comment this page



Fisiologi Tumbuhan

BAB I
PENDAHULUAN


1.1. Latar Belakang Masalah
Salah satu cabang ilmu biologi adalah fisologi yang terbagi menjadi fisologi hewan dan fisiologi tumbuhan. Fisiologi tumbuhan sendiri adalah cabang disiplin ilmu biologi yang mempelajari tentang aktivitas hidup yang dilakukan oleh tumbuhan (sel, jaringan, organ, sistem organ) dan tentang apa yang terjadi pada tumbuhan tersebut dalam pemeliharaan, pengaturan dan pelestarian kehidupannya juga mempelajari tentang respon tumbuhan terhadap perubahan lingkungan serta pertumbuhan dan perkembangannya akibat adanya respon tersebut. Dengan kata lain fisiologi mempelajari proses hidup yang terjadi pada mahluk hidup dalam kaitannya dengan fisika, kimia, maupun matematika.
Fisiologi tumbuhan merupakan ilmu yang berhubungan dengan proses, fungsi, dan respon tumbuhan terhadap perubahan lingkungan, serta pertumbuhan dan perkembangan akibat adanya respon tersebut.
Maksud dari proses dalam pengertian di atas adalah urutan kejadian-kejadian alamiah yang kontinyu. Contoh proses yang terjadi didalam tubuh tumbuhan hidup yaitu fotosintesis, respirasi, absorpsi ion, translokasi enzim, pembungaan, pembentukan biji, dll.
Maksud FUNGSI dalam pengertian di atas adalah aktivitas alamiah dari sebuah benda, apakah termasuk senyawa kimia, sel, jaringan organ, dll.
Maksud RESPON dalam pengertian di atas adalah kegiatan tumbuhan yang diakibatkan adanya proses dan fungsi yang berlangsung di dalam tubuh tumbuhan hidup dan dipengaruhi oleh faktor lingkungan sekitar misalnya difusi dan osmosis.

1.2. Tujuan
• Untuk mengetahui manfaat fisiologi tumbuhan
• Untuk megetahui struktur dan fungsi sel tumbuhan
• Untuk mengetahui hubungan air dan tumbuhan
• Untuk memahami pengertian difusi dan osmosis

1.3. Batasan Masalah
Yang menjadi batasan masalah pada makalah kami ini antara lain adalah peran fisiologi tumbuhan, struktur dan fungsi sel, hubungan tumbuhan dan air serta pengertian difusi dan osmosis.


BAB II
ISI


2.1. Peran Fisiologi Tumbuhan
Fisiologi tumbuhan merupakan salah satu cabang biologi yang mempelajari tentang proses metabolisme yang terjadi dalam tubuh tumbuhan yang menyebabkan tumbuhan tersebut dapat hidup. Dengan mempelajari fisiologi tumbuhan, kita akan dapat lebih memahami bagaimana sinar matahari dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk menghasikan karbohidrat dari bahan baku anorganik berupa air dan karbondioksida, mengapa tumbuhan membutuhkan banyak air, bagaimana biji berkecambah, mangapa tumbuhan layu jika kekeringan dan berbagai macam gejala lainnya yang ditampakkan oleh tumbuhan.
Pada dasarnya gejala-gejala yang ditampakkan oleh tumbuhan dapat di jelaskan berdasarkan prinsip kimia dan fisika. Beberapa proses metabolisme telah dapat dijelaskan secara rinci tentang prinsip prinsip kimia dan fisika yang terlibat, dimana penjelasan ini telah dapat diterima oleh para ahli fisiologi tumbuhan. dengan meyakini bahwa bahwa setiap proses metabolisme pada tumbuhan dapat dijelaskan secara kimia dan fisika, maka jelas bahwa pengetahuan dasar tentang prinsip prinsip kimia dan fisika merupakan bekal utama untuk mengkaji secara mendalam setiap fenomena fisiologi tumbuhan.
Organisme yang menjadi sasaran dalam kajian fisiologi tumbuhan meliputi semua jenis tumbuhan, dari tumbuhan satu sel seperti halnya bakteri hingga pada tumbuhan tingkat tinggi. bila dikaitkan dengan 5 kelompok organisme berdasarkan klasifikasi yang baku, maka fisiologi tumbuhan mengkaji tentang metabolisme pada organisme yang tergolong monera, sebagian protista (yakni beberapa jenis ganggang dan lumut), fungi (jamur), dan plantae. walaupun demikian pada kenyataannya yang menjadi sasaran utama ahli fisiologi tumbuhan adalah organisme dari kelompok plantae, terutama ganggang hijau, tumbuhan berdaun jarum, monokotil dan dikotil.

Peranan tumbuhan di dalam kehidupan manusia
Ilmu fisilogi penting peranannya dalam kehidupan sehari-hari terutama bagi mereka yang bergelut di dunia tanaman. Dengan mempelajari fisiologi tanaman, maka permasalahan tentang pertumbuhan dan perkembangan tanaman itu sendiri dapat diatasi. Pertumbuhan adalah suatu proses pertambahan dalam bentuk ukuran dengan menghilangkan konsep yang menyangkut perubahan kualitas sedangkan perkembangan adalah suatu proses pertumbuhan teratur dan berkembang menuju suatu keadaan yang lebih tinggi, teratur dan kompleks
Sebagai contoh adalah tanman kacang hijau, tanaman ini adalah tanaman pangan yang penting namun dalam penanamannya sering mendapat kendala baik dari tumbuhan itu sendiri maupun dari faktor lingkungannya.
Didalam urut-urutan kehidupan penghuni bumi ini, tumbuhan merupakan pelopor yang menyediakan makanan dan perlindungan kepada hewan dan manusia. Dengan tiada tumbuhan baik hewan maupun manusia tidak dapat mempertahankan hidupnya.
Lama sebelum makluk-makhluk yang berupa hewan dan manusia muncul di panggung dunia ini, tumbuhan telah giat mengadakan fotosintesis, yaitu mengubah energy yang diperolehnya dari sinar matahari serta dijadikannya energy kimia untuk ditimbulkan sebagai energy kerja pada peristia pernapasan. Hasil asimilasi zat karbon yang tidak atau belum digunakan hewan dan manusia tidak musnah, akan tetapi tesimpan sebagai tabungan energy yang berupa batubara yang hingga sekarang dan masih berates-ratus tahun lagi akan mencukupi kebutuhan umat manusia. Meskipun manusia pada dewasa ini telah mendapatkan sumber-sumber energy lain seperti energy dari air terjun, energy dari pemecahan atom, energy yang langsung diperoleh dari sinar matahari, namun batu bara dan minyak tanah yang secara langsung dapat juga dipandang sebagai hasi asimilasi tetap sebagai sumber energy yang maha penting.
Pengetahuan tentang pri kehidupan tumbuhan tidak saja mengasyikan para penyelam alam, akan tetapi juga memberikan manfaat besar kepada pertanian, perkebunan dan perhutanan. Usaha untuk menambah hasil bumi perlu disertai pengetahuan tentang fisiologi tumbuhan. Pengolahan tanah, penuaian hasil, penyimpanan bibit dan lainnya, ini semua memerlukan pengetahuan teorotis dan praktis.
Peran Tumbuhan-Tanaman Lainnya:
  • Sumber pangan = Gandum, semangka, dll.
  • Sandang = Pakaian
  • Papan = kayu untuk membuat bangunan
  • Obat dan kosmetik
  • Bahan industri = getah pohon karet dibuat ban.
  • Keindahan dan Rekreasi

2.2. Struktur dan Fungsi Sel
Sel merupakan kesatuan dasar sruktural dan fungsional makhluk hidup. Sebagai kesatuan struktural berarti makhluk hidup terdiri atas sel-sel. Makhluk hidup yang terdiri atas satu sel disebut makhluk hidup bersel tunggal (uniseluler = monoseluler) dan makhluk hidup yang terdiri dari banyak sel disebut makhluk hidup multiseluler.
Sel sebagai unit fungsional berarti seluruh fungsi kehidupan/aktivitas kehidupan (proses metabolisme, reproduksi, iritabilitas, digestivus, ekskresi dan lainnya) pada makhluk hidup bersel tunggal dan bersel banyak berlangsung di dalam tubuh yang dilakukan oleh sel.
Teori-teori tentang sel
  • Robert Hooke (Inggris, 1665) meneliti sayatan gabus di bawah mikroskop. Hasil pengamatannya ditemukan rongga-rongga yang disebut sel.
  • Hanstein (1880) menyatakan bahwa sel tidak hanya berarti cytos (tempat yang berongga), tetapi juga berarti cella (kantong yang berisi).
  • Felix Durjadin (Prancis, 1835) meneliti beberapa jenis sel hidup dan menemukan isi dalam, rongga sel tersebut yang penyusunnya disebut “Sarcode”.
  • Johanes Purkinje (1787-1869) mengadakan perubahan nama Sarcode menjadi Protoplasma.
  • Matthias Schleiden (ahli botani) dan Theodore Schwann (ahli zoologi) tahun 1838 menemukan adanya kesamaan yang terdapat pada struktur jaringan tumbuhan dan hewan. Mereka mengajukan konsep bahwa makhluk hidup terdiri atas sel . konsep yang diajukan tersebut menunjukkan bahwa sel merupakan satuan structural makhluk hidup.
  • Robert Brown (Scotlandia, 1831) menemukan benda kecil yang melayang-layang pada protoplasma yaitu inti (nucleus).
  • Max Shultze (1825-1874) ahli anatomi menyatakan sel merupakan kesatuan fungsional makhluk hidup.
  • Rudolf Virchow (1858) menyatakan bahwa setiap cel berasal dari cel sebelumnya (omnis celulla ex celulla).

