Pengertian Respirasi

Respirasi jangka waktu memiliki dua makna yang relatif berbeda dalam biologi. Pertama, respirasi adalah proses dimana suatu organisme membutuhkan oksigen ke dalam tubuh dan kemudian melepaskan karbon dioksida dari tubuhnya.

Dalam hal ini, respirasi dapat dianggap sebagai kira-kira setara dengan “bernapas.” Dalam beberapa kasus, makna ini istilah diperpanjang berarti transfer oksigen dari paru-paru ke aliran darah dan, akhirnya, menjadi sel-sel. Di sisi lain, mungkin merujuk pada pelepasan karbon dioksida dari sel ke dalam aliran darah dan, dari situ, ke paru-paru.

Aerobik respirasi: Respirasi yang memerlukan kehadiran oksigen.
Respirasi anaerobik: Respirasi yang tidak memerlukan kehadiran oksigen.
ATP (adenosin trifosfat): molekul energi tinggi bahwa sel-sel gunakan untuk mengarahkan proses yang membutuhkan energi seperti biosintesis (produksi

senyawa kimia), pertumbuhan, dan gerakan.
Kapiler: pembuluh darah yang sangat tipis yang bergabung vena ke arteri.
Difusi: Gerakan acak dari molekul yang mengarah ke gerakan bersih molekul dari daerah konsentrasi tinggi ke daerah konsentrasi rendah.
Fermentasi: Reaksi kimia dimana karbohidrat, seperti gula, diubah menjadi etil alkohol.

Gill: Sebuah organ yang digunakan oleh beberapa hewan untuk bernapas yang terdiri dari banyak jaringan khusus dengan infoldings. Hal ini memungkinkan hewan untuk menyerap oksigen terlarut dalam air dan mengusir karbon dioksida ke air.
Glukosa: juga dikenal sebagai gula darah, gula sederhana dipecah dalam sel untuk menghasilkan energi.
Glikolisis: Serangkaian reaksi kimia yang terjadi dalam sel dimana glukosa diubah menjadi piruvat.

Protein darah yang dapat mengikat dengan oksigen: hemoglobin.
Asam laktat: Mirip dengan laktat, suatu senyawa kimia yang terbentuk dalam sel-sel dari piruvat dalam ketiadaan oksigen.
Piruvat: sederhana glukosa senyawa dipecah menjadi selama proses glikolisis.
Trakea: Sebuah tabung yang digunakan untuk bernafas.

Kedua, respirasi juga mengacu pada reaksi kimia yang terjadi dalam sel dimana makanan “dibakar” dan diubah menjadi karbon dioksida dan air. Dalam hal ini, respirasi merupakan kebalikan dari fotosintesis, perubahan kimia yang terjadi pada tanaman dimana karbon dioksida dan air diubah menjadi senyawa organik kompleks. Untuk membedakan dari makna pertama respirasi, ini “pembakaran” makanan juga disebut respirasi sebagai aerobik.

mekanisme respirasi

Semua hewan memiliki beberapa mekanisme untuk menghilangkan oksigen dari udara dan mengirimkan ke aliran darah mereka. Mekanisme yang sama digunakan untuk mengusir karbon dioksida dari aliran darah ke lingkungan sekitarnya. Dalam banyak kasus, organ khusus yang digunakan, seperti paru-paru, trakea, atau insang.

Dalam sederhana hewan, oksigen dan karbon dioksida dipertukarkan secara langsung antara aliran darah organisme dan lingkungan sekitarnya. Berikut ini adalah beberapa mekanisme bahwa hewan telah berevolusi untuk memecahkan masalah ini.

Difusi langsung.

Dalam difusi langsung, oksigen berpindah dari lingkungan melalui sel di permukaan hewan dan kemudian menjadi sel individu di dalam. Spons, ubur-ubur, dan cacing pipih terestrial menggunakan metode ini primitif respirasi. Hewan ini tidak memiliki organ pernapasan khusus. Mikroba, jamur, dan tanaman semua mendapatkan oksigen yang mereka gunakan untuk respirasi seluler dengan difusi langsung melalui permukaan mereka.

Difusi ke dalam darah.

Dalam difusi ke dalam darah, oksigen melewati lapisan lembab sel pada permukaan tubuh. Dari sana, melewati dinding kapiler dan ke dalam aliran darah. Setelah oksigen dalam darah, bergerak ke seluruh tubuh untuk jaringan yang berbeda dan sel.

Metode ini juga tidak bergantung pada organ pernapasan khusus dan dengan demikian cukup primitif. Namun, agak lebih maju daripada difusi langsung. Annelida (cacing tersegmentasi) dan amfibi menggunakan metode respirasi.

