modul metabolisme dalam tanaman

MODUL PROSES PEMBELAJARAN PADA SEMESTER I

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS PADJADARAN

2014 2015

Mata Kuliah : Dasar Ilmu Tanaman (6 SKS)

Materi Pembelajaran Ke- : 16 (Enzim)

Pola Pembelajaran : SCL (Student Centered Learning)

Metode Pembelajaran : SGD (Small Group Discussion)

Program Studi : Agroteknologi (10 Kelas)

Jumlah Mahasiswa : Per Kelas @ 20 24 orang Dibagi menjadi 8 kelompok @ 4 6 orang

A. PENDAHULUAN

Di dalam sel berlangsung reaksi-reaksi kimia yang sangat kompleks secara terus menerus

dengan kecepatan yang sangat tinggi namun terarah. Reaksi yang kompleks ini dapat juga

berlangsung di luar sel, tetapi sangat lambat. Hal ini disebabkan di dalam sel hidup terdapat

suatu zat yang dinamakan enzim.

Enzim disintesis dalam sel yang dapat mempercepat suatu reaksi termodinamika sedemikian

rupa, sehingga kecepatan reaksi dapat berjalan sesuai dengan proses biokimia yang dibutuhkan

untuk mengatur kehidupan. Tetapi terdapat faktor-faktor yang dapat mempengaruhi aktivitas

enzim, seperti temperatur, pH, zat penghambat dan lain-lain, yang menyebabkan denaturasi

protein.

Enzim merupakan suatu kelompok protein yang berperan sangat penting dalam proses

aktivitas biologis. Enzim tersebut berfungsi sebagai biokatalisator dalam sel dan sifatnya sangat

khas, karena hanya bekerja pada substrat tertentu dan membentuk reaksi tertentu. Misalnya

enzim urease, substratnya urea dan bentuk reaksi ialah mengubah urea menjadi amonia dan

karbon dioksida.

B. KOMPETENSI YANG DIHARAPKAN

1. Memahami dan menjelaskan peran dan bagian-bagian enzim. 2. Memahami penggolongan enzim, beserta contohnya. 3. Memahami dan menjelaskan mekanisme kerja enzim. 4. Memahami mekanisme penghambatan balik dan pengaktifan balik. 5. Memahami mekanisme pengaktifan enzim dan penghambatan dan lain-lain. 6. Memahami pembentukan kompleks enzim-substrat. 7. Memahami faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aktivitas enzim.

C. MATERI PEMBELAJARAN

Untuk mencapai kompetensi yang diharapkan, maka mahasiswa difasilitasi materi

pembelajaran tentang enzim dengan sub materinya sebagai berikut :

a. Peran dan bagian enzim. b. Penggolongan enzim. c. Mekanisme kerja enzim. d. Mekanisme penghambatan balik dan pengaktifan balik. e. Pembentukan kompleks enzim-substrat. f. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap aktivitas enzim.

D. BAHAN PUSTAKA

1. Aisjah Girindra, 1993, Biokimia I.

2. Juliati Satria Darsa. 2004. Biokimia. Fakultas Pertanian, Universitas Padjadjaran.

3. Salisbury, F.B. dan C.W. Ross. 1998. Jilid 2. Terjemahan Diah R. Lukman dan Sumaryono.

4. Juliati Satria Darsa, Wieny H. R., dkk. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Fakultas Pertanian,

Universitas Padjadjaran.

E. PERTANYAAN-PERTANYAAN

1. Jelaskan mengenai peran enzim dan penggolongan enzim beserta contohnya.

2. Jelaskan mengenai bagian-bagian enzim.

3. Bagaimana mekanisme kerja enzim.

4. Jelaskan apa yang dimaksud:

a. isozym b. allosterik c. active site

5. Kemukakan suatu model hipotesis mengenai pengaktifan dan penghambatan enzim

dengan menyertakan senyawa pemacu dan penghambat.

6. Bagaimana mekanisme penghambatan balik dan pengaktifan balik, jelaskan.

7. Jelaskan bagaimana terjadinya pembentukan kompleks enzim-substrat.

8. Faktor-faktor apa saja yang mempengaruhi aktivitas enzim.

F. KEGIATAN MAHASISWA

a) Satu minggu sebelum tatap muka, mahasiswa per kelompok : - mempelajari, memahami, dan mendiskusikan materi pembelajaran tentang ENZIM yang

dirangkum dalam BAHAN PUSTAKA WAJIB.

- menjawab dan mendiskusikan serta mendokumentasikan jawaban pertanyaan tentang ENZIM.

b) Pada saat tatap muka di kelas

- Mahasiswa per individu : Bertanya dan berdiskusi yang berhubungan dengan materi modul.

- Mahasiswa per kelompok : Menjawab pertanyaan-pertanyaan pada butir E (PERTANYAAN-

PERTANYAAN)

Mengomentari jawaban pertanyaan yang disampaikan oleh kelompok lainnya.

- Mengelola diskusi kelompok yang sedang berjalan.



2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 17 (Fotosintesis)





A. PENDAHULUAN

Fotosintesis pada hakekatnya merupakan satu-satunya mekanisme masuknya energi ke dalam

dunia kehidupan termasuk pertanian. Pada dasarnya pertanian merupakan suatu sistem

pemanfaatan energi surya melalui fotosintesis. Fotosintesis menyediakan energi untuk makanan,

bahan bakar fosil, dan lain-lain. Sistem fotosintesis yang dipelajari dalam fisiologi tanaman dapat

dimanfaatkan untuk memproduksi tanaman setinggi-tingginya. Dengan demikian perlu adanya

pengelolaan tanaman yang tepat.

Fotosintesis meliputi reaksi oksidasi dan reduksi. Proses keseluruhan adalah oksidasi air

(pemindahan elektron disertai pelepasan O2) dan reduksi CO2 untuk membentuk senyawa

organik, misalnya karbohidrat. Fotosintesis menggunakan energi cahaya untuk mengangkut

elektron menuju penerima elektron yang lebih lemah, CO2.

Di dalam kloroplas terdapat stroma yang mengandung berbagai enzim yang mengubah CO2

menjadi karbohidrat khususnya pati. Di dalam stroma terdapat thylakoid yang mengandung

pigmen yang digunakan untuk mengoksidasi H2O dan membentuk ATP + NADPH yang kaya

energi. Senyawa tersebut diperlukan oleh stroma untuk mengubah CO2 menjadi karbohidrat.

Agar fotosintesis dapat dipahami dalam kaitannya dengan produksi tanaman maka perlu dikaji

lebih mendalam mengenai pengetahuan peran cahaya dan kloroplas, Kemiosmosis, fase terang

dan fase gelap (siklus Calvin), lintasan C3, C4, CAM dan faktor-faktor yang berpengaruh

terhadap kecepatan serta hasil bersih fotosintesis.


Setelah mahasiswa membahasa materi pembelajaran tentang fotosintesis diharapkan

mahasiswa mampu :

1. memahami proses fotosintesis pada tanaman dalam kaitannya dengan produksi tanaman, 2. memahami peran cahaya dan kloroplas, 3. memahami fase terang dan fase gelap (siklus Calvin), 4. memahami lintasan C3, C4 dan CAM, serta 5. memahami faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kecepatan serta hasil bersih

fotosintesis.


Untuk mencapai kompetensi yang diharapkan, maka mahasiswa wajib membaca bahan

pustaka pada butir D dengan sub materi sebagai berikut :

a. Definisi, peran cahaya dan kloroplas. b. Kemiosmosis. c. Fase terang dan Fase gelap (siklus Calvin).

d. Lintasan C3, C4 dan CAM. e. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap kecepatan dan hasil bersih fotosintesis.

D. BAHAN PUSTAKA

1. Ade Salimah. 2003. Fotosintesis. Inovasi Modul Mata Kuliah Biologi. Program Terpadu Basic

Science Universitas Padjadjaran.

2. Juliati Satria Darsa, Wieny H. Rizky, Sumadi, Denny Sobardini, Wawan Sutari dan Erni

Suminar. 2007. Hand Out Mata Kuliah Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. Fakultas

Pertanian, Universitas Padjadjaran.

3. Juliati Satria Darsa. 2004. Hand Out Kuliah Biokimia. Fakultas Pertanian, Universitas

Padjadjaran.

4. Loveless, A.R. 1983. Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik Jilid 1. Penerbit

PT. Gramedia. Jakarta.

5. Salisbury, F.B. dan C.N. Ross. 1992. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2 (Terjemahan). Penerbit ITB

Bandung

6. Taiz, L and Zeiger. 2006. Plant Physiology Fourth Ed. Sinaver Associates, Inc. Massachusetts.

7. Yayan Sutrian. 1996. Biologi Tanaman. Program Diploma III Agrobisnis. Fakultas Pertanian



1. Jelaskan peran cahaya dan kloroplas dalam fotosintesis!

2. Apa yang dimaksud dengan kemiosmosis?

3. Jelaskan perbedaan kemiosmosis antara di dalam kloroplas dan di dalam mitokhondria!

4. a. Apa yang dimaksud dengan reaksi terang? b. Jelaskan apa yang terjadi pada reaksi terang!

5. a. Apa yang dimaksud dengan reaksi gelap (siklus Calvin)? b. Jelaskan apa yang terjadi pada reaksi gelap (siklus Calvin)! c. Jelaskan perbedaan antara reaksi terang dan reaksi gelap (siklus Calvin)!

6. a. Jelaskan mengenai lintasan C3, C4, dan CAM! b. Jelaskan perbedaan antara tanaman C3, C4, dan CAM! c. Sebutkan contoh-contoh tanaman yang termasuk lintasan C3, C4, dan CAM!

7. Jelaskan faktor-faktor (faktor dalam dan luar) yang mempengaruhi kecepatan fotosintesis!

8. Apa yang dimaksud hasil bersih fotosintesis?

F. KEGIATAN MAHASISWA PER KELOMPOK







PERTANYAAN)





2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 18 (Respirasi )





A. PENDAHULUAN

Substrat untuk respirasi yang berasal dari proses seluler lainnya, masuk ke dalam lintasan

respiratory. Glikolisis dan PPP (Pentose Phospate Pathway) berlangsung di dalam sitosol

maupun plastida, merombak gula (sugars) menjadi asam-asam organik (organic acids) melalui

heksosa fosfat dan triose fosfat menghasilkan NADH / NADPH dan ATP.

Selanjutnya NADPH dan FADH2 yang diperoleh dari oksidasi asam-asam organik pada siklus

asam sitrat (dalam mitokhondria), maupun NADH yang dihasilkan dari glikolisis (di sitosol)

menyediakan energi untuk sintesis ATP yang melibatkan rantai transport elektron dan ATP

sintase.

Selain itu, karbon (hasil perombakan lipid di glioksisom) dapat digunakan untuk mensintesis

gula (sugars) melalui siklus asam sitrat, yang dikenal dengan glukoneogenesis (merupakan

proses kebalikan glikolisis) (lihat gambar di bawah).


1. Memahami proses dan manfaat respirasi. 2. Memahami tahapan-tahapan respirasi (glikolisis, PPP, siklus asam sitrat, fosforilasi oksidatif

beserta lokasinya).

3. Memahami perbedaan respirasi aerob dan anaerob. 4. Memahami energi respirasi. 5. Memahami faktor-faktor yang berpengaruh terhadap respirasi.


Untuk mencapai kompetensi yang diharapkan, maka mahasiswa wajib membaca bahan

pustaka pada butir D dengan sub materi sebagai berikut :

a. Glikolisis. b. PPP (Pentose Phospate Pathway) c. Siklus asam sitrat. d. Fosforilasi oksidatif. e. Respirasi aerob dan anaerob. f. Energi respirasi. g. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap respirasi.

D. BAHAN PUSTAKA

1. Juliati Satria Darsa, Wieny H. R., dkk. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Fakultas Pertanian,


2. Salisbury, F.B. dan C.N. Ross. 1998. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2 (Terjemahan). Penerbit ITB

Bandung

3. Taiz, L and Zeiger. 2006. Plant Physiology Fourth Ed. Sinaver Associates, Inc. Massachusetts.

E. PERTANYAAN-PERTANYAAN 1. a. Jelaskan apa yang dimaksud dengan glikolisis dan dimana berlangsungnya glikolisis

tersebut?

b. Berapa ATP yang dihasilkan pada tahap glikolisis. Jelaskan! 2. a. Apa yang dimaksud dengan PPP (Pentose Phospate Pathway), dan dimana

berlangsungnya?

b. Bagaimana hubungan antara PPP dan glikolisis. Jelaskan! 3. a. Jelaskan mengapa siklus Krebs dinamakan juga siklus asam sitrat, dan dimana

berlangsungnya proses tersebut!

b. Berapa ATP yang dihasilkan dari 1 molekul glukosa pada tahapan siklus Krebs? 4. c. Jelaskan mengenai Fosforilasi oksidatif dan dimana berlangsungnya proses tersebut!

d. Tuliskan dibagian mana pada mitokhondria terdapat pembentukan ATP! 5. d. Apa yang dimaksud dengan respirasi aerob dan anaerob?

e. Berapa ATP yang dihasilkan dari respirasi aerob dan anaerob untuk 1 mol glukosa. 6. Saat ini sedang terjadi curah hujan yang cukup tinggi, sehingga banyak tanaman

tergenang, yang mengakibatkan ketersediaan oksigen bagi akar berkurang (Hipoksia).

Jelaskan bagaimana dampak negatif pada tanaman yang mengalami hipoksia yang

dihubungkan dengan produktivitas tanaman.








PERTANYAAN)





2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 20 (Transportasi)





A. PENDAHULUAN

Di dalam kehidupan tanaman sudah ada pembagian tugas yaitu akar mengabsorpsi air dan

mineral dari dalam tanah, daun berfotosintesis, batang mentransportasikan air dan mineral dari

akar ke daun serta mentranslokasikan fotosintat dari daun ke seluruh bagian tanaman.

Dengan cara bagaimanakah air dan mineral yang diabsorpsi akar dapat ditransportasika

oleh xylem sampai ke ujung tajuk yang kadang kala tingginya mencapai lebih dari 100 meter?

Dengan cara bagaimana pula fotosintat ditranslokasikan oleh phloem sampai ke seluruh bagian

tanaman yang memerlukannya?

Agar transportasi pada tanaman dapat dipahami dalam kaitannya dengan pertumbuhan dan

perkembangan tanaman pada sistem produksi tanaman secara efektif dan produktif, maka perlu

dikaji pengetahuan tentang gambaran umum transportasi pada tanaman, absorpsi air dan mineral,

transportasi cairan xylem, pengendalia transpirasi serta translokasi cairan phloem.


1. Memahami gambaran umum mekanisme transportasi pada tanaman. 2. Memahami mekanisme absorpsi air dan mineral oleh akar tanaman. 3. Memahami mekanisme transportasi cairan xylem dari akar sampai ke tajuk tanaman. 4. Memahami mekanisme pengendalian transpirasi oleh daun. 5. Memahami mekanisme translokasi cairan phloem dari dau ke seluruh bagian tanaman.


1. Transportasi tingkat seluler, transportasi tingkat jaringan dalam organ dan transportasi tingkat keseluruhan tanaman.

2. Model kemiosmosis pemompaan proton, pengambilan kation, pengambilan anion dan pengambilan linarut yang netral.

3. Jalur transportasi simplastik, apoplastik dan trans membran. 4. Peranan tekanan akar, transpirasi, kohesi, adhesi dan aliran bulk terhadap transportasi

cairan xylem.

5. Mekanisme membuka dan menutupnya stomata serta adaptasi strukturalnya. 6. Pemuatan phloem dan pembongkaran phloem.

D. BAHAN PUSTAKA WAJIB

1. Ade Salimah, Syariful Mubarok dan Intan Ratna Dewi. 2007. Transportasi pada Tumbuhan. Dalam : Ade Salimah, Cucu Suherman, Farida, Murgayanti, Erni Suminar, Mira

Ariyanti, Intan Ratna Dewi Anjarsari, M. Kadapi, Moch. Arief Soleh dan Syariful

Mubarok. Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran.

2. Campbell, NA and JB Reece. 2002. Biology. Sixth Edition. Pearson Education. San Francisco. P 748-766

3. -----------, LG Mitchell and JB Reece. 1997. Biology Concepts and Connections. The Benjamin Cumming Publishing Company Inc. California. P 641-656.


1. Jelaskan definisi dan fungsi dari a) membran plasma, b) tonoplas, c) plasmodesmata dan d) aaquaporin, dalam kaitannya dengan transportasi pada tanaman.

2. Jelaskan definisi dan fungsi dari a) simplas, b) apoplas,c) pita kaspari dan d) stomata, dalam kaitannya dengan transportasi pada tanaman.

3. Jelaskan apa yang dimaksud dengan a) transportasi tingkat sel, b) transportasi tingkat jaringan dalam organ, c) transportasi aktif dan d) transportasi pasif dalam kaitannya

dengan transportasi pada tanaman.

4. Gambar dan jelaskan tentang pengaruh a) pemompaan proton, b) pengambilan kation, c) pengambilan anion dan d) transportasi linarut yang netral, dalam kaitannya dengan

transportasi pada tanaman.

5. Gambar dan jelaskan tentang a) penambahan linarut, b) pemakaian tekanan fisik, c) suatu tekanan negatif, terhadap besarnya potensial air.

6. Gambar dan jelaskan tentang transportasi lateral dari mineral dan air di dalam akar. 7. Jelaskan peranan a) tekanan akar, b) gaya tarik trasnpirasi, c) gaya tarik kohesi dan d)

gaya tarik adhesi, terhadap trasnportasi cairan xylem

8. Jelaskan apa yang dimaksud dengan a) sumber gula, b) pengguna gula, c) pemuatan phloem dan d) pembongkaran phloem, pada translokasi cairan phloem.








PERTANYAAN)





2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 21 (Reproduksi)





A. PENDAHULUAN

Pada siklus hidup tumbuhan, generasi sporofit dan generasi generatif muncul secara

bergantian, bunga adalah organ reproduktif dari sporofit Angiospermae. Gametofit jantan (butir

pollen) berkembang tepatnya di dalam kotak sari, sementara gametofit betina (kandung embrio)

berkembang tepatnya di dalam bakal biji. Fertilisasi ganda berkembang menjadi zigot dan

endosperm. Ovulum berkembang menjadi biji dan ovarium berkembang menjadi buah.

Tumbuhan mempunyai berbagai cara untuk mencegah fertilisasi sendiri, sehingga

keanekaragaman genetik semakin bervariasi. Bioteknologi tanaman antara lain rekayasa genetik

sedang mengadakan perubahan dalam bidang pertanian dan banyak mengundang perdebatan di

masyarakat.

Agar reproduksi tumbuhan dan bioteknologi tanaman dapat difahami dalam kaitannya

dengan pemuliaan tanaman dan penerapan IPTEKS di bidang pertanian, maka perlu dikaji

pengetahuan tentang biologi bunga, perkembangan gametofit jantan dan betina, pollinasi dan

fertilisasi ganda, inkompatibilitas sendiri, perkembangan bakal biji, embrio dan bakal buah, serta

bioteknologi tanaman khususnya rekayasa genetik.


Setelah membahas materi pembelajaran tentang reproduksi tanaman pada butir D,

diharapkan mahasiswa mampu : memahami pengetahuan tentang siklus hidup tumbuhan sejak

perkembangan gametofit jantan dan gametofit betina sampai menjadi sporofit dewasa yang

menghasilkan bunga lengkap dengan bioteknologinya, dalam kaitannya dengan pemuliaan

tanaman dan penerapan IPTEKS dalam bidang pertanian.

C. MATERI PEMBELAJARAN 1. Siklus hidup tanaman 2. Biologi bunga, perkembangan gametofit jantan dan betina 3. Pollinasi, fertilisasi ganda dan inkompatibilitas sendiri 4. Perkembangan bakal biji, embrio dan bakal buah 5. Bioteknologi tanaman


1. Ade Salimah. 2003. Reproduksi pada Angiospermae, Modul Pengajaran Bentuk CD-ROM. Program Terpadu Basic Science. Universitas Padjadjaran.

2. Ade Salimah dan Syariful Mubarok. 2007. Reproduksi pada Angiospermae. Dalam: Ade Salimah, Farida, Cucu Suherman, Mira Ariyanti, Intan Ratna Dewi Anjarsari, Erni

Suminar, Kadapi, Moch. Arief Soleh dan Syariful Mubarok. Hand Out Mata

Kuliah Biologi. Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran.

3. Campbell, NA and JB Recce. 2002. Biology. Chapter 38: Plant Production and Biotechnology. Cumming Publishing Company. Inc San Francisco. P 783 801.


Berikut ini pertanyaan-pertanyaan yang harus dijawab, didokumentasikan dan didiskusikan

dalam kelompok, lalu dipresentasikan, dikomentari dan dinilai pada saat tatap muka.

1. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan garis besar siklus hidup tumbuhan sejak perkembangan bulir pollen dan kantung lembanga sampai menjadi sporofit dewasa yang

menghasilkan bunga.

2. Gambar dan jelaskan morfologi sebuah bunga yang lengkap dan sebut bagian-bagiannya secara lengkap.

3. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan perkembangan gametofit jantan dan gametofit betina sampai terbentuk sel sperma dan sel telur.

4. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan dasar genetis dari inkompatibilitas sendiri pada tumbuhan.

5. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan tentang pertumbuhan tabung pollen dan fertilisasi ganda.

6. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan tentang perkembangan embrio tumbuhan Dicotyledoneae.

7. Gambar serta jelaskan tentang perbedaan struktur biji kacang, biji jarak dan biji jagung. 8. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan tentang perbedaan antara perkecambahan

kacang merah dan kacang kapri.








PERTANYAAN)





2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 22 (Hormon)





A. PENDAHULUAN

Hormon adalah senyawa organik yang disintesis di salah satu bagian tumbuhan yang

ditranslokasikan ke bagian lain. Pada konsentrasi yang sangat rendah hormon menyebabkan

respons fisiologis. Hormon dapat merangsang maupun menghambat proses pertumbuhan dan

diferensiasi sel target. Proses-proses fisiologis yang dipengaruhi antara lain pertumbuhan,

diferensiasi, inisiasi pembungaan, perkecambahan dsb.

Hormon yang disintesis secara alami di dalam tumbuhan disebut hormon tanaman atau

phytohormon , sedangkan hormon sintetik disebut zat pengatur tumbuh (ZPT ) atau Plant

Growth Regulator. Sebagaimana sifat-sifat hormon tanaman, zat pengatur tumbuh

efektivitasnya bergantung pada kondisi fisiologis sel target dan konsentrasinya.

. Macam-macam hormon tanaman yang kita kenal sampai saat ini ada 6 golongan, yaitu

auksin, giberelin atau asam giberelat, sitokinin, zat penghambat (inhibitor), etilen, dan

brasinosteroid. Hormon tanaman dikelompokkan menjadi hormon perangsang dan penghambat

proses fisiologis, sehingga aktivitasnya ada yang saling bersinergis maupun antagonis. Hormon

sintetik sudah sejak lama digunakan untuk tujuan merangsang atau pun menghambat

pertumbuhan tanaman.

B. KOMPETENSI YANG DIHARAPKAN :

Memahami konsep dan tinjauan umum lintasan transduksi sinyal; mampu

menjelaskan definisi, sifat dan fungsi jenis hormon; memahami mekanisme kerja dan

transportasi jenis hormon; memahami sintesis dan degradasi jenis hormon dalam kaitannya

dalam menerapkan IPTEKS di bidang budidaya pertanian .



pembelajaran tentang hormon tanaman yang terdiri dari :

Lintasan Ttransduksi Sinyal

Batasan dan Sifat Hormon

Definisi, Fungsi, Mekanisme Kerja dan Transportasi Hormon Auksin, Sitokinin, GA, ABA, Etilen, Brasinosteroid.

Sintesis dan Degradasi Hormon


Ade Salimah dan Syariful Mubarok (2007). Hormon. Dalam Ade Salimah dkk . Hand

Out MK Biologi Tanaman. Fakultas Pertanian. Unpad.

Wieny H.Rizky dkk (2008).Hand Out MK Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan . Fakultas

Pertanian . Unpad

Salibury dan Ross (1995) Fisiologi Tumbuhan. Terjemahan Diah Lukman dan

Sumaryono.ITB.


Berikut ini pertanyaan-pertanyaan yang harus dikuasai oleh mahasiswa per kelompok

agar dapat menjawab soal-soal yang akan diberikan dan harus dijawab serta dikomentari

pada saat tatap muka.

1. Apa yang saudara ketahui tentang hormon dan zat pengatur tumbuh. 2. Apa yang dimaksud dengan lintasan transduksi sinyal ? 3. Apakah fototropisme dan pengakaran stek batang dipengaruhi oleh hormon ?

jelaskan.

4. Mengapa karbohidrat dan protein tidak dikategorikan sebagai hormon. Jelaskan. 5. Apakah keberadaan hormon dibutuhkan untuk pertumbuhan tanaman. Jelaskan. 6. Adakah auksin yang dapat berperan sebagai herbisida. Jelaskan. 7. Saat ini hormon sintetik atau ZPT sudah banyak digunakan untuk keperluan

agribisnis . Sebutkan beberapa contoh

8. Sebutkan faktor-faktor yang mempengaruhi efektivitas ZPT ?








PERTANYAAN)





2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 23 (Metabolisme Karbohidrat, Lipid dan Protein)





A. PENDAHULUAN

Karbohidrat, lipida dan protein memegang peranan penting bagi kehidupan di bumi ini.

Karbohidrat terbagi atas tiga kelompok yaitu monosakarida, oligosakarida dan polisakarida.

Monosakarida (MS) atau gula sederhana mengandung 3,4,5,6 dan 7 atom karbon. MS yang

paling banyak dijumpai adalah heksosa ( misalnya glukosa, galaktosa, fruktosa) dan pentosa

(misalnya xilosa dan ribosa).

Oligosakarida banyak ditemukan di alam berupa laktosa dan sakarosa, sedangkan

maltosa dihasilkan bila pati dihidrolisis oleh enzim -amilase. Maltosa terdri dari dua molekul

glukosa yang dihubungkan oleh ikatan glikosida. Sukrosa terdiri molekul glukosa dan fruktosa.

Polisakarida (PS) di alam dapat dihidrolisis oleh asam maupun enzim. PS dapat berfungsi

sebagai penyusun struktur maupun simpanan. Pati adalah PS simpanan yang terdapat pada

tumbuhan tingkat tinggi terdiri dari dua komponen, yaitu amilosa dan amilopektin.

Lipida adalah senyawa organik yang tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut

organik (aseton, ether dll). Lipida ada yang berupa zat cair ( minyak) dan padat ( lemak).

Senyawa ini terdapat dalam semua sel yang berfungsi sebagai komponen struktur sel, sebagai

simpanan bahan bakar metabolik, pelindung dinding sel (komponen membran) , pelindung daun

(lilin) dsb.

Lemak terbentuk dari trigliserida yang dapat dihidrolisis oleh asam , basa atau enzim

menjadi gliserol dan asam lemak. Gliserol mempunyai 3 gugus alcohol ,sedangkan asam lemak

terdiri gugus karboksil (head) dan rantai hidrokarbon (tail). Asam lemak terdiri dari asam lemak

jenuh dan tak jenuh.

Protein adalah suatu senyawa organik yang berbobot molekul tinggi . Protein tersusun dari

atom C,H,O, dan N serta unsur lainnya seperti P dan S yang membentuk unit-unit asam amino.

Protein merupakan untaian panjang asam amino. Ikatan antara unit-unit asam amino disebut

ikatan peptida. Protein berasal dari kata Yunani kuno proteos yang utama. Dari asal kata

tersebut dapat diambil kesimpulan bagaimana pentingnya protein dalam kehidupan. Protein

terdapat dalam semua sel hidup. Protein berfungsi sebagai pembangun struktur, biokatalis,

hormon, sumber energi, penyangga racun, pengatur pH, transpot ion, dan pembawa sifat turunan

dari generasi ke generasi. Protein pada membran disamping membantu proses transport ion dari

luar sel atau sebaliknya juga berperan untuk menjaga integritas membran .


Mampu menjelaskan jenis struktur dan fungsi karbohidrat; mampu menjelaskan

sintesis dan perombakan karbohidrat, sintesis dan perombakan lemak, atau sintesis dan

perombakan protein dalam kaitannya dengan proses produksi tanaman khususnya kualitas dan

kwantitas hasil.



pembelajaran tentang metabolisme karbohidrat, lipida dan protein dengan sub materinya adalah

sebagai berikut :

Definisi, jenis, struktur dan fungsi karbohidrat, lipida (lemak) dan protein.Sintesis dan

perombakan karbohidrat , lipida ( lemak) dan protein


Aisyah Girinda ( 1993). Bio Kimia I. Gramedia. Jakarta.

Juliati Satria Darsa (2004). Diktat MK. Biokimia. Fakultas Pertanian . Unpad

Salisbury dan Ross, 1995. Fisiologi Tumbuhan. Terjemahan Diah Lukman dan

Sumaryono. ITB.


Berikut ini pertanyaan-pertanyaan yang harus dikuasai oleh mahasiswa agar

dapat menjawab soal-soal yang akan diberikan dan harus dijawab serta dikomentari pada saat

tatap muka.

1. Apa yang saudara ketahui tentang penggolongan karbohidrat.

2. Sebutkan fungsi karbohidrat bagi tumbuhan. Jelaskan

3. Apa yang sdr ketahui tentang enzym hidrolase dalam perombakan karbohidrat,

lipida dan protein.

4. Jelaskan apa yang saudara ketahui tentang penggolongan lipida

5. Apa yang saudara ketahui tentang asam lemak jenuh dan asam lemak tak jenuh.

6. Apa yang saudara ketahui tentang iklan minyak goreng yang menyatakan

mengandung omega 9. Jelaskan

7. Jelaskan apa yang saudara ketahui tentang peran protein dalam tumbuhan

8. Apakah semua asam amino berperan sebagai penyusun protein.








PERTANYAAN)





2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 24 (Metabolisme Nitrogen)





A. PENDAHULUAN

Nitrogen merupakan salah satu unsur yang sangat diperlukan oleh semua makhluk

hidup. Tanaman mendapat pasokan Nitrogen terutama berasal dari tanah bentuk NO3-1

(nitrat). Kotoran hewan (kohe) , brangkasan tanaman , bangkai binatang dan mikroba dalam

tanah merupakan sumber nitrogen. Akan tetapi tidak segera tersedia bagi tanaman.

. Bagi tanaman kacang-kacangan pasokan nitrogen dapat juga berasal dari proses

fiksasi N2 dari udara oleh bakteri menjadi amonia. Bakteri Rhizobium, Bradyrhizobium dan

Azorrhizobium bersimbiose dengan tanaman kacang-kacangan menfiksasi N2. Enzim penting

yang berperan dalam reduksi N2 NH3 adalah Nitrogenase. Amonia akan dikonversi

menjadi glutamin, asam glutamat, dan asparagin dan ureide (allantoin dan asam allantoic)

suatu senyawa yang kaya akan nitrogen. Senyawa tersebut akan ditrasnlokasikan dari nodula

ke bagian tanaman lainnya. Selanjutnya melalui proses transaminasi akan terbentuk asam

amino lainnya. Beberapa asam amino langsung membentuk asam amino baru.

Pusat lintasan metabolisme nitrogen adalah siklus urea. Senyawa yang diperlukan

dalam siklus urea adalah CO2, ATP, NH3 dan H2O . CO2 dan ATP berasal dari respirasi,

sedangkan NH3 berasal dari degradasi protein. Dalam siklus urea terbentuk beberapa

senyawa produk antara (intermediate) yaitu sitrulin, arginin dan ornitin yang berperan

sebagai prekursor senyawa urea. Hasil akhir dari siklus urea adalah urea (CH4 ON2 ), H2O,

ADP dan Fosfat.


Mampu menjelaskan peranan Nitrogen dalam tanaman; memahami proses fiksasi N2

oleh bakteri rhizobium dan menerapkannya di bidang budidaya tanaman; mampu

menjelaskan siklus urea dalam kaitannya dengan proses produksi tanaman.



pembelajaran tentang metabolisme Nitrogen : Peranan Nitrogen bagi tanaman, Fiksasi N2

dari udara oleh bakteri pemfiksasi, ekskresi nitrogen dan siklus urea.

D. BAHAN PUSTAKA WAJIB Salibury dan Ross, 1995. Fisiologi Tumbuhan. Terjemahan Diah Lukman dan

Sumatyono. . ITB. Bandung

Juliati Satria Darsa (2004). Diktat MK. Biokimia. Fakultas Pertanian . Unpad

E. PERTANYAAN-PERTANYAAN Berikut ini pertanyaan-pertanyaan yang harus dikuasai oleh mahasiswa per kelompok

agar dapat menjawab soal-soal yang akan diberikan dan harus dijawab serta dikomentari

pada saat tatap muka.

1. Mengapa Nitrogen merupakan zat yang penting bagi tanaman. Jelaskan. 2. Jelaskan peran enzim Nitrat Reduktase,Nitrit Reduktase dan Nitrogenase. 3. Bagaimana proses sintesis asam amino melalui proses transaminasi. 4. Apakah semua asam amino sebagai penyusun protein ? jelaskan. 5. Uraikan secara sederhana proses fiksasi N2 dari udara oleh bakteri Rhizobium. 6. Adakah bakteri lain yang mempunyai kemampuan fiksasi N2 dari udara. 7. Apa yang dimaksud dengan siklus urea. 8. Apa yang sdr ketahui dengan uric acid ?








PERTANYAAN)





2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 25(Pertumbuhan dan Perkembangan)





A. PENDAHULUAN

Tumbuhan sebagai organisme hidup dicirikan oleh pertumbuhan dan perkembangannya,

yaitu diawali dari sel tunggal (zigot) menjadi organisme multiseluler. Proses ini melibatkan

metabolisme, pembelahan sel, dan diferensiasi sel.

Proses metabolisme dikontrol oleh gen yang menentukan sintesis enzim yang diperlukan

untuk pertumbuhan dan perkembangan. Gen itu diaktifkan dalam sel tertentu pada waktu tertentu

bergantung pada fase tumbuh dan faktor lingkungannya.

Banyak penelitian bertujuan untuk mengungkapkan rincian proses yang terlibat dalam

pertumbuhan dan perkembangan. Proses itu diantaranya yang melibatkan pengaruh hormon,

pengaruh cahaya, pengaruh suhu, dan reseptor dalam sel terhadap rangsangan luar.

B. KOMPETENSI YANG DIHARAPKAN a. Mampu membedakan pengertian tumbuh, diferensiasi, dan perkembangan. b. Memahami kinetika pertumbuhan. c. Mampu menjelaskan pengaruh faktor-faktor dalam pertumbuhan dan perkembangan

C. MATERI PEMBELAJARAN a. Pengertian tumbuh, diferensiasi, dan perkembangan (morfogenesis) b. Pola pertumbuhan dan perkembangan. c. Tahapan pertumbuhan dan perkembangan sel. d. Kinetika pertumbuhan: pertumbuhan dari waktu ke waktu. e. Perkembangan organ tumbuhan. f. Morfogenesis: kejuwanaan dan totipotensi. g. Peran gen dalam pertumbuhan dan perkembangan. h. Pengaruh faktor-faktor luar terhadap pertumbuhan dan perkembangan.


a. Ade Salimah, 2003. Respon Tumbuhan pada Angiospermae. Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran.

b. Campbell, NA and JB Reece. 2002. Biology. Sixth Edition. Pearson Education. San Francisco. P 738 746

c. Juliati Satria Darsa, Wieny H.R., dkk. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Fakultas Pertanian. Universitas Padjadjaran

d. Salisbury, F.B. and C.W. Ross. 1998. Fisiologi Tumbuhan. Jilid 2. Terjemahan Diah R. lukman dan Sumaryono

e. Salisbury, F.B. and C.W. Ross. 1998. Fisiologi Tumbuhan. Jilid 3. Terjemahan Diah R. lukman dan Sumaryono.

E. PERTANYAAN PERTANYAAN

a. Jelaskan apa yang disebut pertumbuhan, diferensiasi, dan perkembangan (morfogenesis). Sebutkan contoh dari setiap pengertian tersebut.

b. Pola pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan bervariasi. i. Jelaskan perbedaan pola determinate dan indeterminate berikan contoh masing-

masing.

ii. Jelaskan perbedaan pola perkembangan spesies monokarpik dengan polikarpik beri contoh masing-masing.

c. Pada tahap pertumbuhan tingkat sel: i. Apa yang menyebabkan sel tumbuh memanjang.

ii. Adakah peran hormon IAA dalam pembesaran sel jelaskan. iii. Dalam pembelahan sel apa peran hormon golongan sitokinin. iv. Dalam proses diferensiasi adakah peran enzim berikan contoh.

d. Gambar kurva pertumbuhan Sigmoid dan kurva pertumbuhan Sigmoig Ganda. Dari kurva Sigmoid terdapat tiga fase pertumbuhan sebutkan fase-fase tersebut dan ciri-cirinya.

e. Jelaskan proses perkembangan batang, daun, dan bunga. f. a. Pada morfogenesis dapat dibedakan fase juwana (juvenile) dengan fase dewasa. Apa

ciri fase juwana? Dapatkah fase dewasa berbalik menjadi fase juwana? Jelaskan.

b. Sifat totipotensi sel diperlihatkan dari banyak penelitian. Jelaskan yang dimaksud

dengan totipotensi sel dan tunjukan dua contoh proses morfogenesis tentang

totipotensi.

7. Jelaskan bagaimana gen mengatur pertumbuhan dan perkembangan berikan contohnya?

8. a. Cahaya bisa berperan dalam perkecambahan dan pembungaan. Berikan contohnya

dan mekanisme prosesnya.

b. Temperatur bisa menentukan pembungaan beberapa spesies tanaman berikan

contohnya. Apa yang disebut vernalisasi.








PERTANYAAN)





2014 2015


Materi Pembelajaran Ke- : 26(Respon dan Pertahanan Tumbuhan)





A. PENDAHULUAN

Selama menjalani kehidupannya, suatu tanaman akan berespon terhadap stimulus abiotik

(cahaya, gravitasi, stimulus mekanik, kekurangan air, salinitas, banjir, kekurangan oksigen, suhu

tinggi dan suhu rendah) serta akan membentuk garis pertahanan fisik dan kimia terhadap

stimulus biotik (herbivora dan patogen).

Bagaimanakah peranan fotoreseptor sinar biru, fotoreseptor sinar merah, ritme sirkadian,

jam biologis serta fotoperiodisme dalam kaitannya dengan respon tanaman terhadap cahaya?

Bagaimanakah respon tanaman terhadap stimulus abiotik lainnya selain cahaya? Bagaimanakah

mekanisme pertahanan fisik dan pertahanan kimia yang dilakukan tanaman terhadap herbivora?

Bagaimanakah mekanisme pertahanan tanaman berupa pengenalan gen ke gen, respon

hipersensitif dan resistensi secara sistemik terhadap serangan patogen?

Agar respon dan pertahanan tumbuhan dapat dipahami dalam kaitannya dengan

kemampuan mengidentifikasi dan menganalisis masalah secara tepat mengenai sistem budidaya

tanaman, maka perlu dikaji pengetahuan tentang respon tanaman terhadap stimulus berupa

cahaya dan selain cahaya, serta pertahanan tanaman terhadap herbivora dan terhadap patogen.


Setelah mempelajari materi tentang respon dan pertahanan tumbuhan, diharapkan mahasiswa

mampu:

1. Menjelaskan respon tumbuhan terhadap cahaya.

2. Menjelaskan respon tumbuhan terhadap selain cahaya

3. Menjelaskan pertahanan tumbuhan terhadap herbivora

4. Menjelaskan pertahanan tumbuhan terhadap patogen, sehingga mampu meng-identifikasi

dan menganalisa masalah secara tepat mengenai sistem budidaya tanaman


1. Fotomorfogenisis, fotoreseptor sinar biru (kriptokrom, fototropin, zeasantin) dan

fotoreseptor sinar merah (fitokrom), jam biologis, ritme sirkadian dan fotoperiodisme

2. Gravitropisme, thigmotropisme, serta respon tumbuhan terhadap kekeringan, banjir,

cekaman garam, cekaman panas, cekaman dingin.

3. Pertahanan fisik dan pertahanan kimia dari tumbuhan terhadap herbivora.

4. Mekanisme pertahanan berupa pengenalan gen ke gen, respon hipersensitif dan resistensi

secara sistemik terhadap patogen.


1. Ade Salimah. 2003. Respon Tumbuhan. Modul Pengajaran Bentuk CD- ROM. Fakultas

Pertanian Universitas Padjadjaran 61 hlm.

2. Ade Salimah dan Syariful Mubarok. 2007. Respon dan Pertahanan Tumbuhan. Dalam :

Ade Salimah, Farida, Cucu Suherman, Murgayanti, Mira Ariyanti, Intan Ratna Dewi

Anjarsari, Erni Suminar, M. Kadapi, Moch. Arief Soleh dan Syariful Mubarok. Hand Out

M.K. Biologi Fakultas Pertanian Universitas Padjadjaran.

3. Campbell, NA and JB Reece. 2002. Biology. Sixth Edition. Cumming Publishing

Company. Inc.San Francisco. 1247 pp


Berikut ini pertanyaan-pertanyaan yang harus dikuasai mahasiswa per kelompok, untuk

dijawab, didokumentasikan, dipresentasikan dan didiskusikan pada saat atap muka.

1. Apa yang dimaksud dengan a) fotomorfogenesis, b) spektrum absorpsi, c) spektrum aksi,

d) kriptokrom, e) fototropin, f) zeasantin, g) fitokrom

2. Apa yang dimaksud dengan a) tumbuhan berhari pendek (tumbuhan bermalam panjang),

b) tumbuhan berhari panjang (tumbuhan bermalam pendek) dan c) tumbuhan berhari

netral. Beri masing-masing dua contoh tanamannya.

3. Apa yang dimaksud dengan a) gravitropisme, b) thygmotropisme, c) tumbuhan halofit, d)

protein pengejut panas (heat-shock-protein).

4. Apa yang terjadi apabila stek pucuk tanaman krisan langsung ditanam di Indonesia, tanpa

diberi perlakuan tambahan cahaya pada malam hari ?Jelaskan! Mengapa?

5. Jelaskan mengenai pertahanan biologis dari tumbuhan kacang buncis terhadap herbivora

berupa larva ulat tentara?

6. Jelaskan mengenai respon tumbuhan terhadap cekaman abiotik berupa cekaman

kekeringan ?

7. Jelaskan proses pertahanan tumbuhan terhadap patogen secara sistemik ?

8. Sebutkan jenis-jenis cekaman abiotik dan berikan salahsatu contoh respon tumbuhan

terhadap cekaman tersebut.








PERTANYAAN)



modul metabolisme dalam tanaman

Documents