Reaksi kimia yang disebut respirasi sangat penting untuk pertumbuhan, perbaikan, dan kelangsungan hidup semua makhluk hidup. Respirasi terjadi di sel tumbuhan, hewan dan manusia, terutama di dalam mitokondria, yang terletak di sitoplasma sel. Energi yang dilepaskan selama respirasi digunakan oleh tumbuhan untuk membuat asam amino, dan oleh hewan dan manusia untuk mengontraksikan otot mereka agar dapat bergerak. Jangan bingung antara pernapasan dengan pernapasan. Respirasi melepaskan energi, sedangkan bernapas adalah aliran udara masuk dan keluar dari paru-paru kita.
Pabrik Energi Seluler
Sebagian besar pekerjaan di balik respirasi terjadi di mitokondria sel. Molekul kaya energi adenosin trifosfat (ATP) dibuat di mitokondria menggunakan energi dari matahari (untuk tumbuhan) atau makanan (untuk hewan dan manusia). Semua sel hidup memiliki mitokondria, beberapa lebih dari yang lain. Sel lemak memiliki banyak mitokondria karena menyimpan energi dalam jumlah besar. Sel otot juga memiliki banyak mitokondria karena harus bereaksi cepat untuk melepaskan energi saat tubuh membutuhkannya.
Fotosintesis dan Respirasi
Respirasi pada tumbuhan terjadi bersamaan dengan reaksi kimia lainnya, fotosintesis. Tumbuhan adalah autotrof, artinya mereka membuat makanan sendiri menggunakan karbon dioksida, air, dan energi dari matahari. Selama fotosintesis, tanaman mengambil karbon dioksida dari udara dan air dari lingkungannya melalui lubang kecil di daun, bunga, batang, akar, dan cabangnya. Energi dari matahari menyebabkan reaksi kimia di mitokondria yang memecah karbon dioksida dan molekul air dan menggabungkannya kembali untuk membuat gula (glukosa) dan gas oksigen. Respirasi membutuhkan glukosa sebagai titik awal. Ini menggunakan glukosa yang dibuat oleh fotosintesis dan mengambil oksigen dari udara untuk melepaskan energi.
Aerobik vs. Respirasi Anaerob
Respirasi aerobik terjadi sepanjang waktu di dalam semua makhluk hidup. Jenis respirasi ini menggunakan oksigen dan glukosa untuk menghasilkan karbon dioksida dan air sebagai produk limbah dan melepaskan sejumlah besar energi. Tumbuhan menyimpan glukosa sebagai pati, tetapi manusia dan hewan menyimpannya sebagai glikogen, yang diubah kembali menjadi glukosa untuk digunakan selama latihan ketika sel otot bernafas lebih banyak daripada saat istirahat.
Selama latihan intensitas tinggi, manusia dan hewan mengandalkan respirasi anaerobik untuk mendapatkan sejumlah kecil energi untuk menggerakkan otot. Seperti respirasi aerobik, respirasi anaerobik terjadi di dalam sel, tetapi glukosa tidak sepenuhnya terurai. Produk limbahnya adalah asam laktat, bukan karbon dioksida dan air. Darah yang mengalir melalui otot menghilangkan asam laktat. Beberapa sel tumbuhan dan mikroorganisme juga menggunakan respirasi anaerobik. Misalnya, pembuatan bir dan pembuatan roti menggunakan respirasi anaerobik dalam ragi. Sel-sel mengambil glukosa dan menghasilkan etanol (alkohol) dan karbon dioksida. Kebanyakan respirasi aerobik terjadi di mitokondria, tetapi respirasi anaerobik terjadi di bagian cairan sitoplasma.