Sel-sel Pengangkut air pada Xilem

Terdapat dua tipe sel pengangkut air pada tumbuhan, yaitu trakeid dan unsur pembuluh adalah sel-sel panjang yang berbentuk pipa yang mati saat dewasa secara fungsional. Trakeid ditemukan didalam xilem hampir semua tumbuhan vaskular. Selain trakeid, sebagian besar angiosperma, serta segelintir gimnosperma dan tumbuhan vaskular tak berbiji, memiliki unsur-unsur pembuluh. Ketika isi selular yang hidup pada trakeid dan unsur pembuluh hancur, dinding-dinding sel yang menebal akan tersisa, membentuk saluran tak hidup yang dialiri oleh air. Dinding sekunder trakeid dan unsur pembuluh sering kali disela oleh ceruk, yaitu bagianbagian tipis tempat terdapatnya dinding-dinding primer saja. Air dapat bermigrasi secara lateral di antara sel-sel tetangga melalui ceruk (Champbell, 2008: 323).

Gambar . Trakeid (Sumber: Champbell, 2008: 323)

Trakeid adalah sel-sel yang panjang dan tipis dan memiliki ujung meruncing. Air bergerak dari sel ke sel melalui ceruk, sehingga air tidak menyeberangi dinding sekunder yang tebal. Dinding sekunder trakeid memiliki lapisan lignin sehingga memiliki tekstur yang keras, yang mencegah sel-sel runtuh akibat tegangan transport air dan juga memberikan dukungan. Pembuluh umumnya memiliki unsur yang lebih lebar, lebih pendek, berdinding lebih tipis, dan kurang meruncing dibandingkan trakeid. Unsurunsur pembuluh tersusun dengan ujung-ujung yang bersentuhan, membentuk pipa mikro panjang yang disebut pembuluh (vessel). Dinding ujung dari unsur pembuluh memiliki lempeng berlubang-lubang yang mengalirkan air secara bebas melalui pembuluh (Champbell, 2008: 323).

sumber:

Chambell, Neil A, dkk. 2008. BIOLOGI edisi Kedelapan Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Difusi dan Osmosis Sel Tumbuhan

Sel-sel akar mempunyai isi yang berkonsentrasi tinggi. Makin masuk kedalam akar, konsentrasi sel-selnya makin tinggi, ini berarti bahwa makin masuk ke dalam akar defisit tekanan difusi makin besar dan air berdifusi dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Larutan tanah yang memiliki luas tak terbatas, pada umumnya memiliki konsentrasi yang rendah, jadi defisit tekanan difusi ada rendah (sedikit). Pemasukan air dari tanah ke dalam sel-sel akar dengan jalan difusi dan osmosis berdasarkan hukum gas yang berlaku juga untuk zat cair dan zat padat. Air berdifusi dari suatu larutan yang encer ke larutan yang lebih pekat, atau dengan kata-kata lain, air berdifusi dari daerah yang defisit tekanan difusinya kecil ke daerah yang defisit tekanan difusinya besar. Keadaan seperti ini kita jumpai pada larutan tanah, pada umumnya larutan tanah merupakan larutan yang konsentrasinya jauh lebih rendah daripada konsentrasi larutan yang ada didalam sel-sel akar. Hasil penyelidikan menunjukkan pula bahwa nilai osmosis sel-sel tanaman itu mengalami perubahan sesuai dengan keadaan air di dalam tanah (Dwidjoseputro, 1994: 76-78).

sumber:

Dwidjoseputro. 1994. Pengantar Fisioligi Tumbuhan. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Transpirasi

Transpirasi itu pada hakekatnya sama dengan penguapan. Transpirasi melalui kutikula, melalui stomata dan melalui lentisel. Banyak faktor yang mempengaruhi kegiatan transpirasi, baik faktor dalam maupun faktor luar. Faktor dari dalam antara lain besar kecilnya daun, tebal tipisnya daun, berlapiskan lilin atau tidaknya permukaan daun, banyak sedikitnya bulu pada permukaan daun, banyak sedikitnya stomata, dan bentuk dan lokasi stomata. Disamping itu terdapat faktor-faktor luar seperti radiasi, temperatur, kebasahan udara, tekanan udara, angin, dan keadaan air didalam tanah (Dwidjoseputro,1994: 92).

Faktor-faktor yang mempengaruhi transpirasi

Terdapat beberapa faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi padadaun tumbuhan. Antara lain sinar matahari, temperatur, kebasahan udara, angin dan keadaan di dalam tanah. Berikut akan dijabarkan mengenai faktor-faktor yang mempengaruhi laju transpirasi daun.

1) Sinar matahari
Sinar menyebabkan membukanya stomata dan gelap menyebabkan menutupnya stomata, jadi banyak sinar dapat meningkatkan transpirasi.

2) Temperatur
Kenaikan temperatur sampai pada suatu batas yang tertentu menyebabkan melebarnya stomata dengan demikian temperatur dapat memperbesar transpirasi.

3) Kebasahan udara
Udara yang basah menghambat transpirasi dan udara yang kering melancarkan transpirasi. Pada hari yang cerah udara tidak mengandung banyak uap air. Dengan keadaan yang demikian itu, tekanan uap di dalam daun jauh lebih tinggi daripada tekanan uap di luar daun, atau dengan kata lain, ruang didalam daun itu jauh lebih kenyang akan uap air daripada udara di luar daun, jadi molekul-molekul air berdifusi dari konsentrasi yang tinggi ke konsetrasi yang rendah.

4) Angin
Angin membawa pindah uap air yang bertimbun-timbun dekat stomata. Dengan demikian maka uap yang masih berada di dalam daun kemudian mendapat kesempatan untuk berdifusi ke luar.

