Biologi Sekolah Menengah Atas · Grades 10–12

31Respirasi Sel dan Fermentasi

Otot seorang pelari maraton membelanjakan, sepanjang tiga setengah jam, sekitar setengah mol ATP setiap menit — seperempat kilogram molekul itu, yang dibuat, dipakai dan dibuat ulang ribuan kali dari stok yang hanya cukup untuk lima detik. Setiap molekul ATP itu dibayar oleh sebutir glukosa atau asam lemak yang dibongkar, atom demi atom, dan oleh sebutir molekul oksigen yang dihirup pada awalnya dan diembuskan sebagai air pada akhirnya. Bab 4 memberi neracanya; bab ini membuka mitokondria dan mengikuti glukosa melewati tiga tahap yang mengubah energinya menjadi ATP — serta menunjukkan apa yang dilakukan sebuah sel ketika oksigennya habis.

31.1 ATP, mata uangnya

Definisi 31.1 (ATP)

ATP (adenosina trifosfat) adalah sebuah nukleotida yang membawa tiga gugus fosfat berderet. Melepaskan yang terakhir membebaskan sekitar $30\,\mathrm{kJ}$ per mol pada kondisi sel, dan setiap proses sel yang menuntut energi — kontraksi, pengangkutan, pembuatan, cahaya seekor kunang-kunang — digerakkan oleh pelepasan itu. Produknya, ADP, diisi ulang menjadi ATP oleh reaksi dalam bab ini. Sebuah sel memuat ATP sebanyak beberapa detik pemakaian dan memutarnya terus-menerus; manusia yang sedang beristirahat mendaur ulang ATP kira-kira sebanyak massa tubuhnya sendiri dalam sehari.

Proposisi 31.2 (Di mana energinya berada)

Glukosa menyimpan energi dalam ikatan karbon–hidrogennya; membebaskannya berarti memindahkan hidrogen itu, beserta elektronnya, kepada oksigen — mengoksidasi glukosanya menjadi karbon dioksida dan mereduksi oksigennya menjadi air. Bila dikerjakan dalam satu langkah, seperti dalam nyala api, energinya akan pergi sebagai bahang. Sel mengerjakannya dalam puluhan langkah kecil, masing-masing dijalankan sebuah enzim, dan menangkap sebagian energinya pada beberapa langkah: hidrogennya mula-mula dimuatkan ke molekul pengangkut — NAD tereduksi — dan baru pada akhirnya diserahkan kepada oksigen.

Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎

31.2 Tiga tahap

Proposisi 31.3 (Glikolisis)

Di dalam sitoplasma, tanpa oksigen, sebutir glukosa (enam karbon) dibelah menjadi dua molekul piruvat (masing-masing tiga karbon) oleh sepuluh langkah enzim: glikolisis. Neracanya: dua ATP terpakai untuk memulai, empat dihasilkan, jadi keuntungan bersihnya 2 ATP, dan dua NAD tereduksi yang bermuatan hidrogen. Piruvatnya masih memuat sebagian besar energi glukosanya.

Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎

Proposisi 31.4 (Mitokondria merampungkan pengoksidasiannya)

Ketika oksigen tersedia, piruvat masuk ke mitokondria, sebuah organel yang dibatasi dua membran, dan membran dalamnya berlipat menjadi krista yang mengurung cairan matriks.

Di dalam matriks, setiap piruvat dibongkar dalam sebuah siklus reaksi, yaitu siklus Krebs: ketiga karbonnya pergi sebagai tiga $\mathrm{CO_2}$ , hidrogennya dimuatkan ke pengangkut (NAD tereduksi dan sebuah pengangkut kedua), dan sedikit ATP dibuat langsung — satu per piruvat.
Di dalam membran dalam, pengangkut yang bermuatan itu menyerahkan elektronnya kepada sederet protein, yaitu rantai respirasi, yang mengoperkannya turun sampai ke oksigen, yang lalu bergabung dengan proton membentuk air. Energi yang dibebaskan sepanjang rantai itu memompa proton menyeberangi membrannya, dan kembalinya proton lewat sebuah enzim berputar menggerakkan pembuatan ATP — sekitar 26 per glukosa.

