TUGAS MAKALAH NUTRISI TANAMAN

Transport Nutrisi Jarak Pendek

Disusun Oleh

Agastya Arbi Putra 135040200111187

Alivia Rachma 135040200111189

Dea Modessa 135040200111206

Danda Nuari 135040201111074

Kurniawan Santoso 135040201111091

Dadang Setiawan 135040201111113

JURUSAN BUDIDAYA PERTANIAN

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2016

1

1. Pendahuluan

1.1 Latar belakan

Tanaman pada dasarnya membutuhkan nutrisi yang digunakan dalam melakukan

proses metabolismenya. Selain nutrisi tanaman juga membutuhkan air yan digunakan

sebagai pelarut dari nutrisi yang dibutuhkan tanaman tersebut. Nutrisi dan air ini diserap

oleh akar dalam bentuk larutan.

Dalam mekanismenya sendiri terdapat beberapa macam mekanisme penyerapan

yang dilakukan tanaman. Penyerapan ini dilakukan oleh akar dengan beberapa macam

mekanisme diantaranya adalah melalui saluran membrane, saluran simlas dan apoplas.

Ketiga saluran ini merupakan mekanisme penyerapan nutrisi dan juga air yang

terdapat di dalam akar. Untuk lebih jelasnya, ketiga mekanisme ini akan dibahas lebiih

lanjut di dalam makalah ini.

1.2 Tujuan

Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah antara lain

1. mengetahui mekanisme penyerapan melalui saluran apoplas.

2. Mengetahui mekanisme penyerapan melalui saluran simplas.

3. Mengetahui mekanisme penyerapan melalui saluran membrane.

2

2. Pembahasan

2.1 Transport Nutrisi Jarak Pendek

Tanaman memiliki saluran penyerapan unsur hara jarak pendek. Dimana saluran ini

merupakan saluran masuk air dan nutrisi tanaman menuju ke dalam jaringan angkut atau

xylem pada akar. Terdapat tiga jenis saluran transport nutrisi pada tanaman yang mana

saluran ini merupakan tempat masukknya air dan nutrisi dari luar ke jaringan xylem pada

akar. Ketiga saluran ini adalah saluran membrane atau disebut juga transmembrane, saluran

symplast, dan yang ketiga adalah saluran apoplas

Untuk dapat memahami penyerapan air oleh akar tanaman perlu di perhatikan

penampang melintang dari akar.tampak bahwa akar tersusun atas sel epidermis, sel korteks,

sel endodermis dan silinder pusat yang terdapat pembuluh xylem dan floem. Sel endodermis

yang memisahkan antara korteks dengan silinder pusat (stele) dicirikan oleh adanya

penebalan (lapisan suberin) ke arah radial ataupun transversal dari sel endodermis ini yang

dikenal sebagai pita kaspari yang tersusun atas lemak dan lignin yang sangat resisten

3

terhadap transportasi air dan bahan terlarut. Pada bagian tertentu sel perisikel menerobos

endodermis yang selanjutnya akan berkembang membentuk akar lateral. Sel perisikel ini

dapat berfungsi sebagai sel peresap yang dapat dilewati air dan bahan terlarut.

Transport air dalam jaringan akar dibedakan antara apoplas yang melewati ruang

antar sel dan simplas yang melalui sel ke sel lewat plasmodesmata. Seluruh bagian dari

dinding sel umumnya terbuka untuk aliran air dan bahan terlarut secara apoplas yang

berkaitan dengan adanya ruang bebas (free space). Ruang bebas/pori yang terdapat dalam

dinding sel ini disebut sebagai Apparent Free Space (AFS) yang terdiri dari Water Free Space

(WFS) merupakan ruang bebas yang dapat diisi air dan ion dan Donnan Free Space di mana

berlangsung pertukaran kation dan penolakan terhadap anion. Apoplas pada korteks akar

berhubungan langsung dengan medium tanah dan meningkat besarnya oleh adanya sejumlah

rambut akar dan sel-sel yang relatif besar dengan sejumlah ruang antar sel.

