Proses Pengangkutan Pada Tumbuhan

Transkripsi

1 Proses Pengangkutan Pada Tumbuhan 1. Proses Pengangkutan Air dan Garam Mineral Pengangkutan air dan garam garam mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua mekanisme pertama, air dan mineral diserap dari dalam tanah menuju sel sel akar. Pengangkutan ini dilakukan diluar berkas pembuluh, sehingga disebut sebagai mekanisme pengangkutan ekstravaskuler. kedua, air dan mineral diserap oleh akar. selanjutnya diangkut dalam berkas pembuluh yaitu pada pembuluh kayu (xilem), sehingga proses pengangkutan disebut pengangkutan vaskuler. Air dan garam mineral dari dalam tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, menembus korteks akar, masuk ke stele dan kemudian mengalir naik ke pembuluh xilem sampai pucuk tumbuhan. a. Pengangkutan Ekstravaskuler Dalam perjalanan menuju silinder pusat, air akan bergerak secara bebas di antara ruang antar sel. Pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah di luar berkas pembuluh ini dilakukan melalui 2 mekanisme, yaitu apoplas dan simplas. 1. Pengangkutan Apoplas Pengangkutan sepanjang jalur ekstraseluler yang terdiri atas bagian tak hidup dari akar tumbuhan, yaitu dinding sel dan ruang antar sel. air masuk dengan cara difusi, aliran air secara apoplas tidak tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang oleh lapisan endodermis yang memiliki penebalan dinding sel dari suberin dan lignin yang dikenal sebagai pita kaspari. Dengan demikian, pengangkutan air secara apoplas pada bagian korteks dan stele menjadi terpisah. 2. Pengangkutan Simplas Padap engangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut bergerak dalam sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang

2 lain melaluivplasmodesmata. Sistem pengangkutan ini, menyebabkan air dapat mencapai bagian silinder pusat. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas adalah sel sel bulu akar menuju sel sel korteks, endodermis, perisikel, dan xilem. dari sini, air dan garam mineral siap diangkut keatas menuju batang dan daun. b. Pengangkutan melalui berkas pengangkutan (pengangkutan intravaskuler) Setelah melewati sel sel akar, air dan mineral yang terlarut akan masuk ke pembuluh kayu (xilem) dan selanjutnya terjadi pengangkutan secara vertikal dari akar menuju batang sampai kedaun. Pembuluh kayu disusun oleh beberapa jenis sel, namun bagian yang berperan penting dalam proses pengangkutan air dan mineral ini adalah sel sel trakea. Bagian ujung sel trakea terbuka membentuk pipa kapiler. Struktur jaringan xilem seperti pipa kapiler ini terjadi karena sel sel penyusun jaringan tersebut tersebut mengalami fusi (penggabungan). Air bergerak dari sel trakea satu ke sel trakea yang di atasnya mengikuti prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel trakea xilem. 2. Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Pengangkutan Air. a. Daya Hisap Daun (Tarikan Transpirasi) Pada organ daun terdapat proses penguapan air melalui mulut daun (stomata ) yang dikenal sebagai proses transpirasi. Proses ini menyebabkan sel daun kehilanagan air dan timbul tarikan terhadap air yang ada pada sel sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun. Dengan adanya transpirasi membantu tumbuhan dalam proses penyerapan dan transportasi air di dalam tumbuhan. Adapun transpirasi itu sendiri merupakan mekanisme pengaturan fisiologis yan g herhubungan dengan proses adaptasi tumbuhan terhadap lingkungan. Ada beberapa factor yang mempengaruhi proses kecepatan transparasi uap air dari daun, yaitu: 1) Temperatur udara, makin tinggi temperature, kecepatan transprasi akan semakin tinggi. 2) Instensitas cahaya matahari, semakin tinggi intesitas cahaya matahari yang diterima daun, maka kecepatan transpirasi akan semakin tinggi.

3 3) Kelembaban udara 4) Kandungan air tanah. Di samping itu, transpirasi juga dipengaruhi oleh faktor dalam tumbuhan di antaranya adalah banyaknya pembuluh, ukuran sel jaringan pengangkut, jumlah, dan ukuran stomata. b. Kapilaritas Batang Pengangkutan air melalui pembuluh kayu (xilem), terjadi karena pembuluh kayu (xilem) tersusun seperti rangkaian pipa-pipa kapiler. Dengan kata lain, pengangkutan air melalui xilem mengikuti prinsip kapilaritas. Daya kapilaritas disebabkan karena adanya kohesi antara molekul air dengan air dan adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem. Baik kohesi maupun adhesi ini menimbulkan tarikan terhadap molekul air dari akal sampai ke daun secara bersambungan. c. Tekanan Akar Akar tumbuhan menyerap air dan taram mineral baik siang maupun malam. Pada malam hari, ketika transpirasi sangat rendah atau bahkan nol, sel-sel akar masih tetap menggunakan energi untuk memompa ion ion mineral ke dalam xilem. Endodermis yang mengelilingi stele akar tersebut membantu mencegah kebocoran ion ion ini keluar dari stele. Akumulasi mineral di dalam stele akan menurunkan potensial air. Air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xilem. Dorongan getah xilem ke arah atas ini disebut tekanan akar (roof pressure). Tekanan akar juga menyebabkan tumbuhan mengalami gutasi, yaitu keluarnya air yang berlebih pada malam hari melalui katup pelepasan (hidatoda) pada daun. Biasanya air yang keluar dapat kita lihat pada pagi hari berupa tetesan atau butiran air pada ujung-ujung helai daun rumput atau pinggir daun kecil herba (tumbuhan tak berkayu) dikotil.

4 TRANSLOKASI DAN PENYIMPANGAN PADA TUMBUHAN BAB 1 TRANSLOKASI DAN PENYIMPANGAN PADA TUMBUHAN A. SEKILAS TENTANG SISTEM PENGANGKUTAN PADA TUMBUHAN Pengangkutan air dan garam garam mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua mekanisme pertama, air dan mineral diserap dari dalam tanah menuju sel sel akar. Pengangkutan air dan mineral ini dilakukan secara 1. diluar berkas pembuluh disebut pengangkutan ekstravaskuler. 2. didalam berkas pembuluh disebut pengangkutan vaskuler. Pengangkutan intravasikuler intinya pengangkutan di dalam pembuluh dari akar ke daun. Sedangkan pengangkutan ekstravaskuler dalam perjalannya menuju silinder pusat, air akan bergerak secara bebas di antara ruang antar sel. Pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah di luar berkas pembuluh ini dilakukan melalui dua mekanisme, yaitu apoplas dan simplas. 1. Pengangkutan Apoplas Pengangkutan sepanjang jalur ekstraseluler yang terdiri atas bagian tak hidup dari akar tumbuhan, yaitu dinding sel dan ruang antar sel. air masuk dengan cara difusi, aliran air secara apoplas tidak tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang oleh lapisan endodermis yang memiliki penebalan dinding sel dari suberin dan lignin yang dikenal sebagai pita kaspari. Dengan demikian, pengangkutan air secara apoplas pada bagian korteks dan stele menjadi terpisah. 2. Pengangkutan Simplas Pada pengangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut bergerak dalam sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang lain melalui plasmodesmata. Sistem pengangkutan ini, menyebabkan air dapat mencapai bagian silinder pusat. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas adalah sel sel bulu akar menuju sel sel korteks, endodermis, perisikel, dan xilem. dari sini, air dan garam mineral siap diangkut keatas menuju batang dan daun.

5 B. PENGERTIAN TRANSLOKASI Proses pengangkutan bahan makanan dalam tumbuhan dikenal dengan translokasi. Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya. Jaringan pembuluh yang bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis). Zat terlarut yang paling banyak dalam getah floem adalah gula, terutama sukrosa. Selain itu, di dalam getah floem juga mengandung mineral, asam amino,dan hormon, berbeda dengan pengangkutan pada pembuluh xilem yang berjalan satu arah dari akar ke daun, pengangkutan pada pembuluh floem dapat berlangsung kesegala arah, yaitu dari sumber gula (tempat penyimpanan hasil fotosintesis) ke organ lain tumbuhan yang memerlukannya. Satu pembuluh tapis dalam sebuah berkas pembuluh bisa membawa cairan floem dalam satu arah sementara cairan didalam pipa lain dalam berkas yang sama dapat mengalir dengan arah yang berlainan. Untuk masing masing pembuluh tapis, arah transport hanya bergantung pada lokasi sumber gula dan tempat penyimpanan makanan yang dihubungkan oleh pipa tersebut. C. MEKANISME DAN POLA TRANSLOKASI Sejak lama para ahli fisiologi tumbuhan bermaksud mengukur langsung translokasi dalam system pengangkutan dengan cara mengikuti pergerakan bahan bertanda. Mula mula menggunakan zat warna : fluoresein bergerak dengan mudah dalam sel floem dan masih digunakan sebagai perunut yang efektif. Virus dan herbisida juga pernah digunakan. Penggunakan fosfor, belerang, klorin, kalsium, stronsium, rubidium, kalium, hydrogen dalam kajian ini, namun hingga saat ini nuklida radioaktif yang paling penting. Perunut radioaktif bisa dilacak perjalannya dengan pelacak radiasi yang disentuhkan pada batang atau bagian lain dari tumbuhan. Metode lainnya adalah autoradiografi. Tumbuhan diletakkan bersinggungan dengan sehelai film sinar X selama beberapa hari hingga bulan. Kemudian,film tersebut dikembangkan dan ditemui letak radioaktivitasnya pada tanaman tersebut. Model E. Munch di Jerman pada tahun 1926 adalah model pengangkutan floem yang dianut

6 sampai sekarang. Konsepnya yaitu model aliran tekanan. Menggunakan dua osmometer. Osmometer yang dilakukan di laboratorium direndam dalam larutan. Osmometer pertama berisi larutan yang lebih pekat daripada larutan sekitar, osmometer kedua berisi larutan kurang pekat dari osmometer pertama dan harus lebih pekat dari medium sekelilingnya. Osmometer pertama dialokasikan dengan daun (sebagai sumber); sedangkan osmometer kedua dialokasikan dengan organ-organ penerima (sebagai limbung, misal buah, jaringan meristem, dan akar). Perbedaan antara model osmometer dengan pengangkutan floem yang sesungguhnya terletak pada sumber dan lingbungnya. Pada daun, bahan terlarut yang telah terangkut segera ditambahkan kembali dari hasil fotosintesis (phloem loading); dan bahan terlarut yang telah sampai ke limbung akan dikeluarkan dari pembuluh floem (phloem unloading). Dimanfaatkan untuk pertumbuhan atau ditimbun di organ penampung, misalnya dalam bentuk pati atau lemak. Larutan perendam pada osmometer setara dengan bagian apoplas tanaman, yakni dinding sel dan pembuluh xylem. Pengangkutan hasil fotosintesis (translokasi) keseluruh bagian tumbuhan melalui floem merupakan transportasi simplas karena floem merupakan sel hidup. Bagian floem yang berperan utama dalam pengangkutan hasil fotosintesis adalah komponen pembuluh tapis yang berupa sel memanjang berbentuk silindris yang bersatu dibagian ujung membentuk suatu pembuluh. Bukti hasil fotosintesis diangkut melalui adalah pengelupasan kulit pada cangkok, penyadapan getah karet getah damar dan nira. Translokasi terjadi apabila dua benang kromosom patah setelah terkena energi radiasi, kemudian patahan benang kromosom bergabung kembali dengan cara baru. Patahan kromosom yang satu berpindah atau bertukar pada kromosom yang lain sehingga terbentuk kromosom baru yang berbeda dengan kromosom aslinya. Translokasi dapat terjadi baik di dalam satu kromosom (intrachromosome) maupun antar kromosom (interchromosome). Translokasi sering mengarah pada ketidakseimbangan gamet sehingga dapat menyebabkan kemandulan (sterility) karena terbentuknya chromatids dengan duplikasi dan penghapusan. Alhasil, pemasangan dan pemisahan gamet jadi tidak teratur sehingga kondisi ini menyebabkan terbentuknya tanaman aneuploidi. Translokasi dilaporkan telah terjadi pada tanaman Aegilops umbellulata dan Triticum aestivum

7 yang menghasilkan mutan tanaman tahan penyakit. Inversi terjadi karena kromosom patah dua kali secara simultan setelah terkena energi radiasi dan segmen yang patah tersebut berotasi 180 o dan menyatu kembali. Kejadian bila centromere berada pada bagian kromosom yang terinversi disebut pericentric, sedangkan bila centromere berada di luar kromosom yang terinversi disebut paracentric. Inversi pericentric berhubungan dengan duplikasi atau penghapusan chromatid yang dapat menyebabkan aborsi gamet atau pengurangan frekuensi rekombinasi gamet. Perubahan ini akan ditandai dengan adanya aborsi tepung sari atau biji tanaman, seperti dilaporkan terjadi pada tanaman jagung dan barley. Inversi dapat terjadi secara spontan atau diinduksi dengan bahan mutagen, dan dilaporkan bahwa sterilitas biji tanaman heterosigot dijumpai lebih rendah pada kejadian inversi daripada translokasi. Mekanisme pengangkutan hasil fotosintesis ( translokasi ) pada floem antara lain sebagai berikut : teori aliran sitoplasma Translokasi dapat terjadi karena adanya aliran sitoplasma di dalam sel-sel melalui plasmodesmata. Adanya plasmodesmata memungkinkan pengangkutan hasil fotosintesis secara difusi dari satu sel ke sel lain. Teori aliran massa (tekanan ) oleh Erns Munch, 1930 Translokasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan osmosis yang terjadi didalam pembuluh floem antar organ yaitu daun, batang dan akar. Peningkatan kadar gula didalam floem daun akan meningkatkan tekanan osmosis daun, sehingga larutan (hasil fotosintesis) akan mengalir dari daun menuju ke akar. D. MATERIAL TRANSLOKASI Fungsi floem adalah sebagai jaringan translokasi bahan organik yang terutama berisi karbohidrat. Crafts dan Lorenz (1994) mendapatkan persentase nitrogen (dalam bentuk protein) sebesar 45%. Sebenarnya gula yang menjadi linarut terbesar yang ditranslokasikan dalam cairan floem. Diantara gula ini, sukrosa yang paling banyak jumlahnya. Gula lain seperti

8 gula rafinosa : glukosa, rafinosa, stakiosa, dan fruktosa juga ada pada gula alcohol: manitol, sorbitol, galaktitol, serta mio-inositol. E. PENYIMPANGAN PADA TUMBUHAN Tumbuhan dikatakan sehat atau normal, apabila tumbuhan tersebut dapat melaksanakan fungsi-fungsi fisiologisnya sesuai dengan potensi genetik terbaik yang dimilikinya. Fungsi-fungsi tersebut mencakup pembelahan, diferensiasi dan perkembangan sel yang normal, penyerapan air dan mineral dari tanah dan mentranslokasikannya ke seluruh bagian tumbuhan. Apabila tumbuhan diganggu oleh patogen atau oleh keadaan lingkungan tertentu dan salah satu atau lebih dari fungsi tersebut terganggu sehingga terjadi penyimpangan dari keadaan normal, maka tumbuhan menjadi sakit. Penyebab atau fakto utama penyakit itu berupa organisme hidup patogenik (parasit) maupun factor lingkungan fisik (fisiopath). Adapun mekanisme penyakit tersebut dihasilkan akan sangat bervariasi yang tergantung pada agensia penyebabnya dan kadang-kadang juga bervariasi dengan jenis tumbuhannya. Pada mulanya tumbuhan bereaksi terhadap agensia penyebab penyakit pada bagian terserang. Reaksi tersebut dapat berupa reaksi biokimia alami, yang tidak dapat dilihat. Akan tetapi reaksinya dengan cepat menyebar dan terjadinya perubahan-perubahan pada jaringan yang dengan sendirinya menjelma menjadi makroskopik dan membentuk gejala penyakit. Berbagai macam penyakit yang dapat menular, yaitu bakteri, jamur, virus dan tanaman tingkat tinggi. Kekhasan penyakit yang menular adalah terjadinya interaksi yang terus-menerus oleh faktor-faktor biotik (hidup) atau oleh faktor-faktor abiotik (fisik atau kimia). Sel dan jaringan dari tumbuhan sakit biasanya menjadi lemah atau hancur oleh agensia penyebab penyakit. Kemapuan sel dan jaringan tersebut melaksankaan fungsi-fungsi fisiologisnya yang normal menjadi menurun, atau terhenti sama sekali dan sebagai akibatnya, pertumbuhan menjadi terganggu atau tumbuhan mati. Jenis sel dan jaringan yang terinfeksi akan menentukan jenis fungsi fisiologis yang mula - mula dipengaruhinya.dapat

9 dicontohkan sebagai berikut: 1) infeksi yang terjadi pada akar (busuk akar) akan mengganggu penyerapan air dan hara dari dalam tanah. 2) infeksi pada pembuluh kayu (layu vaskular atau kanker tertentu) akan mengganggu translokasi air dan hara ke tajuk tumbuhan. 3) infeksi pada daun (becak daun, hawar (blight) daun dan mosaik) akan mengganggu fotosintesis. 4) infeksi pada korteks (kanker pada korteks) akan mengganggu translokasi hasil fotosintesis ke bagian bawah tumbuhan. 5) infeksi pada bunga akan mengganggu reproduksi. 6) infeksi pada buah (busuk buah) mengganggu reproduksi dan penyimpanan makanan cadangan bagi pertumbuhan baru. Patogen mungkin menyebabkan penyakit pada tumbuhan dengan cara sebagai berikut : 1) Melemahkan inang dengan cara menyerap makanan secara terus-menerus dari sel-sel inang untuk kebutuhannya. 2) Menghasilkan atau mengganggu metabolisme sel inang dengan toksin, enzim, atau zat pengatur tumbuh yang disekresinya. 3) Menghambat transportasi makanan, hara mineral dan air melalui jaringan pengangkut. 4) Mengkonsumsi kandungan sel inang setelah terjadi kontak. BAB II KESIMPULAN Berdasarkan penjelasan diatas dapat disimpulkan bahwa translokasi merupakan pemindahan

10 hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya. Mekanisme pengangkutan hasil fotosintesis ( trasnlokasi ) pada floem antara lain sebagai berikut : Teori aliran sitoplasma Translokasi dapat terjadi karena adanya aliran sitoplasma di dalam sel-sel melalui plasmodesmata. Adanya plasmodesmata memungkinkan pengangkutan hasil fotosintesis secara difusi dari satu sel ke sel lain. Teori aliran massa (tekanan ) oleh Erns Munch, 1930 Translokasi terjadi karena adanya perbedaan tekanan osmosis yang terjadi didalam pembuluh floem antar oragan yaitu daun, batang dan akar. Peningkatan kadar gula didalam floem daun akan meningkatkan tekanan osmosis daun, sehingga larutan (hasil fotosintesis) akan mengalir dari daun menuju ke akar. Patogen dapat menyebabkan penyakit pada tumbuhan dengan cara sebagai berikut : melemahkan inang dengan cara menyerap makanan secara terusmenerus dari sel-sel inang untuk kebutuhannya, menghambat transportasi makanan, hara mineral dan air melalui jaringan pengangkut. PENGERTIAN TRANSPOTASI TRANSPORTASI DAN TRANSLOKASI Transportasi: Merupakan proses mobilisasi, pergerakan perpindahan atau pengangkutan air, mineral dan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan PENGERTIAN TRANSLOKASI Dalam proses transpotasi terjadi pembagian air, mineral dan hasil fotosintesis kepada jaringan-jaringan yang membutuhkan. Peristiwa pembagian ini dinamakan translokasi I. BAGAIMANA AIR DAN GARAM MINERAL MASUK KE TUBUH TANAMAN?

11 A. PENGANGKUTAN EKSTRA VASKULAR Mula-mula air masuk melalui rambutakar. Air kemudian masuk ke dalamkorteks menuju berkas pengangkut. Dalam korteks air akan melalui 2 jalur yakni : a.simplas Simplas merupakan proses pengangkutan intrasel (di dalam) sel hidup. Air akan bergerak melalui plasmodesmata. Diperkirakan terdapat 5 x 10 8 plasmodesmata/cm 2. Hal ini menunjukkan banyak sekali saluran yang terdapat pada sel-sel yang berdekatan. b.apoplas Apoplas merupakan proses pengangkutan air melalui ruangruang diantara dinding sel. c.setelah itu air akan mencapai endordermis. Dalam endodermis terdapat lapisan gabus yang disebut pita Caspary. Air kemudian masuk ke dalam pitacaspary. B. PENGANGKUTAN INTRAVASKULER Setelah air masuk dalam pita Caspary, air akan masuk ke dalam jaringan sel hidup yang dinamakan perisikel. Perisikel merupakan jaringan sel hidup yang mengelilingi xylem dan floem. Antara perisikel dan endodermis terdapat tabung penyalur yang dinamakan stilus. Melalui perisikel air akan disalurkan ke dalam xylem dan dialirkan ke seluruh tubuh tanaman. Perjalananair: (A. Ekstravascular)Rambut akar 1 korteks 2 (simplas apoplas ) endodermis 3 (pita Caspary) (B.Intravaskular) perisikel 4 xylem 5 seluruh tubuh 6.

12 II. BAGAIMANA AIR BISA NAIK KE PUNCAK POHON? Faktor-faktor apakah yang mampu membuat air bergerak dari akar sampai ke puncak pohon yang tingginya mencapai puluhan meter? Tekanan akar Transpirasi Gaya kohesi Anatomi xylem 1.TEKANAN AKAR Mula-mula air dari tanah masuk ke bulu akar. Karena adanya tekanan akar air akan bergerak ke atas. Daya dorong ke atas oleh akar inilah yang dikenal sebagai tekanan akar. Dalam proses transport air, tekanan akar berfungsi: 2.TRANSPIRASI a.menaikkan air dan memelihara aliran Contoh: Bila tanaman pisang ditebang lalu ditengahnya dibuat ceruk, maka dalam beberapa jam akan terisi oleh air. b.melawan tekanan dalam jaringan xylem Dalam jaringan xylem yang berisi air akan bekerja dua gaya yakni gaya adhesi dan gaya kohesi. Gaya adhesi berpengaruh negative terhadap aliran air (menghambat). Tekanan akarlah yang bekerja untuk melawan hambatan ini.

13 Transpirasi merupakan peristiwa keluarnya uap air dari tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan peristiwa ini biasanya berhubungan dengan kehilangan air lewat stomata, kutikula dan lentisel. 3. GAYA KOHESI Manfaat transpirasi: Membantu penyerapan mineral dari tanah dan menghilangkan panas pada daun. Penelitian oleh Tibbits (1979) menunjukkan bahwa penyerapan kalsium dan boron sangat dipengaruhi oleh laju transpirasi. Bila laju transpirasi rendah terjadi defisiensi sebaliknya bila laju transpirasi tinggi terjadi peningkatan kadar mineral. Umumnya penyerapan mineral dilakukan bersama dengan penyerapan air, sehingga transpirasi secara tidak langsung membantu transpor air ke seluruh tubuh tanaman Air merupakan senyawa yang memiliki daya pegang sangat besar. Hal ini disebabkan gaya tarik antar molekul hydrogen sangat tinggi = gaya kohesinya tinggi. 4. ANATOMI XYLEM Pada xylem terdapat 2 jenis jaringan pengangkut air yakni: Trakeid dan pembuluh. Trakeid dan pembuluh merupakan jaringan mati yang membentuk satu berkas tegak atau kumpulan pipa kapiler. Perbedaan trakeid dan pembuluh: Ukuran trakeid lebih panjang tapi diameternya lebih kecil yakni antara m (1 =10-3 mm). Sel trakeid berujung runcing dan sambung-menyambung membentuk pipa kapiler yang panjang. Sambungan pada ujung yang runcing memungkinkan air bergerak dari satu trakeid ke trakeid lain.

