Fisiologi Tumbuhan

Fisiologi Tumbuhan
Pendahuluan
• Fisiologi berasal dari kata physis yang berarti
alam, dan logos yang berarti kajian atau ilmu.
• Orang mempelajari fisiologi tumbuhan
bermaksud mencari keterangan-keterangan
tentang kehidupan tumbuhan.
• Titik tekan pada fisiologi tumbuhan sekarang
ini bukan hanya pada organ semata tetapi
telah jauh sampai pada aras sel bahkan gen.
Batasan
• Fisiologi Tumbuhan : ilmu yang membahas
proses-proses yang terjadi di dalam tubuh
tumbuhan pada tingkatan molekuler dan
seluler
• Fisiologi Tanaman : ilmu yang membahas
proses-proses yang terjadi di dalam tubuh
tanaman pada tingkatan individu dan populasi
• Tanaman adalah tumbuhan yang
dibudidayakan
Kimia
Sitologi
Biokimia
Morfologi
Anatomi
Hubungan antara
fungsi dengan
bentuk
Sistematika
• Telah banyak dilakukan
penelitian untuk
meningkatkan kadar
metabolit sekunder tertentu
untuk pengobatan.
• Selain secara in vivo
penelitian sekarang telah
banyak dilakukan secara in
vitro.
• Secara in vitro dengan teknik
kultur jaringan tumbuhan
akan mendapatkan informasi
penting baik untuk jalur
biosintesis maupun
embriogenesis yang terjadi.
Met.Primer
Met.Sekunder
Pokok Bahasan
•
•
•
•
•
•
Pembangkitan Energi
Unsur Hara
Pertahanan Diri
Pertumbuhan dan Perkembangan
Fitohormon
Fisiologi Lingkungan
Pembangkitan Energi
ATP digunakan pada hampir semua aktivitas
sel yang membutuhkan energi, seperti:
• penyatuan transfer RNA pada asam amino dalam
proses penggabungan protein
• sintesis nucleoside triphosphates pada proses
penggabungan DNA dan RNA
• transport aktif molekul dan ion
• menjaga volume sel dengan osmosis
• penyimpanan cadangan makanan dalam bentuk pati
• siklus Calvin
• fotorespirasi
• sintesis sitoskeleton
Sintesis ATP
Sintesis ATP terjadi pada:
• sitosol dengan glycolysis,
• mitochondria dengan pernapasan sel,
• kloroplas dengan fotosintesis
Mitokondria dan kloroplas
ORGANELA PEMBANGKITAN TENAGA
1. MITOKONDRIA
2. KLOROPLAS
Mitokondria
• Mito = benang, chondrion = granula
• Pertama kali ditemukan oleh Kollicker (1850)
• Benda (1897), menamakan mitochondrion
(pl., mitochondria) sebab kenampakannya
seperti benang di mikroskop cahaya
• Michaelis (1900) memberi pewarnaan Janus
green B sebagai warna khas untuk
mitokondria
Mitokondria
• Bentuk jorong (seperti sosis)
• Diameter 0,5-1,0 µm, panjang 7 µm
• Semakin sedikit jumlah mitokondria semakin
besar ukuran mitokondria di dalam sel
• Mitokondria tidak berhubungan dengan
sistem endomembran
Bagian-bagian mitokondria :
•
•
•
•
Selaput sebelah luar (outer membrane)
Selaput sebelah dalam (inner membrane)
Matriks (berisi cairan kental/gel)
Ruang antar selaput (inter-membrane) yang
berisi cairan lebih encer
• Mitokondria berisi bermacam-macam enzim.
• Di bagian matriks terdapat banyak enzimenzim untuk siklus asam trikarboksilat.
Mitokondria
• Selain enzim-enzim untuk reaksi dalam siklus
asam trikarboksilat juga terdapat garam, air,
benang DNA dan ribosoma.
• Selaput dalam berlekuk-lekuk sedemikian
rupa sehingga memperluas bidang permukaan
yang dinamakan krista (-e).
• Bentuk susunan krista bermacam-macam :
seperti lembaran, sangat rapat seperti
tumpukan uang logam, seperti jala.
Bentuk distribusi krista :
Bentuk distribusi krista :
Mitokondria
• Di bagian krista terdapat bangunan yang
berbentuk seperti knop dinamakan oksisoma.
• Apa peran oksisoma ?
• Susunan protein dan lipid pada membran luar
dan dalam berbeda begitu pula kedua
membran tersebut berbeda dengan sistem
sitoplasmik yang lainnya.
Membran pada mitokondria
• Membran luar
• Macam dan jumlah
protein sedikit
• Jumlah fosfolipid lebih
banyak, sebagian besar
berisi kolesterol
• Membran dalam
• Lebih kaya protein
• Jumlah fosfolipid kurang
daripada membran luar,
banyak berisi kardiolipin
Permeabilitas membran pada mitokondria
• Membran luar
• Permeabel bagi
molekul-molekul
sampai berbobot 5 kD
• Membran dalam
• Permeabel untuk
molekul-molekul
berukuran lebih kecil
100-150 D
Dengan melihat sifat ini dapat diketahui batas
antara membran luar dan dalam dari suatu
mitokondrion
Jenis-jenis enzim
• Membran luar : MAO (monoamin oksidase),
tiokinase asam lemak, sitokrom c reduktase
• Ruang antar membran : adenilat kinase
• Membran dalam : enzim-enzim rantai
respirasi, ATP-sintase
• Matriks : sitrat sintase, malat dehidrogenase,
reduktase asam lemak.
Kloroplas
• Plastida yang berwarna hijau
• Umumnya berbentuk lensa
• Terdapat pada ; Clorophyta, Bryophyta,
Pteridophyta dan Spermatophyta
• Diameter 2-6 µm, tebal 0,5-1,0 µm
• Dengan mikroskop cahaya, kloroplas tampak
seperti butir
Bagian-bagian kloroplas :
• Grana : tampak berwarna hijau lebih tua
• Stroma : tampak berwarna hijau lebih muda
• Bagian yang sejajar dengan kloroplas dikenal
dengan nama lamela.
• Suatu sel mesofil daun, secara umum
mengandung 30-500 butir kloroplas
Bentuk kloroplas :
• Bentuk kloroplas untuk tumbuhan tingkat
tinggi biasanya cakram atau gelendong
• Bentuk kloroplas yang bermacam-macam
dijumpai pada tumbuhan algae (ganggang)
seperti :
• Bentuk Bintang : pada Zygnema sp
• Bentuk Pita spiral : Spirogyra sp
• Bentuk Jala : Cladophora sp
Tugas
1. Tuliskan reaksi-reaksi pada proses respirasi
sel dan fotosintesis serta tentukan masingmasing jumlah ATP yg dihasilkan!
2. Sinar apakah yang paling bermanfaat untuk
fotosinteis ?
3. Selain cahaya, faktor-faktor apakah yang
menjadi pembatas kegiatan fotosinteis ?
4. Apa peran ion Fe dalam fotosintesis ?