5) Keadaan di dalam tanah
Air ialah satu-satunya sumber yang pokok, darimana akar-akar tanaman mendapatkan air yang dibutuhkannya. Absorbsi air lewat bagian-bagian lain yang ada diatas tanah seperti batang dan daun juga ada, akan tetapi pemasukan air lewat bagian-bagian itu tidak seberapa kalau dibanding dengan penyerapan air melalui akar (Dwidjoseputro, 1994: 96-97).

sumber:

Dwidjoseputro. 1994. Pengantar Fisioligi Tumbuhan. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Proses Pengangkutan Air pada Tumbuhan

Proses pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah oleh tumbuhan berawal dari air di dalam tanah diserap oleh rambut akar. Air dan mineral dari tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, melintasi korteks akar, dan masuk ke dalam stele. Dari stele air dan mineral – mineral terlarut di dalam xilem (Champbell, 2008: 354). Air mengalir karena ada perbedaan kepekatan (konsentrasi) cairan di antara sel. Pemasukan air ke dalam akar sebagai gerakan horisontal, maka bagian – bagian akar yang dilewatinya adalah bulu akar, sel – sel korteks, sel – sel endodermis, sel – sel perisikel, dan akhirnya air itu sampai pada pembuluh kayu (xilem) (Dwidjoseputro, 1994: 84). Air tanah mempunyai kepekatan larutan yang lebih encer dibandingkan dengan cairan sel sehingga air tanah dapat masuk ke rambut akar. Air yang masuk ini mengakibatkan sel tumbuhan mengembang. Air didorong keluar dari satu sel ke sel berikutnya sampai ke pembuluh kayu. Selanjutnya, air diangkut oleh pembuluh kayu melalui batang sampai ke daun. Naiknya air ke daun dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain tekanan akar, kapilaritas batang, dan daya isap daun. Berikut ini akan dijabarkan mengenai ketiga faktor pengangkutan air dan mineral tumbuhan.

1) Tekanan akar.
Rambut akar mengambil air dari dalam tanah secara osmosis. Osmosis adalah gerakan air dari larutan yang kurang pekat ke larutan yang lebih pekat melalui selaput semipermeabel. Selaput semipermeabel adalah selaput yang hanya dapat dilalui oleh air. Rambut akar mengambil air secara osmosis karena dinding-dinding selnya bersifat semipermeabel dan cairan selnya lebih pekat daripada air tanah. Saat rambut akar menyerap air, cairan sel rambut akar akan menjadi lebih encer daripada cairan sel-sel yang terletak disebelah dalam rambut akar. Karena sel bagian dalam lebih pekat, maka sel bagian dalam akan menyerap air dari rambut akar. Dengan cara ini, air akan bergerak dari sel ke sel sampai pada pembuluh kayu. Pergerakan air secara osmosis dari sel ke sel pada akar menimbulkan suatu tekanan yang disebut tekanan akar. Tekanan akar akan mendorong air sehingga naik ke pembuluh kayu di batang. Tekanan akar tampak pada sebagian besar tumbuhan, tapi hal ini terjadi jika tanah cukup lembab, dan bila kelembaban udara tinggi artinya ketika transpirasi sedang sangat rendah. Tetesan air akan terlihat keluar dari bukaan (hidatoda) pada ujung atau tepi daun rerumputan atau daun arbei. Fenomena itu disebut gutasi. Jika tumbuhan ditempatkan pada kondisi atmosfer yang cukup kering, atau di tanah yang berkelembapan rendah atau sekaligus dalam kedua keadaan tersebut, maka tekanan akar tidak muncul sebab air dalam batangnya berada di bawah tegangan dan bukan di bawah tekanan (Salisbury, F. B. & C. W. Ross, 1995: 103).

2) Kapilaritas batang.
Air yang sudah sampai ke pembuluh kayu batang akan terus naik hingga ke daun. Naiknya air pada pembuluh kayu batang disebabkan oleh adanya kapilaritas batang. Kapilaritas merupakan interaksi antara permukaansinggung dari suatu bahan cair dan bahan padat, sehingga permukaan cair tersebut berubah bentuk, dari datar menjadi agak mengerut. Kapilaritas menyebabkan naiknya cairan ke dalam tabung yang sempit, yang terjadi karena zat cair tersebut membasahi dinding tabung (dengan adanya adesi) lalu tertarik ke atas. Hal itu terlihat jelas dari lengkungan meniskus di puncak kolom zat cair itu (Salisbury, F. B. & C. W. Ross, 1995: 104). Cara kerja kapilaritas ini seperti sumbu kompor yang direndam di dalam cairan (air atau minyak). Walaupun hanya bagian bawah sumbu yang terendam cairan, bagian atas sumbu dapat menjadi basah karena cairan merembes dari bagian bawah ke bagian atas. Kapilaritas pada pembuluh kayu ini dapat terjadi karena pembuluh kayu merupakan pembuluh yang sangat halus berupa pipa-pipa kapiler. Pembuluh xilem dapat kita pandang sebagai pembuluh kapiler, sehingga air naik di dalamnya sebagai akibat adanya adhesi antara dinding xilem dengan molekul-molekul air.

3) Daya isap daun.
Air di dalam daun dapat keluar melalui stomata. Keluarnya air tersebut melalui proses transpirasi (penguapan). Transpirasi menyebabkan cairan sel pada daun menjadi lebih pekat, sehingga sel daun menyerap air dari pembuluh kayu pada tulang daun. Air yang diambil dari pembuluh kayu daun akar digantikan oleh air dari pembuluh kayu batang. Air di pembuluh kayu batang akan digantikan oleh air dari pembuluh kayu akar. Seluruh proses tersebut akhirnya menimbulkan aliran air terus menerus dari akar sampai ke daun. Tenaga yang ditimbulkan dari proses transpirasi disebut daya isap daun.

sumber:

Chambell, Neil A, dkk. 2008. BIOLOGI edisi Kedelapan Jilid 2. Jakarta: Erlangga.

Dwidjoseputro. 1994. Pengantar Fisioligi Tumbuhan. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

Frank B Salisbury & Cleon W Ross. 1995. FISIOLOGI TUMBUHAN Jilid Satu Sel: Air, Larutan, dan Permukaan Edisi Keempat. Bandung: ITB

Fotosintesis

Organisme fotosintetik dan heterotrofik hidup didalam keadaan seimbang pada biosfer kita. Tanaman fotosintetik menangkap energy surya dalam bentuk ATP dan NADPH yang dipergunakan sebagai sumber energi untuk membuat karbohidrat dan komponen sel organik lainnya dari karbondioksida dan air. Bersamaan dengan itu organisme tersebut membebaskan oksigen ke atmosfer. Sebaliknya heterotrof aerobik mempergunakan oksigen yang dibentuk untuk menguraikan produk organik berenergi tinggi dari fotosintesis menjadi CO₂ dan H₂O untuk membentuk kembali ATP guna keperluan aktifitas sel itu sendiri. Karbondioksida yang dibentuk oleh respirasi pada heterotrof kembali ke atmosfer, untuk dipergunakan kembali oleh organisme fotosintetik. Oleh karena itu, energi surya memberikan tenaga pendorong bagi daur karbondioksida dan oksigen atmosfer secara berkesinambungan melalui biosfer kita.

6CO₂    +  12H₂O +  Energi cahaya→C₆H₁₂O₆+6O₂+6H₂O

Proses reaksi fotosintesis dalam tumbuhan tinggi dibagi dalam dua tahap, yaitu tahap reaksi terang yang terjadi jika tumbuhan diberi cahaya dan tahap reaksi gelap yang terjadi dengan atau tanpa adanya cahaya matahari. Di dalam sel fotosintetik eukariotik, reaksi gelap dan reaksi terang terjadi di dalam kloroplas.

Bentuk kloroplas berbeda pada setiap spesies.organel ini dikelilingi oleh membran luar yang bersambungan, dan bersifat rapuh.suatu sistem membran membungkus ruangan bagian dalam organel, di dalamnya ,terdapat banyak kantung pipih yang dikelilingi membran, yang dinamakan tilakoid, yang biasanya tersusun berlapis-lapis, dinamakan grana. Membran tilakoid mengandung semua pigmen fotosintetik pada kloroplas dan semua enzim yang diperlukan bagi reaksi primer yang bergantung pada cahaya matahar. Cairan di dalam ruang yang melingkupi kantung tilakoid atau stroma mengandung hampir semua enzim yang diperlukan bagi reaksi gelap, yang mereduksi CO2 membentuk glukosa. Berikut ini penjelasan lebih lanjut mengenai tahap reaksi terang dan tahap reaksi gelap.

TAHAP REAKSI TERANG

Reaksi terang terjadi jika ada cahaya, misalnya cahaya matahari. Energi dtangkap olaeh klorofil dan digunakan untuk memecah molekul air, dan pemecahan ini disebut fotolisis.Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH. Reaksi ini diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang chaya panjang tertentu. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I.

Fotosistem I dan Fotosistem II

Reaksi terang cahaya dalam proses fotosintesis penyerapan energy matahari oleh klorofil dimana dilepaskan O2, terdiri dari dua bagian. Bagian pertama disebut fotosistem I yang menyangkut penyerapan energy matahari pada panjang gelombang di sekitar 700nm dan tidak melibatkan proses pelepasan O2. Bagian kedua yang menyangkut penyerapan energy matahari pada panjang gelombang di sekitar 680nm, disebut fotosistem II yang melibatkan pembentukan O2.

Fotosistem I disusun oleh sekitar kurang lebih 200 molekul klorofil dan karotenoid. Klorofil a terdapat di dalam kloroplas semua sel tumbuhan hijau tetapi sel fotosintesis yang tidak menghasilkan O2 tidak mengandung klorofil a tetapi mengandung bakterioklorofil a atau bakterioklorofil b. Klorofil b adalah klorofil kedua yang terdapat dalam tumbuhan hijau yang fungsinya menyerap cahaya lalu mentransfernya ke klorofil a. Klorofil a dan b murni dapat diisolasi dari ekstrak daun, walaupun keduanya berwarna hijau, spectra penyerapannya sedikit berbeda. Kebanyakan tumbuhan tingkat tinggi mengandung kurang lebih dua kali lebih banyak klorofil a dibanding klorofil b. Ditemukan pula klorofil c yang terdapat dalam ganggang coklat, diatom dan dinoflagelata. Seperti juga klorofil, karotenoid mempunyai kemampuan untuk menangkap energy matahari. Golongan pigmen ini berperan dalam menyerap energy matahari pada bagian daerah panjang gelombang sinar tampak yang tidak tercakup oleh pigmen klorofil, jadi berperan sebagai pelengkap penerima cahaya. Energy matahari yang ditangkap oleh pigmen pelengkap harus dipindahkan terlebih dahulu ke molekul klorofil sebelum digunakan selanjutnya untuk poses fotosintesis.

Fotosistem I menyerap energy cahaya terpisah dari FS II, tapi mengandung kompleks inti terpisah, yang menerima electron yang berasal dari H2O melalui kompleks ini FS II terlebih dahulu. Fotosistem I terletak hanya di tilakoid stroma dan di daerah tengah grana yang menghadap ke stroma. Sebagai system yang bergantung pada cahaya FS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan electron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin.

Fotosistem II mengandung sebuah kompleks inti yang terdiri dari 6 polipeptida integral yang saling berhubungan secara nonkovalen, dan berisi pusat reaksi P680. P680 dalam kompleks inti FS II menerima energy cahaya dengan cara resonansi induktif dari sekitas 250 molekul klorofil a dan b (terdapat dalam jumlah yang hamper sama) dan sejumlah xantofil. Sebagian besar FS II hanya terdapat pada kawasan pinggir tilakoid grana. Daerah tengah grana dan tilakoid stroma mempunyai jauh lebih sedikit FS II. Karena adanya kerja sama antara FS II dan FS I, maka terjadi fotofosforilasi. Dalam fotofosforilasi ini terdapat dua macam aliran transfer elektron, yaitu :

• Fotofosforilasi Non Siklik

Fotosistem I dan II merupakan komponen penyalur energy dalam rantai pengangkutan electron fotosintesis secara kontinu. Pada aliran elekron nonsiklik, jika suatu molekul klorofil dieksitasi oleh cahaya, tingkat energy electron di dalam strukturnya ditingkatkan oleh sejumlah energy cahaya yang diserap dan klorofil menjadi tereksitasi. Energy eksitasi tersebut ditangkap oleh acceptor primer yang diserahkan kepada plastokuinon atau PQ yang menyerupai ubikuinon pada rantai respirasi mitokondria dan merupakan pembawa electron pertama. Electron yang berasal dari plastokuinon selanjutnya diberikan kepada jenis sitokrom lalu melewatkan electron menuju plastosianin atau PC. Pengangkutan electron dari plastokuinon menuju sitokrom dirangkaikan dengan pembentukan ATP dari ADP + Pi.

Electron berenergi tinggi yang mengalir menurun dari fotosistem II ke fotosistem I, selanjutnya memperoleh energinya kembali dari kuantum cahaya yang diabsorpsi yang menyebabkan tereksitasinya kembali electron. Electron yang telah tereksitasi di fotosistem I ditangkap oleh aseptor primer menuju feredoksin atau Fd. Jika kuanta cahaya diserap oleh fotosistem I, electron kaya energi yang dikeluarkan dari pusat reaksi mengalir di sepanjang rantai pembawa electron menuju NADP⁺ untuk mereduksinya menjadi NADPH.

• Fotofosforilasi Siklik

Fotofosforilasi siklik ini hanya melibatkan satu fotosistem saja, yaitu fotosistem 1. Electron yang terdapat pada pusat reaksi fotosistem 1 tereksitasi dan di tangkap oleh aseptor penerima electron primer P430 oleh pemberian cahaya pada FS 1, karena electron pada siklus ini energinya tidak mencukupi maka dari itu electron kembali menuju ke citokrom melalui jalan pintas kemudian dipindahkan menuju plastosianin dan kembali ke pusat reaksi fotosistem 1. Karena pemberian cahaya pada FS 1 dapat menyebabkan electron berdaur secara terus menerus keluar pusat reaksi FS 1 dan kembali lagi ke dalamnya, tiap electron didorong di sekitar siklus ini energy yang dihasilkan oleh absoapsi satu kuamntum cahaya. Selama aliran electron, tidak terjadi pembentukan NADPH dan pembebasan oksigen. Namun demikian, siklus aliran electron diikuti oleh fosforilasi ADP menjadi ATP, ditunjukan sebagai fotofosforilasi siklik.

Saat electron diangkut, terjadi pembentukan ATP dari ADP dan fosfat selama transport electron fotosintetik. Sejumlah energy cahaya yang ditangkap oleh system fotosintetik ini diubah menjadi energy ikatan fosfat pada ATP. Proses ini disebut fotofosforilasi fotosintetik atau fotofosforilasi, untuk membedakannya dari fotofosforilasi oksidatif pada respirasi mitokondria. Fotofosforilasi oksidatif ADP menjadi ATP pada mitokondria terjadi dengan memanfaatkan energy bebas dari aliran electron berenergi tinggi yang bergerak menurun di sepanjang rantai transport electron. Pada fotofosforilasi fotosintetik, molekul pemindah electron pada rantai penghubung antara fotosistem II dan menghasilkan I terorientasi ke membrane tilakoid sehingga aliran electron menghasilkan perpindahan  ion H⁺ dari membrane tilakoid luar ke bagian dalam ruangan. Induksi cahaya membangkitkan gradient H⁺ pada membrane tilakoid sehingga membrane tilakoid bagian dalam lebih bersifat asam. Hal ini menunjukkan kemiosmotik yang memacu mengaktifkan molekul ATP sintetase menjadi aktif mensintesis ATP dari ADP + Pi yang ada di stroma.

TAHAP REAKSI GELAP (SIKLUS CALVIN-BENSON)

Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson. Reaksi gelap merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis yang merupakan reaksi pembentukan gula dari bahan dasar CO₂ dan energi. Salah satu substansi penting dalam proses ini adalah senyawa gula beratom karbon lima yang terfosforilasi yaitu ribulosa fosfat. CO₂ yang digunakan berasal dari udara bebas, sedangkan energi yang berupa ATP dan NADPH merupakan hasil dari reaksi terang. Reaksi ini tidak tergantung secara langsung pada cahaya matahari sehingga reaksi ini dapat berlangsung saat malam hari. Namun demikian, reaksi ini tidak mutlak terjadi hanya pada kondisi gelap. Reaksi gelap berlangsung pada bagian kloroplas yang disebut dengan stroma.

Reaksi ini melalui 3 tahapan, yaitu:

1. Fiksasi CO₂  oleh RuBP (ribulosa 1,5-bifosfat)
2. Reduksi APG (3-asam fosfogliserat) menjadi PGAL (1,3 fosfogliseraldehida) oleh NADPH₂
3. Regenerasi RuBP (ribulosa 1,5-bifosfat) dari DAHP (dihiroksiaseton fosfat)

Dalam siklus ini meliputi tiga fase utama yaitu:

1. Fase Fiksasi Karbon

Pada fase ini molekul CO2 dari udara difiksasi atau ditautkan pada Ribulosa 1,5-Bifosfat (RuBP) dengan bantuan enzim RuBP karboksilase (Rubisco) dan menggunakan energi dari ATP serta NADH yang dihasilkan dari reaksi terang. Reaksi ini menghasilkan senyawa intermediet berkarbon enam yang tidak stabil, sehingga dengan tepat terurai menjadi dua molekul 3-fosfogliserat (untuk setiap CO2).

2. Fase Reduksi

Pada reaksi ini suatu enzim mentransfer gugus fosfat dari ATP ke setiap molekul 3-fosfogliserat sehingga membentuk 1,3-bifosfogliserat. Selanjutnya sepasang elektron sumbangan dari NADPH mereduksi 1,3-bifosfogliserat menjadi G3P (gliseraldehid-3-fosfat). Khususnya, electron dari NADPH mereduksi gugus karboksil 3-fosfogliserat menjadi gugus karbonil yang berupa G3P, yang menyimpan banyak energi potensial.

Dalam fase ini untuk setiap tiga molekul CO2, terdapat enam molekul G3P. Tetapi hanya satu molekul dari gula berkarbon tiga ini dapat dihitung dari selisih perolehan karbohidrat. Siklus ini dimulai dengan nilai 15 karbon dari karbohidrat dalam bentuk tiga molekul berkarbon lima dalam RiBPO. Untuk selanjutnya terdapat nilai 18 karbon karbohidrat dalam bentuk enam molekul G3P. Satu molekul keluar siklus untuk digunakan tetapi lima molekul lainnya harus didaur ulang untuk meregenerasi tiga molekul RuBP.

3. Fase regenerasi akseptor CO2 (Ribulosa bifosfat RuBp)

Rangka karbon yang terdiri dari lima molekul G3P disusun kembali oleh langkah terakhir siklus calvin menjadi RuBP. Siklus ini  memerlukan tiga molekul ATP. Akhirnya RuBP terbentuk dan siap menerima CO2 kembali, dan siklus berlanjut. Untuk selisih molekul G3P, siklus calvin secara keseluruhan menggunakan 9 molekul ATP dan 6 molekul NADPH. G3P yang tersingkir akan menjadi materi awal untuk jalur metabolime yang mensintesis senyawa organic lainnya, termasuk glukosa dan karbohidrat lainnya.

Perbedaan Fungsi Otak Kanan dan Otak Kiri

Perbedaan dua fungsi otak sebelah kiri dan kanan akan membentuk sifat, karakteristik dan kemampuan yang berbeda pada seseorang. Perbedaan teori fungsi otak kiri dan otak kanan ini telah populer sejak tahun 1960an, dari hasil penelitian Roger Sperry.

Otak besar atau cerebrum yang merupakan bagian terbesar dari otak manusia adalah bagian yang memproses semua kegiatan intelektual, seperti kemampuan berpikir, menalarkan, mengingat, membayangkan, serta merencanakan masa depan.

Otak besar dibagi menjadi belahan kiri dan belahan kanan, atau yang lebih dikenal dengan Otak Kiri dan Otak Kanan. Masing-masing belahan mempunyai fungsi yang berbeda. Otak kiri berfungsi dalam hal-hal yang berhubungan dengan logika, rasio, kemampuan menulis dan membaca, serta merupakan pusat matematika. Beberapa pakar menyebutkan bahwa otak kiri merupakan pusat Intelligence Quotient (IQ).

Sementara itu otak kanan berfungsi dalam perkembangan Emotional Quotient (EQ). Misalnya sosialisasi, komunikasi, interaksi dengan manusia lain serta pengendalian emosi. Pada otak kanan ini pula terletak kemampuan intuitif, kemampuan merasakan, memadukan, dan ekspresi tubuh, seperti menyanyi, menari, melukis dan segala jenis kegiatan kreatif lainnya.

Belahan otak mana yang lebih baik? Keduanya baik. Setiap belahan otak punya fungsi masing-masing yang penting bagi kelangsungan hidup manusia. Akan tetapi, menurut penelitian, sebagian besar orang di dunia hidup dengan lebih mengandalkan otak kirinya. Hal ini disebabkan oleh pendidikan formal (sekolah dan kuliah) lebih banyak mengasah kemampuan otak kiri dan hanya sedikit mengembangkan otak kanan.

Orang yang dominan otak kirinya, pandai melakukan analisa dan proses pemikiran logis, namun kurang pandai dalam hubungan sosial. Mereka juga cenderung memiliki telinga kanan lebih tajam, kaki dan tangan kanannya juga lebih tajam daripada tangan dan kaki kirinya. Sedangkan orang yang dominan otak kanannya bisa jadi adalah orang yang pandai bergaul, namun mengalami kesulitan dalam belajar hal-hal yang teknis.

Ada banyak cara untuk mengetahui apakah seseorang dominan otak kanan atau dominan otak kiri. Misalnya dengan melihat perilaku sehari-hari, cara berpakaian, dengan mengisi kuisioner yang dirancang khusus atau dengan peralatan Electroencephalograph yang bisa mengamati bagian otak mana yang paling aktif.

Disekitar kita pastinya ada orang yang pandai dalam ilmu pengetahuan, tapi tidak pandai bergaul. Sebaliknya ada orang yang pandai bergaul, tapi kurang pandai di sekolahnya. Keadaan semacam ini disebabkan oleh ketidakseimbangan antara otak kanan dan otak kiri.

Idealnya, otak kiri dan otak kanan haruslah seimbang dan semuanya berfungsi secara optimal. Orang yang otak kanan dan otak kirinya seimbang, maka dia bisa menjadi orang yang cerdas sekaligus pandai bergaul atau bersosialisasi.

Untuk mengoptimalkan dan menyeimbangkan kinerja dua belahan otak, kita bisa menggunakan teknologi CD Aktivasi Otak. Metode ini sangat mudah diikuti karena kita hanya perlu mendengarkan semacam musik instrumental yang dirancang khusus untuk menyelaraskan dan mengaktifkan kedua belahan otak kita.

Mekanisme Pernafasan Manusia

Pernapasan adalah suatu proses yang terjadi secara otomatis walau dalam keadaan tertidur sekalipun, karena sistem pernapasan dipengaruhi oleh susunan saraf otonom. Menurut tempat terjadinya pertukaran gas maka pernapasan dapat dibedakan atas 2 jenis, yaitu pernapasan luar dan pernapasan dalam.

Pernapasan luar adalah pertukaran udara yang terjadi antara udara dalam alveolus dengan darah dalam kapiler. Pernapasan dalam adalah pernapasan yang terjadi antara darah dalam kapiler dengan sel-sel tubuh. Masuk keluarnya udara dalam paru-paru dipengaruhi oleh perbedaan tekanan udara dalam rongga dada dengan tekanan udara di luar tubuh. Jika tekanan di luar rongga dada lebih besar, maka udara akan masuk. Sebaliknya, apabila tekanan dalam rongga dada lebih besar maka udara akan keluar.

Sehubungan dengan organ yang terlibat dalam pemasukkan udara ( inspirasi) dan pengeluaran udara ( ekspirasi) maka mekanisme pernapasan dibedakan atas dua macam, yaitu pernapasan dada dan pernapasan perut. Pernapasan dada dan perut terjadi secara bersamaan.

1.      Pernafasan Dada

Apabila kita menghirup dan menghempaskan udara menggunakan pernapasan dada, otot yang digunakan yaitu otot antartulang rusuk. Otot ini terbagi dalam dua bentuk, yakni otot antartulang rusuk luar dan otot antartulang rusuk dalam.

Saat terjadi inspirasi, otot antartulang rusuk luar berkontraksi, sehingga tulang rusuk menjadi terangkat. Akibatnya, volume rongga dada membesar. Membesarnya volume rongga dada menjadikan tekanan udara dalam rongga dada menjadi kecil/berkurang, padahal tekanan udara bebas tetap. Dengan demikian, udara bebas akan mengalir menuju paru-paru melewati saluran pernapasan.

Sementara saat terjadi ekspirasi, otot antartulang rusuk dalam berkontraksi (mengkerut/mengendur), sehingga tulang rusuk dan tulang dada ke posisi semula. Akibatnya, rongga dada mengecil. Oleh karena rongga dada mengecil, tekanan dalam rongga dada menjadi meningkat, sedangkan tekanan udara di luar tetap. Dengan demikian, udara yang berada dalam rongga paru-paru menjadi terdorong keluar.

2.      Pernafasan Perut

Pada proses pernapasan ini, fase inspirasi terjadi apabila otot diafragma (sekat rongga dada) mendatar dan volume rongga dada membesar, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih kecil daripada udara di luar, akibatnya udara masuk. Adapun fase ekspirasi terjadi apabila otot-otot diafragma mengkerut (berkontraksi) dan volume rongga dada mengecil, sehingga tekanan udara di dalam rongga dada lebih besar daripada udara di luar. Akibatnya udara dari dalam terdorong ke luar.

Gymnospermae

GYMNOSPERMAE

A. PENGERTIAN

Tumbuhan dibagi menjadi dua, yaitu tumbuhan tak berpembuluh (non vaskuler) dan tumbuhan berpembuluh (vaskuler). Tumbuhan tak berpembuluh yaitu lumut, sedangkan tumbuhan berpembuluh terdiri atas tumbuhan tak berbiji, yaitu paku dan tumbuhan berbiji. Sedangkan tumbuhan berbiji sendiri dibagi dalam tumbuhan berbiji terbuka (gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (angiospermae).

 

Tumbuhan berbiji ( Spermatophyta ) adalah tumbuhan yang mempunyai bagian yang di sebut biji. Pada dasarnya tumbuhan biji itu dicirikan dengan adanya bunga sehingga sering disebut dengan tumbuhan berbunga (Anthopyta). Biji dihasilkan oleh bunga setelah terjadi peristiwa penyerbukan dan pembuahan. Dengan kata lain, biji dapat dihasilkan merupakan alat pembiakan secara seksual (generatif). Selain itu, ada juga pembiakan secara aseksual (vegetatif).

Tumbuhan berbiji di kelompokkan menjadi dua anak divisi, yaitu tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan biji tertutup (Angiospermae). Pada tumbuhan biji terbuka, biji tertutup dengan daging buah atau daun buah (karpelum). Misalnya, pada cemara, pinus, dan damar. Sementara itu, pada tumbuhan berbiji tertutup, biji di tutupi oleh daging buah atau daun buah. Misalnya, pada mangga, durian, dan jeruk. Dalam tumbuhan berbiji banyak sekali ordo ataupuun famili dari tiap divisi. Hal ini membuktikan bahwa tumbuhan berbiji merupakan tumbuhan yang dapat dikatakan tumbuhan yang memiliki bagian yang sangatlah banyak.

Gymnospermae adalah tumbuhan yang memiliki biji terbuka. Gymnospermae berasal dari bahasa Yunani, yaitu gymnos yang berarti telanjang dan sperma yang berarti biji, sehingga gymnospermae dapat diartikan sebagai tumbuhan berbiji terbuka.tumbuhan berbiji terbuka merupakan kelompok tumbuhan berbiji yang bijinya tidak terlindung dalam bakal buah (ovarium). Secara harfiah Gymnospermae berarti gym = telanjang dan spermae = tumbuhan yang menghasilkan biji. Pada tumbuhan berbunga (Angiospermae atau Magnoliphyta), biji atau bakal biji selalu terlindungi penuh oleh bakal buah sehingga tidak terlihat dari luar. Pada Gymnospermae, biji nampak (terekspos) langsung atau terletak di antara daun-daun penyusun  strobilus atau runjung.

Gymnospermae telah hidup di bumi sejak periode Devon (410-360 juta tahun yang lalu), sebelum era dinosaurus. Pada saat itu, Gymnospermae banyak diwakili oleh kelompok yang sekarang sudah punah dan kini menjadi batu bara : Pteridospermophyta (paku biji), Bennettophyta dan Cordaitophyta. Anggota-anggotanya yang lain dapat melanjutkan keturunannya hingga sekarang. Angiospermae yang ditemui sekarang dianggap sebagai penerus dari salah satu kelompok Gymnospermae purba yang telah punah (paku biji).

Gymnospermae berasal dari Progymnospermae melalui proses evolusi biji. Hal tersebut dapat dilihat dari bukti-bukti morfologi yang ada. Selanjutnya Progymnospermae dianggap sebagai nenek moyang dari tumbuhan biji. Progymnospermae mempunyai karakteristik yang merupakan bentuk antara Trimerophyta dan tumbuhan berbiji. Meskipun kelompok ini menghasilkan spora, tetapi juga menghasilkan pertumbuhan xylem dan floem sekunder seperti pada Gymnospermae. Progymnospermae juga sudah mempunyai kambium berpembuluh yang bifasial yang mampu menghasilkan xilem dan floem sekunder. Kambium berpembuluh merupakan ciri khas dari tumbuhan berbiji. Salah satu contoh Progymnospermae adalah tipe Aneurophyton yang hidup pada jaman Devon, sudah menunjukkan system percabangan tiga dimensi dengan stelenya yang bertipe protostele. Contoh lainnya adalah tipe Archaeopteris yang juga hidup di jaman Devon. Kelompok ini dianggap lebih maju karena sudah menunjukkan adanya system percabangan lateral yang memipih pada satu bidang dan sudah mempunyai struktur yang dianggap sebagai daun. Batangnya mempunyai stele yang bertipe eustele yang menunjukkan adanya kekerabatan dengan tumbuhan berbiji yang sekarang.

B. KLASIFIKASI

Gymnospermae terdiri dari beberapa divisi baik yang sudah punah maupun yang masih ada sampai sekarang, yaitu mencakup 3 divisi yang telah punah dan 4 divisi yang masih bertahan.

Tumbuhan Gymnospermae yang sudah punah

Tiga divisi yang sudah punah adalah:

Bennetophyta

Cordaitophyta

Pteridospermophyta, sudah punah namun dianggap sebagai moyang Angiospermae.

Divisi Cycadophyta, yang mempunyai daun menyerupai palem, agak menyerupai tumbuhan Cycas yang sekarang. Kelompok ini (Bennetitales) juga mengikuti garis evolusi yang sama seperti tumbuhan berbiji yang ada sampai sekarang. Namun terdapat perbedaan, yaitu sifat biseksualisme pada strobilusnya dan aspek lainnya. Kelompok yang menyerupai Cycas ini hidup pada jaman Jura dan Creta.

Tumbuhan Gymnospermae yang masih ada sampai sekarang

Empat divisi Gymnospermae yang masih bertahan adalah:

1)      Ginkgophyta

Hanya satu jenis yang masih bertahan: Ginkgo biloba

2)      Cycadophyta

Cycadophyta di bagi menjadi dua famili, yaitu Cycadaceae dan Zamiaceae.

3)      Coniferophyta atau dapat disubut Pinophyta

Merupakan tumbuhan runjung.

4)      Gnetophyta

Dengan anggota hanya 3 genus: Gnetum(melinjo dan kerabatnya), Welwitschia, dan Ephendra.

 

C. HABITAT

Gymnospermae hidup di mana-mana, hampir di seluruh permukaan bumi ini. Mulai dari daerah tropis hingga daerah kutub dan dari daerah yang cukup air hingga daerah kering.

Ginkgophyta

Banyak ditemukan di negara Cina, khususnya di daerah kecil di Zhejiang Cina dan di Mu Tian Shan. provinsi di Timur

Cycadophyta

Cycadophyta hidup di daerah tropis dan subtropis.

Coniferophyta atau dapat disubut Pinophyta

Tumbuhan yang termasuk Coniferophyta hidup tersebar di berbagai daerah, bahkan hampir di seluruh daerah di dunia.  Pohon pinus dan cemara banyak tumbuh di Eropa bagian pegunungan.

Gnetophyta

Banyak tumbuh di daerah tropis dan subtropis.

D. CIRI-CIRI

Gymnospermae memiliki ciri-ciri sebagai berikut:

1. Bakal biji tidak terlindungi oleh daun buah.

2. Pada umumnya perdu atau pohon, tidak ada yang berupa herba. Batang dan akar berkambium sehingga dapat tumbuh membesar. Akar dan batang tersebut selalu mengadakan pertumbuhan menebal sekunder. Berkas pembuluh pengangkutan kolateral terbuka. Xilem pada gymnospermae hanya terdiri atas trakeid saja sedangkan floemnya tanpa sel-sel pengiring.

3. Mempunyai akar, batang, dan daun sejati.

4. Bentuk perakaran tunggang.

5. Daun sempit, tebal dan kaku.

6. Tulang daun tidak beraneka ragam.

7.  Tidak memiliki bunga sejati.

8. Alat kelamin terpisah, serbuk sari terdapat dalam strobilus jantan dan sel telur terdapat dalam strobilus betina.

9. Struktur perkembangbiakan yang khas adalah biji yang dihasilkan bunga ataupun runjung.   Setiap biji mengandung bakal tumbuhan , yaitu embrio yang terbentuk oleh suatu proses reproduksi seksual. Sesudah bertunas embrio ini tumbuh menjadi tumbuhan dewasa.

10. Sperma atau sel kelamin jantan menuju kesel telur atau sel kelamin betina melalui tabung serbuk sari hanya terdapat pada tumbuhan berbiji.

11. Tumbuhan biji mempunyai jaringan pembuluh yang rumit. Jaringan ini merupakan saluran menghantar untuk mengangkut air, mineral, makanan dan bahan – bahan lain.

12. Tumbuhan berbiji terbuka memiliki pigmen hijau (klorofil) yang penting untuk fotosintesis yaitu suatu proses dasar pembuatan makanan pada tumbuhan.

13. Gymnospermae memiliki batang yang tegak lurus dan bercabang-cabang. Daunnya jarang yang berdaun lebar, jarang yang bersifat majemuk, dan system pertulangan daunnya tidak banyak ragamnya. Hal ini sangat berbeda dengan karakteristik daun yang terdapat pada angiospermae yang sistem pertulangannya beraneka ragam.

E. REPRODUKSI

Organ reproduksi pada gymnospermae disebut konus atau strobilus. Tumbuhan berbiji terbuka tidak memiliki bunga, sporofil terpisah-pisah atau membentuk srobilus jantan dan betina. Makrosporofil dan makrosporangium yang tampak menempel pada strobilus betina. Letak makrosporofil dan mikrosporofil terpisah. Sel kelamin jantan berupa spermatozoid yang masih bergerak aktif. Di dalam strobilus jantan terdapat banyak anteridium yang mengandung sel-sel induk butir serbuk. Sel-sel tersebut bermeiosis dari setiap sel induk terbentuk 4 butir serbuk yang bersayap. Pada strobilus betina terdapat banyak arkegonium. Pada tiap-tiap arkegonium terdapat satu sel induk lembaga yang bermeiosis sehingga terbentuk 4 sel yang haploid. Tiga mati, dan satu sel hidup sebagai sel telur. Arkegonium ini bermuara pada satu ruang arkegonium.

Pada Gymnospermae sering terjadi poliembrioni, walaupun hanya ada satu embrio yang terus berkembang karena adanya pembelahan beberapa arkegonia. Air sudah tidak digunakan sebagai media fertilisasi karena adanya pembentukan buluh serbuk pada serbuk sari yang berkecambah.

Pada Coniferophyta dan Gnetophyta spermanya tidak mempunyai flagel, sehingga buluh serbuk menghantarkannya langsung ke mulut arkegonia. Serta pada Cycas dan Gingko fertilisasinya merupakan bentuk antara kondisi pada paku-pakuan dan tumbuhan tanpa biji lainnya, yaitu spermanya mampu berenang bebas dan bentuk pada tumbuhan berbiji yaitu spermanya tidak mampu bergerak bebas.

Gametofi jantan umumnya bersifat haustorial, yaitu menyerap makanan dari ovulum ketika tumbuh, walaupun dibutuhkan buluh serbuk tetapi tidak langsung masuk ke arkegonium. Buluh serbuk tersebut tumbuh dan menetap di dalam nuselus selama berbulan-bulan sebelum menuju gametofit betina. Setelah sampai di mulut gametofit betina, buluh serbuk robek dan melepaskan sel sperma yang berflagel banyak. Sperma tersebut kemudian menuju ke arkegonium dan membuahi telur. Dengan adanya buluh sperma tersebut maka tumbuhan berbiji tidak ada lagi yang bergantung pada ketersediaan air pada fertilisasinya.

Proses Penyerbukan dan Pembuahan

Penyerbukan yang terjadi pada tumbuhan berbiji terbuka selalu dengan cara anemogami (penyerbukan dengan bantuan angin). Serbuk sari jatuh langsung pada bakal biji. Selang waktu antara penyerbukan sampai pembuahan relatif panjang. Pembuahan yang terjadi pada gymnospermae disebut pembuahan tunggal (setiap inti generatif melebur dengan inti sel telur). Mikropil terdedah ke udara bebas. Pembuahan pada gymnospermae disebut pembuahan tunggal, karena tiap-tiap inti sperma membuahi satu sel telur.

gerak pada tumbuhan

Tumbuhan juga melakukan gerak, tetapi gerak yang dilakukan tumbuhan tidak seperti hewan dan manusia. Gerakan pada tumbuhan sangat terbatas, biasanya gerakannya tidak berpindah tempat (kecuali yang bersel satu). Gerakan yang dilakukan hanya dilakukan oleh bagian tertentu, misalnya bagian ujung tunas, ujung akar, atau bagian lembar daun tertentu kecuali tumbuhan bersel satu. Gerakan tumbuhan dapat diamati dengan adanya pertumbuhan tanaman yang menuju atau ke arah tertentu. Sebagai contoh jika kita menancapkan sebatang kayu atau ranting di dekat tanaman mentimun atau tanaman lain yang merambat, maka selang beberapa waktu ranting kayu tersebut telah dibelit oleh tanaman mentimun atau tanaman yang merambat lainnya. Demikian pula akar-akar yang menembus tanah menuju ke tempat yang lembap atau berair. Peristiwa tersebut merupakan contoh bahwa tumbuhan bergerak. Jadi, gerakan tumbuhan terjadi karena adanya proses pertumbuhan dan adanya kepekaan terhadap rangsang atau iritabilita yang dimiliki oleh tumbuhan tersebut.

Seperti makhluk hidup lainnya, tumbuhan juga memiliki kepekaan terhadap rangsang tertentu. Untuk menanggapi rangsangan tersebut tumbuhan melakukan gerakan yang mungkin menuju ke arah rangsang, menjauhi rangsang, atau hanya sekedar melakukan gerak tanpa menunjukkan ke arah tertentu. Gerak pada tumbuhan yang tergolong iritabilita dibedakan menjadi tiga, yaitu tropisme, taksis, dan nasti. Gerakan ini karena pengaruh rangsang dari luar yang disebut gerak esionom.

gerak-pada-tumbuhan

semangat dan sukses.^_^