14 Ukuran pembuluh lebih pendek namun diameternya lebih besar berkisar m, ukuran terbesar mencapai 500 m. Pembuluh dilengkapi dengan spiral dan (cincin) lingkaran berpori. Adanya spiral membuat pembuluh dapat tumbuh memanjang sambil tetap mengalirkan air. Berdasarkan penelitian Hagen dan Poiseuille : Air yang mengalir pada trakeid lebih sedikit. Hal ini disebabkan diameter trakeid lebih kecil, antara dinding trakeid dan air akan bekerja gaya adhesi yang menghambat aliran air. Namun karena adanya tekanan akar yang membantu melawan gaya adhesi, pada trakeid air dapat bergerak ke atas Pembuluh akan lebih banyak mengalirkan air dibandingkan trakeid. Pada pembuluh yang berukuran besar, air yang menempel pada dinding tidak bergerak karena gaya adhesi. Sedangkan air yang berada ditengah-tengah akan mengalir lancar. III. TRANSPOR DALAM TUBUH TANAMAN 1. DIFUSI 2. OSMOSIS 3. IMBIBISI PASIF AKTIF 1. POMPA SITOKROM 2. CARRIER ION 4. PINOSITOSIS A. TRANSPOR PASIF Perististiwa transport pasif disebut juga penyerapan pasif. Peristiwa ini terjadi pada permukaan dinding atau membrane sel.

15 Transpor pasif dapat terjadi melalui difusi,osmosis maupun aliranmassa (akibat transpirasi) dimana prosesnya tidakmembutuhkanenergimetabolic. Materi yang diserap berupa ion mineral (kation + atau anion - ). 1. DIFUSI : Pergerakan molekul dari daerah yang potensialnya tinggi ke daerah yang potensialnya rendah. Atau dari daerah yang kadar kekentalannya tinggi (hipertonis) ke daerah sifat cairannya lebih encer (hipotonis). Difusi dibagi menjadi dua: 2.OSMOSIS Difusi sederhana: zat terlarut dapat keluar masuk melalui saluran yang terdapat pada membrane sel. Dalam peristiwa difusi dikenal juga istilah difusi yang difasilitasi. Peristiwa ini melibatkan protein carrier untuk membawa zat-zat keluar masuk sel. Perpindahan air dari daerah hipotonis ke daerah hipertonis melalui membrane semi permeable 3.IMBIBISI Dalam hubungannya dengan pengambilan zat oleh tanaman, imbibisi berarti kemampuan dinding dan membrane sel untuk menyerap air dari luar. Sel menyerap air dinding sel mendapat tekanan dari dalam Tekanan turgor: Tekanan isi sel pada dinding sel. Besarnya tekanan isi sel = besarnya tekanan dinding sel.

16 4.PINOSITOSIS Jika sel berada dalam lingkungan yang hipertonis, maka air dalam sel akan tertarik keluar. Sel kehilangan tekanan turgor dan protoplasma akan lepas dari dinding sel. Peristiwa ini dikenal dengan nama plasmolisis. Jika sel berada dalam lingkungan yang hipotonis, maka akan terjadi imbibisi dan sel akan mengembang. a. Percobaan Brigg dan Robertson Zat terlarut diangkut melalui vesikel atau gelembung pada sisi membrane dan isinya dikeluarkan pada sisi lain. Proses ini pada dasarnya merupakan pengosongan vakuola-vakuola kecil melalui membrane. Sel/jaringan dipindahkan dari medium berkadar garam rendah ke medium berkadar garam tinggi (1) mula-mula terjadi pengambilan ion dengan cepat yang tidakdikontrol oleh metabolisme, (2) pengambilan konstans, (3) pengambilan lambat yang dikontrol oleh metabolisme. Bila jaringan kembali dipindahkan pada medium berkadar garam rendah, akan terjadi difusi ion yang terserap pada percobaan sebelumnya. Fakta: Sel atau jaringan yang dimasukkan dalam larutan garam dapat melakukan difusi bebas sampai mencapai keseimbangan dengan medium di luarnya. Bagian sel atau jaringan dimana difusi bebas dapat terjadi dinamakan outer space. b. Hipotesis Donnan : Keseimbangan Donnan

