Fisiologi Tumbuhan PNA 2462 B/D Didik Indradewa Eka Tarwaca Susila Putra
Sistem Perkuliahan Student centered learning : dibagi dalam kelompok diskusi, mahasiswa presentasi, ditambah materi dari dosen Research university : dosen memberikan contoh hasil penelitiannya untuk bahan kuliah e Learning : bahan yang disiapkan dosen maupun penunjang dapat diakses lewat internet
Sistem Perkuliahan (lanjutan) Bahan dari dosen 1 (Didik Indradewa) digunakan untuk ujian sisipan Bahan dari dosen 2 (Eka Tarwaca) digunakan untuk ujian akhir Nilai ujian sisipan + akhir + praktikum : 3
Silabus Pengertian dan ruang lingkup fisiologi tumbuhan, sel dan organela sel, gerakan partilel berupa difusi, osmosis dan imbibisi. Peran air bagi tumbuhan, penyerapan dan pengangkutan air serta transpirasi. Dalam metabolisme dibahas tentang ensim, fotositesis dan respirasi. Fotosintesis mencakup reaksi cahaya, reaksi gelap dan faktor-faktor yang berpengaruh. Respirasi mencakup glikolisis, siklus Krebs faktorfaktor yang berpengaruh dan respirasi cahaya. Pengangkutan hasil fotosintesis, jalur dan teori pengangkutan.
Pustaka Devlin, R.M. and F.H. Witham. 1983. Plant Physiology. Salisbury, F.B. and C.W. Ross. 1978. Plant Physiology. Taiz, L. and E. Zeiger. 1998. Plant Physiology.
Jadual Mg Tgl Materi Ds 1 Pendahuluan D 2 Gerakan partikel : difusi dan D osmosis 3 Imbibisi, air D 4 Penyerapan dan pengangkut D an air 5 Transpirasi D 6 Ujian sisipan D
Jadual (lanjutan) Mg Tgl Materi Ds 7 Ensim E 8 Reaksi cahaya fotosintesis E 9 Reaksi gelap fotosintesis E 10 Faktor genetik dan lingkungan E 11 Respirasi glikolisis dan siklus E Krebs 12 Faktor genetik dan lingkungan E 13 Respirasi cahaya E 14 Pengangkutan asimilat E
Pendahuluan Batasan Fisiologi Tumbuhan : ilmu yang membahas proses-proses yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan pada tingkatan molekuler dan seluler Fisiologi Tanaman : ilmu yang membahas proses-proses yang terjadi di dalam tubuh tanaman pada tingkatan individu dan populasi Tanaman adalah tumbuhan yang dibudidayakan
Pembahasan dalam Fisiologi Tumbuhan Macam proses : transpirasi, respirasi dll Mekanisme proses : fotosintesis terdiri dari reaksi cahaya dan rekasi gelap Di mana terjadinya ; fotosintesis di dalam kloroplas Faktor yang berpengaruh : transpirasi dipengaruhi intensitas cahaya
Faktor Berpengaruh thd Tanaman Genetik Iklim Air,Chya,Suhu,CO 2 Tanaman Orgme Tan. Hma, Peny,Glm Proses Tanah Fisik, Kimia, Biol Fisiologis Macam, mekanisme. tempat Pertumbuhan Hasil
Sejarah Fisiologi Tumbuhan telah ada sangat lama, tetapi tidak bersamaan dengan adanya manusia maupun dimulainya pertanian
Batasan Pertanian Sempit : pengelolaan tanaman dan lingkungannya agar memberikan suatu produk yang maksimal Luas : tanaman (pertanian), ternak (peternakan) dan ikan (perikanan) PENDAHULUAN
Peran Tumbuhan-Tanaman Sumber pangan
Sandang
Papan
Obat dan Kosmetik
Bahan Industri
Keindahan dan Rekreasi
Daur hidrologi
Paru-paru Dunia
Ilmu Pendukung Anatomi dan Morfologi : penyerapan air
Fisika dan Kimia reaksi cahaya dan gelap fotosintesis
Matematik
Sel dan Organela
Minggu Depan Gerakan Partikel Difusi Osmosis Imbibisi
CO 2 O 2 H 2 O Gerakan Partikel Ion H 2 O
Tanaman bertambah besar ukurannya karena adanya bahan tambahan berupa partikel Partikel berupa ion atau molekul yang masuk dan keluar dari dalam tubuh tanaman Ion yang masuk antara lain berupa nutrisi misalnya NH 4+, NO 3- dll Molekul yang masuk misalnya : CO 2 dan H 2 O Molekul yang keluar misalnya O 2 dan H 2 O Masuk dan keluarnya partikel dengan proses gerakan partikel berupa difusi, osmosis dan imbibisi
gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi keseimbangan dinamis Difusi