Macam Sel Berdasarkan Keadaan Inti
  1. sel prokariot, sel yang intinya tidak memiliki membran, materi inti tersebar dalam sitoplasma (sel yang memiliki satu system membrane).Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bakteri dan alga biru.
  2. sel eukariot, sel yang intinya memiliki membran. Materi inti dibatasi oleh satu system membran terpisah dari sitoplasma. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidup kecuali bakteri dan alga biru.

Struktur Sel Tumbuhan
a Dinding sel
Dinding sel hanya terdapat pada sel tumbuhan. Dinding sel terdiri daripada selulosa yang kuat yang dapat memberikan sokongan, perlindungan, dan untuk mengekalkan bentuk sel. Terdapat liang pada dinding sel untuk membenarkan pertukaran bahan di luar dengan bahan di dalam sel.
Dinding sel juga berfungsi untuk menyokong tumbuhan yang tidak berkayu. Dinding sel terdiri dari Selulosa (sebagian besar), hemiselulosa, pektin, lignin, kitin, garam karbonat dan silikat dari Ca dan Mg.
b. Membran Plasma
Membran sel merupakan lapisan yang melindungi inti sel dan sitoplasma. Membran sel membungkus organel-organel dalam sel. Membran sel juga merupakan alat transportasi bagi sel yaitu tempat masuk dan keluarnya zat-zat yang dibutuhkan dan tidak dibutuhkan oleh sel. Struktur membran ialah dua lapis lipid (lipid bilayer) dan memiliki permeabilitas tertentu sehingga tidak semua molekul dapat melalui membran sel.
Struktur membran sel yaitu model mozaik fluida yang dikemukakan oleh Singer dan Nicholson pada tahun 1972. Pada teori mozaik fluida membran merupakan 2 lapisan lemak dalam bentuk fluida dengan molekul lipid yang dapat berpindah secara lateral di sepanjang lapisan membran. Protein membran tersusun secara tidak beraturan yang menembus lapisan lemak. Jadi dapat dikatakan membran sel sebagai struktur yang dinamis dimana komponen-komponennya bebas bergerak dan dapat terikat bersama dalam berbagai bentuk interaksi semipermanen Komponen penyusun membran sel antara lain adalah phosfolipids, protein, oligosakarida, glikolipid, dan kolesterol.
Salah satu fungsi dari membran sel adalah sebagai lalu lintas molekul dan ion secara dua arah. Molekul yang dapat melewati membran sel antara lain ialah molekul hidrofobik (CO2, O2), dan molekul polar yang sangat kecil (air, etanol). Sementara itu, molekul lainnya seperti molekul polar dengan ukuran besar (glukosa), ion, dan substansi hidrofilik membutuhkan mekanisme khusus agar dapat masuk ke dalam sel.
Banyaknya molekul yang masuk dan keluar membran menyebabkan terciptanya lalu lintas membran. Lalu lintas membran digolongkan menjadi dua cara, yaitu dengan transpor pasif untuk molekul-molekul yang mampu melalui membran tanpa mekanisme khusus dan transpor aktif untuk molekul yang membutuhkan mekanisme khusus.
c. Mitokondria
Mitokondria adalah tempat di mana fungsi respirasi pada makhluk hidup berlangsung. Respirasi merupakan proses perombakan atau katabolisme untuk menghasilkan energi atau tenaga bagi berlangsungnya proses hidup. Dengan demikian, mitokondria adalah “pembangkit tenaga” bagi sel.
Mitokondria banyak terdapat pada sel yang memilki aktivitas metabolisme tinggi dan memerlukan banyak ATP dalam jumlah banyak, misalnya sel otot jantung. Jumlah dan bentuk mitokondria bisa berbeda-beda untuk setiap sel. Mitokondria berbentuk elips dengan diameter 0,5 µm dan panjang 0,5 – 1,0 µm. Struktur mitokondria terdiri dari empat bagian utama, yaitu membran luar, membran dalam, ruang antar membran, dan matriks yang terletak di bagian dalam membrane.
Membran luar terdiri dari protein dan lipid dengan perbandingan yang sama serta mengandung protein porin yang menyebabkan membran ini bersifat permeabel terhadap molekul-molekul kecil yang berukuran 6000 Dalton. Dalam hal ini, membran luar mitokondria menyerupai membran luar bakteri gram-negatif. Selain itu, membran luar juga mengandung enzim yang terlibat dalam biosintesis lipid dan enzim yang berperan dalam proses transpor lipid ke matriks untuk menjalani ?-oksidasi menghasilkan Asetil KoA.
Membran dalam yang kurang permeabel dibandingkan membran luar terdiri dari 20% lipid dan 80% protein. Membran ini merupakan tempat utama pembentukan ATP. Luas permukaan ini meningkat sangat tinggi diakibatkan banyaknya lipatan yang menonjol ke dalam matriks, disebut krista [Lodish, 2001]. Stuktur krista ini meningkatkan luas permukaan membran dalam sehingga meningkatkan kemampuannya dalam memproduksi ATP. Membran dalam mengandung protein yang terlibat dalam reaksi fosforilasi oksidatif, ATP sintase yang berfungsi membentuk ATP pada matriks mitokondria, serta protein transpor yang mengatur keluar masuknya metabolit dari matriks melewati membran dalam.
