1.Respirasi Aerobik & Anaerobik
Respirasi sel membebaskan tenaga daripada glukosa melalui dua kaedah.
- Respirasi aerobik — memerlukan oksigen, berlaku dalam mitokondria, dan menghasilkan karbon dioksida, air serta banyak tenaga.
- Respirasi anaerobik — tidak memerlukan oksigen dan menghasilkan tenaga yang jauh lebih sedikit; pada manusia menghasilkan asid laktik (kekejangan otot), dan pada yis menghasilkan etanol dan karbon dioksida (fermentasi).
2.Persamaan Respirasi & Hutang Oksigen
Respirasi sel ialah proses pengoksidaan bahan makanan, terutamanya glukosa, di dalam sel untuk membebaskan tenaga yang disimpan dalam bentuk ATP.
- Glikolisis — peringkat pertama bagi semua jenis respirasi; berlaku dalam sitoplasma, memecahkan glukosa kepada asid piruvik dan menghasilkan sedikit ATP.
- Respirasi aerobik — jika oksigen mencukupi, asid piruvik memasuki mitokondria dan dioksidakan sepenuhnya kepada CO₂ dan air, membebaskan tenaga yang banyak (2898 kJ bagi setiap mol glukosa).
- Fermentasi asid laktik — dalam sel otot yang kekurangan oksigen, asid piruvik ditukar kepada asid laktik; hanya 150 kJ dibebaskan kerana glukosa tidak dioksidakan sepenuhnya.
- Fermentasi alkohol — yis dan sesetengah tumbuhan menghasilkan etanol dan CO₂, membebaskan 210 kJ.
Hutang oksigen ialah isi padu oksigen yang diperlukan selepas senaman cergas untuk menyingkirkan asid laktik yang terkumpul. Semasa pemulihan, individu terus bernafas dengan laju dan dalam. Asid laktik diangkut ke hati, lalu sebahagiannya dioksidakan kepada CO₂ dan air, dan selebihnya ditukar kepada glukosa dan glikogen.
Aplikasi fermentasi termasuk membuat roti (CO₂ menaikkan doh), tapai dan minuman beralkohol oleh yis, serta yogurt dan keju oleh bakteria asid laktik.
3.Contoh & Kesilapan Lazim: Respirasi Sel
- Respirasi bukan pernafasan — respirasi sel ialah proses kimia dalam sel; pernafasan ialah pergerakan udara masuk dan keluar paru-paru.
- Fermentasi dalam otot tidak menghasilkan CO₂ — hanya asid laktik. CO₂ dihasilkan dalam fermentasi yis.
- Tenaga tidak dicipta — tenaga kimia dalam glukosa dibebaskan dan disimpan dalam ATP.
- Tempat berlaku — glikolisis dalam sitoplasma; peringkat aerobik seterusnya dalam mitokondria.
Contoh 1Berapa kali ganda lebih banyak tenaga dibebaskan oleh respirasi aerobik berbanding fermentasi asid laktik bagi satu mol glukosa? Terangkan perbezaan ini.Lihat jalan kerjaTutup
2898 kJ ÷ 150 kJ ≈ 19.3 kali ganda. Dalam respirasi aerobik, glukosa dioksidakan sepenuhnya kepada CO₂ dan air, maka semua tenaga kimia yang boleh diperoleh dibebaskan. Dalam fermentasi, glukosa dioksidakan secara tidak lengkap; banyak tenaga masih tersimpan dalam molekul asid laktik.
Contoh 2Larutan glukosa yang telah dididihkan dan disejukkan dicampur dengan yis, ditutup dengan lapisan minyak, dan salur penghantar disambung ke tabung berisi air kapur. Ramalkan pemerhatian dan terangkan tujuan lapisan minyak serta set kawalan.Lihat jalan kerjaTutup
Air kapur menjadi keruh kerana yis menjalankan fermentasi dan membebaskan CO₂. Campuran juga menjadi hangat dan berbau alkohol (etanol). Larutan glukosa dididihkan untuk menyingkirkan oksigen terlarut, dan lapisan minyak menghalang oksigen dari udara melarut semula, supaya keadaan anaerobik dikekalkan. Set kawalan menggunakan yis yang telah dididihkan (enzim ternyahasli), dan air kapur kekal jernih; ini membuktikan CO₂ dihasilkan oleh yis hidup.