Gambar di atas merupakan gambar mitokondria dengan bagian-bagian sebagai berikut.

1. Membran dalam
2. Membran luar
3. DNA mitokondria
4. Matriks
5. Krista
6. Ribosom

Reaksi metabolisme yang berlangsung pada nomor 4 (matriks) adalah dekarboksilasi oksidatif dan siklus Krebs.

• Siklus Krebs atau bisa juga disebut dengan siklus asam sitrat merupakan reaksi yang berlangsung dalam delapan tahapan. Hasil akhirnya adalah 6 NADH, 2 FADH₂, 2 ATP, dan 4 CO₂
• Dekarboksilasi oksidatif merupakan reaksi transisi yang terjadi di antara reaksi glikolisis dan siklus Krebs. Pada reaksi ini terjadi pengubahan asam piruvat, hasil reaksi glikolisis, menjadi asetil ko-A. Reaksi ini akan menghasilkan 2 asetil ko-A dan 2 NADH serta melepaskan 2 CO₂

*Glikolisis terjadi di sitosol.

*Rantai transpor elektron terjadi di krista mitokondria.

*Fotosintesis terjadi di kloroplas.

Proses dekarboksilasi oksidatif dimulai dengan lepasnya gugus karboksilat (-COO) dari asam piruvat menjadi CO₂. Kemudian, sisa dua atom C dari asam piruvat dalam bentuk CH₃COO^– akan mentransfer kelebihan elektronnya kepada molekul NAD⁺ dan membentuk NADH. Molekul dua atom karbon tersebut akan berubah menjadi asetat. Terakhir, koenzim-A akan diikatkan pada asetat membentuk asetil koenzim-A atau asetil ko-A. Jadi reaksi tersebut akan menghasilkan 2 asetil ko-A dan 2 NADH, serta melepaskan 2 CO₂. Sementara ATP tidak dihasilkan pada proses ini. Dekarboksilasi oksidatif terjadi di dalam matriks mitokondria.

sumber: tipspetani.com

Jadi jawaban yang benar untuk pertanyaan di atas adalah tidak ada.

Respirasi aerob merupakan reaksi yang melibatkan penggunaan oksigen. Reaksi aerob dapat dibagi menjadi empat tahap berikut.

1. Glikolisis, yaitu penguraian bahan organik berupa glukosa menjadi dua asam piruvat
2. Dekarboksilasi oksidatif yaitu pengubahan molekul asam piruvat (beratom 3 C) menjadi asetil ko-A (beratom 2 C).
3. Siklus Krebs, yaitu reaksi yang terjadi pada matriks mitokondria melalui delapan tahapan dan menghasilkan 6 NADH, 2 FADH₂, 2 ATP, DAN 4 CO₂.
4. Rantai transpor elektron, yaitu reaksi yang terjadi di bagian krista (membran dalam mitokondria). Pada rantai transpor elektron, NADH dan FADH₂ yang dihasilkan dalam proses sebelumnya akan membebaskan energi tinggi pada saat melepaskan elektron dan H⁺.

Jadi, hal yang ditunjuk X dan Y secara berurutan adalah asam piruvat dan reaksi dekarboksilasi oksidatif.

Pada rantai transpor elektron, NADH dan FADH₂ yang dihasilkan dalam proses sebelumnya akan membebaskan energi tinggi pada saat melepaskan elektron dan H⁺. Oksidasi satu molekul NADH akan menghasilkan tiga molekul ATP, sedangkan oksidasi satu molekul FADH₂ akan menghasilkan dua molekul ATP.

• 1 NADH = 3 ATP
• 1 FADH₂ = 2 ATP

Jika, ada

• 14 NADH = 14 x 3 = 42 ATP
• 4 FADH₂ = 4 x 2 = 8 ATP

Maka, total ATP = 42 + 8 = 50 ATP

Jadi, total ATP yang terbentuk dari NADH dan FADH₂ adalah 50 ATP.

Fermentasi asam laktat merupakan proses fermentasi anaerob yang biasanya terjadi pada beberapa bakteri gram positif dan sel otot manusia. Mekanisme fermentasi asam laktat adalah sebagai berikut.

1. Glikolisis mengubah glukosa (6C) menjadi asam piruvat (3C).
2. Asam piruvat langsung direduksi oleh NADH sehingga membentuk asam laktat (3C) dan melepaskan NAD⁺.
3. NAD⁺ masuk kembali ke glikolisis. Asam piruvat berperan sebagai akseptor elektron.

Hasil dari fermentasi asam laktat yaitu 2 asam laktat dan 2 ATP.

Glikolisis merupakan reaksi pengubahan bahan organik berupa glukosa (gula berkarbon 6) menjadi dua asam piruvat (gula berkarbon 3). Reaksi glikolisis terjadi pada sitosol, di luar mitokondria. Pada proses glikolisis, setiap 1 molekul glukosa akan menghasilkan 2 molekul asam piruvat, 2 molekul NADH (nikotinamide adenine dinucleotide H), 2 molekul ATP dan 2 molekul H₂O. Sebenarnya setiap 1 molekul glukosa akan menghasilkan 4 ATP, namun 2 molekul ATP tersebut diperlukan kembali dalam reaksi.

