DIKTAT KULIAH FISIOLOGI TUMBUHAN

Penguapan air pada rongga antar sel akan terus berlangsung selama rongga antar sel tersebut tidak jenuh dengan uap air. Uap air yang terkumpul di ruang antar sel akan tetap berada di ruang antar sel selama stomata pada epidermis daun tidak terbuka.

Fungsi Transpirasi

Faktor Yang Mempengaruhi Transpirasi 1. Faktor internal

Akibat perbedaan tekanan tersebut, uap air pada daun lebih mudah berdifusi ke lingkungan (Barid, 2007). Dengan cara ini, uap yang masih berada di dalam daun berpeluang berdifusi keluar.

Dampak

TRANSPORTASI DAN PENYERAPAN HARA MINERAL A. Pengertian Transportasi dan Penyerapan Hara

Transportasi tumbuhan merupakan mekanisme proses penerimaan dan pelepasan zat ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Pada tumbuhan tingkat rendah, penyerapan air dan unsur hara yang terlarut di dalamnya terjadi melalui seluruh bagian tubuh.

Macam-Macam Hara Mineral yang dibutuhkan Tumbuhan

Jumlah unsur hara pada tanaman akan berubah tergantung pada tahap pertumbuhan dan jenis tanaman, kesuburan tanah dan pengelolaannya. Berdasarkan kebutuhan tanaman, unsur hara dibedakan menjadi 2 bagian yaitu unsur hara makro dan unsur hara mikro.

Mekanisme dan Tempat Terjadinya Proses Transportasi dan Penyerapan Hara Mineral pada Tumbuhan

Difusi : yaitu perpindahan ion atau molekul dari konsentrasi tinggi (hipertonik) ke konsentrasi rendah (hipotonik) dengan atau tanpa
Transpor aktif : nerupakan sistem transportasi suatu molekul melintasi membrann dengan menggunakan energi ATP, melibatkan
Daya kapilaritas : pembuluh xilem yang terdapat pada tumbuhan dianggap sebagai pipa kapiler. Air akan naik melalui pembuluh kayu
Daya hisap daun : disebabkan adanya penguapan (transpirasi) air dari daun yang besarnya berbanding lurus dengan luas bidang
Pengaruh sel-sel yang hidup

Transportasi ekstravaskuler adalah pengangkutan air dan zat-zat penting yang terjadi di luar ikatan pembuluh darah. Pengangkutan dan penyerapan unsur hara mineral pada tumbuhan Proses pengangkutan air dan zat terlarut ke daun.

Gambar 2.1 Transportasi intravaskuler (Sumber:

Manfaat Proses Transportasi dan Penyerapan Hara Mineral pada Tumbuhan

RESPIRASI TUMBUHAN A. Pengertian Respirasi

Respirasi adalah proses pelepasan energi yang tersimpan dalam zat energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Proses respirasi pada hakikatnya adalah proses pemecahan sumber energi nutrisi (biasanya glukosa) untuk memperoleh energi kimia dalam bentuk ATP.

Macam-macam Respirasi

Perbedaan respirasi aerob dan anaerob

Respirasi juga menghasilkan karbon dioksida yang berperan dalam keseimbangan karbon di alam.Respirasi pada tumbuhan terjadi pada siang dan malam hari karena cahaya bukan merupakan kebutuhan. Namun sumber energi tidak selalu siap dalam bentuk glukosa, melainkan masih dalam bentuk cadangan makanan yaitu dalam bentuk sukrosa atau pati.

Substrat respirasi

Substrat pernapasan terpenting di antara karbohidrat adalah sukrosa (disakarida = glukosa dan fruktosa) dan pati (sering ditemukan pada sel tumbuhan sebagai cadangan karbohidrat). Protein jarang terhirup kecuali pada keadaan tertentu Protein berperan sebagai substrat pernafasan pada tahap awal perkecambahan biji yang mengandung protein tinggi sebagai cadangan makanan.