Penyerapan air dari medium tanah ke dalam korteks utamanya oleh daya kapileritas

dan osmosis. Daya kapileritas ditimbulkan oleh adanya lubang-lubang halus (pori) dan kanal

pada dinding sel. Selanjutnya sebagian air di rongga diikat sangat kuat dan berakibat pada

potensi air yang rendah. Rendahnya potensi air ini dengan maksud air dapat ditahan dengan

kuat. Hal ini berakibat bahwa ruang bebas pada jaringan akar tersebut nampak sangat resisten

terhadap air.

Air dapat diserap dari pori di atas ke dalam sitoplasma melalui cara osmosis melintasi

membran semipermeabel. Potensi osmosis dalam sitoplasma tergantung pada metabolisme.

Proses-proses seperti penyerapan ion secara aktif, sinteisis asam organik dan sintesis gula

akan menurunkan potensi osmosis (air) dalam sel dan berakibat meningkatkan penyerapan

air.

Penyerapan air berkaitan dengan metabolisme dan faktor lain yang berpengaruh pada

metabolisme sebagai pengaruh tidak langsung. Rendahnya suhu, kurangnya oksigen dan

senyawa toksik akan menekan penyerapan air, karena akan mengganggu metabolisme.

Demikian halnya aliran air antara vakuola dan sitoplasma dikendalikan oleh perbedaan

potensi air.

2.2 Struktur dan Fungsi Membran Sel Tumbuhan

1. Struktur membran sel

Umumnya membran mempunyai ketebalan anatara 7,5 nm sampai 10,0 nm. Senyawa

utama penyusun membran adalah protein dan lipida. Protein mencapai setengah sampai 2/3

dari total berat kering membran. Pada mikroskop elektron dapat kita lihat benjolan-benjolan

4

pada membrane, benjolan ini merupakan molekul protein penyusun membrane tersebut

(Lakitan.B, 1993: 7).

Gambar 2.1. Struktur membrane sel (Sumber: Lakitan.B, 1993: 10)

            Beragamnya proporsi dan jenis molekul yang terkandung pada membran, tergantung

pada jenis membrane dan kondisi fisiologis dari sel yang bersangkutan. Perbedaan ini dapat

dilihat antara membrane plasma, tonoplas , reticulum endoplasma, diktisom, kloroplas, inti

sel, mitokondria, proksisom dan glioksisom. Komposisi protein dan lipida berbeda antara

spesies satu dengan spesies yang lain. Walaupun demikian jenis lipida yang sering dijumpai

adalah fosfolipida, glikolipida, dan sterol (Lakitan.B,1993:7).

            Empat jenis fosfolipida yang sering dijumpai antara lain fosfatidil kholin,  fosfatidil

etanolamin,  fosfatidil gliserol dan fosfatidil inositol. Dua jenis glikolipida yang sering

dijumpai antara lain:  monogalaktosildigliserida (yang mengandung 1 molekul galaktosa) dan

digalaktosildigliserida (mengandung 2 molekul galaktosa). Glikolipida terutama ditemukan

pada membrane kloroplas, dimana fosfolipida jarang dijumpai (Lakitan. B, 1993:7-8).

            Struktur dari lipida-lipida tersebut memiliki karakteristik yang khas,yakni lipida

tersebut memiliki gliserol dengan 3 atom karbon sebagai tulang punggung. pada 2 dari 3

atom karbon tersebut akan teresterifikasi  asam-asam lemak dengan 16 atau 18 atom karbon.

Asam-asam lemak ini bersifat hidrofobik (menjauhi air) sedangkan gliserol dengan atom-

atom oksigennya bersifat hidrofilik (menarik air) karena oksigen dapat membentuk ikatan

hidrogen dengan molekul air (Lakitan. B, 1993: 8).

2.    Fungsi membrane sel

Satu sifat sel yang universal adalah membran pembatas diluar. Membran sel berfungsi

sebagai interase antara mesin-mesin di bagian dalam sel dan fluida cair yang membasahi

semua sel.  Membran seldemikian tipisnya tebalnya sekitar 10 nm. Pemeriksaan yang teliti

menyingkapkan bahwa membran terdiri atas tiga lapisan, yang tampak sebagai dua garis

gelap dan di pisahkan oleh ruang yang jernih. Analisis kimiawi menyingkapkan bahwa

5

membran mengandung kira-kira 50% lipid dan 50% protein (Kimball, Tjitrosomo, Sugiri,

1992: 88).