Jadi, hasil akhir dari proses glikolisis adalah 2 asam piruvat, 2 NADH, 2 ATP dan 2 H₂O.

Molekul asetil ko-A akan masuk krebs untuk menghasilkan ATP, NADH, FADH₂, dan CO₂. Tahapan reaksi pada siklus krebs ini adalah

1. Asetil ko-A akan berikatan dengan oksaloasetat membentuk sitrat, reaksi ini dikatalisis enzim sitrat sintase (STEP 1).
2. Sitrat akan diubah menjadi isositrat oleh enzim akonitase (STEP 2).
3. Isositrat akan diubah menjadi alfa-ketoglutarat oleh enzim isositrat dehidrogenase. Dalam reaksi ini dilepaskan molekul CO₂ dan dihasilkan NADH (STEP 3).
4. Alfa-ketoglutarat akan diubah menjadi suksinil ko-A oleh enzim alfa ketoglutarat dehidrogenase. Dalam reaksi ini akan dilepaskan CO₂ dan dihasilkan NADH (STEP 4).
5. Suksinil ko-A akan diubah menjadi suksinat oleh enzim suksinil ko-A sintetase. Pada reaksi ini akan dihasilkan GTP yang kemudian dapat berubah menjadi ATP (STEP 5).
6. Suksinat akan diubah menjadi fumarat oleh enzim suksinat dehidrogenase. Pada reaksi ini akan dihasilkan FADH₂ (STEP 6).
7. Fumarat akan diubah menjadi malat oleh enzim fumarase (STEP 7).
8. Malat akan diubah menjadi oksaloasetat oleh enzim malat dehidrogenase. Pada tahap ini juga dihasilkan NADH (STEP 8).

Jadi jawaban yang benar untuk pertanyaan di atas adalah sitrat sintase, isositrat dehidrogenase, dan ketoglutarat dehidrogenase.

Dekarboksilasi oksidatif merupakan reaksi di antara glikolisis dan siklus Krebs sehingga sering disebut dengan reaksi transisi. Reaksi transisi yaitu mengubah molekul asam piruvat (beratom 3 C) menjadi asetil ko-A (beratom 2 C). Asam piruvat bereaksi dengan NAD⁺ (nikotinamide adenine dinucleotide) dan ko-A (koenzim A) membentuk senyawa asetil ko-A. Reaksi ini terjadi di dalam matriks mitokondria dan akan menghasilkan 2 asetil ko-A dan 2 NADH serta melepaskan 2 CO₂. Berikut merupakan gambar struktur mitokondria.

sumber: commons.wikimedia.org

*Sitosol sebagai tempat glikolisis.

*Krista sebagai tempat rantai transpor elektron.

*Nukleus berfungsi mengontrol aktivitas seluler dan mengatur ekspresi gen.

*Nukleolus berfungsi untuk mensintesis rRNA dan ribosom.

Gambar di atas adalah reaksi respirasi anaerob yang disebut juga dengan fermentasi alkohol. Fermentasi alkohol ini dilakukan oleh bakteri anaerob dan ragi (Saccharomyces cerevisiae). Mekanisme respirasi anaerob ini sebagai berikut.

• Bahan baku glukosa (6C) diubah menjadi asam piruvat (3C) melalui rentetan reaksi glikolisis.
• Asam piruvat (3C) melepaskan CO₂ menjadi asetaldehida (2C).
• Aseteldehida direduksi oleh NADH menghasilkan etanol dan melepaskan NAD+.
• NAD⁺ masuk kembali ke dalam reaksi glikolisis. Sementara itu, asetaldehida berperan sebagai akseptor elektron.
• Hasil fermentasi adalah 2 etanol, 2 CO₂, dan 2 ATP.

Jadi jawaban pertanyaan di atas adalah Saccharomyces cerevisiae.

*Manusia tepatnya pada sel otot dan Lactobacillus bulgaricus melakukan fermentasi asam laktat.

*Acetobacter aceti melakukan fermentasi asam asetat.

*Aspergilus wentii berperan dalam pembuatan kecap.

sumber: commons.wikimedia.org

Gambar di atas merupakan gambar mitokondria dengan bagian-bagian sebagai berikut.

1. Membran dalam
2. Membran luar
3. DNA mitokondria
4. Matriks merupakan tempat terjadinya reaksi dekarboksilasi oksidatif dan siklus Krebs
5. Krista merupakan tempat terjadinya reaksi rantai transpor elektron
6. Ribosom berfungsi dalam pembentukan protein

Rantai transpor elektron merupakan reaksi yang terjadi pada krista (membran dalam mitokondria). Pada rantai transpor elektron, NADH dan FADH₂ yang dihasilkan dalam proses sebelumnya (glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, dan siklus Krebs) akan membebaskan energi tinggi pada saat melepaskan elektron dan H⁺.

Jadi, rantai transpor elektron berlangsung di dalam nomor 5.