Ruang antar membran yang terletak diantara membran luar dan membran dalam merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi yang penting bagi sel, seperti siklus Krebs, reaksi oksidasi asam amino, dan reaksi oksidasi asam lemak. Di dalam matriks mitokondria juga terdapat materi genetik, yang dikenal dengan DNA mitkondria (mtDNA), ribosom, ATP, ADP, fosfat inorganik serta ion-ion seperti magnesium, kalsium dan kalium.
d. Lisosom
Lisosom adalah organel sel berupa kantong terikat membran yang berisi enzim hidrolitik yang berguna untuk mengontrol pencernaan intraseluler pada berbagai keadaan. Lisosom ditemukan pada tahun 1950 oleh Christian de Duve dan ditemukan pada semua sel eukariotik. Di dalamnya, organel ini memiliki 40 jenis enzim hidrolitik asam seperti protease, nuklease, glikosidase, lipase, fosfolipase, fosfatase, ataupun sulfatase. Semua enzim tersebut aktif pada pH 5. Fungsi utama lisosom adalah endositosis, fagositosis, dan autofagi.
  • Endositosis ialah pemasukan makromolekul dari luar sel ke dalam sel melalui mekanisme endositosis, yang kemudian materi-materi ini akan dibawa ke vesikel kecil dan tidak beraturan, yang disebut endosom awal. Beberapa materi tersebut dipilah dan ada yang digunakan kembali (dibuang ke sitoplasma), yang tidak dibawa ke endosom lanjut. Di endosom lanjut, materi tersebut bertemu pertama kali dengan enzim hidrolitik. Di dalam endosom awal, pH sekitar 6. Terjadi penurunan pH (5) pada endosom lanjut sehingga terjadi pematangan dan membentuk lisosom.
  • Proses autofagi digunakan untuk pembuangan dan degradasi bagian sel sendiri, seperti organel yang tidak berfungsi lagi. Mula-mula, bagian dari retikulum endoplasma kasar menyelubungi organel dan membentuk autofagosom. Setelah itu, autofagosom berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (atau endosom lanjut). Proses ini berguna pada sel hati, transformasi berudu menjadi katak, dan embrio manusia.
  • Fagositosis merupakan proses pemasukan partikel berukuran besar dan mikroorganisme seperti bakteri dan virus ke dalam sel. Pertama, membran akan membungkus partikel atau mikroorganisme dan membentuk fagosom. Kemudian, fagosom akan berfusi dengan enzim hidrolitik dari trans Golgi dan berkembang menjadi lisosom (endosom lanjut).
e. Badan Golgi
Badan Golgi (disebut juga aparatus Golgi, kompleks Golgi atau diktiosom) adalah organel yang dikaitkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini terdapat hampir di semua sel eukariotik dan banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal. Setiap sel hewan memiliki 10 hingga 20 badan Golgi, sedangkan sel tumbuhan memiliki hingga ratusan badan Golgi. Badan Golgi pada tumbuhan biasanya disebut diktiosom.
Badan Golgi ditemukan oleh seorang ahli histologi dan patologi berkebangsaan Italia yang bernama Camillo Golgi.
Fungsi badan golgi antara lain :
  1. Membentuk kantung (vesikula) untuk sekresi. Terjadi terutama pada sel-sel kelenjar kantung kecil tersebut, berisi enzim dan bahan-bahan lain.
  2. Membentuk membran plasma. Kantung atau membran golgi sama seperti membran plasma. Kantung yang dilepaskan dapat menjadi bagian dari membran plasma
  3. Membentuk dinding sel tumbuhan
  4. Fungsi lain ialah dapat membentuk akrosom pada spermatozoa yang berisi enzim untuk memecah dinding sel telur dan pembentukan lisosom.
  5. Tempat untuk memodifikasi protein
  6. Untuk menyortir dan memaket molekul-molekul untuk sekresi sel
  7. Untuk membentuk lisosom
f. Retikulum Endoplasma
Retikulum endoplasma (RE) adalah organel yang dapat ditemukan di seluruh sel hewan eukariotik. Retikulum endoplasma memiliki struktur yang menyerupai kantung berlapis-lapis. Kantung ini disebut cisternae. Fungsi retikulum endoplasma bervariasi, tergantung pada jenisnya. Retikulum Endoplasma (RE) merupakan labirin membran yang demikian banyak sehingga retikulum endoplasma melipiti separuh lebih dari total membran dalam sel-sel eukariotik. (kata endoplasmik berarti “di dalam sitoplasma” dan retikulum diturunkan dari bahasa latin yang berarti “jaringan”).

Ada tiga jenis retikulum endoplasma:
  • RE kasar Di permukaan RE kasar, terdapat bintik-bintik yang merupakan ribosom. Ribosom ini berperan dalam sintesis protein. Maka, fungsi utama RE kasar adalah sebagai tempat sintesis protein.
  • RE halus Berbeda dari RE kasar, RE halus tidak memiliki bintik-bintik ribosom di permukaannya. RE halus berfungsi dalam beberapa proses metabolisme yaitu sintesis lipid, metabolisme karbohidrat dan konsentrasi kalsium, detoksifikasi obat-obatan, dan tempat melekatnya reseptor pada protein membran sel.
  • RE sarkoplasmik RE sarkoplasmik adalah jenis khusus dari RE halus. RE sarkoplasmik ini ditemukan pada otot licin dan otot lurik. Yang membedakan RE sarkoplasmik dari RE halus adalah kandungan proteinnya. RE halus mensintesis molekul, sementara RE sarkoplasmik menyimpan dan memompa ion kalsium. RE sarkoplasmik berperan dalam pemicuan kontraksi otot.
g. Nukleus
Inti sel atau nukleus sel adalah organel yang ditemukan pada sel eukariotik. Organel ini mengandung sebagian besar materi genetik sel dengan bentuk molekul DNA linear panjang yang membentuk kromosom bersama dengan beragam jenis protein seperti histon. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah yang membentuk genom inti sel. Fungsi utama nukleus adalah untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus dimulai, dijalankan, dan diakhiri.
h. Plastida
Plastida adalah organel sel yang menghasilkan warna pada sel tumbuhan. ada tiga macam plastida, yaitu :
  • leukoplast : plastida yang berbentuk amilum(tepung)
  • kloroplast : plastida yang umumnya berwarna hijau. terdiri dari : klorofil a dan b (untuk fotosintesis), xantofil, dan karoten.
  • kromoplast : plastida yang banyak mengandung karoten
i. Sentriol (sentrosom)
Sentorom merupakan wilayah yang terdiri dari dua sentriol (sepasang sentriol) yang terjadi ketika pembelahan sel, dimana nantinya tiap sentriol ini akan bergerak ke bagian kutub-kutub sel yang sedang membelah. Pada siklus sel di tahapan interfase, terdapat fase S yang terdiri dari tahap duplikasi kromoseom, kondensasi kromoson, dan duplikasi sentrosom.
Terdapat sejumlah fase tersendiri dalam duplikasi sentrosom, dimulai dengan G1 dimana sepasang sentriol akan terpisah sejauh beberapa mikrometer. Kemudian dilanjutkan dengan S, yaitu sentirol anak akan mulai terbentuk sehingga nanti akan menjadi dua pasang sentriol. Fase G2 merupakan tahapan ketika sentriol anak yang baru terbentuk tadi telah memanjang. Terakhir ialah fase M dimana sentriol bergerak ke kutub-kutub pembelahan dan berlekatan dengan mikrotubula yang tersusun atas benang-benang spindel.
j. Vakuola
Vakuola merupakan ruang dalam sel yang berisi cairan (cell sap dalam bahasa Inggris). Cairan ini adalah air dan berbagai zat yang terlarut di dalamnya. Vakuola ditemukan pada semua sel tumbuhan namun tidak dijumpai pada sel hewan dan bakteri, kecuali pada hewan uniseluler tingkat rendah.
fungsi vakuola adalah :
  • memelihara tekanan osmotik sel
  • penyimpanan hasil sintesa berupa glikogen, fenol, dll
  • mengadakan sirkulasi zat dalam se

2.3. Tumbuhan & Air
Pentingnya air bagi tumbuhan
Air merupakan bahan yang sangat penting bagi kehidupan, demikian pentingnya sehingga tidak mungkin ada kehidupan tanpa air. Banyak fungsi-fungsi dalam biologi sepenuhnya bergantung pada air dan sifat kehidupan sering secara langsung merupakan hasil dari sifat air. Didalam kehidupan, air merupakan molekul terbesar dan memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang unik. Fungsi air yang paling penting di dalam kehidupan akan kita jumpai pada reaksi-reaksi biokimia dalam protoplasma yang dikontrol oleh enzim. Komponen-komponen reaktif dalam rangkaian reaksi dalam metabolisme, semuanya dalam keadaan terlarut dalam air. Disamping memberi fasilitas bagi berlangsungnya suatu reaksi biokimia, molekul air dapat berinteraksi secara langsung sebagai komponen reaktif dalam proses metabolisme di dalam sel. Beberapa reaksi di dalam tumbuhan yang melibatkan air secara langsung sebagai komponen reaksi adalah fotosintesis dan perombakan asam lemak.
Selain berperan dalam pelaksanaan reaksi biokimia, air memiliki fungsi-fungsi lainnya yang tidak kalah pentingnya, seperti dalam :
Protoplasma
Molekul-molekul makro dalam protoplasma meliputi protein-enzim yang mengkatalis reaksi-reaksi metabolisme, asam nukleat yang mengandung informasi kehidupan dan yang lainnya seperti pati pectin yang membentuk struktur yang unik berasosiasi dengan molekul air yang disebut koloida.
Sistem hidrolik
Air dapat memberikan tekanan hidrolik pada sel sehinga menimbulkan turgor pada sel-sel tumbuhan, memberikan sokongan dan kekuatan pada jaringan-jaringan tumbuhan yang tidak memiliki sturktur (seperti adanya zat kayu) pada dinding selnya. Tumbuhan tersebut dengan cepat menjadi layu. Demikian pula bagian tumbuhan seperti daun dan bunga merupakan organ tumbuhan yang paling cepat menjadi layu apabila mengalami kekurangan air. Tekanan hidrolik juga terlihat dengan jelas pada proses membuka dan menutupnya stomata.
Sistem angkutan
Di dalam tumbuhan, air berperan juga sebagai alat angkut bahan-bahan dari satu sel ke sel lain atau dari satu jaringan ke jaringan lainnya. Bahan yang diangkut dapat berupa bahan mineral dari dalam tanah atau bahan-bahan organic hasil fotosintesis dan olahan sel lainnya.
Stabilitas dan pemindahan panas
Tidak kalah pentingnya daam peran air ini adalah peranannya pada pengaturan suhu tubuh tumbuhan sehingga tumbuhan tidak mengalami kepanasan. Tingginya panas jenis yang dimiliki oleh air telah memungkinkan air sebagai buffer dalam pengaturan panas tubuh pada tumbuhan. Penyerapan sejumlah besar panas oleh tumbuhan, hanya akan mengubah suhu tubuh sedikit saja. Apabila tumbuhan menyerap panas dari lingkungan dalam bentuk energy radiasi, sebagian dari panas ini akan dikembalikan lagi kelingkungannya dengan cara menguapkan air dari permukaan tubuhnya.