Mekanisme respirasi

Mekanisme Respirasi Aerob

Protein akan diubah menjadi asam amino dan kemudian asam amino akan diubah menjadi senyawa selama respirasi karbohidrat. Reaksi selanjutnya adalah asam isositrat diubah menjadi asam oksalosuksinat oleh enzim isositrat dehidrogenase dan NAD atau NADP, yang akhirnya membentuk NADH; atau NADPH, reaksi siklus Krebs selanjutnya adalah dekarboksilasi asam oksalosuksinat membentuk asam α-ketoglutarat yang dikatalisis oleh enzim karboksilase menghasilkan CO₂ Kemudian asam α-ketoglutarat diubah menjadi asam suksinil-SCOA oleh enzim α -ketoglutarat dehidrogenase dan NAD dan COASH. Reaksi ini menghasilkan NADH dan CO suksinil-SCOA diubah menjadi asam suksinat dan CoASH oleh suksinat tiokinase.

Respirasi Anaerob

Yang kedua berupa transpor elektron yaitu NADH (Nicotine Adenine Dinocleutide) dan FAD (Flafin adenine dinucleotide) berupa FADH2. Setiap kali dipindahkan, energi yang dilepaskan digunakan untuk mengikat fosfat anorganik (P) ke molekul ADP untuk membentuk ATP. Namun karena proses ini juga dilakukan dengan bantuan Sacharomyces Cerevisae, maka tanpa oksigen tidak akan menjadi masalah.

Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Proses Respirasi 1. Faktor Internal

Faktor Eksternal a. Suhu

Cahaya dapat meningkatkan laju respirasi pada jaringan tanaman yang mengandung klorofil karena cahaya mempengaruhi ketersediaan substrat respirasi hasil proses fotosintesis. Garam mineral Ketika garam mineral diserap dari tanah, laju respirasi meningkat.

FOTOSINTESIS A. Pengertian Fotosintesis

Gambar Ilustrasi Fotosintesis B. Tempat Terjadinya Fotosintesis
Daun

Gambar Daun Sirih 2. Kloroplas
Gambar Kloroplas 3. Klorofil
Gambar Ilustrasi Klorofil C. Proses Fotosintesis

Reaksi Terang
Reaksi Gelap

Kloroplas adalah plastida berwarna hijau, umumnya lentikular, ditemukan pada sel lumut, pakis, dan biji-bijian. Pada reaksi gelap terjadi proses yang disebut siklus Calvin-Benson yang merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang. Reaksi ini pertama kali ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson sehingga disebut dengan reaksi Calvin-Benson.

Faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

METABOLISME TANAMAN C3, C4 DAN CAM A. Pengertian Metabolisme Pada Tumbuan

Peran metabolisme inilah yang menjadikannya respon yang sangat penting bagi kelangsungan hidup makhluk hidup. Tumbuhan mengalami proses metabolisme yang terdiri dari anabolisme yaitu pembentukan senyawa yang lebih besar dari molekul yang lebih kecil yaitu pati, selulosa, protein, lemak dan asam lemak. Katabolisme merupakan reaksi penguraian senyawa kimia kompleks yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi lebih rendah.

Pengertian Fotosintesis

Selain dimanfaatkan oleh tumbuhan itu sendiri, senyawa organik tersebut juga dimanfaatkan oleh manusia dan herbivora sebagai makanan.

Proses Fotosimtesis Pada Tumbuhan C3,C4, dan CAM

Tumbuhan C3

Tanaman C3 yang ditanam dengan fiksasi karbon C3 biasanya tumbuh baik di daerah yang intensitas sinar mataharinya biasanya sedang, suhunya sedang, dan konsentrasi CO2 sekitar 200 ppm atau lebih, serta banyak air tanah. Pabrik C3 harus berada di daerah dengan konsentrasi gas karbon dioksida yang tinggi karena Rubisco sering memasukkan molekul oksigen ke dalam Rubp sebagai pengganti molekul karbon dioksida. Karena jika ada molekul oksigen, Rubp akan terpecah menjadi 3 molekul karbon yang tersisa dalam siklus Calvin, dan 2 molekul glikolat akan teroksidasi dengan adanya oksigen menjadi karbon dioksida, yang akan menghabiskan energi.

