untuk melepas energi daripada pernapasa anaerob kareng proses aerob memeras hampir semua energi molekul glukosa dalam bentuk ATP, sementara proses anaerob meninggalkan hampir semua sumber penghasil ATP pada produk sisa. Pada manusia, proses aerob mengeluarkan membangkitkan tindakan, sementara proses anaerob digunakan untuk usaha ekstrim dan terus-menerus.

Latihan aerob, seperti lari, bersepeda, lompat tali, baik sekali untuk pembakaran kelebihan gula pada tubuh, tetapi untuk membakar lemak, latihan aerob harus dilakukan selama 20 menit atau lebih, memaksa tubuh untuk menggunakan respirasi anaerob. Namun, latihan singkat seperti sprint, tergantung pada proses anaerob untuk energi karena jalan aerob lebih lambat. Latihan anaerob yang lain, seperti training atau angkat berat, sangat bagus untuk pembentukan masa otot, suatu proses yang memerlukan pemecahan molekuk lemak untuk penyimpanan energi pada sel yang berlimpah dan lebih besar yang ditemukan pada jaringan otot.

Evolusi

Evolusi dari pernapasan anaerob sangat mendahului respirasi aerob. Dua faktor yang menyebabkan perkembangan ini suatu kepastian. Pertama, bumi memiliki level oksigen yang lebih rendah ketika organisme satu sel pertama berkembang, dengan kebanyakan relung ekologi hampir seluruhnya kurang oksigen. Kedua, respirasi anaerob menghasilkan hanya 2 molekul ATP setiap siklusnya, cukup memenuhi kebutuhan unisel, tetapi tidak mencukupi untuk organisme banyak sel.

Respirasi aerob muncul hanya ketika level oksigen pada udara, air, dan permukaan tanah membuatnya cukup berlimpah untuk digunakan untuk proses oksidasi-reduksi. Tidak hanya oksidasi memberikan hasil ATP yang lebih besar, sebanyaka 36 molekul ATP tiap siklus, itu juga bisa berlangsung dengan jarak substansi reduktif yang lebih luas. Hal ini berarti organisme bisa hidup dan tumbuh lebih besar dan menempati lebih banyak relung. Seleksi alam karenanya menyukai organisme yang bisa menggunakan respirasi aerob, dan mereka yang bisa melakukannya dengan lebih efisien untuk tumbuh lebih besar dan beradaptasi lebih cepat terhadap lingkungan yang baru dan berubah.

Referensi:

Comments

comments