Seluruhnya untuk satu glukosa: sekitar 30 ATP (2 dari glikolisis, 2 dari siklusnya, sekitar 26 dari rantainya), enam $\mathrm{CO_2}$ dilepaskan, enam $\mathrm{O_2}$ terpakai, dan sisa $2870\,\mathrm{kJ}$ -nya menjadi bahang.

Bukti percobaan. Mitokondria terasing di dalam bejana tertutup dengan sensor oksigen tidak memakai oksigen ketika diberi glukosa, tetapi memakainya dengan cepat ketika diberi piruvat — mitokondria tak dapat mulai dari glukosa; sitoplasmalah yang harus. Menambahkan racun rantai respirasi (sianida) menghentikan pemakaiannya seketika, apa pun substratnya. Menambahkan ADP mempercepat pemakaiannya dan habisnya ADP memperlambatnya: pemakaian oksigen terkopel dengan pembuatan ATP. Dan mitokondria otot terbang seekor burung kolibri atau paha seorang pelari maraton punya krista yang berjejal beberapa kali lebih rapat daripada mitokondria jaringan yang beristirahat. ∎

Sebuah mitokondria di bawah mikroskop elektron. Membran dalamnya berlipat menjadi krista, yang membawa rantai respirasi dan enzim pembuat ATP; cairan di antaranya, yaitu matriks, menjalankan siklus Krebs.

Ketiga tahap respirasi, dan jalan pintas fermentasinya. Glikolisis di dalam sitoplasma menghasilkan dua ATP dan dua piruvat; di dalam mitokondria siklus Krebs melucutinya menjadi karbon dioksida dan memuati pengangkutnya, yang lalu dibongkar rantai respirasi ke atas oksigen sambil membuat sebagian besar ATP-nya. Tanpa oksigen, piruvat dibelokkan ke fermentasi, yang tak menghasilkan apa-apa lagi.

Contoh 31.5 (Membaca sebuah rekaman oksigen)

Mitokondria terasing di dalam bejana: oksigennya bertahan pada $8\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$ ; glukosa ditambahkan, tak terjadi apa-apa; piruvat ditambahkan, oksigennya turun $0.5\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$ per menit; ADP ditambahkan, penurunannya menajam menjadi $1.5\,\mathrm{mg}/\mathrm{L}$ per menit untuk sementara, lalu kembali ke $0.5$ ; sianida ditambahkan, penurunannya berhenti. Empat fakta dalam satu rekaman: mitokondria memerlukan piruvat, bukan glukosa; pemakaian oksigen terkopel dengan pembuatan ATP; kopelnya lewat rantai yang dihambat sianida; dan mitokondria tanpa kerja hanya berjalan santai.

Pemakaian oksigen oleh mitokondria terasing. Glukosa tak melakukan apa-apa; piruvat memulai pemakaiannya; ADP mempercepatnya sampai ADP-nya terpakai habis; sianida, yang menghambat rantai respirasi, menghentikannya.

31.3 Tanpa oksigen: fermentasi

Proposisi 31.6 (Fermentasi membentuk kembali pengangkutnya)

Glikolisis memuati dua pengangkut NAD per glukosa; dengan oksigen, mitokondria membongkar muatannya. Tanpa oksigen semua pengangkutnya akan bermuatan dalam beberapa detik dan glikolisisnya akan berhenti. Fermentasi adalah cara sitoplasma membongkarnya: piruvat itu sendiri menerima hidrogennya lalu menjadi laktat (sel otot, bakteri susu) atau, setelah kehilangan sebuah $\mathrm{CO_2}$ , menjadi etanol (ragi). Tak ada ATP tambahan yang dibuat; hasilnya adalah 2 ATP glikolisis, sekitar lima belas kali lebih sedikit daripada hasil respirasi, dan produknya — laktat atau etanol — masih memuat sebagian besar energi glukosanya.

Bukti. Diterima tanpa bukti pada tingkat ini. ∎

Hasil ATP per glukosa. Glikolisis saja, dengan fermentasi yang membentuk kembali pengangkutnya, memberi 2; siklus Krebs menambahkan 2 secara langsung; rantai respirasi, yang memerlukan oksigen, menambahkan 26 sisanya.

Contoh 31.7 (Pilihan sang otot)

Serat otot seorang pelari cepat memerlukan ATP lebih cepat daripada kemampuan mitokondria dan pasokan oksigennya membuatnya; glikolisis dengan fermentasi laktat mengantarkan ATP tiga kali lebih cepat, dengan ongkos glukosa lima belas kali lipat, dan laktatnya menumpuk sampai nyerinya menghentikan usahanya. Serat seorang pelari maraton berjalan dengan respirasi, pelan dan nyaris tanpa batas, membakar lemak selain glukosa; mitokondrianya lebih besar dan lebih banyak, kapilernya lebih rapat, dan laktatnya tetap rendah. Jenis serat pada Bab 9 adalah kedua siasat itu yang terpasang di dalam sel.

Metode 31.8 (Menyeimbangkan sebuah anggaran energi)

Ubahlah daya yang diperlukan menjadi ATP: pada sekitar $30\,\mathrm{kJ}$ per mol ATP yang dapat dipakai, $1\,\mathrm{kW}$ daya metabolik setara $2\,\mathrm{mol}$ ATP per menit.
Ubahlah ATP menjadi bahan bakar: 30 ATP per glukosa pada respirasi, 2 pada fermentasi.
Ubahlah bahan bakar menjadi oksigen: 6 $\mathrm{O_2}$ per glukosa yang direspirasikan, $24\,\mathrm{L}$ per mol gas.
Bandingkan oksigen yang diperlukan dengan yang diantarkan darah (Bab 8): kekurangannya ditutup oleh fermentasi, beserta laktatnya.

Catatan 31.9 (Cermin fotosintesis)

Fotosintesis memuatkan elektron dari air ke pengangkut dengan cahaya lalu memakainya untuk mereduksi karbon dioksida menjadi gula, sambil melepaskan oksigen; respirasi membongkar elektron dari gula ke pengangkut lalu mengoperkannya kepada oksigen, membuat air dan melepaskan karbon dioksida, serta memakai energinya untuk membuat ATP. Keduanya dijalankan organel yang dahulu sama-sama bakteri bebas (Bab 24), dengan kloroplas memasok apa yang dipakai mitokondria; bersama-sama keduanya mengubah sinar matahari menjadi mata uang setiap sel, dan oksigen atmosfer adalah saldo pembukuan keduanya.

31.4 Latihan

Latihan 31.1 ★

Apa itu ATP, dan apa yang terjadi ketika sebuah sel memakainya?

Solusi

Solusi Latihan 31.1.

Sebuah nukleotida dengan tiga fosfat berderet, yaitu mata uang energi sel. Memakainya berarti melepaskan fosfat terakhirnya, membebaskan sekitar $30\,\mathrm{kJ}$ per mol untuk menggerakkan sebuah proses, dan meninggalkan ADP untuk diisi ulang.

Latihan 31.2 ★

Sebutkan ketiga tahap respirasi, tempat berlangsungnya masing-masing, dan apa yang dihasilkan masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 31.2.

Glikolisis di sitoplasma: 2 ATP dan 2 NAD tereduksi, serta dua piruvat. Siklus Krebs di matriks mitokondria: karbon dioksida, pengangkut yang dimuati, 2 ATP. Rantai respirasi di membran dalam: pengangkutnya dibongkar ke atas oksigen, air, dan sekitar 26 ATP.

Latihan 31.3 ★

Uraikan mitokondria lalu katakan tahap mana yang berjalan di tiap-tiap ruangnya.

Solusi

Solusi Latihan 31.3.

Dua membran, dengan membran dalam yang berlipat menjadi krista, yang mengurung matriksnya. Matriks: siklus Krebs. Membran dalam: rantai respirasi dan pembuatan ATP.

Latihan 31.4 ★

Apa yang dicapai fermentasi bagi sel, dan apa yang dihasilkannya?

Solusi

Solusi Latihan 31.4.

Ia membongkar NAD tereduksi hasil glikolisis ke atas piruvat, sehingga glikolisisnya dapat berlanjut tanpa oksigen. Hasilnya: hanya 2 ATP glikolisis, ditambah laktat atau etanol dan $\mathrm{CO_2}$ .

Latihan 31.5 ★

Bandingkan hasil ATP respirasi dan fermentasi, serta produk yang tertinggal pada akhir masing-masing.

Solusi

Solusi Latihan 31.5.

Sekitar 30 ATP berbanding 2. Respirasi meninggalkan karbon dioksida dan air; fermentasi meninggalkan laktat, atau etanol dan karbon dioksida, yang masih kaya energi.

Latihan 31.6 ★★

Dari rekaman oksigen itu, apa yang ditunjukkan tiap-tiap dari keempat penambahan tersebut?

Solusi

Solusi Latihan 31.6.

Glukosa: tak berpengaruh — mitokondria tak dapat memakainya. Piruvat: pemakaian oksigen dimulai — itulah substrat mitokondrianya. ADP: pemakaiannya dipercepat — pemakaian oksigen terkopel dengan pembuatan ATP. Sianida: pemakaiannya berhenti — rantai respirasi adalah tempat oksigen dipakai.

Latihan 31.7 ★★

Mengapa mitokondria terasing tak dapat memakai glukosa, sedangkan sel utuh dapat?

Solusi

Solusi Latihan 31.7.

Glikolisis, yang mengubah glukosa menjadi piruvat, berlangsung di dalam sitoplasma; mitokondria tak punya enzimnya dan hanya memasukkan piruvat, bukan glukosa.

Latihan 31.8 ★★

Jelaskan mengapa glikolisis akan berhenti dalam beberapa detik tanpa oksigen seandainya fermentasi tidak ada.

Solusi

Solusi Latihan 31.8.

Setiap glukosa memuati dua NAD; sel hanya punya stok NAD yang kecil, dan begitu semuanya bermuatan, glikolisis tak punya pengangkut untuk menyerahkan hidrogennya lalu berhenti. Fermentasi membongkar NAD itu ke atas piruvat dan menjaga jalurnya tetap berjalan.

Latihan 31.9 ★★

Sebuah sel memerlukan 60 ATP per detik. Berapa molekul glukosa per detik yang menjadi ongkosnya lewat respirasi, dan lewat fermentasi?

Solusi

Solusi Latihan 31.9.

Respirasi: $60/30 = 2$ glukosa per detik. Fermentasi: $60/2 = 30$ glukosa per detik, lima belas kali lebih banyak.

Latihan 31.10 ★★

Sianida mematikan dalam beberapa menit. Jelaskan, dari rantai respirasinya, mengapa demikian, dan mengapa otak serta jantung yang lebih dahulu gagal.

Solusi

Solusi Latihan 31.10.

Sianida menghambat rantai respirasi, sehingga tak ada elektron yang mencapai oksigen dan sekitar 26 dari 30 ATP per glukosa hilang seketika; fermentasi tak sanggup menutup kekurangannya. Otak dan jantung memakai ATP paling cepat dan punya cadangan paling kecil, sehingga keduanya gagal dalam beberapa menit.

Latihan 31.11 ★★

Dari mana asal karbon dioksida yang kamu embuskan, tahap demi tahap? Dan air yang dibuat respirasi?

Solusi

Solusi Latihan 31.11.

Karbon dioksidanya dilepaskan di dalam matriks mitokondria, oleh siklus Krebs (dan oleh langkah yang memasukkan piruvat ke dalamnya): tak ada dalam glikolisis. Airnya dibuat pada akhir rantai respirasi, ketika elektron dan proton bergabung dengan oksigen.

Latihan 31.12 ★★★

Sebuah otot menghasilkan laktat selama lomba dan, sesudahnya, hati mengubah laktat itu kembali menjadi glukosa dengan memakai ATP dari respirasi. Jelaskan mengapa seluruh tubuh akhirnya membayar lebih daripada 30 ATP untuk glukosa yang difermentasikan otot itu.