Tracheae.

Dalam trakea respirasi, udara bergerak melalui bukaan di permukaan tubuh yang disebut spirakel. Kemudian masuk ke dalam tabung pernapasan khusus yang disebut tracheae (tunggal, trakea) yang memperpanjang ke dalam tubuh. tracheae membagi menjadi banyak cabang kecil yang berada dalam kontak dengan otot dan organ.

Pada serangga kecil, udara bergerak ke tracheae hanya dengan gerakan molekul. Pada serangga besar, gerakan tubuh membantu gerakan udara trakea. Serangga dan arthropoda darat (organisme dengan kerangka eksternal) menggunakan metode respirasi.

Insang.

Ikan dan hewan air lainnya menggunakan insang untuk respirasi. Insang adalah jaringan khusus dengan banyak infoldings. Setiap insang ditutupi oleh lapisan tipis sel dan penuh dengan kapiler darah. Kapiler ini mengambil oksigen terlarut dalam air dan mengusir karbon dioksida terlarut dalam darah.

Paru-paru.

Paru-paru adalah organ khusus dalam rongga tubuh terdiri dari banyak kamar kecil penuh dengan kapiler darah. Setelah udara masuk paru-paru, oksigen berdifusi ke dalam aliran darah melalui dinding kapiler tersebut. Kemudian bergerak dari kapiler paru ke otot-otot dan organ tubuh. Manusia dan mamalia lain memiliki paru-paru di mana udara bergerak masuk dan keluar melalui jalur yang sama.

Sebaliknya, burung memiliki paru-paru yang lebih khusus yang menggunakan mekanisme yang disebut pertukaran crosscurrent. Pertukaran crosscurrent memungkinkan udara mengalir dalam satu arah saja, sehingga untuk pertukaran oksigen lebih efisien.

Gerakan gas melalui tubuh

Dalam difusi dan trakea sistem langsung, oksigen dan karbon dioksida bergerak maju mundur secara langsung antara sel dan lingkungan sekitarnya. Dalam sistem lain, beberapa mekanisme yang diperlukan untuk membawa gas-gas ini antara sel dan lingkungan luar. Pada hewan dengan paru-paru atau insang, oksigen diserap oleh aliran darah, diubah menjadi tidak stabil (mudah rusak) senyawa kimia, dan kemudian dibawa ke sel. Ketika senyawa mencapai sel, itu rusak dan melepaskan oksigen. Oksigen kemudian masuk ke dalam sel.

Dalam proses sebaliknya, karbon dioksida dilepaskan dari sel ke dalam aliran darah. Ada karbon dioksida digunakan untuk membentuk senyawa kimia lain yang tidak stabil, yang dibawa oleh aliran darah kembali ke insang atau paru-paru. Pada akhir perjalanan ini, senyawa rusak dan melepaskan karbon dioksida ke lingkungan sekitarnya.

Berbagai hewan menggunakan zat yang berbeda untuk membentuk senyawa stabil. Pada manusia, misalnya, substansi adalah senyawa yang dikenal sebagai hemoglobin. Di paru-paru, hemoglobin bereaksi dengan oksigen membentuk oksihemoglobin. Oksihemoglobin perjalanan melalui aliran darah ke sel, di mana itu rusak untuk membentuk hemoglobin dan oksigen. Oksigen kemudian masuk ke dalam sel.

Pada perjalanan pulang, hemoglobin menggabungkan dengan karbon dioksida untuk membentuk carbaminohemoglobin. Dalam hal ini (dan lainnya) bentuk, karbon dioksida dikembalikan ke lingkungan sekitarnya.

Hewan selain manusia menggunakan senyawa lain selain hemoglobin untuk transportasi oksigen dan karbon dioksida. Beberapa jenis Annelida (cacing tanah, berbagai cacing laut, dan lintah), misalnya, mengandung protein darah hijau yang disebut chlorocruorin yang berfungsi dengan cara yang sama bahwa hemoglobin tidak pada manusia.

Apapun substansi yang digunakan, senyawa yang terbentuk dengan oksigen dan karbon dioksida harus stabil, harus memecah mudah. Properti ini sangat penting jika oksigen dan karbon dioksida yang akan dirilis dengan mudah pada akhir perjalanan mereka ke dalam dan keluar dari sel, paru-paru, dan insang.

Pengertian Respirasi

Pengertian Respirasi

Respirasi sel.

