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.

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. Reaksi tersebut terlihat sangat sederhana, terlihat seakan respirasi

merupakan reaksi tunggal, sehingga mungkin dapat agak menyesatkan karena respirasi

yang sebenarnya bukanlah reaksi tunggal. Respirasi merupakan rangkaian dari banyak

reaksi komponen, yang masing-masingnya dikatalisis oleh enzim yang berbeda.

Respirasi dapat digolongkan menjadi dua jenis berdasarkan ketersediaan O2 di udara,

yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob. Respirasi aerob merupakan proses

respirasi yang membutuhkan O2, sebaliknya respirasi anaerob merupakan proses

repirasi yang berlangsung tanpa membutuhkan O2. Respirasi anaerob sering disebut

juga dengan nama fermentasi. Perbedaan antara keduanya akan terlihat pada proses

tahapan reaksi dalam 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.

Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

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.

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.

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.

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.

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.

Faktor-faktor yang mempengaruhi proses respirasi suatu organisme antara lain:

umur/usia organisme tersebut, bobot dari kegiatan yang dilakukan, ukuran organisme

itu sendiri, keadaan lingkungan sekitar, serta cahaya juga mempengaruhi rata-rata

pernapasan. Untuk mengetahui bahwa kecambah kacang hijau melakukan respirasi atau

tidak, maka kita dapat mengamati tabung respirometer. Jika kecambah kacang hijau

dalam tabung berespirasi maka kita akan menemukan uap air yang menempel dalam

tabung respirometer, tetapi jika tidak ada uap air itu artinya kecambah kacang hijau

tidak berespirasi. Adanya uap air dijadikan indikator respirasi karena dalam proses

respirasi akan dilepaskan karbon dioksida dan uap air. Dalam pengamatan ini kita harus

teliti dalam mengoleskan vaselin pada sumbat, jangan sampai ada rongga udara yang

masih terbuka karena hal ini bisa mengganggu pengamatan.

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.

Contoh:

Respirasi pada Glukosa, reaksi sederhananya:

C6H,206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi (gluLosa)

Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga

tahap :

1. Glikolisis.

2. Daur Krebs.

3. Transpor elektron respirasi.

1. 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 :

- 2 molekul asam piravat.

- 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi

tinggi.

- 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.

2. Daur Krebs (daur trikarboksilat):

Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam

piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia

3. 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.Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:

PROSES AKSEPTOR ATP

1. Glikolisis:

Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP

2. Siklus Krebs:

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

2 asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2

3. 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

Ada 2 macam Respirasi yaitu :

1.Respirasi aerob adalah proses penguraian makanan dengan menggunakan

oksigen. Ia berlaku di mitokondria sel. Persamaan bagi proses respirasi aerob adalah

seperti berikut ;

2. Respirasi anaerob adalah proses penguraian glukosa untuk menghasilkan

tenaga tanpa menggunakan oksigen. Sesetengah organisma seperti bakteria, kulat,

haiwan dan tumbuhan menjalankan proses ini. Proses ini menghasilkan sedikit tenaga.

Secara umumnya terdapat sedikit perbezaan antara respirasi dan fotosintesis oleh

tumbuhan.Semasa tiada oksigen, haiwan menguraikan glukosa kepada asid laktik dan

membebaskan sedikit tenaga. Tumbuhan pula menguraikan glukosa kepada etanol dan

karbon dioksida serta membebaskan tenaga. Secara ringkasnya

Perbedaan Respirasi Aerob dengan Respirasi Anaerob

1. Respirasi Aerob

· Memerlukan O2

· Terjadi dalam Matriks Mitokondria

· Untuk Pemecahan senyawa organic menjadi senyawa anorganik

· menghasilkan energi yang lebih besar.

· Menghasilkan 36 ATP

· Prosesnya Meliputi :

a. Glikolisis

b. Dekarboksilasi oksidatif

c. Siklus Krebs

d. Transfor Elektron

2. Respirasi Anaerob

· Tidak memerlukan O2

· Terjadi dalam Sitoplasma

· Untuk penguraian senyawa Organik

· Menghasilkan Energi yang lebih kecil

· Menhasilkan 2 ATP

· Proses Respirasi Anaerob

a. Fermentasi

b. Pernafasan Intramolekul

TRANSPIRASI

Transpirasi dapat diartikan sebagai proses kehilangan air dalam bentuk uap dari

jaringan tumbuhan melalui stomata. Kemungkinan kehilangan air dari jaringan tanaman

melalui bagian tanaman yang lain dapat saja terjadi, tetapi porsi kehilangna tersebut

sangat kecil dibanding dengan yang hilang melalui stomata

Sebagian besar dari air, sekitar 99 persen, yang masuk kedalam tumbuhan

meninggalkan daun dan batang sebagai uap air. Proses tersebut dinamakan transpirasi.

Sebagian besar dari jaringan yang terdapat dalam daun secara langsung terlibat dalam

transpirasi. Pada waktu transpirasi, air menguap dari permukaan sel palisade dan

mesofil bunga karang ke dalam ruang antar sel. Dari ruang tersebut uap air berdifusi

melalui stomata ke udara. Air yang hilang dari dinding sel basah ini diisi air dan

protoplas. Persediaan air dari protoplas, pada gilirannya, biasanya diperoleh dari

gerakan air dari sel-sel sekitarnya, dan akhirnya tulang daun, yang merupakan bagian

dari sistem pembuluh yang meluas ke tempat persediaan air dalam tanah

Sebatang tumbuhan yang tumbuh di tanah dapat dibayangkan sebagai dua buah sistem

percabangan, satu di bawah dan satu lagi di atas permukaan tanah. Kedua sistem ini

dihubungkan oleh sebuah sumbu utama yang sebagian besar terdapat di atas tanah.

Sistem yang ada dalam tanah terdiri atas akar yang bercabang-cabang menempati

hemisfer tanah yang besar. Akar-akar terkecil terutama yang menempati bagian luar

hemisfer tersebut. Karena sumbu yang menghubungkan akar dan daun memungkinkan

air mengalir dengan tahanan wajar, maka tidak dapat dielakkan lagi bahwa air akan

mengalir sepanjang gradasi tekanan air yang membentang dari tanah ke udara dalam

tubuh tumbuhan. Oleh karena itu seluruh tumbuhan dapat dibandingkan dengan sumbu

lampu, yang menyerap air dari tanah melalui akar, mengalirkannya melalui batang dan

kemudian menguapkannya ke udara dari daun-daun. Aliran air ini dikenal dengan istilah

alur transpirasi, merupakan konsekuensi struktur tumbuhan dalam hubungannya dengan

lingkungan (Loveless, 1991).

Air sangat diperlukan oleh sebagian besar tumbuhan darat untuk pertumbuhan dan

metabolismenya, sebagian besar air yang di serap oleh akar tidak di simpan dalam

tumbuhan atau digunakan dalam berbagai proses metabolisme, tetapi hilang ke udara

melalui evaporasi. Proses evaporasi dari tumbuhan diberi nama khusus, yaitu transpirasi

, tetapi janganlah diartikan bahwa transpirasi secara mendasar berbeda dengan evaporasi

dari permukaan benda-benda tidak hidup. Meskipun transpirasi terjadi pada setiap

bagian tumbuhan (biarpun hanya sedikit), pada umumnya kehilangan terbesar

berlangsung melalui daun-daun

Kita kenal transpirasi melalui kutikula, stoma dan melalui lentisel. Sebenarnya seluruh

bagian tanaman itu mengadakan transpirasi, akan tetapi biasanya yang kita bicarakan

hanyalah transpirasi lewat daun, karena hilangnya molekul-molekul air dari tubuh

tanaman itu sebagian besar adalah lewat daun. Hal ini disebabkan karena luasnya

permukaan daun dan juga karena daun-daun itu lebih kena udara dari pada bagian-

bagian lain dari suatu tanaman. Mengenai penguapan yang terjadi di daun kita kenal

penguapan melalui kutikula dan penguapan melalui stoma

Dikenal ada dua jenis transpirasi, yaitu transpirasi stomata dan transpirasi kutikula.

Sebagian dari air terlepas melalui stomata, kehilangan air melalui kutikula hanya

mencapai 5 sampai 10 persen dari jumlah air yang ditranspirasikan di daerah beriklim

sedang

Dalam bukunya, Loveless (1991) juga menyatakan ada dua tipe transpirasi yaitu :

1) Transpirasi Kutikula.

Adalah evaporasi air yang tejadi secara langsung melalui kutikula epidermis. Kutikula

daun secara relatif tidak tembus air, dan pada sebagian besar jenis tumbuhan transpirasi

kutikula hanya sebesar 10 persen atau kurang dari jumlah air yang hilang melalui daun-

daun. Oleh karena itu, sebagian besar air yang hilang terjadi melaui stomata.