Solusi

Solusi Latihan 31.12.

Otot itu memperoleh 2 ATP per glukosa yang difermentasikan; membangun kembali glukosa itu dari laktat berongkos sekitar 6 ATP bagi hati, yang dibayar dengan merespirasikan bahan bakar lain. Tubuh telah membelanjakan 6 untuk memperoleh 2: fermentasi meminjam energi yang harus dilunasi berbunga.

Latihan 31.13 ★★★

Ragi di udara memakai glukosa dengan pelan dan tak membuat etanol; bila tertutup rapat, ia memakainya dengan cepat dan membuat etanol. Jelaskan dengan hasilnya, lalu katakan mengapa adonan roti mengembang baik raginya berudara maupun tidak.

Solusi

Solusi Latihan 31.13.

Di udara, respirasi memberi 30 ATP per glukosa, sehingga glukosa yang diperlukan sedikit dan tak ada yang dibelokkan menjadi etanol; bila tertutup rapat, fermentasi memberi 2, sehingga glukosa yang terpakai lima belas kali lebih banyak dan etanol pun dibuat. Adonan mengembang oleh karbon dioksida, yang dihasilkan kedua jalur itu (respirasi enam per glukosa, fermentasi dua); di dalam adonan yang padat oksigennya toh cepat habis.

Latihan 31.14 ★★★

Sel lemak cokelat seorang bayi baru lahir mengandung mitokondria yang rantainya berjalan tanpa membuat ATP: aliran protonnya dihubungsingkat. Apa yang dihasilkan sel itu sebagai gantinya, dan mengapa hal itu berguna bagi bayi baru lahir?

Solusi

Solusi Latihan 31.14.

Bahang: energi rantainya, yang tak lagi ditangkap sebagai ATP, dilepaskan langsung. Bayi baru lahir cepat kehilangan panas dan belum pandai menggigil; lemak cokelat adalah pemanas bawaannya.

Latihan 31.15 ★★★

Bandingkan respirasi dan fotosintesis butir demi butir: sumber dan tujuan elektronnya, gas yang dipakai dan dilepaskan, masukan dan keluaran energinya, serta organelnya. Lalu katakan dalam satu kalimat mengapa tak satu pun dapat ada di Bumi tanpa yang lain.

Solusi

Solusi Latihan 31.15.

Elektron: fotosintesis mengambilnya dari air lalu menaruhnya di dalam gula; respirasi mengambilnya dari gula lalu memberikannya kepada oksigen. Gas: fotosintesis memakai $\mathrm{CO_2}$ dan melepaskan $\mathrm{O_2}$ ; respirasi sebaliknya. Energi: fotosintesis memasukkan cahaya dan menyimpannya di dalam gula; respirasi mengeluarkannya dari gula sebagai ATP dan bahang. Organel: kloroplas dan mitokondria. Masing-masing memakai apa yang dihasilkan yang lain: fotosintesis akan menghabiskan $\mathrm{CO_2}$ -nya dan respirasi akan menghabiskan $\mathrm{O_2}$ serta makanannya.

31.5 Soal: Setengah Mol ATP Semenit

Soal 31.1

Soal akhir pekan — energi seorang pelari diikuti dari watt sampai molekul: ATP-nya dicacah, glukosa dan oksigennya dihitung, bagian mitokondrianya diukur, dan lari cepat yang tak sanggup dibayar rantainya

Seorang pelari menahan daya metabolik $1000\,\mathrm{W}$ , dan sekitar sepertiganya ditangkap sebagai ATP, sisanya pergi sebagai bahang. Ambillah $30\,\mathrm{kJ}$ energi yang dapat dipakai per mol ATP, 30 ATP per glukosa pada respirasi dan 2 pada fermentasi, $2870\,\mathrm{kJ}$ per mol glukosa, $24\,\mathrm{L}$ per mol gas, dan glukosa $180\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ .

Bagian I — ATP-nya.

