TUGAS FISIOLOGI TUMBUHAN

1. Faktor-faktor luar apa saja yang mempengaruhi respirasi ?

Jawaban :

Faktor eksternal, adalah faktor yang berasal dari luar sel atau lingkungan, terdiri atas:

a. Suhu

Pada umumnya dalam batas-bata stertentukenaikan suhu menyebabkan pula

kenaikan laju respirasi. Kecepatan reaksi respirasiakan meningkat untuk setiap

kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies

tumbuhan. Kenaikan suhu yang melebihi batas minimum kerja enzim, akan

menurunkan lajur espirasi karena enzim respirasi tidak dapat bekerja dengan baik

pada suhu tertalu tinggi.

b. Kadar Oksigen (O2) di udara

Pengaruh kadaroksigen dalam atmosfer terhadap kecepatan respirasi akan

berbeda-beda tergantung pada jaringan dan jenis tumbuhan, tetapi meskipun demikian

makin tinggi kadaroksigen di atmosfer maka makin tinggi kecepatan respirasi

tumbuhan.

Karena oksigen berfungsi sebagai terminal penerimaan elektron pada daur

Krebs, maka bila konsentrasinya arendah respirasia erob dan anaerob dapat

berlangsung  bersamaan. Bila oksigen kadarnya dinaikan maka respirasi aerob akan

berjalan lebih cepat, sedang respirasi anaerob akan terhenti. Peristiwa ini disebut efek

Pasteur.

c. Kadar Karbondioksida (CO2) di udara

Semakin tinggi konsentrasi karbon dioksida diperkirakan dapat menghambat

proses respirasi. Konsentrasi karbon dioksida yang tinggi menyebabkan stomata

menutup sehingga tidakterja dipertukaran gas atau oksigenti dak dapat diserap oleh

tumbuhan. Pengaruh hambatan yang telah diamati pada respirasi daun mungkin

disebabkan oleh hal ini.

d. Kadar air dalam jaringan

Pada umumnya dengan naiknya kadar air dalam jaringan kecepatan respirasi

juga akan meningkat. Ini nampak jelas pada biji yang sedang berkecambah.

e. Cahaya

Cahayadapatmeningkatkanlajurespirasipadajaringantumbuhan yang

berklorofilkarenacahayaberpengaruhpadatersedianyasubstratrespirasi yang

dihasilkandari proses fotosintesis.

f. Luka dan stimulus mekanik

Luka ataukerusakanjaringan (stimulus mekanik)

padajaringandaunmenyebabkanlajurespirasinaikuntuksementarawaktu,

biasanyabeberapamenithinggasatu jam. Luka memicurespirasitinggikarenatigahal,

yaitu: (1)

oksidasisenyawafenolterjadidengancepatkarenapemisahanantarasubstratdanoksidasen

yadirusak; (2) proses glikolisis yang normal

dankatabolismeoksidatifmeningkatkarenahancurnyaselatausel-

selsehinggamenambahmudahnyasubstratdicapaienzimrespirasi; (3)

akibatlukabiasanyasel-

seltertentukembalikekeadaanmeristematisdiikutipembentukankalusdanpenyembuhanat

auperbaikanluka.

g. Garam-garam mineral.

Jikaakarmenyerapgaram-garam mineral daridalamtanah,

lajurespirasimeningkat.Hal inidikaitkandenganenergi yang

diperlukanpadasaatgaram/ion

diserapdandiangkut.Keperluanenergiitudipenuhidenganmenaikkanlajurespirasi.Fenom

enainidikenaldenganrespirasigaram.

2. Bagaimanajikasubstrat yang direspirasiadalahlemak ?

Jawaban :

Substratrespirasiadalahsetiapsenyawaorganik yang dioksidasikandalamrespirasi,

atausenyawa-senyawa yang terdapatdalamseltumbuhan yang

secararelatifbanyakjumlahnyadanbiasanyadirespirasikanmenjadi CO2 dan

air.Substratrespirasiadalahsetiapsenyawaorganik yang dioksidasikandalamrespirasi,

atausenyawa-senyawa yang terdapatdalamseltumbuhan yang

secararelatifbanyakjumlahnyadanbiasanyadirespirasikanmenjadi CO2 dan air.

Jikasubstrat yang

direspirasiadalahlemakmakaterjadilahkatabolismeyaitureaksipemecahan /

pembongkaransenyawakimiakompleks yang

mengandungenergitinggimenjadisenyawasederhana yang

mengandungenergilebihrendah.Tujuanutamakatabolismeadalahuntukmembebaskanenergi

yang terkandung di dalamsenyawasumber.

Tahapan-tahapandarikatabolismelemakadalahsebagaiberikut :

1). AktivasiAsamLemakMenjadiasil-KoA

Untukmemperolehenergi, asamlemakdapatdioksidasidalam proses yang

dinamakanoksidasi beta. Sebelumdikatabolisirdalamoksidasi beta,

asamlemakharusdiaktifkanterlebihdahulumenjadiasil-KoA.Denganadanya ATP

danKoenzim A, asamlemakdiaktifkandengandikatalisirolehenzimasil-KoAsintetase

(Tiokinase).

Gambar 1. AktivasiasamlemakmenjadiasilKoA

2). Transporasil-KoAdarisitoplasmakemitokondria

Asamlemakbebaspadaumumnyaberupaasam-

asamlemakrantaipanjang.Asamlemakrantaipanjanginiakandapatmasukkedalammitokondri

adenganbantuansenyawakarnitin, denganrumus (CH3)3N+-CH2-CH(OH)-CH2-COO-.

Gambar 2. Mekanismetransportasiasamlemaktransmembranmitokondria

melaluimekanismepengangkutankarnitin

Langkah-langkahmasuknyaasilKoAkedalammitokondriadijelaskansebagaiberikut:

Asamlemakbebas (FFA) diaktifkanmenjadiasil-

KoAdengandikatalisirolehenzimtiokinase.

Setelahmenjadibentukaktif, asil-

KoAdikonversikanolehenzimkarnitinpalmitoiltransferase I yang

terdapatpadamembraneksternamitokondriamenjadiasilkarnitin.

Setelahmenjadiasilkarnitin,

barulahsenyawatersebutbisamenembusmembraninternamitokondria.

Padamembraninternalmitokondriaterdapatenzimkarnitinasilkarnitintranslokase yang

bertindaksebagaipengangkutasilkarnitinkedalamdankarnitinkeluar.

Asilkarnitin yang

masukkedalammitokondriaselanjutnyabereaksidenganKoAdengandikatalisirolehenzi

mkarnitinpalmitoiltransferase II yang ada di membraninternamitokondriamenjadiAsil

Koa dankarnitindibebaskan.

AsilKoA yang sudahberadadalammitokondriainiselanjutnyamasukdalam proses

oksidasi beta.

3). Proses PenguraianAsamLemak (ß-oksidasi)

Reaksi ß-oksidasi, berlangsungdalam 4 tahap, yaitu: (1) dehidrogenasi I, (2) hidratasi, (3)

dehidrogenasi II, dan (4) tiolasi (tahappemotongan).

Dehidrogenasi I, yaitudehidrogenasiAsamlemak-CoA yang sudahberada di

dalammito-kondrioaolehenzim acyl-CoA dehidrogenase, menghasilkansenyawaen

oyl-CoA. Padareaksiini, FAD (flavinadenindinukleotida) yang

bertindaksebagaikoenzimdireduksimenjadi FADH2.

Denganmekanismefosforilasibersifatoksidasimelaluirantaipemafasan,

suatumolekul FADH2 dapatmenghasilkanduamolekul ATP.

Hidratasi, yaituikatanrangkappadaenoyl-CoA dihidratasimenjadi 3-hidroxyacyl-

CoA olehenzim enoyl-CoA hidratase.

Dehidrogenase II, yaitudehidrogenasi 3-hidroxyacyl-CoA oleh enzim ß-

hidroxyacyl- CoA dehidrogenase dengan NAD+ sebagaikoenzimnyamenjadi ß-

ketoacyl-CoA. NADH yang terbentukdari NAD+

dapatdioksidasikembalimelaluimekanismefosforilasioksidatif yang

dirangkaikandenganrantaipernafasanmenghasilkantigamolekul ATP.

Pemecahanmolekuldenganenzim ß-ketoacyl-CoA

thiolase. Padareaksiinisatumolekulketoacyl-CoA menghasilkansatumolekulasetyl-

CoA dansisarantaiasamlemakdalambentuk CoA-nya, yang mempunyairantaidua

atom karbonlebihpendekdarisemula.

Gambar 3. Pemecahanmolekuldenganenzim ß-ketoacyl-CoA thiolase

Contoh perhitunganjumlah ATP hasiloksidasiasamlemak C16 palmitoil-KoA

Palmitoil-KoA + 7 KoA-SH + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O (proses ß-oksidasi)

→ 8 Asetil-KoA+ 7 FADH2 + 7 NADH+ + 7 H+

Untuk 1 AsetilKoA yang melaluisiklus Krebs → 1 ATP + 1 FADH2 + 3 NADH+ + 2CO2

makadari 8 ATP + 8 FADH2 + 24 NADH+ + 16CO2

Total hasilkatabolismeasamlemak C16 palmitoil-KoA (setelahmelaluitahapan transport

electron) :

31 NADH+ x 3 = 93 ATP

15 FADH2 x 2 = 30 ATP

ATP langsung = 8 ATP

= 131 ATP – 2 (aktivasi) = 129 ATP

3. Bagaimanajikasubstrat yang direspirasiadalahprotein ?

Jawaban :

Substratrespirasiadalahsetiapsenyawaorganik yang dioksidasikandalamrespirasi,

atausenyawa-senyawa yang terdapatdalamseltumbuhan yang

secararelatifbanyakjumlahnyadanbiasanyadirespirasikanmenjadi CO2 dan

air.Substratrespirasiadalahsetiapsenyawaorganik yang dioksidasikandalamrespirasi,

atausenyawa-senyawa yang terdapatdalamseltumbuhan yang

secararelatifbanyakjumlahnyadanbiasanyadirespirasikanmenjadi CO2 dan air.

Jikasubstrat yang direspirasiadalah protein

makaterjadilahkatabolismeyaitureaksipemecahan / pembongkaransenyawakimiakompleks

yang mengandungenergitinggimenjadisenyawasederhana yang

mengandungenergilebihrendah.Tujuanutamakatabolismeadalahuntukmembebaskanenergi

yang terkandung di dalamsenyawasumber.

Proses darikatabolisme protein adalahsebagaiberikut :

a. Sintesis Protein

Proses Transkripsi

Transkripsiadalahpencetakan mRNA (kode) oleh DNA (DNA template/

DNA sense) denganmenggunakanenzim RNA polimerase.Adanyaenzim RNA

polimeraseiniakanmenyebabkanrangkaiandouble helix sebagianakanmembuka,

akibatnyabasa-basapasangannyamenyusunAdenin (A) pada mRNA

danseterusnya. Hasilpenyusunan mRNA yang

sudahjadiakanmeninggalkanintiuntukmelekatpadaribosom, yang

merupakanorganelapelaksanasintesis protein.

Proses Translasi

Kodepada mRNA akanterbacaolehribosomdengandibantuolehtRNA yang

terdapat di dalamsitoplasma. tRNAakandatanguntukmembawaasam amino yang

sesuaidengankode yang dibawa mRNA tersebut.

KemudiantRNAakanbergabungdengan mRNA yang

sesuaidengankodepasanganbasa.

Gambar 4. Proses darikatabolisme protein