Potensial kimia : energi bebas per mol Energi bebas : energi untuk melakukan kerja Energi kinetik : energi yang dimiliki partikel dengan suhu di atas 0 o K untuk melakukan gerakan Keseimbangan dinamis : partikel tetap bergerak namun jumlah yang masuk seimbang dengan jumlah yang keluar, sehingga difusi berhenti
Laju gerakan partikel V = (8RT) 1/2 / π M V = laju (cm/det) T = suhu K R = tetapan gas M = BM π = 3,14 Faktor yg mempengaruhi difusi 1. Suhu, makin tinggi difusi makin cepat 2. BM makin besar difusi makin lambat 3. Kelarutan dalam medium, makin besar difusi makin cepat 4. Beda potensial kimia, makin besar beda difusi makin cepat
Contoh Difusi Model A B 1. CO 2 2x CO 2 4x CO 2 3x CO 2 3x 2. CO 2 2x, O 2 2x CO 2 4x CO 2 3x, O 2 1x CO 2 3x, O 2 1x
Difusi CO 2, O 2 dan H 2 O CO 2 O 2 H 2 O
Osmosis Osmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendah melewati membran selektif permeabel sampai dicapai keseimbangan dinamis
Sifat Membran Sifat membran solvent solut permeabel + + semi permeabel + - selektif permeabel + +/- impermeabel - - + = dapat lewat - = tidak Contoh membran : membran plasma, membran vakuola, membran kloroplas
Membran
Potensial Air Potensial air : energi bebas per mol air Ψ = Ψ s + Ψ p + Ψ m satuan : atm, bar, Pa Ψ (potensial air) = - DTD (defisit tek difusi) Ψ s (potensial solut) = -TO (tek osmosis) Ψ p (potensial tekanan) = TT (tek turgor) Ψ m (potensial matriks) = TI (tek imbibisi) DTD = TO - TT Di dalam sel Ψ m kecil diabaikan Di dalam benih Ψ p kecil - diabaikan
Potensial Solut Potensial solut : penurunan energi bebas air dalam suatu larutan karena interaksi air dengan solut, dibanding dengan air murni Potensial air murni (maksimal) = 0 bar Larutan mempunyai potensial air < 0 atau negatif Larutan di tempat terbuka mempunyai Ψ p = 0, sehingga Ψ = Ψ s
Ψ s = - m i R T TO = M R T m = molalitas i = derajat ionisasi ( sukrosa =1, Na Cl = 1,8 pada 20 o C) R = tetapan gas = 22,7/273 bar T = suhu K = 0 C + 273 0
Faktor yang berpengaruh thd Ψ s 1. Molallitas (konsentrasi), makin tinggi Ψ s makin rendah 2. Derajat ionisasi, makin tinggi Ψ s makin rendah 3. Derajat hidrasi, solut mudah mengikat air, Ψ s rendah 4. Suhu, makin tinggi, Ψ s makin rendah
Arah gerakan air Dari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendah Dari DTD lebih rendah ke DTD lebih tinggi Dari larutan dengan konsentrasi lebih rendah ke konsentrasi lebih tinggi Dari larutan lebih encer ke larutan lebih kental
Ketentuan dalam gerakan air Saat seimbang dinamik, potensial air atau DTD sama Bila salah satu bagian tidak terbatas misal lengas tanah, potensial air sama dengan bagian yang tidak terbatas Bila dua bagian terbatas, potensial air akhir merupakan rata-rata Potensial solut tidak berubah sampai potensial tekanan mencapai 0 bar
Sel A dalam Larutan B Keadaan awal A. Ψ = Ψ s +Ψ p = -30 + 0 = -30 bar B. Ψ = Ψ s +Ψ p = -10 + 0 = -10 bar Keseimbangan A. Ψ = Ψ s+ Ψ p = -30 + 20 = -10 bar B. Ψ = Ψ s +Ψ p = -10 + 0 = -10 bar
Sel A dengan Sel B Keadaan awal A. Ψ = Ψ s +Ψ p = -14+4 = -10 bar B. Ψ = Ψ s +Ψp A = -24+ 8 = -16 bar Keseimbangan A. Ψ = Ψ s+ Ψ p = -14+1 = - 13 bar B. Ψ = Ψ s +Ψ p B = -24+11 = -13 bar
Hubungan Ψ, Ψ s, Ψ p Sel turgor penuh Ψ = Ψ s + Ψ p = -12,5 + 12,5 = 0 bar Sel mengempis, volume relatif 80% Ψ = Ψ s + Ψ p = -14 + 0 = -14 bar
Mengukur potensial air Metode Gravimetri
Metode Chardakov
Pressure Bomb Scholander sampel manometer gas N 2
Pengukuran potensial air
Mengukur potensial solut Jaringan berwarna misal daun Rhoediscolor dimasukkan larutan dengan konsentrasi berbeda, potensial solut jaringan = potensial solut larutan yang menyebabkan 50% jaringan mengalami plasmolisis