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).

Untitled1

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.

Iklan

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

FUNGSI PROTEIN

Protein memegang peranan penting dalam hampir semua proses biologi. peran dan aktivitas protein dapat dilihat dari contoh berikut ini:

1. Katalis Enzimatik
hampir semua reaksi kimia dalam sistem biologi dikatalis oleh mikromolekul spesifik yang disebut enzim. Enzim mempunyai daya katalik yang besar, umumnya meningkatkan kecepatan reaksi sampai jutaan kali. Transformasi kimiawi in vivo sukar terjadi tanpa kehadiran enzim. Ribuan enzim telah diketahui sifatnya dan banyak diantaranya telah dapat di kristalisasi. Fakta menunjukkan bahwa hampir semua enzim yang dikenal adalah protein.Jadi protein merupakan pusat dalam menetapkan pola transformasi kimia dalam sistem biologis.

2. Transport dan Penyimpanan
Berbagai molekul kecil dan ion di transport oleh protein spesifik. Misalnya transport oksigen dalam eritrosit oleh hemoglobin; dan mioglobin suatu protein sejenis mentransport oksigen dalam otot.

3. Koordinasi Gerak
Protein merupakan komponen utama dalam otot. Kontraksi otot berlangsung akibat pergeseran dua jenis filamen protein. Contoh lain adalah pergerakan kromosom pada proses mitosis dan gerak sperma oleh flagela.

4. Penunjang Mekanis
Ketegangan kulit dan tulang disebabkan oleh adanya kolagen yang merupakan protein fibrosa.

5. Proteksi Imun
Anti bodi merupakan protein yang sangat spesifik dan dapat mengenal serta berkombinasi dengan benda asing seperti virus, bakteri dan sel yang berasal dari organisme lain. protein berperan penting untuk membedakan “aku” dan “bukan aku”.

6. Membangkitkan dan Menghantar Impuls Saraf
Respon sel saraf terhadap rangsang spesifik diperantarai oleh protein reseptor. misalnya rodopsin suatu protein yang sensitif terhadap cahaya ditemukan pada sel batang retina. Protein reseptor yang dapat dipicu oleh molekul spesifik seperti asetilkolin, berperan dalam transmisi impils saraf pada sinap yang menghubungkan sel-sel saraf.

7. Pengaturan Pertumbuhan dan Diferensiasi
Pengaturan urutan ekspresi informasi genetik sangat penting bagi pertumbuhan yang berurutan serta deferensiasi sel. hanya bagian kecil genom dalam sel yang akan diekspresikan pada suatu saat. pada bakteri, protein respetor merupakan elemen pengatur yang penting untuk meredam segmen spesifik suatu DNA dalam suatu sel. pada organisme tingkat tinggi, pertumbuhan dan diferensiasi diatur oleh protein faktor pertumbuhan. misalnya, faktor pertumbuhan saraf mengendalikan pertumbuhan jaringan saraf. aktivitas sel-sel yang berbeda pada organisme multisel dikoordinasi oleh hormon. banyak hormon seperti insulin dan TSH (Thyroid-stimulating hormone) merupakan protein. Protein dalam sel berperan dalam pengaturan arus energi dan unsur-unsur.

sumber: Stryer, Lubert. 1996. BIOKIMIA. Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC.