Pertemuan : Minggu ke 8 Estimasi waktu : 150 menit Pokok Bahasan : Asimilasi N - S - P pada tumbuhan Sub pokok bahasan : 1. Asimilasi nitrogen (sintesis protein) 2. Asimilasi sulfur 3. Asimilasi fosfat Tujuan khusus : 1. Mahasiswa dapat mengetahui dan menjelaskan proses reduksi nitrogen menjadi protein 2. Mahasiswa dapat mengetahui dan menjelaskan proses asimilasi sulfur pada tumbuhan 3. Mahasiswa dapat mengetahui dan menjelaskan proses asimilasi fosfat pada tumbuhan. Metode : Kuliah dan diskusi Media : OHP dan white-board Materi : Asimilasi N, S, dan P pada tumbuhan Setelah unsur hara diserap oleh tumbuhan, sebagian besar akan diasimilasi menjadi bahan organik tumbuhan. Dalam pokok bahasan ini hanya akan dibahas asimilasi 3 unsur hara makro, yaitu: nitrogen, sulfur, dan fosfat. I. Asimilasi Nitrogen A. Sumber nitrogen bagi tumbuhan dapat berupa: a.1 amonia nitrogen, merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan yang hidup di tanah masam, terutama tanah humus a.2 nitrat nitrogen, merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan yang hidup di tanah netral atau basis. a.3 organik nitrogen, merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan yang hidup di tanah organik a.4 nitrogen udara, merupakan sumber nitrogen bagi tumbuhan yang hidup bersimbiosis dengan organisme penambat nitrogen. Dalam proses asimilasinya, nitrogen harus berada dalam bentuk tereduksi. Dengan demikian, nitrogen yang dalam bentuk teroksidasi maupun yang berbentuk gas, untuk kepentingan asimilasi, harus direduksi terlebih dahulu. A.1 Reduksi Nitrat dan Nitrit Reduksi nitrat terjadi di dalam sitoplasma, sedangkan reduksi nitrit terjadi di kloroplas.
Dari skema tersebut di atas, tampak jelas bahwa reduksi nitrat dan nitrit sangat dipengaruhi oleh cahaya dan respirasi. Disamping ke dua faktor tersebut, ternyata reduksi nitrat juga dipengaruhi oleh kadar CO 2 dan kalsium (Ca). Tampaknya peran CO 2 sangat erat kaitannya dengan proses fotosintesis, sebagai penyedia substrat respirasi. Sedangkan peran Ca tampaknya sangat erat kaitannya dengan peran Ca di dalam membran plasma. Dari skema tersebut diatas, nampak bahwa senyawa yang bertindak sebagai donor elektron adalah NADH 2. Namun demikian, senyawa lainpun dapat sebagai donor elektron misalnya: NADPH 2, FMNH 2 ataupun FADH 2. A.2 Hubungan Timbal Balik antara Status Karbohidrat, Reduksi Nitrat, dan Asimilasinya
A.3 Fiksasi dan Reduksi N 2 udara oleh Bakteroid Rhizobium sp. Bakteri Rhizobium sp. adalah salah satu simbion yang hidup pada akar tumbuhan dan mampu memfiksasi dan mereduksi N 2 udara. Proses memfiksasi dan mereduksinya adalah seperti terlihat pada skema berikut: II. Asimilasi Sulfur Asimilasi sulfur hampir sama dengan asimilasi nitrogen, yaitu pada umumnya sulfur diserap oleh tumbuhan dalam bentuk teroksidasi. Dalam proses asimilasinya, sufur harus berada dalam bentuk tereduksi. Dengan demikian, sulfur yang dalam bentuk teroksidasi, untuk kepentingan asimilasi, harus direduksi terlebih dahulu. Proses reduksinya adalah sebagai berikut:
Keterangan: APS = Adenosinfosfo sulfat X SH = glutation dan tioredoksin: glutamat, sistein, glisin Fd = feredoksin PPi = pirofosfat Pi = fosfat inorganic III. Asimilasi Fosfat Fosfat diserap oleh tumbuhan pada umumnya dalam bentuk teroksidasi. Ketersediaan fosfat di dalam tanah sangat dipengaruhi oleh ph tanah dan ketersediaannya sering sangat terbatas dan kurang tersedia bagi tumbuhan,
karena mudah mengendap. Untuk meningkatkan kemampuan tumbuhan dalam menyerap fosfat, sering tumbuhan bersimbiosis dengan Mikorhiza. Dalam proses asimilasinya, fosfat yang dalam keadaan teroksidasi dapat langsung digunakan untuk proses fosforilasi (reaksi pengikatan fosfat), sehingga tidak perlu lagi adanya proses reduksi fosfat.