BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Makhluk hidup, baik tumbuhan, hewan maupun manusia terdiri atas unit-

unit kecil yang disebut sel. Selama makhluk itu masih hidup banyak sekali proses

perubahan yang terjadi di dalam sel. Aktivitas yang terjadi dalam sel inilah yang

menunjang fungsi organ-organ dalam makhluk itu dan dengan demikian juga

merupakan penunjang terlaksananya fungsi makhluk hidup itu sendiri.

Fenomena kehidupan yang ditandai oleh adanya pertumbuhan dan

reproduksi serta hal-hal yang berkaitan merupakan ruang lingkup Biologi dan

ilmu-ilmu yang relevan misalnya ilmu kedokteran atau kesehatan.

Di sisi lain Ilmu kimia adalah suatu ilmu tentang benda-benda serta proses

perubahannya yang ditinjau berdasarkan susunan dan sifat atom-atom atau

molekul yang membentuknya. Jadi Ilmu kimia menitik beratkan pembahasannya

pada hubungan antara struktur kimia benda-benda dengan fungsi dan reaksi-

reaksinya dengan benda lain.

Interseksi sudut pandang ilmu kimia dengan biologi merupakan disiplin

ilmu yang meninjau organisme hidup serta proses yang terjadi di dalamnya secara

kimia. Disiplin ilmu tersebut yaitu Biokimia. Jadi ruang lingkup biokimia antara

lain meliputi studi tentang susunan kimia sel, sifat-sifat senyawa serta reaksi

kimia yang terjadi dalam sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas

organisme hidup serta energi yang diperlukan atau dihasilkan. Dengan kata lain

Biokimia menyangkut dua aspek yaitu struktur senyawa dan reaksi antar senyawa

dalam organisme hidup. Reaksi kimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme

merupakan bagian penting dan pusat perhatian dalam biokimia.

Maka dari itu disusunlah makalah ini dengan judul “KIMIA DALAM

KEHIDUPAN (CHEMISTRY OF LIFE)”

1.2 Tujuan

1.2.1Untuk mengetahui bagaimana proses kimia dalam kehidupan khusunya

tumbuhan

1.2.2 Untuk mengetahui komponen apa saja yang menyusun organisme

1.2.3 Untuk mengetahui serta macam-macam unsur hara yang dibutuhkan oleh

tumbuhan untuk melakukan reaksi-reaksi didalamnya

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Dasar Kimia dalam Kehidupan

2.1.1 Tatanama

Gambar 1.Logo IUPAC.

Tatanama kimia merujuk pada sistem penamaan senyawa kimia.Telah dibuat

sistem penamaan spesies kimia yang terdefinisi dengan baik.Senyawa organik

diberi nama menurut sistem tatanama organik. Senyawa anorganik dinamai

menurut sistem tatanama anorganik.

2.1.2 Atom

Atom adalah suatu kumpulan materi yang terdiri atas inti yang bermuatan positif,

yang biasanya mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di

sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti.Atom juga merupakan satuan

terkecil yang dapat diuraikan dari suatu unsur dan masih mempertahankan

sifatnya, terbentuk dari inti yang rapat dan bermuatan positif dikelilingi oleh suatu

sistem elektron.

2.1.3 Ion

Ion atau spesies bermuatan, atau suatu atom atau molekul yang kehilangan atau

mendapatkan satu atau lebih elektron.Kation bermuatan positif (misalnya kation

natrium Na+) dan anion bermuatan negatif (misalnya klorida Cl−) dapat

membentuk garam netral (misalnya natrium klorida, NaCl). Contoh ion poliatom

yang tidak terpecah sewaktu reaksi asam-basa adalah hidroksida (OH−) dan fosfat

(PO43−).

2.1.4 Senyawa

Senyawa merupakan suatu zat yang dibentuk oleh dua atau lebih unsur dengan

perbandingan tetap yang menentukan susunannya.sebagai contoh, air merupakan

senyawa yang mengandung hidrogen dan oksigen dengan perbandingan dua

terhadap satu. Senyawa dibentuk dan diuraikan oleh reaksi kimia.

2.1.5 Molekul

Molekul adalah bagian terkecil dan tidak terpecah dari suatu senyawa kimia murni

yang masih mempertahankan sifat kimia dan fisik yang unik. Suatu molekul

terdiri dari dua atau lebih atom yang terikat satu sama lain.

2.1.6 Zat kimia

Suatu 'zat kimia' dapat berupa suatu unsur, senyawa, atau campuran senyawa-

senyawa, unsur-unsur, atau senyawa dan unsur.Sebagian besar materi yang kita

temukan dalam kehidupan sehari-hari merupakan suatu bentuk campuran,

misalnya air, aloy, biomassa, dll.

Bahan Pembangun Kimia

Unsur adalah suatu macam materi dasar, dan satuan terkecil suatu unsur

adalah atom. Unsur tersusun dari hanya satu jenis atom.

Unsur-unsur paling lazim dalam semua bentuk kehidupan adalah karbon

(C), Hidrogen (H), Oksigen (O), dan Nitrogen (N)

2.1.7 Ikatan kimia

Gambar 3.Orbital atom dan orbital molekul elektron

Ikatan kimia merupakan gaya yang menahan berkumpulnya atom-atom dalam

molekul atau kristal. Pada banyak senyawa sederhana, teori ikatan valensi dan

konsep bilangan oksidasi dapat digunakan untuk menduga struktur molekular dan

susunannya.Serupa dengan ini, teori-teori dari fisika klasik dapat digunakan untuk

menduga banyak dari struktur ionik.Pada senyawa yang lebih kompleks/rumit,

seperti kompleks logam, teori ikatan valensi tidak dapat digunakan karena

membutuhken pemahaman yang lebih dalam dengan basis mekanika kuantum.

Ikatan Kimia

Ikatan ion menyangkut tarikan ion-ion bermuatan berlawanan. Contoh :

Na+ Cl-

Dalam ikatan-ikatan kovalen,atom-atom berbagi pasang-pasang

electron.

Gambar 4. Ikatan kovalen

Ikatan kovalen merupakan hasil dari kecenderungan atom untuk melengkapi

elektron pada orbitnya.Dua atau lebih atom dapat mengisi kekurangan dalam

orbitnya dengan saling berbagi elektron. Sebuah contoh yang bagus adalah

molekul air (H2O), yang unsur pembentuknya (dua atom hidrogen dan satu atom

oksigen) membentuk ikatan kovalen. Dalam senyawa ini, oksigen melengkapi

jumlah elektron pada orbit kedua menjadi delapan dengan berbagi dua elektron

(masing-masing satu elektron) dari orbit dua buah atom hidrogen; dengan cara

yang sama, setiap atom hidrogen "meminjam" satu elektron dari atom oksigen

untuk melengkapi kulitnya sendiri. (Harun,2011)

Gambar 5. Struktur metana: empat atom hidrogen membagi setiap satu

elektron dengan sebuah atom karbon.

Ikatan Hidrogen adalah gaya tarik lemah antara daerah-daerah polar

dari atom – atom hydrogen dan atom oksigen atau nitrogen.

2.1.8 Wujud zat

Fase adalah kumpulan keadaan sebuah sistem fisik makroskopis yang relatif

serbasama baik itu komposisi kimianya maupun sifat-sifat fisikanya (misalnya

masa jenis, struktur kristal, indeks refraksi, dan lain sebagainya). Contoh keadaan

fase yang kita kenal adalah padatan, cair, dan gas. Keadaan fase yang lain yang

misalnya plasma, kondensasi Bose-Einstein, dan kondensasi Fermion. Keadaan

fase dari material magnetik adalah paramagnetik, feromagnetik dan diamagnetik.

2.1.9 Reaksi kimia

Gambar 6. Reaksi kimia

Reaksi kimia antara hidrogen klorida dan amonia membentuk senyawa baru

amonium klorida

Reaksi kimia adalah transformasi/perubahan dalam struktur molekul .Reaksi ini

bisa menghasilkan penggabungan molekul membentuk molekul yang lebih besar,

pembelahan molekul menjadi dua atau lebih molekul yang lebih kecil, atau

penataulangan atom -atom dalam molekul.Reaksi kimia selalu melibatkan

terbentuk atau terputusnya ikatan kimia. (Jimmy,2011)

Reaksi Kimia

Katabolisme, penguraian molekul-molekul,melepaskan energi.

Anabolisme, sintesis molekul-molekul yang lebih besar,memerlukan

energi.

X – Y X + Y + energi (exergonik)

X + Y + energi X – Y (endergonik)

( Ibrahim,2011)

2.1.10 Kimia kuantum

Kimia kuantum secara matematis menjelaskan kelakuan dasar materi pada tingkat

molekul.Secara prinsip, dimungkinkan untuk menjelaskan semua sistem kimia

dengan menggunakan teori ini. Dalam praktiknya, hanya sistem kimia paling

sederhana yang dapat secara realistis diinvestigasi dengan mekanika kuantum

murni dan harus dilakukan hampiran untuk sebagian besar tujuan praktis

(misalnya, Hartree-Fock, pasca-Hartree-Fock, atau teori fungsi kerapatan, lihat

kimia komputasi untuk detilnya). Karenanya, pemahaman mendalam mekanika

kuantum tidak diperlukan bagi sebagian besar bidang kimia karena implikasi

penting dari teori (terutama hampiran orbital) dapat dipahami dan diterapkan

dengan lebih sederhana.

Dalam mekanika kuantum (beberapa penerapan dalam kimia komputasi dan kimia

kuantum), Hamiltonan, atau keadaan fisik, dari partikel dapat dinyatakan sebagai

penjumlahan dua operator, satu berhubungan dengan energi kinetik dan satunya

dengan energi potensial.Hamiltonan dalam persamaan gelombang Schrödinger

yang digunakan dalam kimia kuantum tidak memiliki terminologi bagi putaran

elektron.

Penyelesaian persamaan Schrödinger untuk atom hidrogen memberikan bentuk

persamaan gelombang untuk orbital atom, dan energi relatif dari orbital 1s, 2s, 2p,

dan 3p.Hampiran orbital dapat digunakan untuk memahami atom lainnya seperti

helium, litium, dan karbon. (Jimmy,2011

2.2 Struktur Penyusun Organisme Tumbuhan dan Reaksi-Reaksi di

Dalamnya

2.2.1 ATOM

Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta

awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri

atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali

pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada

sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Sekumpulan atom

demikian pula dapat berikatan satu sama lainnya, dan membentuk

sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama

bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang

berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagai ion. Atom dikelompokkan

berdasarkan jumlah proton dan neutron yang terdapat pada inti atom tersebut.

Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan

jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.

Dalam pengamatan sehari-hari, secara relatif atom dianggap sebuah objek

yang sangat kecil yang memiliki massa yang secara proporsional kecil pula. Atom

hanya dapat dipantau dengan menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop

gaya atom. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton

dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu

isotop dengan inti yang tidak stabil, yang dapat mengalami peluruhan radioaktif.

Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi, yang mengubah jumlah proton dan

neutron pada inti. Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras

energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras

tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan

perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi

sebuah unsur, dan memengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.

Komponen- komponen Atom

Partikel-partikel penyusun atom ini adalah electron, proton, dan neutron.

Namun hydrogen-1 tidak mempunyai neutron. Demikian pula halnya pada ion

hydrogen positif H+. Dari kesemua partikel subatom ini, elektron adalah yang

paling ringan, dengan massa elektron sebesar 9,11 × 10−31 kg dan mempunyai

muatan negatif. Ukuran elektron sangatlah kecil sedemikiannya tiada teknik

pengukuran yang dapat digunakan untuk mengukur ukurannya. Proton memiliki

muatan positif dan massa 1.836 kali lebih berat daripada elektron

(1,6726 × 10−27 kg). Neutron tidak bermuatan listrik dan bermassa bebas 1.839

kali massa electron atau (1,6929 × 10−27 kg).

Dalam model standar fisika, baik proton dan neutron terdiri dari partikel

elementer yang disebut kuark. Kuark termasuk kedalam golongan

partikel fermion dan merupakan salah satu dari dua bahan penyusun materi dasar

(yang lainnya adalah lepton). Terdapat enam jenis kuark dan tiap-tiap kuark

tersebut memiliki muatan listri fraksional sebesar +2/3 ataupun −1/3. Proton

terdiri dari dua kuark naik dan satu kuark turun, manakala neutron terdiri dari satu

kuark naik dan dua kuark turun. Perbedaan komposisi kuark ini memengaruhi

perbedaan massa dan muatan antara dua partikel tersebut. Kuark terikat bersama

oleh gaya nuklir kuat yang diperantarai oleh gluon. Gluon adalah anggota

dari boson tolok yang merupakan perantara gaya-gaya fisika.

Gambar 7. Model Atom

Gambar 8. Struktur Atom dan Atomic

Inti atom

Gambar 9. Grafik

Energy pengikatan yang diperlukan oleh nucleon untuk lolos dari inti pada

berbagai isotope.

Inti atom terdiri atas proton dan neutron yang terikat bersama pada pusat

atom. Secara kolektif, proton dan neutron tersebut disebut

sebagai nukleon (partikel penyusun inti). Diameter inti atom berkisar antara 10-

15 hingga 10-14m. Jari-jari inti diperkirakan sama dengan    fm,

dengan A adalah jumlah nukleon. Hal ini sangatlah kecil dibandingkan dengan

jari-jari atom. Nukleon-nukleon tersebut terikat bersama oleh gaya tarik-menarik

potensial yang disebut gaya kuat residual. Pada jarak lebih kecil daripada 2,5 fm,

gaya ini lebih kuat daripada gaya elektrostatik yang menyebabkan proton saling

tolak menolak.

Atom dari unsur kimia yang sama memiliki jumlah proton yang sama,

disebut nomor atom. Suatu unsur dapat memiliki jumlah neutron yang bervariasi.

Variasi ini disebut sebagai isotop. Jumlah proton dan neutron suatu atom akan

menentukan nuklida atom tersebut, sedangkan jumlah neutron relatif terhadap

jumlah proton akan menentukan stabilitas inti atom, dengan isotop unsur tertentu

akan menjalankan peluruhan radioaktif.

Neutron dan proton adalah dua jenis fermion yang berbeda. Asas

pengecualian Pauli melarang adanya keberadaan fermion yang identik (seperti

misalnya proton berganda) menduduki suatu keadaan fisik kuantum yang sama

pada waktu yang sama. Oleh karena itu, setiap proton dalam inti atom harusnya

menduduki keadaan kuantum yang berbeda dengan aras energinya masing-

masing. Asas Pauli ini juga berlaku untuk neutron. Pelarangan ini tidak berlaku

bagi proton dan neutron yang menduduki keadaan kuantum yang sama.

Untuk atom dengan nomor atom yang rendah, inti atom yang memiliki

jumlah proton lebih banyak daripada neutron berpotensi jatuh ke keadaan energi

yang lebih rendah melalui peluruhan radioaktif yang menyebabkan jumlah proton

dan neutron seimbang. Oleh karena itu, atom dengan jumlah proton dan neutron

yang berimbang lebih stabil dan cenderung tidak meluruh. Namun, dengan

meningkatnya nomor atom, gaya tolak-menolak antar proton membuat inti atom

memerlukan proporsi neutron yang lebih tinggi lagi untuk menjaga stabilitasnya.

Pada inti yang paling berat, rasio neutron per proton yang diperlukan untuk

menjaga stabilitasnya akan meningkat menjadi 1,5.

Gambar 10. Komponen Atom

Gambaran proses fusi nuklir yang menghasilkan inti deuterium (terdiri dari satu

proton dan satu neutron). Satu positron (e+) dipancarkan bersamaan dengan

neutrino electron.

Jumlah proton dan neutron pada inti atom dapat diubah, walaupun hal ini

memerlukan energi yang sangat tinggi oleh karena gaya atraksinya yang

kuat. Fusi nuklir terjadi ketika banyak partikel atom bergabung membentuk inti

yang lebih berat. Sebagai contoh, pada inti Matahari, proton memerlukan energi

sekitar 3–10 keV untuk mengatasi gaya tolak-menolak antar sesamanya dan

bergabung menjadi satu inti. Fusi nuklir merupakan kebalikan dari proses fusi.

Pada fusi nuklir, inti dipecah menjadi dua inti yang lebih kecil. Hal ini biasanya

terjadi melalui peluruhan radioaktif. Inti atom juga dapat diubah melalui

penembakan partikel subatom berenergi tinggi. Apabila hal ini mengubah jumlah

proton dalam inti, atom tersebut akan berubah unsurnya.

Jika massa inti setelah terjadinya reaksi fusi lebih kecil daripada jumlah

massa partikel awal penyusunnya, maka perbedaan ini disebabkan oleh pelepasan

pancaran energi (misalnya sinar gamma), sebagaimana yang ditemukan pada

rumus kesetaraan massa-energi Einstein, E = mc2, dengan m adalah massa yang

hilang dan c adalah kecepatan cahaya. Defisit ini merupakan bagian dari energi

pengikatan inti yang baru.

Fusi dua inti yang menghasilkan inti yang lebih besar dengan nomor atom

lebih rendah daripada besi dan nikel (jumlah total nukleon sama dengan 60)

biasanya bersifat eksotermik, yang berarti bahwa proses ini melepaskan

energi. Adalah proses pelepasan energi inilah yang membuat fusi nuklir

pada bintang dapat dipertahankan. Untuk inti yang lebih berat, energi pengikatan

per nukleon dalam inti mulai menurun. Ini berarti bahwa proses fusi akan

bersifat endotermik.

Awan electron

Elektron dalam suatu atom ditarik oleh proton dalam inti atom

melalui gaya elektromagnetik. Gaya ini mengikat elektron dalam sumur potensi

elektrostatik di sekitar inti. Hal ini berarti bahwa energi luar diperlukan agar

elektron dapat lolos dari atom. Semakin dekat suatu elektron dalam inti, semakin

besar gaya atraksinya, sehingga elektron yang berada dekat dengan pusat sumur

potensi memerlukan energi yang lebih besar untuk lolos.

Elektron, sama seperti partikel lainnya, memiliki sifat seperti partikel

maupun seperti gelombang (dualisme gelombang-partikel). Awan elektron adalah

suatu daerah dalam sumur potensi di mana tiap-tiap elektron menghasilkan sejenis

gelombang diam (yaitu gelombang yang tidak bergerak relatif terhadap inti) tiga

dimensi. Perilaku ini ditentukan oleh orbital atom, yakni suatu fungsi matematika

yang menghitung probabilitas suatu elektron akan muncul pada suatu lokasi

tertentu ketika posisinya diukur. Hanya akan ada satu himpunan orbital tertentu

yang berada disekitar inti, karena pola-pola gelombang lainnya akan dengan cepat

meluruh menjadi bentuk yang lebih stabil.

Gambar 11. Orbital

Fungsi gelombang dari lima orbital atom pertama. Tiga orbital 2p

memperlihatkan satu bidang simpul.

Tiap-tiap orbital atom berkoresponden terhadap aras energi elektron

tertentu. Elektron dapat berubah keadaannya ke aras energi yang lebih tinggi

dengan menyerap sebuah foton. Selain dapat naik menuju aras energi yang lebih

tinggi, suatu elektron dapat pula turun ke keadaan energi yang lebih rendah

dengan memancarkan energi yang berlebih sebagai foton.

Energi yang diperlukan untuk melepaskan ataupun menambah satu

elektron (energi pengikatan elektron) adalah lebih kecil daripada energi

pengikatan nukleon. Sebagai contohnya, hanya diperlukan 13,6 eV untuk

melepaskan elektron dari atom hidrogen. Bandingkan dengan energi sebesar

2,3 MeV yang diperlukan untuk memecah intideuterium. Atom bermuatan listrik

netral oleh karena jumlah proton dan elektronnya yang sama. Atom yang

kekurangan ataupun kelebihan elektron disebut sebagai ion. Elektron yang terletak

paling luar dari inti dapat ditransfer ataupun dibagi ke atom terdekat lainnya.

Dengan cara inilah, atom dapat saling berikatan membentuk molekul.

Valensi dan perilaku ikatan

Kelopak atau kulit elektron terluar suatu atom dalam keadaan yang tak

terkombinasi disebut sebagai kelopak valensi dan elektron dalam kelopak tersebut

disebut elektron valensi. Jumlah elektron valensi menentukan

perilaku ikatan atom tersebut dengan atom lainnya. Atom cenderung bereaksi

dengan satu sama lainnya melalui pengisian (ataupun pengosongan) elektron

valensi terluar atom. Ikatan kimia dapat dilihat sebagai transfer elektron dari satu

atom ke atom lainnya, seperti yang terpantau pada natrium klorida dan garam-

garam ionik lainnya. Namun, banyak pula unsur yang menunjukkan perilaku

valensi berganda, atau kecenderungan membagi elektron dengan jumlah yang

berbeda pada senyawa yang berbeda. Sehingga, ikatan kimia antara unsur-unsur

ini cenderung berupa pembagian elektron daripada transfer elektron. Contohnya

meliputi unsur karbon dalam senyawa organik.

Unsur-unsur kimia sering ditampilkan dalam tabel periodik yang

menampilkan sifat-sifat kimia suatu unsur yang berpola. Unsur-unsur dengan

jumlah elektron valensi yang sama dikelompokkan secara vertikel (disebut

golongan). Unsur-unsur pada bagian terkanan tabel memiliki kelopak terluarnya

terisi penuh, menyebabkan unsur-unsur tersebut cenderung bersifat inert (gas

mulia).

Gambar 12. Valences of Various Elements

2.2.2 SEL TUMBUHAN

Sel tumbuhan yaitu unit terkecil yang mempunyai kemampuan melakukan

aktivitas yang berhubungan dengan proses hidup tumbuh-tumbuhan. Bentuk dan

ukuran, antara lain :

1. Kubus, prisma, bundar seperti benang

2. 15-100 mu pada sel parenkhim daun

3. Beberapa cm pada sel serat pembuluh xylem (Aini, 2011)

4. Beberapa cm pada sel serat pembuluh xylem (Aini, 2011)

Dalam biologi, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang dapat

hidup dan merupakan unit penyusun semua makhluk hidup. Sel mampu

melakukan semua aktivitas kehidupan dan sebagian besar reaksi kimia untuk

mempertahankan kehidupan berlangsung di dalam sel. (Anonymous a, 2011)

Fitur-fitur berbeda tersebut meliputi:

Vakuola yang besar (dikelilingi membran, disebut tonoplas, yang menjaga

turgor sel dan mengontrol pergerakan molekul di antara sitosol dan getah.

Dinding sel yang tersusun atas selulosa dan protein, dalam banyak kasus

lignin, dan disimpan oleh protoplasma di luar membran sel. Ini berbeda

dengan dinding sel fungi, yang dibuat dari kitin, dan prokariotik, yang

dibuat dari peptidoglikan.

Plasmodesmata, merupakan pori-pori penghubung pada dinding sel

memungkinkan setiap sel tumbuhan berkomunikasi dengan sel berdekatan

lainnya. Ini berbeda dari jaringan hifa yang digunakan oleh fungi.

Plastida, terutama kloroplas yang mengandung klorofil, pigmen yang

memberikan warna hijau bagi tumbuhan dan memungkinkan terjadinya

fotosintesis.

Kelompok tumbuhan tidak berflagella (termasuk konifer dan tumbuhan

berbuga) juga tidak memiliki sentriol yang terdapat di sel hewan.

(Anonymous b, 2011)

Molekul kehidupan sel

Dasar kimia kehidupan sel: masing-masing penyusun sel tersusun atas

molekul atau materi. Materi tersusun atas elemen atau atom.

Elemen atau atom adalah unti dasar kimia yang tidak dapat dipecah

dengan proses kimia. Atom tersusun atas subpartikel atom yang disebut

neutron, proton, dan elektron.

Neutron dan proton terdapat pada inti atom dan elektron terdapat pada

kulit atom.

Jumlah proton menunjukkan nomor atom. Contoh atom helium (simbol

He) yang memiliki 2 proton, maka nomor atom He=2. Atom yang sama

memiliki sifat, init dan kulit, yang sama. Atom yang berbeda memiliki

sifat dan jumlah subatom yang berbeda.

Atom yang sama dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda, dan

mereka disebut isotop. Contoh isotop adalah atom Carbon-12 bisa ditulis 12C memiliki 6 neutron. Di alam 99% atom Carbon adalah dalam bentuk

isotop 12C, dan yang 1% adalah 13C dengan 7 neutron.

Isotop ini telah dimanfaatkan dalam memecahkan banyak masalah biologi

dan lain-lain masalah dalam ilmu pengetahuan.

Atom-atom sesama atau atom yang berbeda dapat saling berikatan. Ikatan

antar atom membentuk molekul.Ikatan antar atom itu disebut ikatan

kimiaIkatan kimia antara ion disebut ikatan ion, yaitu elektron dari suatu

atom dapat diperoleh dari atau hilang ke atom lainnya.

Banyak jenis ikatan kimia, ada ikatan hidrogen, ikatan antar atom

hidrogen, ada ikatan kovalen, dan lain-lain ikatan kimiaIkatan hidrogen

pada suatu molekul menentukan sifat polaritas molekul. Artinya apabila

ada ikatan hidrogen pada suatu molekul berarti molekul itu bersifat polar.