Tumbuhan C4

Reaksi di mana CO2 diubah menjadi asam malat atau asam aspartat berlangsung dengan menggabungkan dengan fosfoeolpiruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat dan Pi. Enzim PEP-karboksilase ditemukan di setiap sel tumbuhan hidup dan enzim ini berperan dalam mendorong fiksasi CO2 ke dalam C4 tumbuhan. Langkah pertama adalah penambahan CO2 ke fosfoenolpirifat (PEP) untuk membentuk produk empat karbon, oksaloasetat.Enzim PEP karboksilase menambahkan CO2 ke PEP. Adaptasi ini sangat berguna pada daerah panas yang banyak mendapat sinar matahari dan pada lingkungan seperti itu tanaman C4 sering muncul dan tumbuh subur.

Tumbuhan CAM

Dalam hal ini, senyawa malat empat karbon menyalurkan atom CO2 melalui plasmodesmata ke sel-sel selubung berkas pembuluh. Dalam sel selubung pembuluh darah, senyawa dengan empat atom karbon melepaskan CO2, yang diserap kembali menjadi bahan organik melalui siklus Robisco dan Calvin. Dengan menutup stomata pada siang hari, tanaman ini dapat menghemat air dan menurunkan laju transpirasi sehingga dapat beradaptasi lebih baik di daerah kering.

Perbedaan Tumbuhan C3,C4 dan CAM

METABOLISME NITROGEN A. Pengertian Metabolisme Nitrogen

Berbagai bentuk nitrogen ditemukan di lingkungan kita. Perubahan terus menerus menjadi berbagai bentuk nitrogen melalui proses fiksasi dan biologi disebut siklus nitrogen. Gas nitrogen banyak ditemukan di atmosfer. Sumber nitrogen pada tumbuhan adalah N2 di atmosfer. Dalam bentuk N2, tanaman tidak dapat memanfaatkannya secara langsung dan diubah terlebih dahulu menjadi nitrat atau amonium melalui proses tertentu sehingga tersedia bagi tanaman. Ikatan yang sangat kuat pada unsur kimia nitrogen mendominasi, sehingga menyulitkan organisme dan industri untuk memutuskan ikatan untuk mengubah N2 menjadi senyawa yang berguna, namun sejumlah besar sering kali melepaskan energi yang berguna ketika senyawa tersebut terbakar, meledak, atau berubah kembali menjadi peluruhan nitrogen. gas. Metabolisme nitrogen dapat didefinisikan sebagai serangkaian proses biokimia yang terjadi di dalam atau di luar tumbuhan berupa pembentukan kompleks nitrogen dari molekul sederhana dan pemecahan kompleks nitrogen menjadi molekul sederhana pembentuknya. Metabolisme nitrogen meliputi anabolisme yaitu pembentukan, dan katabolisme yaitu metabolisme.Rangkaian reaksi metabolisme nitrogen dari atmosfer dan kembali ke atmosfer disebut dengan siklus nitrogen, siklus utama nitrogen meliputi fiksasi, amonifikasi, nitrifikasi dan denitrifikasi.

Siklus Metabolisme Nitrogen

Fiksasi nitrogen
Asimilasi
Amonifikasi
Nitrifikasi
Denitrifikasi

Zat gizi yang tidak kalah pentingnya dengan karbohidrat adalah protein, yaitu senyawa yang mengandung nitrogen selain C, H, dan O. Padahal kita tahu bahwa udara mengandung 79% nitrogen. dalam bentuk N2) terutama dapat diperoleh oleh tanaman dengan rimpang (misalnya kacang-kacangan) dan beberapa jenis alga. Tanaman memperoleh nitrogen dari tanah melalui penyerapan akar dalam bentuk ion nitrat atau ion amonium. Jika nitrat diserap, pertama-tama direduksi menjadi ion nitrit dan kemudian menjadi ion amonium untuk digabungkan menjadi asam amino, asam nukleat, dan klorofil.Pada tumbuhan yang mempunyai hubungan mutualistik dengan rhizobia, nitrogen dapat diasimilasi langsung dalam bentuk ion amonium. dari nodul.

Reduksi Nitrat Menjadi Ammonium

Glutamin dibentuk dengan menambahkan gugus NH2 dan NH4 ke gugus karboksil yang paling jauh dari karbon alfa asam glutamat. Enzim glutamat sintase mentransfer gugus amino dari glutamin ke karbon karboksil asam alfa ketoglutamat, menghasilkan pembentukan dua molekul asam glutamat. Pada daun dewasa, glutamin sering terbentuk dari asam glutamat dan NH4 yang dihasilkan ketika pemecahan protein mulai meningkat.

