Respirasi aerobik

Di mana ia berlaku

Respirasi aerobik berlaku terutamanya dalam mitokondria sel, sebab itu sel aktif seperti sel otot dan hati mempunyai banyak mitokondria.

Proses ini bermula dalam sitoplasma, tempat glukosa mula-mula dipecahkan kepada dua molekul tiga karbon yang lebih kecil dalam peringkat yang dipanggil glikolisis. Molekul itu kemudian memasuki mitokondria, tempat peringkat yang memerlukan oksigen berlaku.

Membran dalam mitokondria dilipat menjadi krista, yang meningkatkan luas permukaan untuk enzim yang menjalankan tindak balas pembebasan tenaga yang terakhir. Setiap sel hidup yang mempunyai mitokondria, dalam tumbuhan mahupun haiwan, berespirasi secara aerobik apabila oksigen tersedia.

Bahan masuk dan hasil

• Bahan masuk: glukosa, dihantar oleh darah dalam haiwan atau dihasilkan oleh fotosintesis dalam tumbuhan.
• Bahan masuk: oksigen, diambil melalui pertukaran gas dan dibawa ke sel.
• Bahan masuk: enzim dalam sitoplasma dan mitokondria, yang tidak habis digunakan.
• Hasil: karbon dioksida, gas sisa yang dikeluarkan di permukaan pertukaran gas.
• Hasil: air, yang boleh digunakan atau dikumuhkan oleh sel.
• Hasil: tenaga, dipindahkan ke ATP, dengan sebahagian dibebaskan sebagai haba.
• Persamaan seimbang: C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + tenaga.

Langkah-langkahnya

1. Glukosa daripada makanan dihantar ke sel dan dibawa merentasi membran sel.
2. Oksigen daripada pernafasan sampai ke sel melalui darah dan meresap ke dalam sitoplasma dan seterusnya ke mitokondria.
3. Dalam sitoplasma, glukosa dipecahkan kepada dua molekul tiga karbon semasa glikolisis, membebaskan sedikit ATP.
4. Molekul tiga karbon memasuki mitokondria dan dipecahkan lagi, membebaskan karbon dioksida.
5. Hidrogen yang disingkirkan daripada serpihan glukosa dihantar melalui pembawa pada krista dan akhirnya digabungkan dengan oksigen untuk membentuk air.
6. Tenaga yang banyak dibebaskan pada peringkat ini dipindahkan ke ATP untuk kegunaan sel.
7. Karbon dioksida dan air dihasilkan sebagai sisa dan dikeluarkan daripada sel.

Mengapa ia penting dan bagaimana ia dikawal

Respirasi aerobik membekalkan kebanyakan tenaga yang diperlukan sel hidup untuk pergerakan, pertumbuhan, pengangkutan aktif dan mengekalkan kepanasan. Ia membebaskan jauh lebih banyak tenaga setiap glukosa berbanding respirasi anaerobik.

Kadar respirasi aerobik sepadan dengan keperluan ATP sel. Semasa senaman, sel otot menggunakan ATP lebih cepat, jadi respirasi menjadi lebih laju; ini meningkatkan keperluan oksigen dan glukosa serta pengeluaran karbon dioksida.

Peningkatan karbon dioksida dalam darah dikesan oleh otak, yang meningkatkan kadar pernafasan dan kadar denyutan jantung supaya lebih banyak oksigen dihantar dan karbon dioksida tambahan disingkirkan. Suhu juga mempengaruhi kadar, kerana setiap peringkat dimangkinkan oleh enzim, jadi respirasi lebih perlahan dalam keadaan sejuk dan terhenti jika enzim ternyahasli.

Tenaga yang dibebaskan tidak semuanya menjadi ATP. Sebahagian besar dibebaskan sebagai haba, yang dalam mamalia dan burung mengekalkan suhu badan yang tetap.

Inilah sebabnya eksperimen respirasi menggunakan biji benih bercambah dalam kelalang vakum menunjukkan kenaikan suhu.

Bagaimana ia diperiksa

Anda mungkin diminta persamaan perkataan, membandingkan respirasi aerobik dan anaerobik, atau menerangkan keputusan eksperimen respirasi seperti yang menunjukkan pembebasan karbon dioksida.

Soalan berasaskan amali menggunakan biji benih bercambah atau haiwan kecil dalam kelalang berisi air kapur atau penunjuk bikarbonat untuk menunjukkan penghasilan karbon dioksida, atau kelalang termos dengan termometer untuk menunjukkan pembebasan haba. Anda mesti dapat mengenal pasti kawalan (biji benih yang direbus), menerangkan sebab biji benih dibilas dengan pembasmi kuman, dan menyatakan perubahan penunjuk yang dijangka.

Jadual perbandingan yang meminta tapak, keperluan oksigen, hasil dan jumlah tenaga yang dibebaskan kerap muncul dalam soalan berstruktur.

Salah faham biasa

Contoh soalan bergaya peperiksaan

Soalan. Seorang murid menyediakan dua kelalang vakum. Kelalang P mengandungi biji kacang hijau yang bercambah; kelalang Q mengandungi biji benih berjisim sama yang telah direbus dan disejukkan.

Kedua-dua set biji benih dibilas dengan pembasmi kuman, dan termometer dipasang menembusi penyumbat kapas setiap kelalang. Selepas dua hari, suhu dalam kelalang P meningkat manakala suhu dalam kelalang Q tidak berubah.

(a) Terangkan kenaikan suhu dalam kelalang P. (b) Nyatakan tujuan kelalang Q.

(c) Terangkan sebab biji benih dibilas dengan pembasmi kuman.

Jawapan model. (a) Biji benih yang bercambah hidup dan menjalankan respirasi aerobik, memecahkan glukosa menggunakan oksigen. Tenaga yang dibebaskan dipindahkan ke ATP, tetapi sebahagiannya hilang sebagai haba, yang memanaskan udara di dalam kelalang bertebat.

(b) Kelalang Q ialah kawalan: perebusan membunuh biji benih dan menyahaslikan enzimnya, jadi tiada respirasi berlaku dan sebarang perubahan suhu tidak boleh disebabkan oleh biji benih itu sendiri. (c) Pembasmi kuman membunuh mikroorganisma pada kulit biji benih, supaya haba yang dihasilkan datang daripada respirasi biji benih dan bukan daripada bakteria atau kulat.

Sumber:SRC-DSKP-EN

Soalan lazim