Berapa mol ATP yang dipakai pelari itu tiap menit? (Hanya sepertiga yang tertangkap sebagai ATP yang dihitung.)
Berapa massa ATP itu, pada $507\,\mathrm{g}/\mathrm{mol}$ ? Bandingkan dengan beberapa gram yang dimuat ototnya pada suatu saat.
Berapa kali tiap menit setiap molekul ATP diisi ulang, jika stok tubuhnya $50\,\mathrm{g}$ ?
Jika ATP itu dibuat oleh respirasi saja, berapa mol glukosa per menit yang akan terpakai?
Berapa liter oksigen per menit yang diperlukannya? Bandingkan dengan $\dot V\!\mathrm{O_2}$ maks sebesar $4\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ .

Bagian II — Bagian mitokondrianya.

Dari 30 ATP per glukosa, berapa yang dibuat di sitoplasma dan berapa di mitokondria? Berapa bagian ATP pelari itu yang berasal dari mitokondria?
Berapa mol $\mathrm{CO_2}$ yang diembuskannya tiap menit, dan dari tahap respirasi yang mana asalnya?
Berapa banyak dari $2870\,\mathrm{kJ}$ sebutir glukosa yang berakhir di dalam ATP? Ke mana sisanya pergi, dan apa yang dilakukan pelari itu terhadapnya?
Mitokondria ototnya punya luas membran dalam seluruhnya sekitar $1000\,\mathrm{m}^{2}$ . Mengapa rantainya memerlukan permukaan seluas itu?
Latihan melipatduakan mitokondria seratnya. Besaran mana di atas yang berubah karenanya, dan mana yang tidak?

Bagian III — Lari cepatnya. Pada lari cepat terakhir ototnya memerlukan daya $800\,\mathrm{W}$ sebagai ATP selama 30 detik, sementara respirasi, yang dibatasi oksigen yang diantarkan darah, paling banyak dapat memasok $400\,\mathrm{W}$ sebagai ATP.

Berapa mol ATP seluruhnya yang diperlukan lari cepat itu?
Berapa banyak yang dapat dipasok respirasi dalam 30 detik, dan berapa yang harus datang dari fermentasi?
Berapa mol glukosa yang dipakai bagian yang difermentasikan itu, dan berapa mol laktat yang ditinggalkannya?
Bandingkan glukosa yang terpakai per ATP pada kedua jalur itu selama lari cepatnya. Mengapa ototnya menerima pemborosan itu?
Setelah lomba, laktatnya dioksidasi atau diubah kembali menjadi glukosa. Jelaskan mengapa pemakaian oksigennya tetap tinggi selama beberapa menit setelah ia berhenti.

Bagian IV — Bahan bakar yang lain. Lemak memasok sekitar $38\,\mathrm{kJ}$ per gram dan, per gram, memerlukan sekitar 20% lebih banyak oksigen daripada glukosa untuk energi yang sama.

Jika separuh dari $1000\,\mathrm{W}$ -nya datang dari lemak, berapa massa lemak yang akan dibakarnya tiap jam?
Mengapa lemak, meskipun lebih kaya energi per gram, memberi daya lebih kecil per liter oksigen?
Asam lemak masuk ke respirasi pada siklus Krebs, melewatkan glikolisis. Jadi, tahap mana di antara ketiganya yang tak dapat dipakai lemak, dan apa akibatnya bagi lari cepat?
Mengapa otak, yang berjalan dengan glukosa saja, tetap bekerja selama lomba walaupun ototnya mengambil sebagian besar glukosa darahnya?
Nyatakan hasilnya: berapa mol ATP yang dipakai pelari itu tiap menit, berapa liter oksigen yang membayarnya, dan tahap respirasi mana yang membuat sebagian besarnya.

Solusi

Solusi Soal 31.1.

1. Sepertiga dari $1000\,\mathrm{W}$ adalah $300\,\mathrm{W}$ : $18\,\mathrm{kJ}$ per menit, yaitu $0.6\,\mathrm{mol}$ ATP per menit.

