makalah plant and water
Post on 01-Feb-2016
220 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
SEL TUMBUHAN DAN AIR
MAKALAHUNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH
Fisiologi Tumbuhan
Yang dibina oleh Prof. Dra. Herawati Susilo, M.Sc, Ph.D
dan Drs. Wayan Sumberatha
Oleh
Nur Annisa 140341606532Rina Rizki Amalia 140341600151Riska May Habibi 140342603362Vindy Aprillia 140341604758Yunita Dewy 140341605176
UNIVERSITAS NEGERI MALANGFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN BIOLOGIAgustus 2015
DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR ISI…………………………………………………………….1
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang…………………………………….....................21.2 Topik Bahasan …………………………………….....................31.3 Tujuan ……………………………………………………..…...3
BAB II PEMBAHASAN
2.1 Menghubungkan sifat dan pentingnya air bagi tumbuhan………4
2.2 Membedakan berbagai macam difusi dalam tumbuhan…………72.3 Menjelaskan proses plasmolisis pada tumbuhan………………...82.4 Membedakan potensial air, potensial osmosis, dan potensial tekanan.
………………………………………………………….10
BAB III PENUTUP
3.1 Kesimpulan………………………………………………………12
DAFTAR PUSTAKA……………………………………………………13
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
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. Di dalam kehidupan air
merupakan molekul terbesar dan memiliki sifat - sifat fisika dan kimia yang
unik. Fungsi air yang paling penting di dalam kehidupan dijumpai pada reaksi
- reaksi biokimia dalam protoplasma yang dikontrol oleh ensim. Komponen -
komponen reaktif dalam rangkaian reaksi metabolisme. semuanya ada dalam
keadaan terlarut dalam air. Molekul air juga dapat berinteraksi secara
langsung sebagai komponen reaktif dalam proses metabolisme di dalam sel,
seperti fotosintesis, perombakan asam lemak pada biji.
Untuk kelangsungan hidupnya tumbuhan memerlukan beberapa zat.
Zat yang diperlukan tumbuhan diambil dari lingkungan sebagian besar
berupa: O2 dan CO2 dari udara diambil melalui daun; air dan mineral dari
dalam tanah diambil melalui ujung akar dan bulu-bulu akar. Bagi tumbuhan
tingkat rendah, pengambilan zat-zat dapat dilakukan oleh permxkaan
tubuhnya. Kemampuan tumbuhan mengambil zat-zat dari lingkungan
dilakukan dengan cara difusi, osmosis dan transpor aktif.
Sebagai seorang akademis biologi yang sangat erat dengan dunia
tumbuhan khususnya hubungan tumbuhan dengan air serta beberapa transport
2
yg dilakukan, adanya hubungan tersubut di perlukan pemahaman untuk
mengerti materi tersebut. Sehingga perlunya dibahas dalam makalah ini.
1.2 Topik Bahasan
Dalam pembahasan ini pemakalah membahas tentang hubungan
antara tumbuhan dan air, yang nantinya mampu membantu pembaca untuk
mengetahui lebih dalam tentang sifat dan pentingnya air bagi tumbuhan,
membedakan sifat dan pentingnya air bagi tumbuhan, membedakan proses
plasmolisis pada tumbuhan, dan membedakan potensial air, potensial osmosis,
dan potensial tekanan.
1.3 Tujuan
Makalah ini bertujuan untuk membahas tentang hubungan antar
tumbuhan dan air serta membedakan sifat dan pentingnya air bagi tumbuhan,
membedakan proses plasmolisis pada tumbuhan, dan membedakan potensial
air, potensial osmosis, dan potensial tekanan.
3
BAB II
PEMBAHASAN
Air (rumus kimia: H2O) adalah benda tak berwarna, tak berbau dan tak
berasa yang diperlukan oleh semua kehidupan di bumi agar mereka dapat bertahan
hidup. Air merupakan jaringan kimia yang berada dalam bentukcair pada tekanan
biasa dan pada suhu kamar. Sekitar 3/4 dari permukaan bumi diliputi air.
Rumus kimia bagi air adalah H2O, yang berarti setiap molekul air
mengandung dua atom hidrogen dan satu atom oksigen. Hubungan terjadi
antara elektron-elektron yang membentuk bagian luar atom dan merupakan mata
rantai kuat yang dinamakan ikatan kovalen.
Molekul air dapat diuraikan kepada unsur dasar dengan mengalirkan
aruslistrik melaluinya. Proses ini yang dikenali sebagai elektrolisis menguraikan
dua atom hidrogen menerima elektron dan membentuk gas
h2 pada katodasementara empat ion oh- bergabung dan membentuk gas
O2 (oksigen) padaanoda. Gas-gas ini membentuk buih dan bisa dikumpulkan.
Air juga merupakan bahan pelarut paling universal. Ini
disebabkan molekulair terdiri dari dua atom hidrogen bergabung dengan satu atom
oksigen pada sudut 105 derajat antara keduanya. Struktur ini menjadikan molekul
air mempunyai muatan positif di sebelah atom hidrogen dan negatif di sebelah
atom oksigen. Oleh karena itu, molekul air adalah dwikutub.
a. Peranan air bagi tumbuhan
4
Fungsi air yang paling penting di dalam kehidupan dijumpai pada
reaksi - reaksi biokimia dalam protoplasma yang dikontrol oleh ensim.
Komponen - komponen reaktif dalam rangkaian reaksi metabolisme.
semuanya ada dalam keadaan terlarut dalam air.
Molekul air juga dapat berinteraksi secara langsung sebagai
komponen reaktif dalam proses metabolisme di dalam sel, seperti
fotosintesis, perombakan asam lemak pada biji. Secara lebih rinci fungsi
air bagi tumbuhan dapat diuraikan seperti berikut ini :
1. Penyusun utama protoplasma. Molekul - molekul makro dalam
protoplasma seperti protein, karbohidrat, pektin dan lain - lain
membentuk struktur yang unik berasosiasi dengan molekul air dalam
bentuk koloid.
2. Menjadi pelarut bagi zat hara yang diperlukan tumbuhan.
3. Menjadi alat transpor untuk memindahkan zat hara. Bahan yang
diangkut dapat berupa bahan mineral dari dalam tanah, bahan - bahan
organic hasil fotosintesa, dan olahan sel lainya.
4. Menjadi medium berlangsungnya reaksi-reaksi biokimia. Kita tahu
terkadang proses reaksi terjadi dalam bentuk larutan dan air adalah
pelarut yang sangat baik.
5. Menjadi bahan dasar untuk reaksi - reaksi biokimia. Seperti pada
fotosintesis,tanpa adanya air yang berperan sebagai donor elektron.
fotosintesis tidak dapat berlangsung.
6. Sebagai sistem hidrolik. Air dapat memberikan tekanan hidrolik pada
sel seliingga menimbulkan turgor pada dinding sel tumbuhan.
memberikan kekuatan mekanik pada jaringan -jaringan yang tidak
memiliki sokongan struktur (zat kayu) pada dinding selnya,
b. Sifat sifat air yang berhubungan dengan tumbuhan
Air memiliki sifat-sifat fisika yang penting bagi kehidpan
tumbuhan maupun semua organisme hidup, sifat-sifat tersebut antara lain:
5
1. Air dapat menyerap sejumlah besar energi tanpa banyak menaikkan suhu,
sehingga tubuh organisme menjadi lebih stabil dan metabolismenya akan
stabil pula.
2. Air mempunyai titik densitas maksimum pada 4oc. Hal ini yang
menyebabkan kenapa air jarang membeku di dalam lautan atau danau .
Sehingga, organisme dapat hidup di dalamnya.
3. Molekul air mempunyai kemampuan untuk berikatan dengan molekul lain
( adhesi, sedangkan kemampuan molekul tersebut untuk saling berikatan,
disebut kohesi. Hal ini sangat membantu dalam proses pengangkutan air di
dalam tubuh tumbuhan.
4. Air memiliki panas penguapan ( heats of vaporization ). Cukup tinggi,
sekitar 540 cal gm-1. Angka tersebut sangat membantu dalam pemeliharaan
temperature organisme.
5. Air tegangan muka sangat tinggi. Sehingga air ini boleh naik didalam
suatu kapiler sampai ketinggian sekitar 120cm, dan sangat bermanfaat
bagi tumbuhan, dimana memungkinkan air untuk pindah atau bergerak
secara ekstensif antar ruang partikel dan dalam dinding sel tumbuhan.
6. Air mempunyai kemampuan yang tinggi untuk mentransmisikan cahaya,
sehingga membantu tumbuhan di dalam fotosintesis terutama pada
tumbuhan yang berada di dalam air. Selain itu dapat memampukan cahaya
untuk menembus dan menjangkau jaringan daun-daun yang lebih dalam.
7. Air berbentuk cair dalam suhu kamar, sehingga kehadiran air yang cair
pada suhu kamar dan tidak bersifat toksik merupakan sifat air yang
penting bagi kehidupan, selain itu air tidak dapat dimampatkan.
8. Air memiliki viskositas yang rendah, sehingga dapat dengan mudah
mengalir. Hal ini sangat penting bagi kehidupan, karena dengan demikian
air dengan mudah berpindah di dalam tubuh.
9. semua sifat fisika air di atas membuat air merupakan suatu medium ideal
untuk pelaksanaan berbagai proses hidup
6
2.1. Membedakan berbagai macam difusi dalam tumbuhan
Difusi merupakan peristiwa mengalirnya atau berpindahnya suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi rendah (Kustiyah, 2007).
Peristiwa difusi pada tumbuhan sangat penting untuk keseimbangan hidup tumbuhan. Pengambilan air dan garam mineral oleh tumbuhan dari dalam tanah, salah satunya melalui proses difusi. Difusi zat dari dalam tanah ke dalam tubuh tumbuhan disebabkan oleh konsentrasi garam mineral di tanah lebih tinggi daripada di dalam sel.
Proses difusi pertama kali diteliti oleh A.Fick. Pada hukum pertama Fick dimunculkan sebuah persamaan pada tahun 1855 yakni:
7
Persamaan ini menghaslkan banyaknya material yang melewati sebuah unit per unit waktu (contohnya saja mol m-2 s-1 ). D adalah koefisien difusi, angka konstan yang merupakan sebuah fungsi dari molekul yang terdifusi dan mediumnya yang dilewatinya. A dan l adalah cross sectional area dan pangjangnya jalur difusi. Selanjutnya adalah delta C yang mewakili perbedaan konsentrasi antara dua daerah yang dikenal dengan gradient konsentrasi. Gradient inilah yang mendorong terjadinya difusi. (Hopkins,2008)
Difusi terbagi menjadi dua macam yakni difusi sederhana dan difusi terfasilitasi.
1. Difusi sederhana
Difusi sederhana (simple diffusion), adalah gerakan acak yang menyebabkan suatu sistem terdorong untuk membentuk kondisi yang seragam. Jika terdapat perbedaan konsentrasi suatu molekul di dalam dan di luar membran, maka molekul tersebut akan terdorong melewati membran untuk mencapai kesetimbangan sehingga konsentrasi di dalam dan di luar membran menjadi seragam. Difusi akan berlangsung dari daerah yang memiliki konsentrasi tinggi ke daerah yang memiliki konsentrasi rendah.
Contohnya adalah gas CO2 di udara masuk ke dalam tubuh tumbuhan karena konsentrasi CO2 di udara lebih tinggi daripada di dalam sel tumbuhan. Sebaliknya, O2 dapat berdifusi keluar tubuh tumbuhan jika konsentrasi O2 dalam tubuh tumbuhan lebih tinggi akibat adanya fotosintesis dalam sel (Loveless, 1991)..
2. Difusi terfasilitasi
Difusi terfasilitasi (facilitated diffusion) adalah suatu proses difusi larutan atau molekul melewati membran yang difasilitasi oleh protein pembawa (protein carrier). Difusi terfasilitasi dapat dibedakan berdasarkan jenis protein pembawanya, yaitu protein pembawa yang berbentuk pori, dan protein pembawa yang berbentuk molekul pembawa.
8
Contohnya adalah pengangkutan zat hara yang membutuhkan protein carier yang membuat zat tersebut dapat masuk ke dalam sel.
Dalam hal ini, dapat diketahui bahwa tidak semua zat yang terdifusi ke dalam tubuh tumbuhan dapat melalui membrane sel tumbuhan dengan mudah. Beberapa zat harus melewati membrane sel dengan bantuan protein carrier.
2.3 Menjelaskan proses plasmolisis pada tumbuhan
Keadaan cairan pada sel tumbuhan akan terus menerus berubah seiring
dengan kemampuan sel yang menyesuaikan diri pada perubahan cairan ekstrasel
maupun perubahan keadaan metabolik. Plasmolisis dimulai ketika cairan ekstrasel
mendominasi volume sel. Pada awal-awal plasmolisis, protoplas belum mendesak
dinding sel ataupun memecahnya. Akibatnya, tekanan turgor (P) masih nol dan
potensial air di dalam sel adalah sama dengan potensial osmotik nya (S). Ketika
sel dimasukkan ke dalam larutan hipotonik seperti air murni (= 0), air akan masuk
ke dalam sel, bersamaan dengan berkurangnya air di lingkungan ekstrasel. Hal ini
menyebabkan isi vakuola menjadi encer. (bersamaan dengan meningkatnya
potensial osmotik) dan membesarnya tekanan turgor. Masuknya air ke dalam sel
akan berhenti ketika potensial osmotik sel diimbangi dengan tekanan turgor dan
potensial air pada sel juga nol. Ketika sel dimasukkan kedalam larutan hipertonik,
yang memiliki potensial osmotik lebih rendah dari sel, menyebabkan cairan
didalam sel dan juga tekanan turgor menjadi berkurang. Kemudian protoplast
akan mengerut menjauhi dari dinding sel, kondisi ini dikenal sebagai plasmolisis.
Peristiwa plasmolisis dan pengerutan adalah sama, tetapi ada beberapa
perbedaan penting. Plasmolisis dapat dipelajari di laboratorium hanya dengan
memasukkan jaringan ke larutan hipertonik dan mengamati perubahan volume
9
protoplas di bawah mikroskop. Saat plasmolisis berlangsung, Volume protoplas
semakin berkurang, dan protoplas akan menarik diri dari dinding sel. Ruang
kosong antara permukaan luar protoplas (membran plasma) dan dinding sel akan
terisi dengan larutan eksternal yang akan menembus dinding sel. Oleh karena itu,
plasmolisis akan selalu menaikkan tekanan pada protoplast. Plasmolisis biasanya
terjadi di laboratorium tanpa adanya cairan hipertonik maupun lingkungan
salinitas yang ekstrim yang jarang terjadi di alam. Di sisi lain, pengerutan adalah
respon hilangnya air ke udara dalam kondisi alami. Karena tekanan permukaan
yang ekstrim, air di pori-pori dinding sel menolak masuknya udara dan protoplas
yang mengkerut akan tetap bersentuhan dengan dinding sel . Hal ini
mengakibatkan dinding sel juga mengkerut ke dalam.
2.4 Membedakan potensial air, potensial osmosis, dan potensial tekanan.
a. Potensial air
Potensial kimia air atau potensial air (PA) adala energy ang
dimiliki air untuk bergerak dan melakukan suatu reaksi. Potensial air (Ψ)
adalah energi bebas per mol air, satuannya adalah atm, bar dan pa.
potensial air dipengaruhi oleh potensial osmotic (Ψs), potensial tekanan
(Ψp) dan potensial matrik (Ψm). Potensial air bergerak dari potensial tinggi
ke potensial yang lebih rendah. Nilai potensial air dari air murni adalah 0
mpa (mega pascal). Penurunan potensial air mempengaruhi osmosis dan
pergerakan air dari tanah ke akar dan dari akar ke daerah yang sedang
tumbuh.
b. Potensial solute
Potensial solute atau potensial osmotic adalah penurunan energi
bebas air dalam suatu larutan karena interaksi air dengan solut, dibanding
dengan air murni. Potensi air murni adalah 0 bar, sedangkan Larutan
mempunyai potensial air < 0 atau negative. Larutan di tempat terbuka
mempunyai Ψp = 0, sehingga Ψ = Ψs dimana :
10
• Ψs = - m i R T TO = M R T
• m = molalitas i = derajat ionisasi
R = tetapan gas = 22,7/273 bar
T = suhu K = 0C + 2730
Faktor-faktor yang memengaruhi potensial solute(Ψs) adalah
Molallitas (konsentrasi), semakin tinggi molalitas potensial solute (Ψs)
semakin rendah ; Derajat ionisasi, semakin tinggi derajat ionisasi
potensial solute (Ψs) semakin rendah ; Derajat hidrasi, ketika solut mudah
mengikat air maka potensial solute (Ψs) akan rendah ; Suhu, semakin
tinggi suhunya maka potensial solute( Ψs) makin rendah.
Contoh Mengukur potensial solute dalam Jaringan berwarna, misal
daun Rhoediscolor dimasukkan larutan dengan konsentrasi berbeda,
potensial solut jaringan sama dengan potensial solut larutan yang
menyebabkan 50% jaringan mengalami plasmolisis.
c. Potensial Tekanan
Potensial tekanan timbul karena adanya tambahan tekanan dan
sama dengan tekanan nyata di bagian sistem tertentu; dan potensial
osmotik (disebut juga potensial linarut) terjadi karena adanya unsur
terlarut. Lambang yang tepat untuk potensial tekanan adalah huruf Yunani
psi Ψp, tapi P dapat juga digunakan. Lambang untuk potensial osmotik
atau potensial linarut adalah Ψs. Perkembangan tekanan osmosis itu
bukanlah milik larutan semata, tetapi milik seluruh sistem yang terdiri dari
larutan, selaput (membran), dan bahan terlarut. Sifat larutan yang diukur
dengan tekanan osmosis itu disebut potensial osmosis (PO) dan alat untuk
mengukur besarnya tekanan osmosis disebut osmometer.
Dalam kehidupan tumbuhan potensial tekanan dapat timbul dalam
bentuk tekanan turgor. Nilai potensial tekanan dapat positif, nol, atau
negatif. Dalam proses osmosis di samping komponen potensial air (PA)
11
dan potensial tekanan (PT), masih ada komponen lain yaitu potensial
osmotik (PO).
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
Hubungan antara air dan tumbuhan sangat erat. Beberapa hubungan
sifat air yang mendukung dengan pentingnya bagi tumbuhan antara lain titik
didih air jauh lebih tinggi dibanding jenis cairan yang lain dan merupakan
cairan yang paling umum, air mempunyai titik densitas maksimum pada 4oc,
molekul air mempunyai kemampuan untuk berikatan dengan molekul lain, air
memiliki panas penguapan, air tegangan muka sangat tinggi, air berbentuk
cair dalam suhu kamar, air memiliki viskositas yang rendah. I Sedangkan
pentingnya air bagi tumbuhan yaitu penyusun utama sitoplasma, pelarut zat
hara, menjadi bahan dasar untuk reaksi - reaksi biokimia, menjadi sitem
hidrolik dan transport.
Zat-zat yang dibutuhkan oleh tumbuhan dapat masuk ke dalam tubuh
tumbuhan dengan proses difusi. Difusi sendiri memiliki faktor utama berupa
perbedaan gradien. Potensial air dipengaruhi potensial tekanan dan potensial
osmotic.
Ketika sel dimasukkan kedalam larutan hipertonik, yang memiliki
potensial osmotik lebih rendah dari sel, menyebabkan cairan didalam sel dan
juga tekanan turgor menjadi berkurang. Kemudian protoplast akan mengerut
menjauhi dari dinding sel, kondisi ini dikenal sebagai plasmolisis.
12
Potensial tekanan timbul karena adanya tambahan tekanan dan sama
dengan tekanan nyata di bagian sistem tertentu; dan potensial osmotik (disebut
juga potensial linarut) terjadi karena adanya unsur terlarut.
DAFTAR PUSTAKA
Arliana, 2015. Hubungan Tumbuhan Dengan Air.
(http://www.tanjungpalas.com/2015/07/hubungan-antara-tumbuhan-
dengan-air.html). Diakses tanggal 25 Agustus 2015
Hopkins, W. G. 2009. Introduction to Plant Physiology. 4th. New York:
John Wiley & Sons, Inc.
Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan Untuk Daerah Tropik I. Gramedia Pustaka Utama: Jakarta.
Kustiyah, 2007, Miskonsepsi Difusi dan Osmosis Pada Siswa MAN Model Palangkaraya, Jurnal Ilmiah Guru Kanderang Tingang, Vol. 1, No. 1, Hal: 24-37.
13
14
top related