Membran sering dikatakan bersifat semi permeabel, yang artinya molekul air dapat

menembus membrane tersebut,  sedangkan bahan-bahan yang terlarut dalam air tersebut tidak

dapat menembus membran tersebut. Pada kenyataannya, bersama-sama molekul air akan pula

ikut ion atau senyawa tertentu yang terlarut di dalam dan bergerak menembus membran.

Berdasarkan kenyataan ini  F.B. Salisbury dan C.W Ross mengusulkan sesungguhnya

membran tembus terkendali ( Lakitan. B, 1993: 10).

            Fungsi membran pada dasarnya mengatur lalu lintas molekul air dan ion atau senyawa

yang terlarut dalam air untuk keluar masuk sel atau organel-organel sel. Walaupun membrane

bersifat semi fermeabel tetap saja molekul-molekul air leluasa untuk menembus membran di

banding dengan ion-ion atau senyawa lain. Membran sel merupakan pembatas antara bagian

dalam sel dengan lingkungan luarnya. Fungsinya antara lain melindungi isi sel, pengatur

keluar-masuknya molekul-molekul, dan juga reseptor rangsangan dari luar (Lakitan. B, 1993:

10- 11), ( Tata, 2012).

Menurut (Lakitan. B, 1993: 11-12) Ada 4 teori yang menyatakan air lebih mudah menembus

membran dibanding dengan ion atau senyawa lainnya.

1.    Membran tersusun dari bahan yang lebih mudah berasosiasi dengan molekul air di

banding senyawa lain sehingga air lebih mudah menembus membran.

2.    Adanya gelembung udara yang mengisi celah-celah membrane sehingga air akan lebih

mudah menembus membran.

3.    Terdapatnya pori-pori yang sangat kecil yang hanya dapat dilalui oleh molekul air.

4.    Air bergerak lebih cepat karena pergerakan menembus membran tersebut disebabkan

oleh difusi yang cepat pada bidang temu, antara air dalam pori membrane dengan cairan

sitoplasma, karena adanya perbedaan potensial air yang besar antara cairan sitoplasma

dengan air yang ada dalam pori membran. Difusi yang sangat cepat menyebabkan tariakan 

bagi molekul-molekul air di dalam pori membran, sehingga menimbulkan aliran massa

molekul-molekul air di dalam pori membrane menuju sitoplasma.

Model molekuler membran mulai dikembangkan beberapa dasawarsa sebelum membran

untuk pertama kalinya dapat dilihat dengan mikroskop elektron pada tahun 1950-an. Postulat

pertama dikemukakan oleh Charles Overton bahwa membran terbuat dari lipid, atas dasar

pengamatannya bahwa zat yang larut dalam lipid memasuki sel lebih cepat. Baru dua puluh

tahun kemudian diketahui bahwa membran tersusun atas lipid dan protein. Oleh karena itu

lipid dan protein adalah penyusun utama dari membran.

6

1. 1. Lipid

Gambar lipid penyusun membran

Lemak ( biasa juga disebut lipida ), yang tersusun atas unsure C (karbon ), H

( hydrogen ), O ( oksigen ). Peran utama lemak dalam sel adalah pembentuk membrane sel

bersama protein, mengatur sirkulasi lemak yang lain, dan sumber cadangan energi bagi sel.

Dalam metabolismenya, lemak terbentuk dari asam lemak dan gliserol. Lemak merupakan

bagian dari lipida, semua molekul lipida dibentuk dari samasam organik, tetapi tidak harus

mengandung gliserol sedangkan lemak selalu terbentuk dengan kerangka gliserol. Lilin (wax)

yang dihasilkan tumbuhan merupakan contoh lipida yang bukan lema ( Lakitan. B,1993: 24-

25) ( Sugeng,2014).

Secara kimia lemak dengan minyak merupakan senyawa yang sangat mirip.

Walaupun secara fisik lemak berbentuk padat sedangkan minyak berbentuk cair pada suhu

kamar.Baik lemak maupun minyak terbentuk dari satu molekul gliserol dengan 3 molekul

asam lemak. Oleh sebab itu lemak dan minyak sering disebut sebagai trigliserida.

7

Titik didih dan sifat lemak lainnya tergantung pada jenis asam-asam lemak yang

terkandung. Molekul lemak umumnya mengandung 3 jenis asam lemak yang berbeda, tetapi

kadang 2 diantaranya dari jenis yang sama. Asam lemak hamper selalu mempunyai atom

karbon yang genap biasanya 16 atau 18 atom karbon. Titik didih akan tinggi jika rantai asam

lemaknya panjang dan jenuh tanpa ikatan rangkap (Lakitan. B, 1993: 23).

Lemak umumnya mengandung asam lemak jenuh, sedangkan minyak mengandung

1- 3 asam lemak tak jenuh. Minyak dari biji kapas, jagung, kacang tanah dan kedelai banyak

mengandung asam lemak tak jenus seperti asam oleat asam linoleat. Kedua jenis asam lemak

ini juga merupaan jenis yang paling banyak di jumpai pada tumbuhan secara umum (Lakitan.

B, 1993: 23).

Lemak jarang terkandung jaringan dalam akar, tetapi sering dijumpai pada biji dan

kadang pada daging buah, seperti buah alpokat. Didalam sel tumbuhan, lemak disimpan

dalam oleosom pada sitoplasma. Oleosom dilapaisi oleh membrane tipis (kurang dari

setengah ketebalan membrane lainnya). Membran ini tampaknya merupakan membrane 1

lapis denga permukaan hidropobik (nonpolar) menghadap kesebelah dalam dimana lemak

ditimbun ( Lakitan. B, 1993: 24).

2.3 Difusi, Osmosis, Imbibsisi, Plasmolisis dan Defisit Tekanan Difusi pada Sel

Tumbuhan

1. Difusi

8

Difusi adalah gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat

dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi

keseimbangan dinamis. Senada dengan itu, difusi adalah peristiwa mengalirnya/berpindahnya

suatu zat dalam pelarut dari bagian berkonsentrasi tinggi ke bagian yang berkonsentrasi

rendah (Indradewa,2009) (Agrisa, 2009).

Makin besar perbedan konsentrasi anatara dua daerah, maka makin tajam pula gradasi

konsentrasinya sehingga makin lambat pula kecepatan difusinya.Apabila partikel suatu zat

dapat bergerak bebas tanpa terhambat oleh gaya tarik, maka dalam jangka waktu tertentu

partikel-partikel itu akan tersebar merata dalam ruang yang ada. Sampai distribusi merata

seperti itu terjadi, akan terdapat lebih banyak partikel yang bergerak dari daerah tempat

partikel itu lebih pekat ke daerah yang partikelnya kurang pekat, lalu terjadi yang sebaliknya,

dan secara menyeluruh gerakan partikel ke arah tertentu disebut difusi. Makin besar

perbedaan konsentrasi antara dua daerah, yaitu makin tajam gradasi konsentrasinya, makin

besar kecepatan difusinya (Diana, 2014).

Difusi adalah peristiwa di mana terjadi tranfer materi melalui materi lain. Transfer materi ini

berlangsung karena atom atau partikel selalu bergerak oleh agitasi thermal. Walaupun

sesungguhnya gerak tersebut merupakan gerak acak tanpa arah tertentu, namun secara

keseluruhan ada arah neto dimana entropi akan meningkat. Difusi merupakan proses

irreversible. Pada fasa gas dan cair, peristiwa difusi mudah terjadi pada fasa padat difusi juga

terjadi walaupun memerlukan waktu lebih lama (Sudaryatno, 2009).

Ada beberapa faktor yang memengaruhi kecepatan difusi, yaitu :

a. Ukuran partikel. Semakin kecil ukuran partikel, semakin cepat partikel itu akan

bergerak, sehinggak kecepatan difusi semakin tinggi.

b. Ketebalan membran. Semakin tebal membran, semakin lambat kecepatan difusi.

c. Luas suatu area. Semakin besar luas area, semakin cepat kecepatan difusinya.

d. Jarak. Semakin besar jarak antara dua konsentrasi, semakin lambat kecepatan difusinya.

e. Suhu. Semakin tinggi suhu, partikel mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih

cepat. Maka, semakin cepat pula kecepatan difusinya.

Semua zat terdiri atas partikel-partikel yang sangat kecil yang bergerak terus menerus

secara acak-acakan. Makin tinggi suhunya makin cepat gerakan partikel- partikel tersebut.

Dari penelitian-penelitian yang pernah dilakukan ternyata ada kecenderungan bergerak dari

satu tempat yang konsentrasinya tinggi ke tempat lain yang konsentrasinya lebih rendah,

proses ini disebut difusi. Proses ini juga terjadi sebagai akibat adanya mobilitas dan energi

kinetik dari molekul atau ion yang mengadakan difusi tersebut (Lone, 2014).

9

Arah gerak molekul dalam larutan atau gas tidak tertentu karena adanya hantaman

molekul air atau dari gas lain. Arah gerak molekul ini mengikuti gerak Brown, atau geraknya

dinamakan “Random Walk”. Difusi zat cair dan gas ternyata lebih cepat dari pada zat padat.

Makin besar perbedaan konsentrasi antara dua daerah, makin cepat proses difusi. Banyak zat-

zat terlarut dapat masuk atau keluar dari sel-sel hidup karena protoplasma bersifat kobid

mirip dengan agar- agar dan permeabel. Difusi maupun arus massa oleh gaya dorong yang

dapat terjadi akibat adanya perbedaan potensial (temperature, listrik, terjadi adanya tekanan

hidrolik, konsentrasi, dan sebagainya) yang mengarah dari tempat dengan potensial tinggi ke

tempat dengan potensial lebih rendah (Lone, 2014).

Difusi dapat terjadi karena gerakan acak kontinu yang menjadi ciri khas semua

molekul yang tidak terikat dalam suatu zat padat. Tiap molekul bergerak lurus sampai ia

bertabrakan dengan molekul lainnya. Pada setiap tabrakan molekul terpental dan melaju ke

arah lain. Inilah yang menyebabkan gerakan acak dari molekul tersebut. Kecepatan difusi zat

melalui membran sel tidak hanya tergantung pada gradien konsentrasi, tetapi juga pada besar,

muatan dan daya larut dalam lipit dari partikel- partikel tersebut. Pada umumnya zat-zat yang

larut dalam lipid, yaitu molekul hidrofobik, lebih mudah berdifusi melalui membran dari pada

molekul hidrofilik. Membran sel, kurang permeabel terhadap ion-ion dibandingkan dengan

molekul kecil yang tidak bermuatan. Dalam keadaan yang sama, molekul kecil lebih cepat

berdifusi melalui membran sel dari da molekul besar. Dan nyatanya difusi sederhana dari

molekul hidrofolik yang besarnya lebih dari 7- 8 A hampir tidak dapat berlangsung karena

terhalang oleh membran sel. Meskipun demikian molekul dapat juga masuk dalam sel. Suatu

cara bagaimana ini dapat berlangsung adalah dengan jalan yang di sebut “difusi terbantu”

(Kimball, Tjitrosomo, Sugiri,1992: 121- 122).

2. Osmosis

Osmosis adalah difusi air melaui selaput yang permeabel secara differensial dari suatu

tempat berkonsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi rendah. Tekanan yang terjadi karena

difusi molekul air disebut tekanan osmosis. Makin besar terjadinya osmosis maka makin

besar pula tekanan osmosisnya. Menurut Kimball (1983) bahwa proses osmosis akan berhenti

jika kecepatan desakan keluar air seimbang dengan masuknya air yang disebabkan oleh

perbedaan konsentrasi (Kimball, 1983).

Gambar 2.14 . Osmosis

10

Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan

yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah

melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu

bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan

oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua Iarutan glukosa yang terdiri atas air sebagai

pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh

selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak

atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel.

jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan

yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel. Larutan vang konsentrasi

zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan sebagai

larutan hipertonis. sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel

disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih

rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis (Anonim.2014).

3. Imbibisi

Imbibisi adalah peristiwa penyerapan air oleh permukaan zat-zat yang hidrofilik,

seperti protein, pati, selulosa, agar-agar, gelatin, liat dan lainnya yang menyebabkan zat

tersebut dapat mengembang setelah menyerap air. Kemampuan untuk menyerap air misalnya

pada biji biasa disebut dengan potensial imbibisi dan prosesnya disebut dengan imbibisi

(Hadada.W,2014).

