chemistry of life - Blog UB

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Makhluk hidup, baik tumbuhan, hewan maupun manusia terdiri atas unitunit kecil yang disebut sel. Selama makhluk itu masih hidup banyak sekali proses
perubahan yang terjadi di dalam sel. Aktivitas yang terjadi dalam sel inilah yang
menunjang fungsi organ-organ dalam makhluk itu dan dengan demikian juga
merupakan penunjang terlaksananya fungsi makhluk hidup itu sendiri.
Fenomena kehidupan yang ditandai oleh adanya pertumbuhan dan
reproduksi serta hal-hal yang berkaitan merupakan ruang lingkup Biologi dan
ilmu-ilmu
yang
relevan
misalnya
ilmu
kedokteran
atau
kesehatan.
Di sisi lain Ilmu kimia adalah suatu ilmu tentang benda-benda serta proses
perubahannya yang ditinjau berdasarkan susunan dan sifat atom-atom atau
molekul yang membentuknya. Jadi Ilmu kimia menitik beratkan pembahasannya
pada hubungan antara struktur kimia benda-benda dengan fungsi dan reaksireaksinya dengan benda lain.
Interseksi sudut pandang ilmu kimia dengan biologi merupakan disiplin
ilmu yang meninjau organisme hidup serta proses yang terjadi di dalamnya secara
kimia. Disiplin ilmu tersebut yaitu Biokimia. Jadi ruang lingkup biokimia antara
lain meliputi studi tentang susunan kimia sel, sifat-sifat senyawa serta reaksi
kimia yang terjadi dalam sel, senyawa-senyawa yang menunjang aktivitas
organisme hidup serta energi yang diperlukan atau dihasilkan. Dengan kata lain
Biokimia menyangkut dua aspek yaitu struktur senyawa dan reaksi antar senyawa
dalam organisme hidup. Reaksi kimia yang terjadi dalam sel disebut metabolisme
merupakan bagian penting dan pusat perhatian dalam biokimia.
Maka dari itu disusunlah makalah ini dengan judul “KIMIA DALAM
KEHIDUPAN (CHEMISTRY OF LIFE)”
1.2 Tujuan
1.2.1Untuk mengetahui bagaimana proses kimia dalam kehidupan khusunya
tumbuhan
1.2.2 Untuk mengetahui komponen apa saja yang menyusun organisme
1.2.3 Untuk mengetahui serta macam-macam unsur hara yang dibutuhkan oleh
tumbuhan untuk melakukan reaksi-reaksi didalamnya
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Dasar Kimia dalam Kehidupan
2.1.1 Tatanama
Gambar 1.Logo IUPAC.
Tatanama kimia merujuk pada sistem penamaan senyawa kimia.Telah dibuat
sistem penamaan spesies kimia yang terdefinisi dengan baik.Senyawa organik
diberi nama menurut sistem tatanama organik. Senyawa anorganik dinamai
menurut sistem tatanama anorganik.
2.1.2 Atom
Atom adalah suatu kumpulan materi yang terdiri atas inti yang bermuatan positif,
yang biasanya mengandung proton dan neutron, dan beberapa elektron di
sekitarnya yang mengimbangi muatan positif inti.Atom juga merupakan satuan
terkecil yang dapat diuraikan dari suatu unsur dan masih mempertahankan
sifatnya, terbentuk dari inti yang rapat dan bermuatan positif dikelilingi oleh suatu
sistem elektron.
2.1.3 Ion
Ion atau spesies bermuatan, atau suatu atom atau molekul yang kehilangan atau
mendapatkan satu atau lebih elektron.Kation bermuatan positif (misalnya kation
natrium Na+) dan anion bermuatan negatif (misalnya klorida Cl−) dapat
membentuk garam netral (misalnya natrium klorida, NaCl). Contoh ion poliatom
yang tidak terpecah sewaktu reaksi asam-basa adalah hidroksida (OH−) dan fosfat
(PO43−).
2.1.4 Senyawa
Senyawa merupakan suatu zat yang dibentuk oleh dua atau lebih unsur dengan
perbandingan tetap yang menentukan susunannya.sebagai contoh, air merupakan
senyawa yang mengandung hidrogen dan oksigen dengan perbandingan dua
terhadap satu. Senyawa dibentuk dan diuraikan oleh reaksi kimia.
2.1.5 Molekul
Molekul adalah bagian terkecil dan tidak terpecah dari suatu senyawa kimia murni
yang masih mempertahankan sifat kimia dan fisik yang unik. Suatu molekul
terdiri dari dua atau lebih atom yang terikat satu sama lain.
2.1.6 Zat kimia
Suatu 'zat kimia' dapat berupa suatu unsur, senyawa, atau campuran senyawasenyawa, unsur-unsur, atau senyawa dan unsur.Sebagian besar materi yang kita
temukan dalam kehidupan sehari-hari merupakan suatu bentuk campuran,
misalnya air, aloy, biomassa, dll.