Respirasi sel adalah suatu proses dimana glukosa gula sederhana dioksidasi (dikombinasikan dengan oksigen) untuk membentuk senyawa kaya energi adenosin trifosfat (ATP). Glukosa diproduksi dalam sel oleh pemecahan karbohidrat yang lebih kompleks, termasuk tepung, selulosa, dan gula kompleks seperti sukrosa (tebu atau gula bit) dan fruktosa (gula buah).

ATP adalah senyawa yang digunakan oleh sel untuk melaksanakan sebagian dari fungsi biasa, seperti produksi komponen sel baru dan bahan kimia, pergerakan senyawa melalui sel dan tubuh secara keseluruhan, dan pertumbuhan.

Perubahan kimia secara keseluruhan yang terjadi pada respirasi seluler dapat diwakili oleh persamaan kimia yang cukup sederhana:

6C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + 36 ATP

Persamaan yang mengatakan bahwa enam molekul glukosa (C 6 H 12 O 6 )bereaksi dengan enam molekul oksigen (O 2) untuk membentuk enam molekul karbon dioksida (CO 2), enam molekul air (H 2 O) dan 36 molekul ATP.

Respirasi sel, bagaimanapun, banyak yang lebih rumit bahwa persamaan ini akan menyarankan. Bahkan, hampir dua lusin reaksi kimia yang terpisah yang terlibat dalam konversi keseluruhan glukosa menjadi karbon dioksida, air, dan ATP. Kedua puluhan reaksi dapat dikelompokkan dalam tiga siklus utama: glikolisis, asam sitrat (atau Krebs) siklus, dan rantai transpor elektron.

Dalam glikolisis, glukosa dipecah menjadi senyawa yang lebih sederhana dikenal sebagai piruvat. Piruvat, pada gilirannya, diubah dalam siklus asam sitrat untuk berbagai senyawa yang kaya energi, seperti ATP dan NADH (nicotinamide adenin dinukleotida). Akhirnya, semua senyawa kaya energi tersebut dikonversi dalam rantai transpor elektron ke ATP.

Respirasi anaerobik.

Seperti persamaan di atas menunjukkan, respirasi sel biasanya membutuhkan kehadiran oksigen dan, oleh karena itu, sering dikenal sebagai aerobik (atau “menggunakan oksigen”) respirasi. Bentuk lain dari respirasi adalah mungkin, salah satu yang tidak menggunakan oksigen. Itu berupa respirasi dikenal sebagai anaerobik (atau “tanpa oksigen”) respirasi.

Respirasi anaerobik dimulai, seperti halnya respirasi aerobik, dengan glikolisis. Pada langkah berikutnya, bagaimanapun, piruvat tidak lulus ke siklus asam sitrat. Sebaliknya, itu mengalami salah satu dari dua reaksi kimia lainnya. Pada bagian pertama dari reaksi ini, piruvat dikonversi menjadi etil alkohol dalam proses yang dikenal sebagai fermentasi. Fermentasi adalah reaksi kimia terkenal dimana anggur, barley, beras, dan biji-bijian lain yang digunakan untuk membuat anggur, bir, dan minuman beralkohol lainnya.

Reaksi anaerob kedua terjadi ketika sel-sel tidak dapat memperoleh oksigen dengan metode yang mereka biasanya menggunakan. Misalnya, seseorang yang latihan dengan penuh semangat mungkin tidak dapat menghirup oksigen cukup cepat untuk memenuhi kebutuhan sel nya. (Glukosa digunakan lebih cepat daripada oksigen dipasok ke sel.) Dalam hal ini, sel beralih ke respirasi anaerobik.

Mereka mengubah glukosa menjadi piruvat dan kemudian dengan bahan kimia lain yang dikenal sebagai laktat atau asam laktat (dua bentuk senyawa yang sama). Sebagai asam laktat mulai menumpuk di sel, menyebabkan iritasi mirip dengan menempatkan cuka (asam asetat) dalam luka terbuka.

Kebanyakan sel dapat beralih dari aerobik untuk respirasi anaerob bila diperlukan. Tapi mereka umumnya tidak mampu untuk terus memproduksi energi dengan proses ini untuk waktu yang lama.

Para ilmuwan percaya bahwa organisme pertama yang muncul di permukaan bumi adalah organisme anaerobik. Organisme tersebut muncul ketika atmosfer bumi mengandung sangat sedikit oksigen. Mereka harus menghasilkan energi yang mereka butuhkan, oleh karena itu, dengan mekanisme yang tidak memerlukan oksigen. Sebagai komposisi atmosfer bumi berubah untuk memasukkan lebih banyak oksigen, organisme berevolusi untuk beradaptasi dengan kondisi itu.


Tinggalkan Balasan

Alamat surel Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *