Materi Biologi / Transportasi pada Tumbuhan
TRANSPORT PADA TUMBUHAN
Pada tumbuhan, transport
terjadi 3 tingkatan
1. Pengambilan & pembebasan air
& zat terlarut oleh individu sel. Ex : Penyerapan air&mineral dr tanah oleh
sel-sel akar
2. Transport
bahan jarak pendek dr sel ke sel pd tingkat jaringan&organ. Ex : Transport
gula dr sel fotosintesis daun ke daun pembuluh tapis floem
3. Transport
jarak jauh cairan didalam xylem & floem.
v
Penyerapan Air dan Mineral oleh Akar
Melalui
Xylem
Ø AIR + Garam mineral dr tanah memasuki tumbuhn melalui :
a. Rambut
akar (berada di dekat ujung akar yg
jumlhnya sangat banyak ± 14 milyard jk tumbuhan berumur 4 bln).
Rambut akar : perpanjangan sel2
epidermis
b. Epidermis
c. Korteks
akar
d. Masuk ke
Stele (endodermis, perisikel)
e. Mengalir
masuk ke pembuluh xylem---- sistem tunas penyebabnya adalah tekanan akar
transpirasi dan kohesi antar molekul air.
Mekanisme Pengangkutan Air a s/d e ini
melalui Proses Osmosis (TEORI TEKANAN AKAR). Sedangkan cara lain adalah TEORI DIXON-JOLY atau
Teori kohesi dorongan transpirasi.
Selain 2 Teori tsb mekanisme lain adalah Pengangkutan aktif /transpor aktif yaitu transport mineral masuk melawan gradient
konsentrasi dari daerah konsentrasi rendah (tanah) ke daerah konsentrasi tinggi
(sel akar) dengan menggunakan energi ATP. Satu sistem transport yg bekerja
seperti tsb = Pompa Proton yaitu
dg menghidrolisis ATP dan menggunakan energi yg dibebaskan dr proses ini utk
memompa ion H+ keluar dr sel. sehingga
konsentrasi H+ lbh tinggi di luar sel dibandingkan di dalm sel, karena pompa
proton memindahkan muatan (+) dal H+ keluar dr sel maka pompa itu jug
menghasilkan potensial membran yaitu perbedaan tegangan (energi potensial
listrik). Sitoplasma sel bermuatan (–)
dibandingkan dg CES diluar sel.
Misalnya :
a) K+ :Mekanisme
yg digunakan oleh akar utk menyerap Kalium dr larutan tanah, krn Kalium
bermuatan (+) sedangkan bagian dlm sel
bermuatan (-) maka membantu menggerakkan K+ masuk kedalam
sel.
b) NO3 , memiliki mineral yg bermuatn (-).
Mekanismenya disebut Kotranspor .
Ø Nutrien ini diangkut secara lateral dr sel ke sel (melalui plasmodesmata)
Pengangkutan air, mineral dan hasil2 Fotosintesis
(Fotosintat berupa zat makanan, hormon,
protein) pada tumbuhan disebut “ TRANSLOKASI “ yang terjadi dlm system pembuluh
pengangkut atau berkas vaskular.
Transport makanan
oleh Floem
1. Floem mengangkut produk organic
Fotosintesis di seluruh tumbuhan.
2. Zat terlarut berupa gula (sukrosa,
disakarida dg konsentrasi 30% dr bobotnya).
3. Kandungan getah floem : mineral,
as.amino& hormon.
Translokasi getah floem
1. Pembuluh tapis membawa makanan dr suatu
sumber gula ke suatu tempat penyimpanan/ penghabisan gula.
2. Sumber gula adlah: suatu organ tumb. Yg
menghasilkan gula melalui fotosintesis (daun dewasa).
3. Sugar sink: organ yg mengkonsumsi/menyimpan
gula (akar, ujung tunas, batang dan buah yg sdg tumbuh).
4. Satu pembuluh tapis dlm sebuah berkas
pembuluh bisa membawa cairan floem dlm 1 arah sementara cairan dlm pipa lain
dlm berkas yg sama dpt mengalir dg arah yang berlainan (Arah bisa berubah
sesuai dg musim/tahapan perkemb.tumb).
Ex: Daun
bagian atas pd suatu cabang bisa
mengirim gula ke ujung tunas yg sedang tumbuh, sementara daun bagian
bawah mengangkut gula ke akar.
Mekanisme pengangkutan makanan/fotosintat yaitu gula
dan produk-produk lainnya.
Menurut salah satu teori : air yang mengand.
molekul2 makanan dlm. larutn mengalir karena pengaruh tekanan dlm floem. Tek. itu muncul krn adanya perbedaan
konsntrasi larutn dlm floem dan air yg relative murni dlm saluran xylem yg
berdekatan (xylem & floem berdekatan)
Dg terakumulasinya gula & produk lain hsl
fotosinteis dlm floem mk air dr xylem masuk dlm floem krn osmosis (merembes),
shg cairan dlm floem didorong ke atas & ke bawah, mk gula-gula diambil oleh
korteks btg & akar
dimanfaatkan/dikonsumsi atau diubah jd cad. mkanan (pati). Pati tdk dpt larut & tdk mengeluarkan
pengaruh osmotik, akibatnya tekanan osmotik isi floem menurun. Akhirnya yang
tertinggal dlm floem adl air yg relative murni yg didorong kembali ke xylem krn
tertarik oleh tarikan transpirasi.
ANATOMI
Yg membedakan
organisme multiseluler dg yg lain adalah
adanya pembagian tugas diantara sel-sel yg berbeda struktur dan
fungsinya.
Sebagai contoh pemisahan trhadap sumber daya pd
differensiasi tumbuhan adalah adanya system akar yg berada di bawah permukaan
tanah dan system tunas yg berada di atas permukaan tanah. Pengangkutan sumber
daya pada tumbuhan disebut Translokasi yg
terjadi dlm system pembuluh pengangkut.
Semua ini terdapat berkelompok yg disebut BERKAS PEMBULUH VASKULAR. Berkas pembuluh vascular ini adalah XILEM dan
FLOEM.
XILEM :
Merupakan bagian terpenting pd tumbuhan yg terdiri
atas tabung yang berdinding tebal tersusun atas lapisan selulosa dan juga
lignin.
- Dinding pembuluh xilem bs jg berlubang-lubang oleh
noktah.
- Pembuluh
xilem berasal dari sel silindris yg biasanya mengarah dr ujung ke ujung
- Pada
saat matang, dinding sel melarut (merger dewasa) dan kandungan sitoplasmanya
mati.
- Pembuluh
xilem berfungsi dlm transport air dan mineral.
- Dlm
jaringan xilem ada trakheid dimana dindingnya bersudut, ukurannya lbh kecil,
dinding selnya tebal dan berkayu. Pada saat matang tdk ada sitoplasma,
dindingnya berlubang-lubang shg air dan mineral yg larut dpt mengalir.
FLOEM
Merupakan tabung tapisan yg terdiri atas sel-sel
silindris.
- Dinding
ujung sel yg dewasa berlubang2 shg memungkinkan sitoplasma meluas diantara
sel-sel yg berdekatan.
- Pada
saat matang (dewasa), sitoplasma selnya tdk hilang, akan tetapi nukleusnya
“hilang” (tua/tdk membelah lagi).
Zat hara (elemen) yg dibutuhkan oleh tumbuhan dikelompokkan
menjadi 2 :
1. Makro elemen = elemen yg dibutuhkan tumbuhan dlm jumlh besar yaitu :
- Karbon (C) - Fosfor
(P) - Belerang (S)
- Oksigen (O) - Kalium (K) - Magnesium (Mg)
- Nitrogen (N) - Calsium (Ca)
- Hidrogen (H) - Besi (Fe)
Ke 10 elemen ini diperlukan utk pertumbuhan &
perkembangan yg normal.
2. Mikro elemen : elemen yg dibutuhkan oleh tumbuhan
dlm jumlah sedikit tetapi penting bagi pertumbuhan.
Unsur
ini adalah :
- Mangan (Mn) selain itu jg : - Natrium (Na)
- Seng (Zn) - Aluminium (Al)
- Boron (B) - Silikon
(Si)
- Tembaga (Cu) - Khlorin (Cl)
- Molybdenum (Mo) - Cobalt (Co)
Mekanisme Membuka dan Menutupnya Stomata
1. Sel penjaga mengontrol diameter
stomata dg cara mengubah bentuk melebarkan/ menyempitkan celah diantara kedua
sel tsb).
2. Ketika sel penjaga mengambil air
melalui osmosis sel penjaga atau membengkak dan semakin dlm keadaan turgid.
3. Ketika sel kehilangan air dan
menjadi lunak serta mengkerut sel atau mengecil secara bersamaan kemudian
menutup ruangan diantaranya.
Ø Perubahan tekanan turgor
menyebabkan pembukaan dan penutupan
stomata terutama disebabkan oleh pengambilan dan kehilangan ion Kalium (K+)
secara reversible oleh sel penjaga.
Stomata terbuka = ketika sel2 penjaga aktif
mengakumulasi K+
potensial air di dam sel penjaga lebih negatif ----- air mengalir secara
osmosis ke dlm sel ----sel bengkak.
Peningkatan muatan (+) sel akibat masuknya K+ ,
diturunkan dg pengambilan ion klorida (Cl) melalui pemompaan ion Hidrogen yg
dibebaskan pd saat asam organic keluar dr sel serta melalui muatan negataif
as.orgnaik setelah kehilangan ion hidrogennya.
Stomata tertutup = keluarnya K+ dari sel penjaga yg menyebabkan kehilangan air
secara osmotic.
Jadi : Stomata membuka pada siang hari dan tertutup pada malam hari.
Faktor yang
menyebabkan stomata terbuka pd pagi hari yaitu : - Cahaya
- Kehilangan CO2
Faktor yg menyebabkan stomata tertutup di siang hari
:
a) Cekaman air
---- sel penjaga kehilangan turgor
b) Hormon absisat
c) Suhu tinggi
Stomata terbuka = ketika sel2 penjaga aktif
mengakumulasi K+
potensial air di dam sel penjaga lebih negatif ----- air mengalir secara
osmosis ke dlm sel ----sel bengkak.