Glosari: Respirasi Sel

Istilah bab ini dalam konteks

Bab 7 meneliti lima istilah yang menerangkan cara sel membebaskan tenaga yang boleh digunakan daripada makanan: respirasi sel, respirasi aerobik, respirasi anaerobik, ATP dan fermentasi. Respirasi sel ialah proses keseluruhan di mana sel memecahkan glukosa untuk membebaskan tenaga, dan istilah ini bertindak sebagai payung yang meliputi keempat-empat istilah lain sebagai kes yang lebih khusus. ATP, adenosina trifosfat, ialah mata wang tenaga segera sel, tenaga yang dibebaskan semasa respirasi tidak digunakan terus oleh sel tetapi ditangkap dahulu dalam ikatan ATP, yang kemudiannya dipecahkan di tempat lain dalam sel untuk menggerakkan proses seperti pengecutan otot, pengangkutan aktif dan sintesis protein. Pelajar kadangkala menulis bahawa respirasi 'menghasilkan tenaga', satu penyataan yang tidak tepat; penyataan yang lebih tepat pada peringkat SPM ialah respirasi membebaskan tenaga yang tersimpan dalam glukosa dan memindahkannya kepada ATP.

Respirasi aerobik ialah pemecahan glukosa dengan kehadiran oksigen, disempurnakan di dalam mitokondria, menghasilkan karbon dioksida, air dan hasil ATP yang banyak, persamaan glukosa tambah oksigen menghasilkan karbon dioksida, air dan tenaga meringkaskan proses keseluruhan, walaupun laluan penuhnya berlaku melalui beberapa peringkat berkait. Respirasi anaerobik sebaliknya ialah pemecahan glukosa tanpa oksigen, dan ia menghasilkan ATP jauh lebih sedikit bagi setiap molekul glukosa kerana glukosa hanya dipecahkan sebahagian. Dalam sel otot haiwan semasa senaman kuat, respirasi anaerobik menukar glukosa kepada asid laktik, satu pengumpulan yang dikaitkan dengan keletihan otot dan kekejangan yang dialami semasa aktiviti sengit. Dalam yis dan sesetengah sel tumbuhan, respirasi anaerobik sebaliknya menghasilkan etanol (alkohol) dan karbon dioksida, satu laluan yang lebih khusus dipanggil fermentasi.

Fermentasi wajar diberi perhatian tersendiri kerana ia bukan sekadar sinonim kepada respirasi anaerobik secara umum; ia ialah jenis respirasi anaerobik khusus yang dijalankan oleh yis dan sesetengah mikroorganisma, berguna dari segi industri kerana karbon dioksida yang dibebaskan menyebabkan doh roti naik dan etanol yang dihasilkan menjadi asas fermentasi alkohol yang digunakan dalam penapaian. Satu kesilapan peperiksaan yang kerap ialah menyatakan fermentasi dan pembentukan asid laktik sebagai 'proses sama dalam organisma berbeza', sedangkan sebenarnya kedua-duanya laluan anaerobik berbeza dengan hasil akhir berlainan, etanol tambah karbon dioksida dalam fermentasi, asid laktik sahaja dalam otot haiwan, dan penguji mengharapkan hasil akhir yang betul dinamakan bagi organisma yang betul.

Membandingkan respirasi aerobik dan anaerobik sebelah-menyebelah, dari segi keperluan oksigen, hasil akhir dan hasil ATP relatif, ialah salah satu soalan bergaya jadual yang paling kerap dibina daripada bab ini, dan ia berkait terus dengan bab sistem respirasi, di mana permintaan oksigen yang dicipta oleh respirasi aerobik menerangkan sebab paru-paru, insang atau trakea pelbagai organisma tersusun sedemikian. Kerana respirasi aerobik menghasilkan ATP jauh lebih banyak bagi setiap molekul glukosa berbanding mana-mana laluan anaerobik, organisma atau tisu sentiasa memilih laluan aerobik apabila oksigen tersedia, beralih kepada laluan anaerobik hanya sebagai langkah jangka pendek apabila bekalan oksigen tidak dapat menampung permintaan.

Satu tugasan Kertas 3 yang kerap dalam bab ini meminta calon merancang eksperimen mengukur pembebasan karbon dioksida atau penggunaan oksigen dalam biji benih berkecambah atau dalam yis, dengan persoalan yang mendasarinya menguji sama ada respirasi itu aerobik, anaerobik, atau gabungan kedua-duanya di bawah keadaan yang dinyatakan. Markah penuh biasanya memerlukan penyataan pemboleh ubah dimalarkan yang betul seperti suhu atau jisim bahan biologi yang digunakan, bersama penyataan jelas gas mana yang diukur dan sebab penghasilan atau penggunaannya menunjukkan satu laluan respirasi dan bukan yang lain. Satu kesilapan biasa ialah menerangkan air kapur menjadi keruh sebagai bukti 'respirasi' secara umum, sedangkan jawapan yang lebih tepat dan bermarkah menamakan karbon dioksida secara khusus sebagai gas yang bertanggungjawab dan mengaitkannya semula kepada jenis respirasi yang disiasat.