Mekanisme Penyerapan Air
Air yang diperlukan oleh tumbuhan sebagian besar diserap lewat akar, tetapi ada pula tumbuhan yang mampu menyerap air lewat daun dan batang, meskipun proses ini tidak lazim.
Penyerapan air oleh daun dipengaruhi oleh :
  • struktur dan permebilitas epidermis dan kutikula
  • ada tidaknya trikoma di permukaan daun
  • mudah tidaknya permukaan daun itu basahi
  • defisiensi air dalam sel-sel parenkim daun
Penyerapan air oleh akar dilakukan terutama oleh bulu akar yang selalu terndam di tanah. Air berdifusi masuk bulu akar, pada dinding sel masuk ruang bebas, melewati membrane plasma secara osmosis dan kembali berdifusi memasuki plasma. Karena organela dibatasi oleh membrane yang difrensial permeable maka transport air di antaranya harus menggunakan mekanisme osmosis.
Sel akar dapat menyerap air bila mempunyai potensial air yang negative lebih besar daripada larutan tanah. Dalam keadaan ini akar dapa melakukan penyerapan pasif dengan menyetimbangkan tenaga potensial air, tekanan osmotic, tekanan turgor, dan tekanan dinding sel. Keseimbangan ini dapat mendorong air masuk karena terjadi kehilangan air akibat transpirasi. Dianggap bahwa masuknya air merupakan kombinasi antara difusi, osmosis dan arus masa, tanpamelibatkan energy metabolism disebut Penyerapan Pasif.
Faktor yang mempengaruhi penyerapan air
  • Kecepatan Transpirasi. Penyerapan air hampir setara dengan transpirasi bila penyediaan air tanah cukup. Hal itu terjadi karena adanya transpirasi yang menyebabkan terbentukya daya isap dan sebagai akibat kohesi yang dteruskan lewat system hidrostatik pada xylem.
  • Sistem Perakaran. Berbagai tumbuhan menunjukkan perakaran yang berbeda, baik pada pertumbuhan maupun kemampuannya menembus tanah. Karena penyerapan terutama berlangsung pada bulu akar, maka jumlah bulu akar yang terutama terjadi akibat percabangan akar, menentukan penyerapan.
  • Pertumbuhan Pucuk. Bila tumbuhan pucuk tumbuh baik, akan memerlukan banyak air, menyebabkan daya serap bertambah.
  • Metabolisme. Karena penyerapan memerlukan tenaga metabolisme , maka kecepatan metabolisme terutama respirasi akan menetukan besarnya penyerapan. Tanaman yang kekurangan air akan menjadi layu, dan apabila tidak diberikan air secepatnya akan terjadi layu permanen yang dapat menyebabkan kematian. Terdapat lima mekanisme utama yang menggerakkan air dari suatu tempat ke tempat lain, yaitu melalui proses: difusi, osmosis, tekanan kapiler, tekanan hidrostatik, dan gravitasi.
• Difusi
Difusi adalah pergerakan molekul atau ion dari dengan daerah konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah.
• Osmosis
Osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Masuknya larutan ke dalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergera dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain air, molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O2 dan CO2 juga mudah melewati membran sel. Molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai keseimbangan.
c.Tekanan kapiler
Apabila pipa kapiler dicelupkan ke dalam bak yang berisi air, maka permukaan air dalam pipa kapiler akan naik sampai terjadi keseimbangan antara tegangan yang menarik air tersebut dengan beratnya. Tekanan yang menarik air tersebut disebut tekanan kapiler. Tekanan kapiler tergantung pada diameter kapiler : semakin kecil diameter kapiler semakin besar tegangan yang menarik kolom air tersebut
d.Tekanan hidrostatik
Masuknya air ke dalam sel akan menyebabkan tekanan terhadap dinding sel sehingga dinding sel meregang. Hal ini akan menyebabkan timbulnya tekanan hidrostatik untuk melawan aliran air tersebut. Tekanan hidrostatik dalam sel disebut tekanan turgor. Tekanan turgor yang berkembang melawan dinding sebagai hasil masuknya air ke dalam vakuola sel disebut potensial tekanan. Tekanan turgor penting bagi sel karena dapat menyebabkan sel dan jaringan yang disusunnya menjadi kaku. Potensial air suatu sel tumbuhan secara esensial merupakan kombinasi potensial osmotic dengan potensial tekanannya. Jika dua sel yang bersebelahan mempunyai potensial air yang berbeda, maka air akan bergerak dari sel yang mempunyai potensial air tinggi menuju ke sel yang mempunyai potensial air rendah.
e.Gravitasi
Air juga bergerak untuk merespon gaya gravitasi bumi, sehingga perlu tekanan untuk menarik air ke atas. Pada tumbuhan herba, pengaruh gravitasi dapat diabaikan karena perbedaan ketinggian pada bagian tanaman tersebut relatif kecil. Pada tumbuhan yang tinggi, pengaruh gravitasi ini sangat nyata. Untuk menggerakkan air ke atas pada pohon setinggi 100 m diperlukan tekanan sekitar 20 atmosfer.

Jenis, Bentuk dan Umur Tanaman
Berdasarkan kebutuhan air, umumnya ada tiga jenis tanaman, yaitu:
  • Jenis Suka Air, memerlukan air yang cukup banyak untuk dapat hidup dengan baik, contohnya jenis Adiantum, Begonia, Calathea, Dracaena, Dieffenbachia, Monstera, Peperomia serta jenis pakis-pakisan.
  • Jenis menyukai air dalam jumlah sedang, memerlukan air yang cukup tapi tidak berlebih untuk tumbuh dalam kondisi yang sehat, contohnya adalah Aglaonema, Anthurium, Philodendron, dan lainnya
  • Jenis menyukai sedikit air, merupakan jenis tanaman yang dapat tumbuh dengan baik dalam keadaan sedikit air, contohnya berbagai jenis tanaman sukulen, kaktus, Sansiviera, Chryptanthus dan lainnya.

2.4. Difusi & Osmosis
Difusi merupakan proses perpindahan atau pergerakan molekul zat atau gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Difusi melalui membran dapat berlangsung melalui tiga mekanisme, yaitu difusi sederhana (simple difusion),d ifusi melalui saluran yang terbentuk oleh protein transmembran (simple difusion by chanel formed), dan difusi difasilitasi (fasiliated difusion).
Difusi sederhana melalui membrane berlangsung karena molekul -molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, membran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O,CO2, HO, dan H2O. Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya. Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral, tidak dapat menembus membrane secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membrane.

Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua Iarutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel. jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel. Larutan vang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan .sebagai larutan hipertonis. sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.
Apakah yang terjadi jika sel tumbuhan atau hewan, misalnya sel darah merah ditempatkan dalam suatu tabung yang berisi larutan dengan sifat larutan yang berbeda-beda? Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah akan tetap normal bentuknya. Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dari ukuran normalnya dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi keras. Berbeda dengan sel tumbuhan, jika sel hewan/sel darah merah dimasukkan dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan mengembang dan kemudian pecah /lisis, hal ini karena sei hewan tidak memiliki dinding sel. Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari dinding sel), sedangkan sel hewan/sel darah merah dalam larutan hipertonis menyebabkan sel hewan/sel darah merah mengalami krenasi sehingga sel menjadi keriput karena kehilangan air.
Osmosis juga dapat terjadi dari sitoplasma ke organel-organel bermembran. Osmosis dapat dicegah dengan menggunakan tekanan. Oleh karena itu, ahli fisiologi tanaman lebih suka menggunakan istilah potensial osmotik yakni tekanan yang diperlukan untuk mencegah osmosis. Jika anda merendam wortel ke dalam larutan garam 10 % maka sel-selnya akan kehilangan rigiditas (kekakuan)nya. Hal ini disebabkan potensial air dalam sel wortel tersebut lebih tinggi dibanding dengan potensial air pada larutan garam sehingga air dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan tersebut. Jika diamati dengan mikroskop maka vakuola sel-sel wortel tersebut tidak tampak dan sitoplasma akan mengkerut dan membran sel akan terlepas dari dindingnya.

BAB III
KESIMPULAN


• Fisiologi tumbuhan adalah cabang disiplin ilmu biologi yang mempelajari tentang aktivitas hidup yang dilakukan oleh tumbuhan (sel, jaringan, organ, sistem organ) dan tentang apa yang terjadi pada tumbuhan tersebut.
• Peran tumbuhan bagi makhluk hidup lainnya:
- Sumber pangan = Gandum, semangka.
- Sandang = Pakaian
- Papan = kayu untuk membuat bangunan.
- Obat dan kosmetik
- Bahan industri = getah pohon karet dibuat ban.
- Keindahan dan Rekreasi
• Macam sel kerdasarkan keadaan inti
a. sel prokarion, sel yang intinya tidak memiliki membrane. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah bakteri dan alga biru.
b. sel eukarion, sel yang intinya memiliki membran. Yang termasuk kelompok ini adalah semua makhluk hidup kecuali bakteri dan alga biru.
• Faktor yang mempengaruhi penyerapan air
- Kecepatan transportasi
- System perakaran
- Pertumbuhan pucuk
- Metabolisme
• Difusi, adalah perpindahan zat (gas, padat, cair) dari daerah yang konsentrasinya tinggi ke daerah yang konsentrasinya rendah.
• Osmosis, adalah difusi lewat membran, yaitu lewatnya molekul-molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah melewati membran.


DAFTAR PUSTAKA

  • Hoornstra, J., Strien, W.V., Lamers, M., (2007), High Troughput In Line Diffusion, Italy 31: 224-567
  • Nurma., (2010), Air Dalam Tumbuhan, Medan: http//www.Klimatologis Blog.com/
  • Pakutta, S., Dress, F., Yamada, S., Nelson, W., (2007), Structure And Function In cell Adhesion, Mancheste 36: 141-147
  • Seputro, D., (1985), Pengantar Fisiologi Tumbuhan, Gramedia, Jakarta
  • Santosa., (1990), Fisiologi Tumbuhan, Fakultas Biologi UGM, Yogyakarta
  • Sasmithamihardja, D., (1996), Fisiologi Tumbuhan, Fakultas FMIPA ITB, Bandung
  • Tadris., (2010), Fisiologi Tumbuhan, Lampung: http//www.widgeo.net/
  • Tzfira, T., Citovsky, V., (2003), The Agrobacterium Plant Cell Onteraction, New York 133 : 943-947
  • Munns, R., (2002), Comperative Physiology of Salt and Water Stress, Australia 25 : 239-250
  • Yulinda, L., (2010), Struktur dan Fungsi Sel, Bandung: http://www.google.biologi.org/
  • Ziska, L.H., Cauldfield, F.A., (2000), Australian Journal Of Plant Physiology, Australia 27 : 893-898

Poskan Komentar

Back to TOP