2) Transpirasi Stomata

Sel-sel mesofil daun tidak tersusun rapat, tetapi diantara sel-sel tersebut terdapat ruang-

ruang udara yang dikelilingi oleh dinding-dinding sel mesofil yang jenuh air. Air

menguap dari dinding-dinding basah ini ke ruang-ruang antar sel, dan uap air kemudian

berdifusi melalui stomata dari ruang-ruang antar sel ke athmosfer di luar. Sehingga

dalam kondisi normal evaporasi membuat ruang-ruang itu selali jenuh uap air. Asalkan

stomata terbuka, difusi uap air ke athmosfer pasti terjadi kecuali bila atmosfer itu sendiri

sama-sama lembap.

KONDISI YANG MEMPENGARUHI LAJU TRANSPIRASI

Dalam bukunya Loveless (1991) menuliskan, oleh karena transpirasi melibatkan difusi

uap air dari ruang-ruang antar sel ke udara melalui stomata, maka laju transpirasi akan

bergantung pada:

1. Tahanan jalur yang dilalui terhadap molekul-molekul uap air yang berdifusi, dan

2. Perbedaan konsentrasi antara uap air di dalam dan di luar daun, yaitu ketajaman

gradasi difusi.

Bila stomata terbuka dan karena itu tahanan minimal, laju transpirasi dipengaruhi oleh

sembarang faktor yang mempengaruhi ketajaman gradasi difusi antara ruang antarsel

dan athmosfer. Bila stomata terbuka, laju transpirasi bergantung kepada perbedaan

antara tekanan uap udara jenuh di dalam daun dan tekanan uap udara di luar daun. Bila

faktor-faktor lain sama, semakin rendah tekanan uap dalam udara luar semakin cepat

transpirasi terjadi

FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI TRANSPIRASI

A. Faktor Dalam yang Mempengaruhi Transpirasi

Kegiatan transpirasi terpengruh oleh banyak faktor baik faktor-faktor dalam ataupun

faktor-faktor luar, yang terhitung sebagai faktor-faktor dalam adalah:

• Besar kecilnya daun

• Tebal tipisnya daun

• Berlapiskan lilin atau tidaknya permukaan daun

• Banyak sedikitnya bulu di permukaan daun

• Banyak sedikitnya stomata

• Bentuk dan lokasi stomata

Hal-hal ini semua mempengaruhi kegiatan transpirasi

B. Faktor Luar yang Mempengaruhi Transpirasi

Kegiatan transpirasi terpengaruh oleh banyak faktor, baik faktor –faktor dalam maupun

faktor-faktor luar. Yang terhitung sebagai faktor-faktor dalam ialah besar-kecilnya

daun, tebal-tipisnya daun, berlapiskan lilin atau tidaknya permukaan daun, banyak-

sedikitnya bulu pada permukaan daun, banyak-sedikitnya stoma, bentuk dan lokasi

stomata ; hal-hal ini semua mempengaruhi kegiatan transpirasi. Disamping itu kita kenal

faktor-faktor luar seperti radiasi, temperatur, kebasahan udara, tekanan udara, angin,

keadaan air dalam tanah

1. Sinar matahari

Seperti yang telah dibicarakan didepan, maka sinar menyebabkan membukanya stoma

dan gelap menyebabkan tertutupnya stoma, jadi banyak sinar berarti juga mempergiat

transpirasi. Karena sinar itu juga mengandung panas (terutama sinar infra-merah), maka

banyak sinar berarti juga menambah panas, dengan demikian menaikkan tempratur.

Kenaikan tempratur sampai pada suatu batas yang tertentu menyebabkan melebarnya

stoma dan dengan demikian memperbesar transpirasi

Kita merumuskan bahwa suhu daun dan sekitarnya adalah sama. Pada kenyataannya

daun-daun yang terkena cahaya matahari langsung mempunyai suhu beberapa derajat

lebih tinggi daripada udara disekitarnya, dan karena itu cahaya mempegaruhi transpirasi

bukan hanya melalui pengendalian pembukaan dan penutupan stomata tetapi juga

melalui efek sekunder terhadap suhu daun

Tjitrosomo (1990) merumuskan bahwa cahaya mempengaruhi laju transpirasi melalui

dua cara sebagai berikut :

a. Sehelai daun yang dikenai cahaya matahari secara langsung akan mengabsorbsi

energi radiasi. Hanya sebagian kecil dari energi tersebut yang digunakan dalam

fotosintesis. Pemanasan tersebut meningkatkan transpirasi, karena suhu daun biasanya

merupakan faktor terpenting yang mempengaruhi laju proses tersebut. Fakta yang

menunjukkan bahwa daun yang kena cahaya matahari mempunyai laju suhu yang lebih

tinggi daipada suhu udara memungkinkan laju transpirasi yang cepat, bahkan dalam

udara yang jenuh.

b. Cahaya tidak usah selalu berbentuk cahaya langsung, dapat pula mempengaruhi

transpirasi melalui pengaruhnya terhadap buka-tutupnya stomata.

2. Temperatur

Merupakan faktor lingkungan yang terpenting yang mempengaruhi transpirasi daun

yang ada dalam keadaan turgor. Suhu daun di dalam naungan kurang lebih sama dengan

suhu udara, tetapi daun yang kena sinar matahari mempunyai suhu 10o -20o F lebih

tinggi daripada suhu udara

Pengaruh tempratur terhadap transpirasi daun dapat pula ditinjau dari sudut lain, yaitu

didalam hubungannya dengan tekanan uap air di dalam daun dan tekanan uap air di luar

daun. Kenaikan tempratur menambah tekanan uap di dalam daun. Kenaikan tempratur

itu sudah barang tentu juga menambah tekanan uap di luar daun, akan tetapi berhubung

udara di luar daun itu tidak di dalam ruang yang terbatas, maka tekanan uap tiada akan

setinggi tekanan uap yang terkurung didalam daun. Akibat dari pada perbedaan tekanan

ini, maka uap air akan mudah berdifusi dari dalam daun ke udara bebas

3. Kebasahan udara (Kelembaban udara)

Pada hari cerah udara tidak banyak mengandung uap air. Di dalam keadaan yang

demikian itu, tekanan uap di dalam daun jauh lebih lebih tinggi dari pada tekanan uap di

luar daun, atau dengan kata lain, ruang di dalam daun itu lebih kenyang akan uap air

daripada udara di luar daun, jadi molekul-molekul air berdifusi dari konsentrasi tinggi

(di dalam daun) ke konsentrasi yang rendah (di luar daun. Kesimpulannya ialah, udara

yang basah menghambat transpirasi, sedang udara kering melancarkan transpirasi

Pada kondisi alamiah, udara selalu mengandung uap air, biasanya dengan konsentrasi

antara 1 sampai 3 persen. Sebagian dari molekul air tersebut bergerak ke dalam daun

melalui stomata dengan proses kebalika transpirasi. Laju gerak masuknya molekul uap

air tersebut berbanding dengan konsentrasi uap air udara, yaitu kelembaban. Gerakan

uap air dari udara ke dalam daun akan menurunkan laju neto dari air yang hilang.

Dengan demikian, seandainya faktor lain itu sama, transpirasi akan menurun dengan

meningkatnya kelembaban udara

4. Angin

Pada umumnya angin yang sedang, menambah kegiatan transpirasi. Karena angin

membawa pindah uap air yang bertimbun-timbun dekat stoma. Dengan demikian, maka

uap yang masih ada di dalam daun kemudian mendapat kesempatan untuk difusi ke luar

Angin mempunyai pengaruh ganda yang cenderung saling bertentangan terhadap laju

transpirasi. Secara singkat dapat disimpulkan bahwa angin cenderung untuk

meningkatkan laju transpirasi, baik di dalam naungan atau cahaya, melalui penyapuan

uap air. Akan tetapi, di bawah sinar matahari, pengaruh angin terhadap penurunan suhu

daun, dengan demikian terhadap penurunan laju transpirasi, cenderung lebih penting

daripada pengaruhnya terhadap penyingkiran uap air

Dalam udara yang sangat tenang suatu lapisan tipis udara jenuh terbentuk di sekitar

permukaan daun yang lebih aktif bertranspirasi. Jika udara secara keseluruhan tidak

jenuh, maka akan terdapat gradasi konsentrasi uap air dari lapisan udara jenuh tersebut

ke udara yang semakin jauh semakin tidak jenuh. Dalam kondisi seperti itu transpirasi

terhenti karena lapisan udara jenuh bertindak sebagai penghambat difusi uap air ke

udara di sekitar permukaan daun. Oleh karena itu, dalam udara yang tenang terdapat dua

tahanan yang harus ditanggulangi uap air untuk berdifusi dari ruang-ruang antar sel ke

udara luar. Yang pertama adalah tahanan yang harus dilalui pada lubang-lubang

stomata, dan yang kedua adalah tahanan yang ada dalam lapisan udara jenuh yang

berdampingan dengan permukaan daun. Oleh karena itu dalam udara yang bergerak,

besarnya lubang stomata mempunyai pengaruh lebih besar terhadap transpirasi daripada

dalam udara tenang. Namun, pengaruh angin sebenarnya lebih kompleks daripada

uraian tadi karena kecendrungannya untuk meningkatkan laju transpirasi sampai tahap

tertentu dikacaukan oleh kecendrungan untuk mendinginkan daun-daun sehingga

mengurangi laju transpirasi. Tetapi efek angin secara keseluruhan adalah selalu

meningkatkan transpirasi

5. Keadaan air dalam tanah

Air di dalam tanah ialah satu-satunya suber yang pokok, dari mana akar-akar tanaman

mendapatkan air yang dibutuhkannya. Absorpsi air lewat bagian-bagian lain yang ada di

atas tanah seperti batang dan daun juga ada, akan tetapi pemasukan air lewat bagian-

bagian itu tiada seberapa kalau dibanding dengan penyerapan air melalui akar

Tersedianya air dalam tanah adalah faktor lingkungan lain yang mempengaruhi laju

transpirasi. Bila kondisi air tanah sedemikian sehingga penyediaan air ke sel-sel mesofil

terhambat, penurunan laju transpirasi akan segera tampak

Laju transpirasi dapat dipengaruhi oleh kandungan air tanah dan laju absorbsi air dari

akar. Pada siang hari, biasanya air ditranspirasikan dengan laju yang lebih cepat

daripada penyerapannya dari tanah. Hal tersebut menimbulkan defisit air dalam daun.

Pada malam hari akan terjadi kondisi yang sebaliknya, karena suhu udara dan suhu daun

lebih rendah. Jika kandungan air tanah menurun, sebagai akibat penyerapan oleh akar,

gerakan air melalui tanah ke dalam akar menjadi lebih lambat

MEKANISME TRANSPIRASI

Secara alamiah tumbuhan mengalami kehilangan air melalui penguapan. Proses

kehilangan air pada tumbuhan ini disebut transpirasi. Pada transpirasi, hal yang penting

adalah difusi uap air dari udara yang lembab di dalam daun ke udara kering di luar

daun. Kehilangan air dari daun umumnya melibatkan kekuatan untuk menarik air ke

dalam daun dari berkas pembuluh yaitu pergerakan air dari sistem pembuluh dari akar

ke pucuk, dan bahkan dari tanah ke akar. Ada banyak langkah dimana perpindahan air

dan banyak faktor yang mempengaruhi pergerakannya

Air diserap ke dalam akar secara osmosis melalui rambut akar, sebagian besar bergerak

menurut gradien potensial air melalui xilem. Air dalam pembuluh xilem mengalami

tekanan besar karena molekul air polar menyatu dalam kolom berlanjut akibat dari

penguapan yang berlangsung di bagian atas. Sebagian besar ion bergerak melalui

simplas dari epidermis akar ke xilem, dan kemudian ke atas melalui arus transportasi

Laju transpirasi dipengaruhi oleh ukuran tumbuhan, kadar CO2, cahaya, suhu, aliran

udara, kelembaban, dan tersedianya air tanah. Faktor-faktor ini mempengaruhi perilaku

stoma yang membuka dan menutupnya dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel

penjaga yang berkorelasi dengan kadar ion kalium (K+) di dalamnya. Selama stoma

terbuka, terjadi pertukaran gas antara daun dengan atmosfer dan air akan hilang ke

dalam atmosfer. Untuk mengukur laju transpirasi tersebut dapat digunakan potometer.

Sebagian besar transpirasi berlangsung melalui stomata sedang melalui kutikula daun

dalam jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka

stomatanya untuk mengambil karbon dioksida dari udara untuk berfotosintesis

Penyerapan air dari dalam tanah ke bagian atas tumbuhan memiliki arti bahwa tanaman

tersebut harus melawan gaya gravitasi bumi yang selalu mengakibatkan benda jatuh ke

bawah. Akan tetapi, tanaman berhasil melakukan hal itu. Kuncinya ialah tanaman-

tanaman ini menggunakan tekanan akar, tenaga kapilari, dan juga tarikan transpirasi.