Tubuh kita tidak dapat membuat air tetapi dalam tubuh dapat berlangsung

sejumlah reaksi kimia yang menghasilkan materi.Ikatan antar atom dan

bahkan antar molekul menentukan stabilitas antar komponen yang saling

berikatan itu dan kemudian menentukan stabilitas struktur dan menentukan

fungsi molekul apabila itu adalah molekul yang menyusun kehidupan.

Molekul Kehidupan

Molekul-molekul yang menyusun kehidupan dan karenanya disebut

molekul biologi, yaitu molekul yang dapat dijumpai terdapat dalam suatu

sel.

Molekul-molekul tersebut adalah karbohidrat, protein, lemak, dan asam

nukleat.

Sel dapat membuat molekul-molekul. Hampir semua molekul yang dibuat

sel (komponen dasar molekul biologi) terdiri atas sejumlah atom carbon

yang saling berikatan dan berikatan dengan atom lain.

Oleh karena itu, komponen yang mengandung atom carbon diketahui

sebagai komponen organik. Jumlah atom carbon dalam suatu molekul

biologi digunakan dasar pengelompokan molekul.

Dengan kata lain keragaman molekul kehidupan didasarkan pada

kenadungan atom carbon yang dimilikinya. Komponen organik memiliki

kerangka atom carbon dan terikat pada kerangka tersebut adalah atom-

atom yang membentuk suatu gugus fungsional, misalnya gugus alkohol,

gugus amino, gugus aldehid, gugus keton, dll.

Sel membuat molekul besar (makro molekul) dari molekul-molekul kecil

dengan reaksi kimia.Molekul besar selain dibangun dengan reaksi kimia

juga dihancurkan atau dipecah dengan reaksi kimia.

Ada reaksi yang disebut sintesa dehidrasi yaitu sintesa molekul dengan

cara menghilangkan molekul airnnya. Ada reaksi yang disebut hidrolisis,

yaitu proses pemecahan molekul dengan air. Reaksi kimia terjadi pada

sistem dalam organisme, baik intraseluler (dalam sel) atau ekstraseluler (di

luar sel).

1. Karbohidrat

Karbohidrat adalah glukosa, fruktosa yang tergolong pada karbohidrat

sederhana karena terdiri atas monosakarida.

Molekul karbohidrat terbuat dari atom carbon dan air (CH2O). Ada yang

disebut disakarida yaitu yang terdiri atas dua molekul monosakarida yang

dibuat dalam tubuh, contohnya maltosa (terdiri atas glukosa dan glukosa),

sukrosa yang terdiri atas glukosa dan fruktosa.

Karbohidrat yang terdiri atas lebih dari dua monosakarida disebut

polisakarida, yaitu rantai panjang gula contohnya adalah tepung, glikogen,

selulosa dll. Hewan dapat menghidrolisa pati (tepung) menjadi glukosa

dengan enzim, tetapi hewan tidak dapat mencernakan (menghidrolisa)

selulosa.

2. Lemak

Umumnya lemak berupa molekul penyimpan energi. Lemak dibuat dari

atom carbon dan hidrogen dengan sedikit oksigen.

Lemak bersifat hidrofobik, yaitu tidak dapat bercampur dengan ari. Lemak

tersusun atas polimer dari asam lemak dan gliserol/trigliserida. Ada lemak

yang tidak jenuh yaitu asam lemak dan lemak yang memiliki ikatan

rangkap.

Lemah jenuh adalah lemak dengan jumlah hidrogen maksimum yang

berperanan pada penyakit kardiovasculer dengan menyebabkan

athreosclerosis atau plaque tertimbun pada permukaan dalam pembuluh

darah.

Ada lemak lain yang disebut fosfolipid (lipid dengan atom fosfat), malam,

steroid (a.l kolesterol), anabolik steroid, dll.

3. Protein

Protein adalah molekul yang amat esensial untuk struktur dan aktivitas

kehidupan (rambut, otot, antibodi, hormon, enzim). Protein tersusun atas

20 asam amino.

Struktur umum protein berupa atom carbon alfa yang berikatan dengan

atom hidrogen, gugus amino, gugus karboksil dan gugus lain yang

bervariasi yang menyusun bagian asam amino.

Asam amino terikat satu sama lain dengan ikatan peptida. Ikatan peptida

dapat dipecah dengan hidrolisis.

Struktur protein ada empat level yaitu struktur primer, sekunder, tersier,

dan kuartener.

3. Asam nukleat

Asam nukleat terdiri atas polimer nukleotida. Nukleotida adalah molekul

yang terdiri atas gugus fosfat, gula beratom carbon (C) lima, dan basa

nitrogen.

Ada dua tipe asam nukleat yaitu deoxyribonucleic acid (DNA) atau asam

deoksiribonukleat (ADN) dan ribonucleic acid (RNA) atau asam

ribonukleat (ARN). Material genetik yang diturunkan organisme dari

orang tuanya terdiri atas DNA.

Dalam DNA terdapat gen, yaitu suatu rangkaian khusus molekul DNA

yang memprogram urutan asam amino tertentu penyusun struktur primer

protein.

Dalam menentukan struktur primer protein, gen menentukan struktur tiga

dimensinya, dan oleh karena itu menentukan fungsi protein.

Jadi melalui aksi protein yang dihasilkan, DNA mengatur kehidupan sel

dan organisme.

Dalam melaksanakan fungsinya, DNA tidak bekerja secara langsung.

Kerjanya melalui atau diperantarai oleh RNA. Informasi dalam DNA

dipindahkan ke RNA (transkripsi) yang kemudian diterjemahkannya

menjadi protein (translasi).

Sama halnya dengan polisakarida dan polipeptida asam nukleat juga

dibentuk dari monomernya melalui proses sintesa dehidrasi.

Biasanya RNA memiliki untai tunggal, dan DNA memiliki untai ganda

(Anonymous c, 2011)

a. Bagian-Bagian Sel

Bagian-Bagian Sel yaitu :

1. Dinding sel yang terdiri dari dinding sel primer, sekunder dan lamela

tengah.

2. Protoplast yang terdiri dari nucleus dan sitoplastma. Dimana pada

sitoplastma terdapat ribosom, mitokondria, vakuola dan plastida. Dan pada

vakuola nanti ada senyawa organik dan an-organik.

b. Dinding Sel

Dinding sel yaitu sel muda dindingnya tipis atau primer, kemudian terjadi

penebalan atau sekunder. Pada bagian tertentu tidak terjadi penebalan atau

terbentuk lubang antar sel atau pit (noktah).

Senyawa penyusun dinding sel antara lain :

- Pectin

- Cellulosa

- Lignin

- Suberin atau gabus

- Chitine atau kresik

Sifat Kimia Dinding Sel Tumbuhan

Dinding sel tersusun oleh zat organik dan anorganik. Zat-zat organik yang

dijumpai pada dinding sel adalah :

*) pektin *) hemiselulosa *) pentosan *) protopektin *) lignin

*) kutin *) selulose *) suberin *) sapropolenin

Adanya zat-zat tersebut dapat diketahui dengan pembubuhan reagensia tertentu

yang disebut reaksi mikrokimia.

Zat-zat anorganik yang terdapat pada dinding sel antara lain : kersik (SiO2) dan

zat kapur.

Sel terdiri dari :

_ Komponen Protoplasmik : sitoplasma, nucleus, plastida, mitokondria

_ Komponen Non Protoplasmik/benda-benda ergastik : vakuola, karbohidrat,

protein, lemak, tanin, Ca-oxalat, dinding sel.

Dinding sel pada sel yang masih muda adalah tipis, makin dewasa sel tersebut

dinding selnya relatif bertambah tebal, sehingga terbentuknya dinding sel sangat

erat hubungannya dengan perkembangan sel tersebut. Penebalan dinding masing-

masing sel berbeda-beda karena disesuaikan dengan fungsinya, sehingga terdapat

perbedaan bentuk sel.

Reaksi mikrokimia pada dinding sel :

1) Selulosa

Selulosa merupakan polisakarida dengan rumus (C6H10O5)n. tidak larut dalam

air, air mendidih, asam dan alkali encer, serta KOH pekat. Dengan H2SO4 pekat

dihidrolisa menjadi glukosa. Oleh enzim selulase diubah menjadi glukosa dan

fruktosa.

Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat,

dari beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan

dan tidak dapat dicerna oleh manusia.

2) Hemiselulosa

Menyerupai selulosa. Dengan asam encer dihidrolisa menjadi mannose +

galaktosa. Dapat dijumpai misal pada lendir tumbuhan.

Hemiselulosa yaitu polisakarida yang mengisi ruang antara serat-serat selulosa

dalam dinding sel tumbuhan. Secara biokimiawi, hemiselulosa adalah semua

polisakarida yang dapat diekstraksi dalah larutan basa (alkalis). Namanya berasal

dari anggapan, yang ternyata diketahui tidak benar, bahwa hemiselulosa

merupakan senyawa prekursor (pembentuk) selulosa.

Monomer penyusun hemiselulosa biasanya adalah rantai D-glukosa, ditambah

dengan berbagai bentuk monosakarida yang terikat pada rantai, baik sebagai

cabang atau mata rantai, seperti D-mannosa, D-galaktosa, D-fukosa, dan pentosa-

pentosa seperti D-xilosa dan L-arabinosa.

Komponen utama hemiselulosa pada Dicotyledoneae didominasi oleh xiloglukan,

sementara pada Monocotyledoneae komposisi hemiselulosa lebih bervariasi. Pada

gandum, ia didominasi oleh arabinoksilan, sedangkan pada jelai dan haver

didominasi oleh beta-glukan.

3) Lignin

Zat kayu yang terdapat pada dinding sel yang telah mengkayu.

Lignin atau zat kayu adalah salah satu zat komponen penyusun tumbuhan.

Komposisi bahan penyusun ini berbeda-beda bergantung jenisnya. Lignin

terutama terakumulasi pada batang tumbuhan berbentuk pohon dan semak. Pada

batang, lignin berfungsi sebagai bahan pengikat komponen penyusun lainnya,

sehingga suatu pohon bisa berdiri tegak (seperti semen pada sebuah batang beton).

Berbeda dengan selulosa yang terbentuk dari gugus karbohidrat, struktur kimia

lignin sangat kompleks dan tidak berpola sama. Gugus aromatik ditemukan pada

lignin, yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik, yang terdiri dari 2-3

karbon. Proses pirolisis lignin menghasilkan senyawa kimia aromatis berupa

fenol, terutama kresol.

4) Suberin

Suberin adalah lapisan pelindung bagian tumbuhan di bawah tanah. Suberin juga

melindungi sel gabus yang terbentuk pada kulit pohon oleh kegiatan

penghancuran dari pertumbuhan sekunder, dan ini terbentuk dari banyak sel

sebagai jaringan luka setelah pelukaan (misalnya setelah gugur daun dan pada

luka umbi kentang yang akan ditanam). Suberin juga terdapat pada dinding sel

akar yang tak terluka sebagai pita Caspari di endodermis dan eksodermis serta di

seludang berkas pembuluh pada rerumputan. Tumbuhan membentuk suberin bila

perubahan secara fisiologis atau perubahan perkembangan, atau faktor cekaman,

menyebabkan tumbuhan perlu menghambat difusi. Tapi pada tingkat molekul,

kejadian yang menyebabkan terbentuknya suberin belum diketahui.

5) Pektin

Dapat ditemukan pada dinding sel dari buah yang mengandung banyak gula. Bila

buah dimasak tampak beberapa zat gelatine.

Pektin merupakan segolongan polimer heterosakarida yang diperoleh dari dinding

sel tumbuhan darat. Pertama kali diisolasi oleh Henri Braconnot tahun 1825.

Wujud pektin yang diekstrak adalah bubuk putih hingga coklat terang. Pektin

banyak dimanfaatkan pada industri pangan sebagai bahan perekat dan stabilizer

(agar tidak terbentuk endapan).

Pektin pada sel tumbuhan merupakan penyusun lamela tengah, lapisan penyusun

awal dinding sel. Sel-sel tertentu, seperti buah, cenderung mengumpulkan lebih

banyak pektin. Pektinlah yang biasanya bertanggung jawab atas sifat "lekat".

Penggunaan pektin yang paling umum adalah sebagai bahan perekat/pengental

(gelling agent) pada selai dan jelly. Pemanfaatannya sekarang meluas sebagai

bahan pengisi, komponen permen, serta sebagai stabilizer untuk jus buah dan

minuman dari susu, juga sebagai sumber serat dalam makanan.

6) Khitin

Dapat ditemukan pada dinding sel Fungi (jamur).

Kitin adalah polisakarida struktural yang digunakan untuk menyusun eksoskleton

dari artropoda (serangga, laba-laba, krustase, dan hewan-hewan lain sejenis). [1]

Kitin tergolong homopolisakarida linear yang tersusun atas residu N-

asetilglukosamin pada rantai beta dan memiliki monomer berupa molekul glukosa

dengan cabang yang mengandung nitrogen. Kitin murni mirip dengan kulit,

namun akan mengeras ketika dilapisi dengan garam kalsium karbonat. Kitin

membentuk serat mirip selulosa yang tidak dapat dicerna oleh vertebrata.

Kitin adalah polimer yang paling melimpah di laut. Sedangkan pada kelimpahan

di muka bumi, kitin menempati posisi kedua setelah selulosa. Hal ini karena kitin

dapat ditemukan di berbagai organisme eukariotik termasuk serangga, molusca,

krustase, fungi, alga, dan protista.

7) Mannan & Galaktan

Mannan merupakan tanaman polisakarida yang merupakan polimer dari gula

mannose . Hal ini umumnya ditemukan dalam ragi, bakteri dan tanaman. Hal ini

menunjukkan α (1-4) linkage. Ini adalah bentuk polisakarida penyimpanan.

(Saeffulloh, 2011)

Ciri-ciri :

a.Tipis (terbentuk saat sel tumbuh)

b. Membungkus membran – lekat dengan dinding primer

• 1-3 mm

• 9 – 25% sellulose dengan susunan searah (seperti kristal dan daya

renggang kawat baja dan pada kabel)

• 25 – 50% hemisellulose

• 10 – 35% pektat

• 10% protein

c. Berpori – diameter 3.5 – 5.2 mm (air = 0.3 mm; gula 1 mm).

Jadi apoplas (kain berpori di dalamnya ada balon diisi air)

2. Dinding Sekunder

Protoplas – mengekskresikan setelah berhenti membesar

Lebih tebal dari dinidng primer

Sellulose 41 – 45%

Hemisellulose 30%

Lignin 22 – 28% - tidak mudah dimampatkan dan dibentuk lebih tegar

seperti batang baja (tidak layu ke - air)

Pola sel yang berhenti berkembang – lignin diendapkan pada lamella

tengah, dinidng primer, dinidng sekunder

Misal : sel xylem/sel kayu/sel gabus, penebalan cincin, jaring-jaring

3. Lamela Tengah

Lamela tengah adalah senyawa pektat – gel atau buah mentah (gel, selai)

Plasmodeta :

• Benang-benang sitoplasma yang melewati

• Noktah – lapangan noktah primer

• Simplas > apoplas, tetapi partikel diameter lebih kecil 10 mm

• Adanya Pe+ hasil metabolisme pada dinding sel, terbentuk ceruk atau

noktah sederhana dan noktah terlindung

e. Protoplast

Plasma sel yaitu cairan sel, sebagai tempat distribusi beberapa organel

1. Inti sel/nucleus (membran, rangka, nucleolus, caira inti)

2. Plastida : leucoplast, chloroplast/chlorophyl, chromoplast

3. Mitokondria

4. Ribosom

5. Sentrosome dan lain sebagainya

f. Vakuola

- Membran vakuola atau tonoplast

g. Senyawa organik

Air sel (larutan garam, larutan alkaloid misalnya nikotin, kinin

Lemak, cadangan di biji

Butir pati, tepung, butir protein, pada biji-bijian

Minyak atsiri, rasa pedas (Aini, 2011)

2.2.3 Jaringan Tumbuhan

Dimana tubuh tumbuhan yang terdiri dari sel-sel itu akan berkumpul

membentuk jaringan, jaringan akan berkumpul membentuk organ dan seterusnya

sampai membentuk satu tubuh tumbuhan. Sedangkan jaringan dalam biologi

adalah sekumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama.

(Anonymouse, 2011)

Gambar 13. Jaringan tumbuhan

Ada 2 macam jaringan dan organ yang membentuk tubuh tumbuhan yaitu :

1. Jaringan meristem atau muda

Ciri – Csiri =

- Jaringan dari kumpulan sel muda,

- Terdapat pada titik tumbuh / ujung akar dan batang,

- Berbentuk kubus,

- Berdinding tipis,

- Protoplas penuh

Sifat =

- Senantiasa membelah,

- Fungsi pertumbuhan (Aini, 2011)

Pada jaringan meristem atau muda terbagi dalam :

1. Jaringan Meristem Primer

Jaringan meristem yang merupakan perkembangan lebih lanjut dari

pertumbuhan embrio.

Contoh: ujung batang, ujung akar. Meristem yang terdapat di ujung

batang dan ujung akar disebut meristem apikal. Kegiatan jaringan

meristem primer menimbulkan batang dan akar bertambang

panjang.Pertumbuhan jaringan meristem primer disebut pertumbuhan

primer.

2. Jaringan Meristem Sekunder

Jaringan meristem sekunder adalah jaringan meristem yang berasal

dari jaringan dewasa yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan

jaringan meristem sekunder disebut pertumbuhan sekunder. Kegiatan

jaringan meristem menimbulkan pertambahan besar tubuh tumbuhan.

Contoh jaringan meristem skunder yaitu kambium.

Kambium adalah lapisan sel-sel tumbuhan yang aktif membelah dan

terdapat diantara xilem dan floem. Aktivitas kambium  menyebabkan

pertumbuhan skunder, sehingga batang tumbuhan menjadi besar . Ini

terjadi pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae(tumbuhan berbiji

terbuka ).

Pertumbuhan kambium kearah luar akan membentuk kulit batang,

sedangkan kearah dalam akan membentuk kayu.Pada masa

pertumbuhan, pertumbuhan kambium kearah dalam lebih aktif

dibandingkan pertumbuhan kambium kearah luar, sehingga

menyebabkan kulit batang lebih tipis dibandingkan kayu.

Berdasarkan letaknya jaringan meristem dibedakan menjadi tiga yaitu

meristem apikal, meristem interkalardan meristem lateral.

a. Meristem apikal adalah meristem yang terdapat pada ujung akar dan

pada ujung batang. Meristem apikal selalu  menghasilkan sel-sel untuk

tumbuh memanjang.Pertumbuhan memanjang akibat aktivitas meristem

apikal disebut pertumbuhan primer. Jaringan yang terbentuk dari

meristem apikal disebut jaringan primer.

b. Meristem interkalaratau meristem antara adalah meristem yang

terletak diantara jaringan meristem primer dan jaringan dewasa. Contoh

tumbuhan yang memiliki meristem interkalar adalah batang rumput-

rumputan (Graminae). Pertumbuhan sel  meristem  interkalar

menyebabkan pemanjangan batang lebih cepat, sebelum tumbuhnya

bunga.

c. Meristem lateral atau meristem samping adalah meristem yang

menyebabkan pertumbuhan skunder. Pertumbuhan skunder adalah

proses pertumbuhan yang menyebabkan bertambah besarnya  akar dan

batang tumbuhan. Meristem lateral disebut juga sebagai kambium.

Kambium terbentuk dari dalam jaringan meristem yang telah ada pada

akar dan batang dan membentuk jaringan skunder pada bidang yang

sejajar dengan akar dan batang. (Aini, 2011)

Jadi jaringan Meristem itu jaringan yang sel-selnya selalu membelah

(mitosis) serta belum berdifferensiasi. Ada beberapa macam jaringan

meristem, antara lain :

- Titik tumbuh, terdapat pada ujung batang, meristem ini menyebabkan

tumbuh memanjang atau disebut juga tumbuh primer. Terdapat dua teori

yang menjelaskan pertumbuhan ini. Yang pertama adalah teori histogen

dari Hanstein yang menyatakan titik tumbuh terdiri dari dermatogens yang

menjadi epidermis, periblem yang menjadi korteks, dan plerom yang akan

menjadi silinder pusat. Teori kedua adalah teori Tunica-Corpus dari

Schmidt yang menyatakan bahwa titik tumbuh terdiri atas Tunica yang

fungsinya memperluas titik tumbuh, serta Corpus yang berdifferensiasi

menjadi jaringan-jaringan.

- Perisikel (perikambium) merupakan tempat tumbuhnya cabang-cabang

akar. Letaknya antara korteks dan silinder pusat.

- Kambium fasikuler (kambium primer). Kambium ini terdapat di antara

Xilem dan floem pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Khusus pada

tumbuhan monokotil, kambium hanya terdapat pada batang tumbuhan

Agave dan Pleomele. Kambium fasikuler kea rah dalam membentuk

Xilem dank e arah luar membentuk floem, sementara ke samping

membentuk jaringan meristematis yang berfungsi memperluas kambium.

Pertumbuhan oleh kambium ini disebut pertumbuhan sekunder

- Kambium sekunder (kambium gabus/ kambium felogen), kambium ini

terdapat padapermukaan batang atau akar yang pecah akibat pertumbuhan

sekunder. Kambium gabus kea rah luar membentu sel gabus pengganti

epidermis dank e arah dalam membentuk sel feloderm hidup. Kambium

inilah yang menyebabkan terjadinya lingkar tahun pada tumbuhan.

(Anonymous f, 2011)

2. Jaringan dewasa

Jaringan dewasa adalah jaringan yang sudah berhenti melaukakan

totipotensi , jaringan ini hanya membelah tetapi tidak melakukan

deferensiasi membentuk jaringan lain .

Gambar 14. Jaringan pada daun

Jaringan dewasa juga merupakan kelompok sel tumbuhan yang berasal

dari pembelahan sel - sel meristem dan telah mengalami pengubahan

bentuk yang disesuaikan dengan fungsinya (Diferensiasi).Jaringan dewasa

ada yang sudah tidak bersifat meristematik lagi (sel penyusunnya sudah

tidak membelah lagi) sehingga disebut jaringan permanen.

Berdasarkan bentuk dan fungsinya, jaringan dewasa pada tumbuhan

dibedakan menjadi empat macam jaringan yaitu:

a. Jaringan Epiderm

Gambar 15. Jaringan epidermis

Epidermis rnerupakan jaringan paling luar vang menutupi permukaan

organ tumbuhan, seperti: daun, bagian bunga, buah, biji, batang, dan akar.

Fungsi utama jaringan epidermis adalah sebagai pelindung jaringan yang

ada di bagian sebelah dalam. Bentuk, ukuran, dan susunan, serta fungsi sel

epidermis berbeda-beda pada berbagai jenis organ tumbuhan. Ciri khas sel

epidermis adalah sel--selnya rapat satu sama lain membentuk bangunan

padat tanpa ruang antar sel. Dinding sel epidermis ada yang tipis, ada yang

mengalami penebalan di bagian yang menghadap ke permukaan tubuh,

dan ada yang semua sisinya berdinding tebal dan mengandung lignin.

b. Jaringan Dasar (Parenkim)

Gambar 16. Jaringan dasar

Parenkim terdiri atas kelompok sel hidup yang bentuk, ukuran,

maupun fungsinya berbeda-beda. Sel-sel parenkim mampu

mempertahankan kemampuannya untuk membelah meskipun telah dewasa

sehingga berperan penting dalam proses regenerasi.

Sel-sel parenkim yang telah dewasa dapat bersifat meristematik

bila lingkungannya memungkinkan. Jaringan parenkim terutama terdapat

pada bagian kulit batang dan akar, mesofil daun, daging buah, dan

endosperma biji. Sel-sel parenkim juga tersebar pada jaringan lain, seperti

pada parenkim xilem, parenkim floem, dan jari-jari empulur.

Ciri utama sel parenkim adalah memiliki dinding sel yang tipis,

serta lentur. Beberapa sel parenkim mengalami penebalan, seperti pada

parenkim xilem. Sel parenkim berbentuk kubus atau memanjang dan

mengandung vakuola sentral yang besar. Ciri khas parenkim yang lain

adalah sel-selnya banyak memiliki ruang antarsel karena bentuk selnya

membulat.

Parenkim yang mempunyai ruang antarsel adalah daun. Ruang antarsel

ini berfungsi sebagai sarana pertukaran gas antar klorenkim dengan udara

luar. Sel parenkim memiliki banyak fungsi, yaitu untuk berlangsungnya

proses fotosintesis, penyimpanan makanan dan fungsi metabolisme lain.

Isi sel parenkim bervariasi sesuai dengan fungsinya, misalnya sel yang

berfungsi untuk fotosintesis banyak mengandung kloroplas. Jaringan yang

terbentuk dari sel-sel parenkim semacam ini disebut klorenkim. Cadangan

makanan yang terdapat pada sel parenkim berupa larutan dalam vakuola,

cairan dalam plasma atau berupa kristal (amilum). Sel parenkim

merupakan struktur sel yang jumlahnya paling banyak menyusun jaringan

tumbuhan.

Ciri penting dari sel parenkim adalah dapat membelah dan

terspesialisasi menjadi berbagai jaringan yang memiliki fungsi khusus. Sel

parenkim biasanya menyusun jaringan dasar pada tumbuhan, oleh karena

itu disebut jaringan dasar. Berdasarkan fungsinya, parenkim dibagi

menjadi bebrapa jenis jaringan, yaitu:

1) Parenkim Asimilasi

Biasanya terletak di bagian tepi suatu organ, misalnya pada daun,

batang yang berwarna hijau, dan buah. Di dalam selnya terdapat

kloroplas, yang berperan penting sebagai tempat berlangsungnya

proses fotosintesis.

2) Parenkim Penimbun

Biasanya terletak di bagian dalam tubuh, misalnya: pada empulur

batang, umbi akaL umbi lapis, akar rimpang (rizoma), atau biji. Di

dalam sel-selnya terdapat cadangan makanan yang berupa gula,

tepung, lemak atau protein.

3) Parenkim Air

Terdapat pada tumbuhan yang hidup di daerah panas (xerofit)

untuk menghadapi masa kering, misalnya pada tumbuhan kaktus dan

lidah buaya.

4) Parenkim Udara

Ruang antar selnva besar, sel- sel penyusunnya bulat sebagai alat

pengapung di air, misalnya parenkim pada tangkai daun tumbuhan

enceng gondok

c. Jaringan Penyokong

Nama lainnya stereon. Fungsinya untuk menguatkan bagian tubuh

tumbuhan. Terdiri dari kolenkim dan sklerenkim.

a. Kolenkim

Sebagian besar dinding sel jaringan kolenkim terdiri dari senyawa

selulosa merupakan jaringan penguat pada organ tubuh muda atau bagian

tubuh tumbuhan yang lunak.

Berdasarkan bagian sel yang mengalami penebalan, sel kolenkim

dibedakan atas:

1. kolenkim angular (kolenkim sudut), merupakan jaringan kolenkim

dengan penebalan dinding sel pada bagian sudut sel;

2. kolenkim lamelal, merupakan jaringan kolenkim yang penebalan

dinding selnya membujur;

3. kolenkim anular, merupakan kolenkim yang penebalan dinding selnya

merata pada bagian dinding sel sehinggi berbentuk pipa.

b. Sklerenkim

Selain mengandung selulosa dinding sel, jaringan sklerenkim

mengandung senyawa lignin, sehingga sel-selnya menjadi kuat dan keras.

Sklerenkim terdiri dari dua macam yaitu serabut/serat dan sklereid atau sel

batu. Batok kelapa adalah contoh yang baik dari bagian tubuh tumbuhan

yang mengandung serabut dan sklereid.

d. Jaringan Pengangkut.

Gambar 17. Jaringan pengangkut

Jaringan pengangkut bertugas mengangkut zat-zat yang dibutuhkan

oleh tumbuhan. Ada 2 macam jaringan; yakni xilem atau pembuluh kayu

dan floem atau pembuluh lapis/pembuluh kulit kayu.

Xilem bertugas mengangkut air dan garam-garam mineral terlarut dari

akar ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Xilem ada 2 macam: trakea dan

trakeid.

Floem bertugas mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh

bagian tubuh tumbuhan.

e. Jaringan Gabus

Gambar 18. Jaringan Gabus

Fungsi jaringan gabus adalah untuk melindungi jaringan lain agar tidak

kehilangan banyak air, mengingat sel-sel gabus yang bersifat kedap air.

Pada Dikotil, jaringan gabus dibentuk oleh kambium gabus atau felogen,

pembentukan jaringan gabus ke arah dalam berupa sel-sel hidup yang

disebut feloderm, ke arah luar berupa sel-sel mati yang disebut felem.

(Aini, 2011)

2.2.4 Organ Tumbuhan

Gambar 19. Akar

Organ tumbuhan biji yang penting ada 3, yakni: akar, batang, daun.

Sedang bagian lain dari ketiga organ tersebut adalah modifikasinya, contoh: umbi

modifikasi akar, bunga modifikasi dari ranting dan daun.

a. AKAR

Asal akar adalah dari akar lembaga (radix), pada Dikotil, akar lembaga terus

tumbuh sehingga membentuk akar tunggang, pada Monokotil, akar lembaga mati,

kemudian pada pangkal batang akan tumbuh akar-akar yang memiliki ukuran

hampir sama sehingga membentuk akar serabut.

Akar monokotil dan dikotil ujungnya dilindungi oleh tudung akar atau

kaliptra, yang fungsinya melindungi ujung akar sewaktu menembus tanah, sel-sel

kaliptra ada yang mengandung butir-butir amylum, dinamakan kolumela.

1. Fungsi Akar

a. Untuk menambatkan tubuh tumbuhan pada tanah

b. Dapat berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan

c. Menyerap air dam garam-garam mineral terlarut

2. Anatomi Akar

Pada akar muda bila dilakukan potongan melintang akan terlihat bagian-

bagian dari luar ke dalam.

a. Epidermis

Susunan sel-selnya rapat dan setebal satu lapis sel, dinding selnya

mudah dilewati air. Bulu akar merupakan modifikasi dari sel epidermis

akar, bertugas menyerap air dan garam-garam mineral terlarut, bulu akar

memperluas permukaan akar. Air dan garam-garam mineral diserap oleh

tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut-rambut akar yang terdapat

pada epidermis akar. Tumbuhan mengambil air, karbon dioksida, dan

oksigen dengan cara difusi, osmosis, dan transpor aktif.

Tumbuhan membutuhkan air sepanjang hidupnya. Setelah diserap

akar, air digunakan dalam semua reaksi kimia, mengangkut zat hara,

membangun turgor, dan akhirnya keluar dari daun sebagai uap atau air.

Tumbuhan mempunyai sistem pengangkutan air dan garam mineral yang

diperoleh dari tanah agar air tetap tersedia. Pada tumbuhan tingkat tinggi

terdapat dua macam cara pengangkutan air dan garam mineral yang

diperoleh dari tanah, yaitu ekstravaskular dan intravaskular.

Pengangkutan ekstravaskular adalah pengangkutan di luar berkas

pembuluh. Pengangkutan ini bergerak dari permukaan akar menuju ke

bagian-bagian yang letaknya lebih dalam dan menuju ke berkas pembuluh.

Sementara itu, pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui

berkas pembuluh dari akar menuju bagian atas tumbuhan.

1. Proses Pengangkutan Ekstravaskular

Pada pengangkutan ini, air akan masuk melalui sel epidermis akar

kemudian bergerak di antara sel-sel korteks. Air harus melewati

sitoplasma sel-sel endodermis untuk memasuki silinder pusat (stele).

Setelah sampai di stele, air akan bergerak bebas di antara sel-sel. Cara

transportasi dalam pengangkutan air dan mineral secara ekstravaskular

ada dua macam, yaitu apoplas dan simplas. Perhatikan Gambar 2.14.

Gambar 20.

Pengangkutan ekstravaskular

Gambar 21.

Pengangkutan ekstravaskular

secara simplas (a) dan apoplas (b)

Transportasi apoplas adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas

atau transpor pasif melalui semua bagian tidak hidup dari tumbuhan, misalnya

dinding sel dan ruang-ruang antarsel. Transportasi apoplas tidak dapat terjadi saat

melewati endodermis sebab dalam sel-sel endodermis terdapat pita kaspari yang

menghalangi air masuk ke dalam xilem. Pita kaspari ini terbentuk dari zat suberin

(gabus) dan lignin. Oleh karena itu,apoplas dapat terjadi di semua bagian kecuali

endodermis. Air yang menuju endodermis ditranspor secara simplas melalui sel

peresap.

Kebalikan dari transportasi apoplas adalah transportasi simplas.

Transportasi simplas yaitu bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui bagian

hidup dari sel tumbuhan. Pada sistem simplas ini perpindahan terjadi secara

osmosis dan transpor aktif melalui plasmodesmata. Transportasi simplas dimulai

dari sel-sel rambut akar ke sel-sel parenkim korteks yang berlapis-lapis, sel-sel

endodermis, sel-sel perisikel, dan akhirnya ke berkas pembuluh kayu atau xilem.

Pengangkutan mineral melalui transpor aktif. Mineral mampu masuk ke

dalam akar karena melawan gradien konsentrasi, yaitu dari daerah berkonsentrasi

rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi.

2. Proses Pengangkutan Intravaskular

Pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui berkas

pembuluh (xilem) dari akar menuju bagian atas tumbuhan. Pengangkutan air dan

mineral dimulai dari xilem akar ke xilem batang menuju xilem tangkai daun dan

ke xilem tulang daun. Pada tulang daun terdapat ikatan pembuluh. Air dari xilem

tulang daun ini masuk ke sel-sel bunga karang pada mesofil. Setelah mencapai

sel-sel bunga karang, air dan garam-garam mineral disimpan untuk digunakan

dalam proses fotosintesis dan transportasi. Transportasi pada trakea lebih cepat

daripada transportasi pada trakeida.

Gambar 22. Pengangkutan air dan garam mineral secara intravaskuler

Ada beberapa jenis tumbuhan yang tidak mempunyai trakea sehingga

trakeida merupakan satu-satunya saluran pengangkutan air tanah. Tumbuhan yang

tidak mempunyai trakea misalnya pada tumbuhan paku dan tumbuhan berbiji

terbuka. Pengangkutan air dan mineral dari bawah ke atas tubuh tumbuhan oleh

xilem mengikuti beberapa teori sebagai berikut.

a. Teori vital

Teori vital menyatakan bahwa perjalanan air dari akar menuju daun dapat

terlaksana karena adanya sel-sel hidup, misalnya sel-sel parenkim dan jari-jari

empulur di sekitar xilem.

b. Teori Dixon Joly

Teori Dixon Joly menyatakan bahwa naiknya air ke atas karena tarikan dari

atas, yaitu ketika daun melakukan transpirasi. Air selalu bergerak dari daerah

basah ke daerah kering.

c. Teori tekanan akar

Teori tekanan akar menyatakan bahwa air dan mineral naik ke atas karena

adanya tekanan akar. Tekanan akar ini terjadi karena perbedaan konsentrasi air

dalam air tanah dengan cairan pada saluran xilem. Tekanan akar paling tinggi

terjadi pada malam hari dan dapat menyebabkan merembesnya tetes-tetes air dari

daun tumbuhan (gutasi). Perhatikan Gambar 2.16.

Gambar 23. Gutasi

Pada dasarnya, pengangkutan air dan mineral dari tanah ke dalam

tumbuhan melibatkan tiga proses sebagai berikut.

a. Proses osmosis.

b. Proses difusi.

c. Proses transpor aktif.

Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pengangkutan air dan mineral

dari dalam tanah ke tubuh tumbuhan melalui lintasan tertentu.

Air yang diangkut xilem digunakan untuk fotosintesis dan sebagian

mengalami transpirasi. Laju transpirasi dipengaruhi oleh keadaan lingkungan,

misalnya kelembapan, suhu, cahaya, angin, dan kandungan air tanah.

Kelembapan berpengaruh terhadap laju transpirasi. Jika kelembapan udara

lingkungan di sekitar tumbuhan tinggi maka difusi air dalam ruang udara pada

tumbuhan akan berlangsung lambat. Sebaliknya, jika kelembapan di sekitar

tumbuhan rendah, difusi air dalam ruang udara pada tumbuhan berlangsung cepat.

Jika suhu lingkungan semakin tinggi maka laju transpirasi juga semakin

cepat. Demikian juga jika intensitas cahaya meningkat maka transpirasi tumbuhan

meningkat.

Angin cenderung meningkatkan laju transpirasi karena angin dapat

menyapu uap air yang terkumpul di dekat permukaan. Sementara itu, kandungan

air tanah juga dapat mempengaruhi laju transpirasi. Jika kandungan air tanah

cukup banyak sehingga potensial air tanah lebih tinggi daripada di dalam sel-sel

tumbuhan maka aliran air di dalam pembuluh kayu dan laju transpirasi meningkat.

Selain pengangkutan air dan mineral dari tanah, pada tumbuhan juga

terjadi pengangkutan hasil-hasil fotosintesis. Zat makanan hasil fotosintesis

ditimbun sementara pada daun. Namun, banyak tumbuhan yang mempunyai organ

penyimpanan misalnya umbi akar.

Selanjutnya, zat makanan ini mengalami pengangkutan ke bagian bagian

tumbuhan lain melalui pembuluh tapis (floem). Jadi, pembuluh tapis berfungsi

mengangkut hasil fotosintesis secara dua arah, yaitu dari daun ke tempat

penyimpanan makanan cadangan dan ke bagian bagian yang aktif tumbuh.

b. Korteks

Letaknya langsung di bawah epidermis, sel-selnya tidak tersusun rapat

sehingga banyak memiliki ruang antar sel. Sebagian besar dibangun oleh

jaringan parenkim.

c. Endodermis

Merupakan lapisan pemisah antara korteks dengan silinder pusat.Sel-

sel endodermis dapat mengalami penebalan zat gabus pada dindingnya dan

membentuk seperti titik-titik, dinamakan titik Caspary. Pada pertumbuhan

selanjutnya penebalan zat gabus sampai pada dinding sel yang menghadap

silinder pusat, bila diamati di bawah mikroskop akan tampak seperti hutuf

U, disebut sel U, sehingga air tak dapat menuju ke silinder pusat. Tetapi

tidak semua sel-sel endodermis mengalami penebalan, sehingga

memungkinkan air dapat masuk ke silinder pusat.Sel-sel tersebut

dinamakan sel penerus/sel peresap.

d. Silinder Pusat/Stele

Silinder pusat/stele merupakan bagian terdalam dari akar.

Terdiri dari berbagai macam jaringan :

- Persikel/Perikambium

Merupakan lapisan terluar dari stele. Akar cabang terbentuk dari

pertumbuhan persikel ke arah luar.

- Berkas Pembuluh Angkut/Vasis

Terdiri atas xilem dan floem yang tersusun bergantian menurut arah jari

jari. Pada dikotil di antara xilem dan floem terdapat jaringan kambium.

- Empulur

Letaknya paling dalam atau di antara berkas pembuluh angkut terdiri dari

jaringan parenkim.

b. BATANG

Terdapat perbedaan antara batang dikotil dan monokotil dalam susunan

anatominya.

Gambar 24.Jaringan Batang

1. Batang Dikotil

Pada batang dikotil terdapat lapisan-lapisan dari luar ke dalam :

a. Epidermis

Terdiri atas selaput sel yang tersusun rapat, tidak mempunyai ruang antar sel.

Fungsi epidermis untuk melindungi jaringan di bawahnya. Pada batang yang

mengalami pertumbuhan sekunder, lapisan epidermis digantikan oleh lapisan

gabus yang dibentuk dari kambium gabus.

b. Korteks

Korteks batang disebut juga kulit pertama, terdiri dari beberapa lapis sel, yang

dekat dengan lapisan epidermis tersusun atas jaringan kolenkim, makin ke

dalam tersusun atas jaringan parenkim.

c. Endodermis

Endodermis batang disebut juga kulit dalam, tersusun atas selapis sel,

merupakan lapisan pemisah antara korteks dengan stele. Endodermis

tumbuhan Anguiospermae mengandung zat tepung, tetapi tidak terdapat pada

endodermis tumbuhan Gymnospermae.

d. Stele/ Silinder Pusat

Merupakan lapisan terdalam dari batang. Lapis terluar dari stele disebut

perisikel atau perikambium. lkatan pembuluh pada stele disebut tipe kolateral

yang artinya xilem dan floem. Letak saling bersisian, xilem di sebelah dalam

dan floem sebelah luar.

Antara xilem dan floem terdapat kambium intravasikuler, pada perkembangan

selanjutnya jaringan parenkim yang terdapat di antara berkas pembuluh angkut

juga berubah menjadi kambium, yang disebut kambium intervasikuler.

Keduanya dapat mengadakan pertumbuhan sekunder yang mengakibatkan

bertambah besarnya diameter batang.

Pada tumbuhan Dikotil, berkayu keras dan hidupnya menahun, pertumbuhan

menebal sekunder tidak berlangsung terus-menerus, tetapi hanya pada saat air

dan zat hara tersedia cukup, sedang pada musim kering tidak terjadi

pertumbuhan sehingga pertumbuhan menebalnya pada batang tampak

berlapis-lapis, setiap lapis menunjukkan aktivitas pertumbuhan selama satu

tahun, lapis-lapis lingkaran tersebut dinamakan Lingkaran Tahun.

2. Batang Monokotil

Pada batang Monokotil, epidermis terdiri dari satu lapis sel, batas antara

korteks dan stele umumnya tidak jelas. Pada stele monokotil terdapat ikatan

pembuluh yang menyebar dan bertipe kolateral tertutup yang

artinya di antara xilem dan floem tidak ditemukan kambium. Tidak adanya

kambium pada Monokotil menyebabkan batang Monokotil tidak dapat tumbuh

membesar, dengan perkataan lain tidak terjadi pertumbuhan menebal

sekunder. Meskipun demikian, ada Monokotil yang dapat mengadakan

pertumbuhan menebal sekunder, misalnya pada pohon Hanjuang (Cordyline

sp) dan pohon Nenas seberang (Agave sp).

2.3 Proses Kimia yang Terjadi Pada Tumbuhan

2.3.1 Enzim pada Tumbuhan

Enzim ialah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi dan ikut beraksi

didalamnya sedang pada saat akhir proses enzim akan melepaskan diri seolah –

olah tidak ikut bereaksi dalam proses tersebut.Enzim merupakan reaksi atau

proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh makhluk hidup karena

adanya katalis yang mampu mempercepat reaksi. Koenzim mudah dipisahkan

dengan proses dialisis.

Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal menentukan reaksi mana

yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator anorganik sehingga ribuan

reaksi dapat berlangsung dengan tidak menghasilkan produk sampingan yang

beracun.

Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian

enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak

tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu

koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan

anorganik).

a. Metabolisme Tumbuhan

Tumbuhan juga mengahasilkan senyawa metabolit sekunder yang

berfungsi untuk melindungi tumbuhan dari serangan serangga, bakteri, jamur dan

jenis patogen lainnya serta tumbuhan itu mampu menghasilkan vitamin untuk

kepentingan tumbuhan itu sendiri serta hormon – hormon yang merupakan sarana

bagi tumbuhan untuk berkomunikasi antara organnya atau jaringannya dalam

mengendalikan dan mengkoordinasi pertumbuhan dan perkembangannya.

Dalam tumbuhan pun terdapat proses metabolisme tumbuhan yang terdiri

dari anabolisme ( pembentkan senyawa yang lebih besar dari molekul – molekul

yang lebih kecil, molekul ini terdiri dari pati, selulose, protein, lemak dan asam

lemak. Prioses ini membutuhkan energi).Sedang katabolisme merupakan senyawa

dengan molekul yang besar membentuk senyawa – senyawa dengan molekul yang

lebih kecil dan menghasilkan energi.Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur

lintasan – lintasan metabolik yang dikendalikannnya agar terjadi dan dapat

mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara memproduksi suatu katalisator

dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan. Katalisator inilah yang

disebut denagn enzim yang mampu mempercepat laju reaksi yang berkisar antara

108 sampai 1020.

b. Sifat – Sifat Enzim

Sifat-sifat enzim adalah sebagai berikut :

1. Biokatalisator Enzim mempercepat laju reaksi, tetapi tidak ikut bereaksi.

2. Termolabil Enzim mudah rusak bila dipanaskan sampai dengan suhu tertentu.

3. Merupakan senyawa protein

4. Bekerja secara spesifik.Satu jenis enzim bekerja secara khusus hanya pada satu

jenis substrat. Misalnya enzim katalase menguraikan Hidrogen peroksida

(H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2), sedangkan enzim lipase

menguraikan lemak + air menjadi gliserol + asam lemak.

c. SusunanEnzim

Secara kimia, enzim yany lengkap (holoenzim) tersusun atas 2 bagian yaitu:

1. Bagian protein disebut Apoenzim yang bersifat labil ( mudah berubah) yang

dipengaruhi oleh suhu dan keasaman.

2. Bagian yang bukan protein yang disebut dengan gugus prostetik ( gugusan

aktif) yang berasal dari kofaktor.

d. Komposisi Kimia dan Struktur 3-Dimensi Enzim

Setiap enzim terbentuk dari molekul protein sebagai komponen utama

penyusunnya dan bebrapa enzim hanya terbentuk dari molekul protein dengan

tanpa adanya penambahan komponen lain. Protein lainnya seperti Sitokrom yang

membawa elektron pada fotosintesis dan respirasi tidak pula dapat digolongkan

sebagai enzim. Selain itu, protein yang terdapat dalam biji juga lebih berperan

sebagai bahan cadangan untuk digunakan dalam proses perkecambahan biji.

Protein hanya terbentuk dari satu ikatan poloipeptida yang menggumpal

membentuk suatu struktur yang bulat atau sperikal, contohnya ribonuklease.

Setiap rantai polipeptida atau molekul protein secara sponstan akan membentuk

konfigurasi dengan energi bebas terendah.

Dalam sitisol sel, asam amino lebih bersifat hidrofobik yang akan

mengumpul pada bagian dalam, sedang pada permukaan molekul protein atau

enzim asan amino bersifat hidrofilik.

e. Kompertementasi Enzim

Enzim – enzim yang berperan untuk fotosintesis terdapat pada

kloroplas. Enzim yang berperan penting dalam respirasi aerobik terdapat pada

mitokondria, sedang enzim respirasi lainnya terdapat dalam sitosol.

Kompertemenisasi enzim akan meningkat edisiensi banyak proses yang

beralngsung di dalam sel, karena :

1. Reaktan tersedia pada tempat dimana enzim tersedia.

2. Senyawa akan dikonversi dikirim ke arah enzim yang berperan untuk

menghasilakn produk sesuai yang dikehendaki dan tidak disimpangkan pada

lintasan yang lain. Akan tetapi kompartemenisasi ini tidak bersifat absolut.

f. Fungsi Spesifik, Nomenklatur dan Penggolongan Enzim.

a. Fungsi Enzim

Yaitu sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi dalam sel maupun

di luar sel makhluk hidup. Enzim ini berfungsi sebagai katalis yang sangan efisien

dan mempunyai derajat yang tinggi.

b. Tata nama dan Kekhasan Enzim

Setiap enzim disesuaikan dengan nama substratnya dengan menambahkan “ase”

dibelakangnya.

Kekhasan enzim asam amino sebagai substrat dapat mengalami reaksi

berbagai enzim.

c.Penggolongan Enzim

Enzim dapat digolongkan ke dalam 6 golongan yaitu :

1. Oksidoreduktase terdapat dua enzimyaitu dehidrogenase dan oksidasi

2. Transferase yaitu enzim yang bekerja sebagai katalis pada reaksi

pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa lain

3. Hidrolase yaitu sebagai katalis reaksi hidrolisis

4. Liase berperan dalam proses pemisahan

5. Isomerase bekerja pada reaksi intramolekuler

6. Ligase bekerja pada penggabungan dua molekul.

g. Ciri- Ciri Enzim

Ciri – ciri dari enzim ialah sebagai berikut :

1.Merupakan sebuah protein,jadi sifatnya sama dengan protein yaitu dapat

menggumpal dalam suhu tinggi dan terpengaruh oleh temperatur.

2. Bekerja secara khusus,artinya hanya untuk bekerja dalam satu reaksi saja tidak

dapat digunakan dalam beberapa reaksi.

3. Dapat digunakan berulang kali,enzim dapat digunakan berulang kali karena

enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi.

4. Rusak oleh panas,enzim tidak tahan pada suhu tinggi, kebanyakan enzim hanya

bertahan pada suhu 500C, rusaknya enzim oleh panas disebut dengan denaturasi.

5. Dapat bekerja bolak – balik,artinya satu enzim dapat menguraikan satu senyawa

menjadi senyawa yang lain.

h. Isozim

Isozim atau Iso-enzim adalah dalam suatu campuran terdapat lebih dari

satu enzim yang dapat berperan dalam suatu substrat untuk memberikan suatu

hasil yang sama. Keuntungan bagi tumbuhan yang mengandung isoenzim adalah

karena isozim – isozim tersebut akan memiliki tanggapan yang berbeda terhadap

faltor – faktor lingkungan. Setiap isozim dihadapkan pada lingkungan kimia yang

berbeda dab masing – masing berperan pada posisi yang berbeda dalam lintasan

metabolic.

i. Cara Kerja Enzim

Molekul selalu bergerak dan bertumbukan satu sama lain. Jika suau

molekul substrat menumbuk molekul enzim yangtepat maka akan menempel pada

enzim. Tempat menempelnya molekul substrat pada enzim disebut dengan sisi

aktif. Ada dua teori yang menjelaskan mengenai cara kerja enzim yaitu:

1 Teori kunci dan gembok

Teori ini diusulkan oleh Emil Fischer pada 1894. Menurut teori ini, enzim

bekerja sangat spesifik. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen

yang sama persis sehingga bisa saling melekat.

2 Teori ketepatan induksi

Teori ini diusulkan oleh Daniel Koshland pada 1958. Menurut teori ini,

enzim tidak merupakan struktur yang spesifik melainkan struktur yang fleksibel.

Bentuk sisi aktif enzim hanya menyerupai substrat. Ketika substrat melekat pada

sisi aktif enzim, sisi aktif enzim berubah bentuk untuk menyerupai substrat.

j. Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim

Ada banyak faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu:

1. Suhu

Semakin tinggi suhu, kerja enzim juga akan meningkat. Tetapi ada batas

maksimalnya. Untuk hewan misalnya, batas tertinggi suhu adalah 40ºC. Bila suhu

di atas 40ºC, enzim tersebut akan menjadi rusak. Sedangkan untuk tumbuhan

batas tertinggi suhunya adalah 25ºC.

2. pH

Pengaruh pH terhadap suatu enzim bervariasi tergantung jenisnya. Ada enzim

yang bekerja secara optimal pada kondisi asam. Ada juga yang bekerja secara

optimal pada kondisi basa.

3. Konsentrasi substrat

Semakin tinggi konsentrasi substrat, semakin meningkat juga kerja enzim tetapi

akan mencapai titik maksimal pada konsentrasi tertentu.

4. Konsentrasi enzim

Semakin tinggi konsentrasi enzim, semakin meningkat juga kerja enzim.

5. Adanya aktivator

Aktivator merupakan zat yang memicu kerja enzim.

6. Adanya inhibitor

Inhibitor merupakan zat yang menghambat kerja enzim. Inhibitor ini terdiri dari :

Hambatan Reversibel

Yang disebabkan oleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah

gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada molekul enzim. Hambatan reversible

dapat berupa hambatan bersaing dan hambatan tidak bersaing. Hambatan bersaing

disebabkan karena adanya molekul yang mirip dengan substrat, yang dapat pula

membentuk kompleks yaitu kompleks enzim inhibitor (EI), sedang hambatan

tidak bersaing ini tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan

inhibitor yang melakukannya disebut inhibitor tidak bersaing.

Hambatan tidak Reversibel

Hambatan tidak reversible ini terjadi karena inhibitor bereaksi tidak

reversible dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan

berubahnya bentuk enzim.

Hambatan Alosterik

Hambatan ruang karena enzim tersebut tidak berbentuk hiperbola seperti

enzim -enzim yang lain tetapi akan terjadi grafik yang berbentuk sigmoida.

2.3.2 Proses Respirasi Tumbuhan

a. Pengertian Respirasi

Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-

senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi. Namun demikian respirasi

pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2

sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi

H2O. Yang disebut substrat respirasi adalah setiap senyawa organik yang

dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel

tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan

menjadi CO2 dan air. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediat-

intermediat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi.

Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam

zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari

respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti

sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.

Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, rspirasi dapat dibedakan

menjadi respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk

mendapatkan energi dan respirasi anaerob atau biasa disebut dengan proses

fermentasi yaitu respirasi yang tidak menggunakan oksigen namun bahan

bukunya adalah seperti karbohidrat, asam lemak, asam amino sehingga hasil

respirasi berupa karbondioksida, air dan energi dalam bentuk ATP.

Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel

tumbuhan tinggi. Terdapat beberapa substrat respirasi yang penting lainnya

diantaranya adalah beberapa jenis gula seperti glukosa, fruktosa, dan sukrosa;

pati; asam organik; dan protein (digunakan pada keadaan & spesies tertentu).

Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai berikut:

C6H12O6 + O2 6CO2 + H2O + energi

Reaksi di atas merupakan persamaan rangkuman dari reaksi-reaksi yang

terjadi dalam proses respirasi.

Contoh:

Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:

C6H,206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi

(glukosa)

b. Reaksi pada Respirasi

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi,

melalui tiga tahap :

1. Glikolisis.

2. Daur Krebs.

3. Transpor elektron respirasi.

Glikolisis:

Peristiwa perubahan :

Glukosa Þ Glulosa - 6 - fosfat Þ Fruktosa 1,6 difosfat Þ

3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Þ Asam piravat.

Jadi hasil dari glikolisis :

Molekul asam piruvat.

Molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi

tinggi.

Molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

Daur Krebs (daur trikarbekdlat):

Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan

pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi

kimia.

Rantai Transportasi Elektron Respiratori:

Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai

NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam

mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi

melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil

sampingan respirasi selain CO2.

Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh

melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa

pernafasan hewan tingkat tinggi.

c. Proses Akseptor ATP

Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

1. Glikolisis:

Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP

a. Siklus Krebs:

2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP

2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2

b. Rantai trsnspor elektron respirator:

10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP

2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP

Total 38 ATP

d. Manfaat Respirasi

Respirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut

terlihat dalam proses respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa

organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawa-

senyawa antara yang penting sebagai ”Building Block”. Building Block

merupakan senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh.

Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein; nukleotida

untuk asam nukleat; dan prazat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil

dan sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin,

dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin.

Telah diketahui bahwa hasil akhir dari respirasi adalah CO2 dan H2O,

hal ini terjadi bila substrat secara sempurna dioksidasi, namun bila berbagai

senyawa di atas terbentuk, substrat awal respirasi tidak keseluruhannya

diubah menjadi CO2 dan H2O. Hanya beberapa substrat respirasi yang

dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O, sedangkan sisanya digunakan

dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang tumbuh.

Sedangkan energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa

senyawa dalam proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul

lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.

e. Laju Respirasi

Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

a. Ketersediaan substrat. Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal

yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan

substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah

pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka

laju respirasi akan meningkat.

b. Ketersediaan Oksigen. Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju

respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing

spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama.

Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi

laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk

berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.

c. Suhu. Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait

dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat

untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada

masing-masing spesies.

d. Tipe dan umur tumbuhan. Masing-masing spesies tumbuhan memiliki

perbedaan metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk

berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda

menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua.

Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa

pertumbuhan.

f. Proses Respirasi

Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan.

Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara

difusi. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel

tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan

membran sel. Demikian juga halnya dengan CO2 yang dihasilkan respirasi akan

berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal ini karena membran

plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi kedua gas tersebut.

Setelah mengambil O2 dari udara, O2 kemudian digunakan dalam proses

respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya yaitu glikolisis, dekarboksilasi

oksidatif, siklus asam sitrat, dan transpor elektron. Tahapan yang pertama adalah

glikolisis, yaitu tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat

(beratom C3), peristiwa ini berlangsung di sitosol. As. Piruvat yang dihasilkan

selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif. Selain itu

glikolisis juga menghasilkan 2 molekul ATP sebagai energi, dan 2 molekul

NADH yang akan digunakan dalam tahap transport elektron.

Dalam keadaan anaerob, As. Piruvat hasil glikoisis akan diubah menjadi

karbondioksida dan etil alkohol. Proses pengubahan ini dikatalisis oleh enzim

dalam sitoplasma. Dalam respirasi anaerob jumlah ATP yang dihasilkan hanya

dua molekul untuk setiap satu molekul glukosa, hasil ini berbeda jauh dengan

ATP yang dihasilkan dari hasil keseluruhan respirasi aerob yaitu 36 ATP.

Tahapan kedua dari respirasi adalah dekarboksilasi oksidatif, yaitu

pengubahan asam piruvat (beratom C3) menjadi Asetil KoA (beratom C2) dengan

melepaskan CO2, peristiwa ini berlangsung di sitosol. Asetil KoA yang dihasilkan

akan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lainnya yaitu NADH yang akan

digunakan dalam transpor elektron.

Tahapan selanjutnya adalah siklus asam sitrat (daur krebs) yang terjadi di

dalam matriks dan membran dalam mitokondria, yaitu tahapan pengolahan asetil

KoA dengan senyawa asam sitrat sebagai senyawa yang pertama kali terbentuk.

Beberapa senyawa dihasilkan dalam tahapan ini, diantaranya adalah satu molekul

ATP sebagai energi, satu molekul FADH dan tiga molekul NADH yang akan

digunakan dalam transfer elektron, serta dua molekul CO2.

Tahapan terakhir adalah transfer elektron, yaitu serangkaian reaksi yang

melibatkan sistem karier elektron (pembawa elektron). Proses ini terjadi di dalam

membran dalam mitokondria. Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam

serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin,

dan flavoprotein. Reaksi transfer elektron ini nantinya akan menghasilkan H2O.

2.3.3 Proses Fotosintesis

a. Proses Fotosintesis Daun

Proses pembuatan makanan pada tumbuhan hijau dapat terjadi dengan bantuan:

Sinar matahari, air, garam mineral yang diserap, serta karbondioksida dari udara

diubah menjadi zat makanan yang diperlukan.

Energi matahari membantu tumbuhan hijau dalam proses pembuatan

makanannya. Binatang herbivora memakan tumbuhan, lalu dia dimangsa oleh

binatang carnivora (pemakan daging). Bangkai binatang yang membusuk

membentuk zat pengurai yang sangat diperlukan untuk proses pertumbuhan akar

tumbuhan.

Tumbuhan membutuhkan sinar matahari, air, dan udara untuk membuat

makanannya sendiri. Setiap hari, zat hijau daun pada daun tanaman menyerap

cahaya matahari. Tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari menjadi karbon

dioksida dari udara, dan air dari tanah menjadi makanan yang mengandung gula.

Tumbuhan lalu mengeluarkan oksigen sebagai hasil yang tidak terpakai, walaupun

sebagian digunakan untuk bernapas. Proses ini disebut fotosintesis. Makanan

dapat disimpan di dalam tumbuhan dan digunakan bila diperlukan. Binatang dan

manusia mengambil keuntungan dari kemampuan tumbuhan dalam membuat

makanannya sendiri. Mereka makan banyak jenis tanaman dan makanan jenis ini

menyimpan makanan juga. Contoh tanaman penghasil zat makanan yaitu:

-Kentang, yang menyimpan tepung.

-Pohon jeruk menghasilkan buah jeruk.

-dsb.

Namun ada juga jenis tumbuhan yang tidak dapat membuat makanannya

sendiri dan tergantung pada tumbuhan lain. Contohnya: Tanaman saprofit seperti

jamur, makanannya berupa sayuran yang membusuk atau bangkai binatang.

Parasit seperti liana, pertumbuhan awalnya dimulai dari akar di dalam

tanah. Batangnya yang lunak kemudian bercabang dua dan melilit tanaman inang

(induknya) untuk menyerap air dan sari makanan. Setelah semua kebutuhannya

tercukupi, akar aslinya akan mengering dan mati.

Parasit seperti Rafflesia memperoleh makanannya dari akar tumbuhan lain.

Rafflesia adalah tumbuhan yang tidak mempunyai daun atau batang. Merupakan

bunga terbesar dan bisa mencapai diameter lebih dari 1 m. Sebagian besar

tumbuhan berdaun hijau. Ini disebabkan tumbuhan berisi pigmen hijau atau zat

warna yang disebut zat hijau daun (chlorofil). Hanya di bawah permukaan atas

dari daun yang merupakan lapisan-lapisan dari sel-sel khusus, dikenal sebagai sel

pagar. Di dalam masing-masing sel terdapat kotak yang sangat kecil berbentuk

piringan hitam, disebut chloroplast. Chloroplast ini penuh zat hijau daun.

Gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat

dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai

terjadi keseimbangan dinamis. Osmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi

ke potensial air lebih rendah melewati membran selektif permeabel sampai

dicapai keseimbangan dinamis.

2.4 Unsur-Unsur Kimia Hara dan Reaksinya pada Tumbuhan serta

Manfaatnya Bagi Kehidupan

a. Unsur-Unsur Kimia Hara

Unsur hara adalah unsur kimia yang dibutuhkan tanaman untuk proses

pertumbuhannya baik itu vegetatif maupun generatif. Jadi unsur hara adalah

makanan bagi tanaman. Pada dasarnya unsur hara tanaman digolongkan menjadi

dua golongan yaitu :

1. Unsur Hara Makro (unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah

besar)

=>Unsur hara makro primer yang meliputi unsur: C (Carbon), H (Hidrogen), O

(Oksigen), N (Nitrogen), P (Phospat) dan K (Kalium).