17 Dalam membrane terdapat sejumlah anion -. Diluar membrane juga terdapat anion - dan kation +. Membran sel tidak permeable terhadap anion - di dalam sel, namun permeable terhadap anion - dan kation + di luar sel. Anion - dan kation + dari luar sel akan berdifusi melalui membrane dan masuk ke dalam sel. Difusi akan terus terjadi sampai keadaan menjadi seimbang. (a) (b) A - A - A - A - B - D + Outside inside Outside inside B.TRANSPOR AKTIF C + C + C + C + Konsentrasi kation + yang masuk ke dalam sel lebih besar daripada konsentrasi anion -. Hal sebaliknya akan terjadi bila kation + sudah ada di dalam membrane dan membrane tidak permeable terhadap kation +.

18 Pengangkutan ion dengan bantuan energi metabolik dinamakan transport aktif. Pengangkutan aktif melalui membrane yang tidak permeable memerlukan senyawa carrier. Dalam kondisi fisiologis yang normal, plasmalemma sangat tidak permeable terhadap angkutan pasif. Tingginya derajat impermeabilitas ini menyebabkan penyerapan ion harus dilakukan secara aktif, walaupun konsentrasi ion dalam sel lebih rendah dari pada di luar sel. Sebaliknya bila sel harus melawan gradient konsentrasi, maka dibutuhkan pengangkutan aktif. Misalnya bila konsentrasi garam dalam sel cukup tinggi, untuk memasukkan garam dari luar ke dalam diperlukan energi. Keadaan ini disebut melawan gradient konsentrasi. Energi yang dibutuhkan untuk transport aktif berasal dari ATP. ATP dapat dihasilkan dari fotosintesis maupun dari respirasi. Beberapa kemungkinan pengangkutan aktif dalam tumbuhan: 1. Pompa sitokhrom Lundegardh dan Bustrom (1933): Laju respirasi meningkat bila tumbuhan dipindahkan dari air ke dalam larutan garam. Melalui percobaan tersebut Lundegard menyatakan teori: a.penyerapan kation berbeda dengan anion b.ada perbedaan konsentrasi oksigen dipermukaan luar dan permukaan dalam membrane. Terjadi oksidasi pada membrane luar dan reduksi pada membrane dalam c.penyerapan anion terjadi melalui system sitokrom. Menurut hipotesis Lundegardh:

19 Permukaan dalam membrane sel Reaksi dehidrogenasi pada permukaan dalam membrane akan menghasilkan proton (H + ) dan electron (e - ) Elektron (e - ) yang dihasilkan akan mengalir keluar melalui rangkaian sitokrom, sementara anion + bergerak ke arah dalam Besi teroksidasi dan sitokrom tereduksi akibat penambahan electron (e - ) hasil dehidrogenasi Permukaan luar membrane sel Akhir reaksi 2. Carrier ion Besi tereduksi dan sitokrom teroksidasi, melepaskan electron (e - ) dan menangkap anion + Elektron (e - ) yang dilepaskan bergabung dengan proton dan oksigen menghasilkan molekul air Anion akan dilepaskan pada bagian dalam Kation akan diserap secara pasif untuk menyeimbangkan perbedaan potensial Beberapa hipotesis yang berhubungan dengan carrier ion: a.protein carrier mungkin ATP ase b.angkutan mungkin terjadi karena adanya perbedaan electron kimia yang diakibatkan oleh angkutan electron c.angkutan yang terjadi karena perbedaan ph, yang diakibatkan oleh system angkutan electron atau ATP-ase

20 Energi hasil hidrolisis ATP digunakan mengubah konformasi protein pembawa (ATP-ase), ion yang ditangkap pada satu sisi akan dilepaskan pada sisi yang lain. Bila protein pembawa mengangkut kation, otomatis akan terjadi perbedaan muatan, anion akan masuk secara difusi. Selektivitas angkutan kation disebabkan oleh ikatan secara selektiv oleh ATP-ase.