2. Sekitar $300\,\mathrm{g}$ per menit — berbanding beberapa gram yang dimuat: stoknya didaur ulang terus-menerus.

3. $50\,\mathrm{g}$ setara $0.1\,\mathrm{mol}$ : setiap molekulnya diisi ulang sekitar 6 kali semenit.

4. $0.6/30 = 0.02\,\mathrm{mol}$ glukosa per menit (sekitar $3.6\,\mathrm{g}$ ).

5. $6 \times 0.02 = 0.12\,\mathrm{mol}$ $\mathrm{O_2}$ , sekitar $2.9\,\mathrm{L}$ per menit — di bawah maksimumnya $4\,\mathrm{L}/\mathrm{min}$ , dan sesuai dengan $20\,\mathrm{kJ}$ per liter oksigen pada Bab 7: $1000\,\mathrm{W}$ itu dapat ditahan oleh respirasi.

6. 2 di sitoplasma, 28 di mitokondria: sekitar 93% ATP-nya.

7. $6 \times 0.02 = 0.12\,\mathrm{mol}$ $\mathrm{CO_2}$ per menit, semuanya dari siklus Krebs dan masuknya piruvat di matriks.

8. $30 \times 30 = 900\,\mathrm{kJ}$ dari $2870\,\mathrm{kJ}$ , sekitar sepertiganya; sisanya bahang, yang dibuangnya lewat keringat dan lewat aliran darah ke kulitnya.

9. Protein rantainya dan enzim pembuat ATP duduk di dalam membran; laju pembuatan ATP sebanding dengan luas yang memuatnya.

10. Latihan menaikkan laju respirasi dalam membuat ATP (dan bagian lemak yang dapat dibakarnya), jadi juga daya yang dapat ditahannya tanpa fermentasi; latihan tak mengubah hasil per glukosa atau oksigen per glukosanya.

11. $800 \times 30 = 24\,\mathrm{kJ}$ : $0.8\,\mathrm{mol}$ ATP.

12. Respirasi: $400 \times 30 = 12\,\mathrm{kJ}$ , yaitu $0.4\,\mathrm{mol}$ ; fermentasi harus memasok $0.4\,\mathrm{mol}$ sisanya.

13. $0.4/2 = 0.2\,\mathrm{mol}$ glukosa, yang meninggalkan $0.4\,\mathrm{mol}$ laktat.

14. Respirasi: $1/30$ glukosa per ATP; fermentasi: $1/2$ — lima belas kali lebih banyak glukosa. Ototnya menerima hal itu karena ATP diperlukan sekarang dan glikogennya ada; utangnya dilunasi kemudian.

15. Laktatnya harus dioksidasi atau dibangun kembali menjadi glukosa, dan itu berongkos ATP yang dibuat respirasi: pemakaian oksigennya tetap di atas taraf istirahat sampai utangnya lunas.

16. $500\,\mathrm{W}$ selama sejam setara $1800\,\mathrm{kJ}$ : $1800/38 \approx 47\,\mathrm{g}$ lemak.

17. Lemak lebih tereduksi — lebih kaya hidrogen — sehingga tiap gramnya memerlukan lebih banyak oksigen untuk teroksidasi penuh; per liter oksigen ia memberi energi sedikit lebih kecil daripada glukosa.

18. Glikolisis dan fermentasinya: lemak tak dapat difermentasikan, sehingga lari cepat, yang berjalan dengan fermentasi, sama sekali tak dapat memakai lemak — hanya glukosa dan glikogen.

19. Hati melepaskan glukosa dari glikogennya dan membangun kembali sebagian dari laktat, sehingga glukosa darahnya bertahan dekat $1\,\mathrm{g}/\mathrm{L}$ (Bab 32); pasokan otaknya terlindungi.

20. Sekitar $0.6\,\mathrm{mol}$ ATP per menit; sekitar $3\,\mathrm{L}$ oksigen per menit membayarnya; rantai respirasi pada membran dalam mitokondria membuat sekitar sembilan persepuluhnya.

Istilah yang didefinisikan dalam bab ini

Lihat semua 479 istilah di glosarium