4. Apabila dalam siklus Krebs dihasilkan 8NADH, dan 2 molekul FADH,, berapakah jumlah ATP yang akan dihasilkan pada tahap transpor elektron? 

Ketika kita menghirup udara, yang kita terima dan masuk ke dalam tubuh adalah oksigen. Tapi kenapa ketika kita menghembuskan nafas yang keluar itu malah karbon dioksida? Ternyata yang membuat ini terjadi adalah metabolisme yang ada di dalam tubuh kita. Metabolisme adalah rangkaian reaksi kimia yang terjadi di dalam sel makhluk hidup. Metabolisme itu ada dua, yaitu katabolisme dan anabolisme. Katabolisme berfungsi mengubah senyawa kompleks menjadi senyawa sederhana. Sedangkan anabolisme mengubah senyawa sederhana menjadi kompleks. Pada saat kita bernafas sebenarnya yang dilakukan sel tubuh adalah menguraikan senyawa makanan yang kita makan dan direaksikan dengan oksigen, sehingga masuk ke dalam katabolisme. Katabolisme yang membutuhkan oksigen disebut respirasi aerob. Transpor elektron yang ditanyakan pada soal adalah proses respirasi aerob, oleh karena itu kita akan membahas konsep tentang respirasi aerob.

Identifikasi Konsep

Seperti yang sudah teman-teman ketahui, semua makhluk hidup melakukan metabolisme. Tujuan metabolisme adalah menghasilkan energi kimia berupa ATP untuk kelangsungan hidup.

Salah satu jenis metabolisme adalah katabolisme, yaitu mengurai senyawa kompleks menjadi sederhana. Ketika katabolisme melibatkan oksigen maka reaksinya kita sebut sebagai respirasi aerob sedangkan reaksi yang tidak melibatkan oksigen disebut respirasi anaerob. Tempat terjadinya reaksi ini adalah di sel. Pada respirasi aerob melibatkan sitoplasma dan mitokondria. Keberadaan sitoplasma dan mitokondria pada sel ditunjukkan pada gambar di bawah.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-3185/ModuleId-2/QuestionCode-21GERA85WFI/SEL HEWAN.png" />

Pada gambar di atas terlihat sel dengan organel-organelnya jika dilihat dengan mikroskop. Terlihat sitoplasma yaitu berisi cairan yang berada di sekitar organel-organel serta organel mitokondria yang memiliki dua lapis membran. Tahapan lengkap reaksi respirasi aerob ditunjukkan gambar di bawah

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-3185/ModuleId-2/QuestionCode-21GERA85WFI/RESPIRASI AEROB.png" />

Pada gambar di atas terlihat senyawa yang masuk pertama kali pada respirasi aerob adalah glukosa. Glukosa merupakan senyawa dengan atom karbon berjumlah enam bentuk sederhana dari karbohidrat yang sering kita makan. Glukosa mengalami pemecahan menjadi dua molekul asam piruvat disebut sebagai glikolisis. Glikolisis terjadi di sitoplasma. Selanjutnya asam piruvat masuk ke tahap berikutnya disebut dekarboksilasi oksidatif menjadi asetil ko-A yang terjadi di matriks mitokondria. Asetil ko-A merupakan senyawa dengan dua atom karbon, kemudian masuk ke tahap berikutnya yaitu siklus krebs. Senyawa NADH dan FADH terus berlanjut masuk ke tahapan berikutnya yaitu transpor elektron yang terjadi di membran dalam mitokondria menghasilkan air dan ATP.

Tahapan detail transport elektron ditunjukkan gambar di bawah 

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-3185/ModuleId-2/QuestionCode-21GERALKGSL/TRANSPOR ELEKTRON.png" />

Pada gambar di atas terlihat struktur membran dalam mitokondria terdiri atas fosfolipid bilayer dan protein. Tahapan ini akan mengurai NADH dan FADH untuk diambil elektronnya. Elektron mengalami pergerakan karena menyimpan energi untuk bergerak di sepanjang membran dalam mitokondria. Elektron yang sudah kehabisan energi diterima oleh oksigen dan ion hidrogen menjadi senyawa air. Setiap elektron bergerak melewati antar protein, menyebabkan ion hidrogen berpindah dari ruang matriks ke ruang antar membran. Jika hal ini terjadi terus-menerus menyebabkan ion hidrogen terlalu banyak di ruang antar membran. Untuk mengembalikan keseimbangan jumlah ion hidrogen di kedua ruangan, maka ion hidrogen harus pindah namun hanya bisa melewati 1 protein yaitu enzim ATP-ase, menyebabkan terbentuknya ATP. 

Ilustrasi perbedaan konsentrasi ion hidrogen dan pembentukan ATP ditunjukkan oleh gambar di bawah.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-12/ChapId-115/LessonId-3185/ModuleId-2/QuestionCode-21GERALKGSL/TRANSPOR ELEKTRON 2.png" />

Berarti transpor elektron yang terjadi secara tidak langsung dapat menghasilkan ATP. Elektron dari satu molekul NADH akan menghasilkan sebanyak 3 ATP, sedangkan elektron dari satu molekul FADH akan menghasilkan sebanyak 2 ATP.

Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi

Jadi, berdasarkan penjelasan di atas jika dari tahap sebelumnya yaitu siklus krebs menghasilkan 8 NADH dan 2 FADH maka akan menghasilkan ATP sejumlah (8x3) ATP dari NADH yaitu 24 ATP ditambah (2x2) ATP dari FADH yaitu 4 ATP. Jumlahnya adalah 28 ATP.