Gambar 2.15 Imbibisi

(Sumber. Anonim: 2014)

Imbibisi adalah peristiwa masuknya air ke dalam suatu zat melalui pori-pori.Air yang

masuk ke dalam biji membuat biji mengalami perubahan, baik bentuk, warna, tekstur,

11

maupun berat biji. Proses imbibisi berguna untuk mematahkan dormansi dan memicu

perkecambahan biji. Imbibisi adalah penyerapan air (absorpsi) oleh benda-benda yang padat

(solid) atau agak padat (semi solid) karena benda-benda itu mempunyai zat penyusun dari

bahan yang berupa koloid. Ada banyak hal yang merupakan proses penyerapan air yang

terjadi pada makhluk hidup, misalnya penyerapan air dari dalam tanah oleh akar tanaman.

Namun, penyerapan yang dimaksudkan di sini yaitu penyerapan air oleh biji kering

(Suradinata, 1993).

4. Plasmolisis

Plasmolisis adalah peristiwa mengkerutnya sitoplasma dan lepasnya membran plasma

dari dinding sel tumbuhan jika sel dimasukkan ke dalam larutan hipertonik. Plasmolisis

merupakan proses yang secara nyata menunjukkan bahwa pada sel, sebagai unit terkecil

kehidupan, terjadi sirkulasi keluar-masuk suatu zat. Adanya sirkulasi ini menjelaskan bahwa

sel dinamis dengan lingkungannya . Jika memerlukan materi dari luar maka sel harus

mengambil materi itu dengan segala cara, misalnya dengan mengatur tekanan agar terjadi

perbedaan tekanan sehingga materi dari luar bisa masuk (Meyer,1952 ), (Salisbury, 1985 ).

Plasmolisis merupakan dampak dari peristiwa osmosis. Kehilangan air lebih banyak

lagi menyebabkan terjadinya plasmolisis: tekanan terus berkurang sampai di suatu titik di

mana sitoplasma mengerut dan menjauhi dinding sel. Sehingga dapat terjadi chytorisis yaitu

runtuhnya dinding sel).

5. Defisit Tekanan Difusi

Molekul air dan zat terlarut yang berada dalam sel selalu bergerak. Oleh karena itu

terjadi perpindahan terus-menerus dari molekul air, dari satu bagian ke bagian yang lain.

Perpindahan molekul-molekul itu dpat ditinjau dari dua sudut. Pertama dari sudut sumber dan

dari sudut tujuan. Dari sudut sumber dikatakan bahwa terdapat suatu tekanan yang

menyebabkan molekul-molekul menyebar ke seluruh jaringan. Tekanan ini disebut dengan

tekanan difusi. Dari sudut tujuan dapat dikatakan bahwa ada sesuatu kekurangan/defisit akan

molekul-molekul. Hal ini dibandingkan dengan istilah daerah surplus molekul dan minus

molekul. Sumber tersebut adanya tekanan difusi positif dan ditinjau adanya tekanan difusi

negatif. Istilah tekanan difusi negatif dapat ditukar dengan kekurangan tekanan difusi atau

defisit tekanan difusi yang disingkat dengan DTD

2.4 Mekanisme Transmembran

Secara umum dikenal Dua teori mengenai perpindahan ion-ion hidrofilik melintasi

membran lipoprotein yaitu

12

1. Teori carrier yaitu molekul di dalam plasmalema mempunyai sisi pengikat yang

khusus untuk ion-ion tertentu, yang menyebabkan terjadinya seleksi. Kompleks ion carier

terbentuk pada perbatasan membran, membawa ion-ion melintasi membran dan kemudian

melepaskannya kedalam sel. Proses ini dikendalikan oleh ATP dan enzim kinase. Dalam

sistem carrier ini diperlukan beberapa syarat yaitu : 1. Membran sel tidak permeabel terhadap

ion-ion bebas, 2. Perlu adanya transpor elektron, 3. respirasi akar harus berjalan lancar.

Dengan demikian pengambilan ion-ion, tidaklah dengan mudah masuk kedalam sel, tetapai

berhubungan dengan metabolisme  tanaman.

2. .Teori pompa ion yaitu energi yang dilepaskan karena konversi ATP menjadi ADP

oleh ATPase membawa ion-ion kedalam sebuah sel sebagai reaksi terhadap perubahan

keseimbangan yang tercipta pada saat ion-ion lain meninggalkan sel. Pompa Na-K

merupakan contoh yang umum. Ion-ion lain memasuki sel karena adanya perubahan kimiawi.

Laju penyerapan ion ternyata berkorelasi tinggi dengan aktifitas ATP.

2.5 Transpor Zat Terlarut melalui Membran

Mekanisme transpor pada membran adalah proses keluar masuknya molekul melewati

membran sel. Berbagai macam molekul, seperti glukosa, oksigen, dan karbondioksida

senantiasa harus melewati membran sel untuk keluar-masuk sel dalam proses metabolisme.

Membran sel terbentuk dari struktur fosfolipid bilayer. Bagian luar bersifat hidrofilik,

sementara bagian dalam bersifat hidrofobik. Sifat kimia membran sel tersebut, berpengaruh

terhadap molekul-molekul yang bergerak melewatinya. Untuk lebih mendalaminya, berikut

ini disajikan berbagai macam jenis-jenis mekanisme membran sel dan perbandingannya.

• Selektivitas akumulasi membutuhkan specific binding sites, carrier, yang mengikat

ion K atau molekul yang tak bermuatan dan mengangkutnya melintasi membran à

Gambar (A)

• Transpor melawan gradient konsentrasi tidak perlu menyerupai transpor aktif dalam

thermodynamisense, namun dibutuhkan energi, baik secara langsung atau tidak

• Gambar (B) à Direct coupling dari carrier-mediated selective ion transport à

konsumsi fosfat kaya-energi dalam bentuk ATP à ATP berasal dari ADP + Pi via

respirasi (oxidative phosphorylation)

• Langkah yang membutuhkan energi ini merupakan aktivasi dari carrier

13

• Studi uptake K+ oleh akar dari bermacam species tanaman menunjukkan bahwa ada

hubungan erat antara K+ uptake dan aktivitas ATPase.

Zat umumnya bergerak melintasi membran selular melalui proses transportasi yang

dapat diklasifikasikan sebagai pasif atau aktif, tergantung apakah mereka memerlukan energi

atau tidak. Dalam transport pasif, zat bergerak menuruni gradien untuk menyeberangi

membran hanya menggunakan energi kinetik sendiri. Energi kinetik adalah intrinsik untuk

partikel yang bergerak. Contohnya adalah difusi sederhana (simple diffusion). Dalam proses

yang aktif, energi sel digunakan untuk menggerakkan substansi menaiki atau bergerak

melawan konsentrasi atau gradien listrik. Energi selular yang digunakan biasanya dalam

bentuk ATP. Contohnya termasuk endositosis, di mana vesikel terlepas dari membran plasma

sambil membawa bahan ke dalam sel, dan eksositosis, penggabungan vesikel dengan

membran plasma untuk melepaskan substansi, zat, atau partikel dari sel.

Proses transpor ion melalui membran seperti ditunjukkan oleh model carrier melintasi

membran dibawah kendali kinetik kejenuhan dengan asumsi jumlah carrier (tempat

pengikatan) dalam membran terbatas

Kinetik transpor ion melalui membran sel tanaman sebanding dengan hubungan

antara suatu enzim dengan substratnya, dikenal dengan enzymology.

Perbandingan carrier dengan molekul enzim dan ion pada substrat untuk enzim, laju transport

suatu ion tergantung pada dua faktor, yaitu:

Vmax : kapasitas laju transport maximum saat semua tempat carrier dijenuhi

Km : Konstanta Michealis-Menten yang sama dengan konsentrasi ion substrat yang

menghasilkan setengah dari laju transport maksimum

Cs : konsentrasi ion dalam substrat

Laju transport V dapat dirumuskan

V=V max . CSKm+CS

2.6 Faktor -Faktor yang Mempengaruhi Transport Jarak Pendek

Ada banyak faktor yang mempeengaruhi pengangutan air atau larutan tanah dalam

xilem. Faktor tersebut meliputi faktor internal dan eksternal atau kesatuan sistem antara

sistem tanah-jaringan – udara. Faktor internal meliputi tekanan akar, daya kapilaritas dan

daya hisap daun.

1) Daya tekan akar. Bila batang pisang dipotong, maka air akan keluar melalui

permukaan potongan batangnya. Air terdorong ke luar karena adanya tekanan akar.

14

Karena itu, tekanan akar menjadi salah satu pendorong masuknya air dari tanah ke

dalam akar.

2) Daya hisap daun. Melalui daun akan terjadi pelepasan uap air yang disebut

transpirasi. Karena air dalam tubuh tumbuhan membentuk benang air, maka lepasnya

molekul air pada daun akan diikuti naiknya air pada akar dan batang. Selanjutnya air

dari tanah juga akan terserap masuk ke akar.

3) Daya kapilaritas. Diameter xilem adalah sangat kecil sehingga menghasilkan daya

kapilaritas air di dalam xilem. Daya kapiler ini berbanding terbalik dengan jari-

jarinya. Dengan demikian, pada buluh yang semakin kecil akan menghasilkan daya

kapilaritas semakin besar. Daya kapilaritas didukung oleh dua kekuatan pada air,

yaitu daya kohesi dan adhesi.

a) Daya kohesi air. Antar molekul air terjadi saling ikat yang menyebabkan air

akan membentuk seperti benang air. Bila salah satu bagian air bergerak

menyusup ke ruang-ruang antar sel, maka akan diikuti oleh bagian air yang

lain.

b) Daya adhesi air. Air dapat merambat melalui benda yang dilewatinya,

karena air memiliki daya ikat terhadap permukaan benda lain. Daya adhesi air

akan tergantung dari sifat benda yang dilalui. Daya ikat air terhadap benda lain

ini disebut daya adhesi. Ingat, minyak dapat merambat melalui sumbu,

demikian pula air dapat merambat melalui dinding sel akar yang dilewatinya.

4) Tingkat bukaan stomata. Derajat bukaan stomata akan menentukan daya hantar

(konduktivitas) gas-gas melewatinya (pertukaran zat). Buka tutupnya stomata

dipengaruhi oleh banyak faktor, meliputi faktor klimatik, edafik, gasgas di udara (O2,

CO2) dan faktor-faktor internal seperti fotosintesis, asam abskisat (ABA = suatu

hormon), kondisi cairan tubuh, dsb.

Faktor-faktor eksternal penting meliputi :

(1) Faktor klimatik, meliputi suhu udara, kelembaban, cahaya (intensitas & lama

pencahayaan), kecepatan angin

(2) Faktor edafik, terutama kelembaban (kadar air tanah) dan suhu tanah Keadaan di

dalam jaringan dandi luar jaringan secara sistemik akan menentukan terbentuknya

beda (gradien) potensial air antara tanah-jaringan-udara. Beda potensial air ini

menjadi salah satu pendorong aliran air (water stream) mulai dari penyerapan –

15

pengangkutan – pelepasan (transpirasi). Pengaturan atau kontrol laju pelepasan air

dilakukan tumbuhan dengan cara mengatur tingkat bukan stomata.

16

3. Penutup

3.1 Kesimpulan

Berdasarkan pembahasan diatas didapatkan kesimpulan bahwa transport nutrisi pada

akar dilakukan dengan tiga jenis mekanisme. Yaitu melalui saluran apoplas, simplas dan

membrane. Nutrisi yang melewati saluran ini kemudian diangkut menuju xylem dan di

angkut menuju daun.

3.2 Saran

Diketahui bahwa tanaman memiliki spesifikasi dalam mengangkut nutrisi dalam

bentuk ion. Maka dari itu diharapkan para ahli membuat rekomendasi cara pemupukan

dan membuat jenis pupuk yang mana nutrisinya mudah diserap untuk tanaman.

17

DAFTAR PUSTAKA

Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-Dasar Biologi Tumbuhan. PT Raja Grafindo Persada : Jakarta

Lakitan, Benyamin. 1995. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta:  PT Raja Grafindo

Persada.

Purnama, Sinta & Zakrinal. 2009. Jago Biologi SMA. Jakarta: Media Pusindo

18