Namun pada tanaman-tanaman yang sangat tinggi, yang berperan paling penting adalah

tarikan transpirasi. Dalam proses ini, ketika air menguap dari sel mesofil, maka cairan

dalam sel mesofil akan menjadi semakin jenuh. Sel-sel ini akan menarik air melalu

osmosis dari sel-sel yang berada lebih dalam di daun. Sel-sel ini pada akhirnya akan

menarik air yang diperlukan dari jaringan xylem yang merupakan kolom berkelanjutan

dari akar ke daun. Oleh karena itu, air kemudian dapat terus dibawa dari akar ke daun

melawan arah gaya gravitasi, sehingga proses ini terus menerus berlanjut. Proses

penguapan air dari sel mesofil daun biasa kita sebut dengan proses transpirasi. Oleh itu,

pengambilan air dengan cara ini biasa kita sebut dengan proses tarikan transpirasi dan

selama akar terus menerus menyerap air dari dalam tanah dan transpirasi terus terjadi,

air akan terus dapat diangkut ke bagian atas sebuah tanaman Proses transpirasi ini selain

mengakibatkan penarikan air melawan gaya gravitasi bumi, juga dapat mendinginkan

tanaman yang terus menerus berada di bawah sinar matahari. Mereka tidak akan mudah

mati karena terbakar oleh teriknya panas matahari karena melalui proses transpirasi,

terjadi penguapan air dan penguapan akan membantu menurunkan suhu tanaman. Selain

itu, melalui proses transpirasi, tanaman juga akan terus mendapatkan air yang cukup

untuk melakukan fotosintesis agar keberlangsungan hidup tanaman dapat terus terjamin.

FOSFORILASI OKSIDATIF

Fosforilasi oksidatif adalah suatu lintasan metabolisme yang menggunakan

energi yang dilepaskan oleh oksidasi nutrien untuk menghasilkan adenosina trifosfat

(ATP). Walaupun banyak bentuk kehidupan di bumi menggunakan berbagai jenis

nutrien, hampir semuanya menjalankan fosforilasi oksidatif untuk menghasilkan ATP.

Lintasan ini sangat umum digunakan karena ia merupakan cara yang sangat efisien

untuk melepaskan energi, dibandingkan dengan proses fermentasi alternatif lainnya

seperti glikolisis anaerobik.

Selama fosforilasi oksidatif, elektron ditransfer dari pendonor elektron ke penerima

elektron melalui reaksi redoks. Reaksi redoks ini melepaskan energi yang digunakan

untuk membentuk ATP. Pada eukariota, reaksi redoks ini dijalankan oleh serangkaian

kompleks protein di dalam mitokondria, manakala pada prokariota, protein-protein ini

berada di membran dalam sel. Enzim-enzim yang saling berhubungan ini disebut

sebagai rantai transpor elektron. Pada eukariota, lima kompleks protein utama terlibat

dalam proses ini, manakala pada prokariota, terdapat banyak enzim-enzim berbeda yang

terlibat.

Energi yang dilepaskan oleh perpindahan elektron melalui rantai transpor elektron ini

digunakan untuk mentranspor proton melewati membran dalam mitokondria. Proses ini

disebut kemiosmosis. Transpor ini menghasilkan energi potensial dalam bentuk gradien

pH dan potensial listrik di sepanjang membran ini. Energi yang tersimpan dalam bentuk

ini dimanfaatkan dengan cara mengijinkan proton mengalir balik melewati membran

melalui enzim yang disebut ATP sintase. Enzim ini menggunakan energi seperti ini

untuk menghasilkan ATP dari adenosina difosfat (ADP) melalui reaksi fosforilasi.

Reaksi ini didorong oleh aliran proton, yang mendorong rotasi salah satu bagian enzim.

Walaupun fosforilasi oksidatif adalah bagian vital metabolisme, ia menghasilkan spesi

oksigen reaktif seperti superoksida dan hidrogen peroksida. Hal ini dapat

mengakibatkan pembentukan radikal bebas, merusak sel tubuh, dan kemungkinan juga

menyebabkan penuaan. Enzim-enzim yang terlibat dalam lintasan metabolisme ini juga

merupakan target dari banyak obat dan racun yang dapat menghambat aktivitas enzim.