=>Unsur hara makro sekunder yang meliputi unsur: Ca (Calsium), Mg

(Magnesium) dan S (Sulfur)

2. Unsur Hara Mikro (unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah

kecil)

Unsur hara mikro meliputi unsur: Zn (Seng), Fe (Besi), Mn (Mangan), Cu

(Tembaga), B (Boron), Mo (Molibdenum dan Cl (Khlor)

b. Reaksi Unsur Kimia Hara Pada Tanaman

1. NITROGEN ( N )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Pertumbuhan tanaman

lambat. Mula-mula daun menguning dan mengering, lalu rontok. Daum yang

menguning diawali dari daun bagian bawah, lalu disusul daun bagian atas.

2. FOSFOR ( P )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun bawah berubah

warna menjadi tua atau tampak mengkilap merah keunguan. Kemudian menjadi

kuning keabuan dan rontok. Tepi daun, cabang, dan batang berwarna merah

keunguan. Batang kerdil dan tidak menghasilkan bunga dan buah. Jika sudah

terlanjur berbuah ukurannya kecil, jelek, dan lekas matang.

3. POTASIUM ( K )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini : Daun mengkerut atau

keriting, timbul bercak-bercak merah kecoklatan lalu kering dan mati.

Perkembangan kar lambat. Buah tumbuh tidak sempurna, kecil, jelek, dan tidak

tahan lama.

4. KALSIUM ( Ca )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Tepi daun muda

mengalami krorosil, lalu menjalar ke tulang daun. Kuncup tanaman muda tidak

berkembang dan mati. Terdapat bintik hitam pada serat daun. Akar pendek. Buah

pecah dan bermutu rendah.

5. MAGNESIUM ( Mg )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun tua mengalami

krorosis, menguning dan bercak kecoklatan, hingga akhirnya rontok. Pada

tanaman yang menghasilkan biji akan menghasilkan biji yang lemah.

6. BELERANG ( S )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini : Daun muda berwarna

hijau muda, mengilap, tapi agak pucat keputihan, lalu berubah jadi kuning dan

hijau. Tanaman tumbuh terlambat, kerdil, berbatang pendek dan kurus.

7. BORON ( Bo )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Tunas pucuk mati dan

berwarna hitam, lalu muncul tunas amping tapi tidak lama kemudian akan mati.

Daun mengalami klorosis dimulai dari bagian bawah daun lalu mengering. Daun

yang baru muncul kerdil dan akhirnya mati. Daun tuanya berbentuk kecil, tebal

dan rapuh. Pertumbuhan batang lambat dengan ruas-ruas cabang yang pendek.

8. TEMBAGA ( Cu )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun muda berwarna

kuning layu dan tidak berkembang. pertumbuhan dan kesuuran tanaman

terhambat secara keseluruhan.

9. KLOR ( CI )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Tanaman gampang

layu, daun pucat ,keriput, dan sebagian mengering. Produktivitas tanaman rendah

dan pemasakan buah lambat.

10. BESI ( Fe )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun muda berawrna

putih pucat lalu kekuningan, dan akhirnya rontok. Tanaman perlahan-lahan mati

dimuali dari puncak.

11. MANGAN ( Mn )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Pertumbuhan tanaman

kerdil, daun berwarna kekuningan atau merah dan sering rontok. Pembentukan

biji tidak sempurna.

12. MOLIBDENUM ( Mo )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun berubah warna,

keriput dan melengkung seperti mangkuk. Muncul bintik-bintik kuning disetiap

lembaran daun, dan akhirnya mati. Pertumbuhan tanaman terhenti.

13. SENG ( Zn )

Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun berwarna kuning

pucat atau kemerahan, muncul bercak-bercak putih di permukaan daun hingga

akhirnya mengering, berlubang dan mati. Perkembangan akar tidak sempurna,

sehingga pendek dan tidak subur.

c. Manfaat Unsur Kimia Hara Bagi Kehidupan Tanaman

Tiap-tiap unsur hara mempunyai fungsi/khasiat tersendiri dan

mempengaruhi proses-proses tertentu dalam perkembangan dan pertumbuhan

tanaman. Berikut ini uraian singkat fungsi/khasiat unsur hara bagi tanaman, yakni:

1. Karbon (C)

Penting sebagai pembangun bahan organik karena sebagian besar bahan

kering tanaman terdiri dari bahan organik, diambil tanaman berupa C02.

2. Oksigen

Terdapat dalam bahan organik sebagai atom dan termasuk pembangunan

bahan organik, diambil dari tanaman berupa C02, sumbernya tidak

terbatas dan diperlukan untuk bernafas.

3. Hidrogen

Merupakan elemen pokok pembangunan bahan organik, sumbernya dari

air dan jumlahnya tidak terbatas.

4. Nitrogen (N)

Diambil dan diserap oleh tanaman dalam bentuk : NO3- NH4+

Fungsi Nitrogen bagi tanaman adalah:

a. Diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian vegetatif

tanaman, seperti daun, batang dan akar.

b. Berperan penting dalam hal pembentukan hijau daun yang berguna

sekali dalam proses fotosintesis.

c. Membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik.

d. Meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan.

e. Meningkatkan perkembangbiakan mikro-organisme di dalam tanah.

5. Fosfor

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk : H2PO4- HPO4–

Fungsi dari Fosfor (P) dalam tanaman dapat dinyatakan sebagai berikut :

a. Merangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih/tanaman muda.

b. Mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi

tanaman dewasa dan menaikkan prosentase bunga menjadi buah/biji.

c. Membantu asimilasi dan pernafasan sekaligus mempercepat

pembungaan dan pemasakan buah, biji atau gabah.

d. Sebagai bahan mentah untuk pembentukan sejumlah protein tertentu.

6. Kalium (K)

Diambil/diserap tanaman dalam bentuk : K+

Fungsi Kalium bagi tanaman adalah :

a. Membantu pembentukan protein dan karbohidrat.

b. Berperan memperkuat tubuh tanaman, mengeraskan jerami dan bagian

kayu tanaman, agar daun, bunga dan buah tidak mudah gugur.

c. Meningkatkan daya tahan tanaman terhadap kekeringan dan penyakit.

d. Meningkatkan mutu dari biji/buah.

7. Kalsium (Ca)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Ca++

Fungsi kalsium bagi tanaman adalah:

a. Merangsang pembentukan bulu-bulu akar

b. Berperan dalam pembuatan protein atau bagian yang aktif dari tanaman

c. Memperkeras batang tanaman dan sekaligus merangsang pembentukan

biji

8. Menetralisir asam-asam organik yang dihasilkan pada saat

metabolisme

e. Kalsium yang terdapat dalam batang dan daun dapat menetralisirkan

senyawa atau suasana keasaman tanah

9. Magnesium (Mg)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Mg++

Fungsi magnesium bagi tanaman ialah:

a. Magnesium merupakan bagian tanaman dari klorofil

b. Merupakan salah satu bagian enzim yang disebut Organic

pyrophosphatse dan Carboxy peptisida

c. Berperan dalam pembentukan buah

10. Belerang (Sulfur = S)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: SO4-

Fungsi belerang bagi tanaman ialah:

a. Berperan dalam pembentukan bintil-bintil akar

b. Merupakan unsur yang penting dalam beberapa jenis protein dalam

bentuk cystein, methionin serta thiamine

c. Membantu pertumbuhan anakan produktif

d. Merupakan bagian penting pada tanaman-tanaman penghasil minyak,

sayuran seperti cabai, kubis dan lain-lain

e. Membantu pembentukan butir hijau daun

11. Besi (Fe)

Diambil atau diserap oleh tanaman dalam bentuk: Fe++

Fungsi unsur hara besi (Fe) bagi tanaman ialah:

a. Zat besi penting bagi pembentukan hijau daun (klorofil)

b. Berperan penting dalam pembentukan karbohidrat, lemak dan protein

c. Zat besi terdapat dalam enzim Catalase, Peroksidase, Prinodic

hidroginase dan Cytohrom oxidase

12. Mangan (Mn)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Mn++

Fungsi unsur hara Mangan (Mn) bagi tanaman ialah:

a. Diperlukan oleh tanaman untuk pembentukan protein dan vitamin

terutama vit. C

b. Berperan penting dalam mempertahankan kondisi hijau daun pada daun

yang tua

c. Berperan sebagai enzim feroksidase dan sebagai aktifator macam-

macam enzim

d. Berperan sebagai komponen penting untuk lancarnya proses asimilasi

13. Tembaga (Cu)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Cu++

Fungsi unsur hara Tembaga (Cu) bagi tanaman ialah:

a. Diperlukan dalam pembentukan enzim seperti: Ascorbic acid oxydase,

Lacosa, Butirid Coenzim A. dehidrosenam

b. Berperan penting dalam pembentukan hijau daun (khlorofil)

14. Seng (Zincum = Zn)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Zn++

Fungsi unsur hara Seng (Zn) bagi tanaman ialah:

a. Dalam jumlah yang sangat sedikit dapat berperan dalam mendorong

perkembangan pertumbuhan

b. Diperkirakan persenyawaan Zn berfungsi dalam pembentukan hormon

tumbuh (auxin) dan penting bagi keseimbangan fisiologis

c. Berperan dalam pertumbuhan vegetatif dan pertumbuhan biji/buah

15. Molibdenum (Mo)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Mo O4-

Fungsi unsur hara Molibdenum (Mo) bagi tanaman ialah:

a. Berperan dalam mengikat (fiksasi) N oleh mikroba pada leguminosa

b. Sebagai katalisator dalam mereduksi N

c. Berguna bagi tanaman jeruk dan sayuran

Molibdenum dalam tanah terdapat dalam bentuk Mo S2

16. Boron (Bo)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Bo O3-

Fungsi unsur hara Boron (Bo) bagi tanaman ialah:

a. Bertugas sebagai transportasi karbohidrat dalam tubuh tanaman

b. Meningkatkan mutu tanaman sayuran dan buah-buahan

c. Berperan dalam pembentukan/pembiakan sel terutama dalam titik

tumbuh pucuk, juga dalam pembentukan tepung sari, bunga dan akar

d. Boron berhubungan erat dengan metabolisme Kalium (K) dan Kalsium

(Ca)

e. Unsur hara Bo dapat memperbanyak cabang-cabang nodule untuk

memberikan banyak bakteri dan mencegah bakteri parasit

17. Khlor (Cl)

Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Cl -

Fungsi unsur hara Khlor (Cl) bagi tanaman ialah:

a. Memperbaiki dan meninggikan hasil kering dari tanaman seperti:

tembakau, kapas, kentang dan tanaman sayuran

b. Banyak ditemukan dalam air sel semua bagian tanaman

c. Banyak terdapat pada tanaman yang mengandung serat seperti kapas

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

3.1.1 Preses kimia khususnya tumbuhan meliputi proses kerja enzim, respirasi dan

fotosintesis

3.1.2 Komponen yang menyusun organisme dimulai daro atom, molekul, sel,

jaringan, organ, sistem organ, organisme.

3.1.3 Macam-macam unsur hara yang dibutuhkan tumbuhan antara lain, N, P, K,

Ca, Mg, Bo, Mn, Zn, Fe, Cu, Cl, S, dan Mo.

3.2 Saran

Untuk para pembaca agar lebih memahami materi mengenai kimia dalam

kehidupan. Dan untuk yang akan datang materi mengenai tumbuhan lebih di

kembangkan lagi agar lebih lengkap dan terperinci.

Daftar Pustaka

Aini, Nurul. 2011. Sel, Jaringan, dan System Jaringan. Universitas Brawijaya.

Malang.

Anonymous a, 2011.Sel Biologi. http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_%28biologi%29.

Diakses pada tanggal 24 november 2011.

Anonymous b, 2011 Sel Tumbuhan. http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_tumbuhan.

Diakses pada tanggal 24 november 2011.

Anonymous c, 2011. Bahan Ajar. http://biodas.wordpress.com/rancangan-

pembelajara/bahan-ajar/sejarah/. Diakses pada tanggal 29 november 2011.

Anonymous d, 2011. Jaringan. http://id.wikipedia.org/wiki/Jaringan. Diakses pada

tanggal 24 november 2011.

Anonymous e, 2011. Jaringan Tumbuhan. http://forum.kompas.com/sains/47097-

jaringan-tumbuhan.html. Diakses pada tanggal 24 november 2011.

Yahya,Harun.2011.

http://www.harunyahya.com/indo/buku/semesta010.htm Di akses 29

November 2011

Ibrahim, Muslimin, M.Pd, Prof. Dr. H. 2011. Mikro Dasar Kimia

http://www.scribd.com/doc/34634233/Mikro-2-Dasar-Kimia Di akses 25

November 2011

Saeffulloh, Mochamad. 2011. Sel Tumbuhan.

http://biosaefful.blogspot.com/2011/04/sifat-kimia-dinding-sel-

tumbuhan.html. Diakses pada tanggal 29 november 2011.

Wales,Jimmy.2011. Kimia.

http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia Di askes tanggal 25 November 2011