Peranan Nitrogen Bagi Pertumbuhan Tanaman

NUTRISI TUMBUHAN A. Nutrisi pada Tumbuhan

Fungsi suatu zat gizi tidak dapat digantikan oleh unsur lain dan apabila zat gizi tertentu tidak tersedia maka aktivitas metabolisme akan terganggu atau bahkan terhenti sama sekali. Defisiensi zat gizi akan menunjukkan gejala tertentu pada suatu organ tertentu yang biasa disebut dengan gejala defisiensi. Gejala kekurangan ini hilang ketika unsur hara tanaman ditambahkan ke tanah atau disemprotkan dalam bentuk cair melalui daun.

Nutrisi yang Diperlukan Tumbuhan

Karbon diperoleh dalam bentuk senyawa CO2 dari atmosfer dan juga dapat diperoleh dari senyawa HC3 dalam larutan tanah. Nitrogen dibutuhkan tanaman dalam bentuk ion nitrat atau amonium dari larutan atau gas N2 dari atmosfer. Belerang tidak hanya diserap dari larutan tanah dalam bentuk SO42-, tetapi juga diserap oleh SO2 dari atmosfer.

Peranan Unsur Mineral dalam Tumbuhan

Besi (Fe) Sintesis klorofil dan enzim untuk transfer elektron. dalam sintesis klorofil mangan.

Mekanisme Penyerapan Unsur Hara dan Pemindahan Zat Terlarut 1. Mekanisme

Penyerapan dan Pemindahan Zat Terlarut

Pada tumbuhan tingkat rendah (misalnya alga) penyerapan air dan unsur hara yang terlarut di dalamnya dilakukan melalui seluruh bagian tubuh. Osmosis adalah proses perpindahan air dari daerah dengan konsentrasi rendah (hipotonik) ke daerah dengan konsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membran semi permeabel. Membran semipermeabel merupakan membran pemisah yang hanya dapat ditembus oleh air dan zat tertentu yang terlarut di dalamnya.

Penyerapan Garam Mineral Oleh Perakaran Tumbuhan

Pengangkutan Ekstravasikuler

Transpor apoplas ini merupakan infiltrasi air tanah secara difusi bebas atau transpor pasif melalui seluruh bagian tumbuhan yang tidak hidup, misalnya dinding sel dan ruang antar sel. Dalam pengangkutan ini, setelah memasuki sel epidermis rambut akar, air dan mineral terlarut berpindah ke sitoplasma dan vakuola, kemudian berpindah dari satu sel ke sel lainnya melalui plasmodesmata. Jalur aliran air pada transpor simplas adalah dari sel rambut akar menuju sel korteks, endodermis, perisikel, dan xilem.

Pengangkutan Intravasikuler

Air masuk melalui difusi, aliran air melalui apoplas tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang oleh lapisan endodermis yang dinding selnya menebal yang disebut pita Casparian. Symplast adalah pergerakan air tanah dan zat terlarut melalui bagian hidup sel tumbuhan, seperti sitoplasma atau vakuola, dari sel ke sel. Air berpindah dari satu sel trakea ke sel trakea di atasnya sesuai dengan prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel xilem trakea.

Fungsi Unsur Hara Mineral dan Kekahatannya 1. Fosfor

Sulfur

Asam amino tersebut (metionin dan sistein) akan bergabung dengan asam amino lainnya membentuk protein, termasuk koenzim A. Koenzim A berperan dalam pembentukan klorofil, jika kandungan sulfur tidak mencukupi maka akan terbentuk asam amino metionin dan sistein. . juga akan sangat kecil dan sangat sedikit koenzim a yang terbentuk. Aerasi tanah yang baik akan merangsang respirasi sel akar sehingga meningkatkan transpor aktif.

Sirkulasi Zat Hara dalam Tumbuhan

Pengaruh cahaya tidak langsung Cahaya penting untuk fotosintesis dan selama proses fotosintesis dihasilkan energi (ATP) yang sangat diperlukan untuk transpor aktif. Tanah yang memiliki aerasi yang baik akan merangsang respirasi sel akar sehingga tersedia energi yang cukup untuk transpor aktif. Jika tempat pengikatan suatu ion sangat spesifik, maka penyerapan ion tersebut tidak akan terganggu.