Bahan Pembangun Kimia
 Unsur adalah suatu macam materi dasar, dan satuan terkecil suatu unsur
adalah atom. Unsur tersusun dari hanya satu jenis atom.
 Unsur-unsur paling lazim dalam semua bentuk kehidupan adalah karbon
(C), Hidrogen (H), Oksigen (O), dan Nitrogen (N)
2.1.7 Ikatan kimia
Gambar 3.Orbital atom dan orbital molekul elektron
Ikatan kimia merupakan gaya yang menahan berkumpulnya atom-atom dalam
molekul atau kristal. Pada banyak senyawa sederhana, teori ikatan valensi dan
konsep bilangan oksidasi dapat digunakan untuk menduga struktur molekular dan
susunannya.Serupa dengan ini, teori-teori dari fisika klasik dapat digunakan untuk
menduga banyak dari struktur ionik.Pada senyawa yang lebih kompleks/rumit,
seperti kompleks logam, teori ikatan valensi tidak dapat digunakan karena
membutuhken pemahaman yang lebih dalam dengan basis mekanika kuantum.
Ikatan Kimia
 Ikatan ion menyangkut tarikan ion-ion bermuatan berlawanan. Contoh :
Na+ Cl Dalam
electron.
ikatan-ikatan
kovalen,atom-atom
berbagi
pasang-pasang
Gambar 4. Ikatan kovalen
Ikatan kovalen merupakan hasil dari kecenderungan atom untuk melengkapi
elektron pada orbitnya.Dua atau lebih atom dapat mengisi kekurangan dalam
orbitnya dengan saling berbagi elektron. Sebuah contoh yang bagus adalah
molekul air (H2O), yang unsur pembentuknya (dua atom hidrogen dan satu atom
oksigen) membentuk ikatan kovalen. Dalam senyawa ini, oksigen melengkapi
jumlah elektron pada orbit kedua menjadi delapan dengan berbagi dua elektron
(masing-masing satu elektron) dari orbit dua buah atom hidrogen; dengan cara
yang sama, setiap atom hidrogen "meminjam" satu elektron dari atom oksigen
untuk melengkapi kulitnya sendiri. (Harun,2011)
Gambar 5. Struktur metana: empat atom hidrogen membagi setiap satu
elektron dengan sebuah atom karbon.
 Ikatan Hidrogen adalah gaya tarik lemah antara daerah-daerah polar
dari atom – atom hydrogen dan atom oksigen atau nitrogen.
2.1.8 Wujud zat
Fase adalah kumpulan keadaan sebuah sistem fisik makroskopis yang relatif
serbasama baik itu komposisi kimianya maupun sifat-sifat fisikanya (misalnya
masa jenis, struktur kristal, indeks refraksi, dan lain sebagainya). Contoh keadaan
fase yang kita kenal adalah padatan, cair, dan gas. Keadaan fase yang lain yang
misalnya plasma, kondensasi Bose-Einstein, dan kondensasi Fermion. Keadaan
fase dari material magnetik adalah paramagnetik, feromagnetik dan diamagnetik.
2.1.9 Reaksi kimia
Gambar 6. Reaksi kimia
Reaksi kimia antara hidrogen klorida dan amonia membentuk senyawa baru
amonium klorida
Reaksi kimia adalah transformasi/perubahan dalam strukturmolekul.Reaksi ini
bisa menghasilkan penggabungan molekul membentuk molekul yang lebih besar,
pembelahan molekul menjadi dua atau lebih molekul yang lebih kecil, atau
penataulanganatom-atom
dalam
molekul.Reaksi
kimia
selalu
melibatkan
terbentuk atau terputusnya ikatan kimia. (Jimmy,2011)
Reaksi Kimia
 Katabolisme, penguraian molekul-molekul,melepaskan energi.
 Anabolisme, sintesis molekul-molekul yang lebih besar,memerlukan
energi.
X–Y
X + Y + energi (exergonik)
X + Y + energi
X – Y (endergonik)
( Ibrahim,2011)
2.1.10 Kimia kuantum
Kimia kuantum secara matematis menjelaskan kelakuan dasar materi pada tingkat
molekul.Secara prinsip, dimungkinkan untuk menjelaskan semua sistem kimia
dengan menggunakan teori ini. Dalam praktiknya, hanya sistem kimia paling
sederhana yang dapat secara realistis diinvestigasi dengan mekanika kuantum
murni dan harus dilakukan hampiran untuk sebagian besar tujuan praktis
(misalnya, Hartree-Fock, pasca-Hartree-Fock, atau teori fungsi kerapatan, lihat
kimia komputasi untuk detilnya). Karenanya, pemahaman mendalam mekanika
kuantum tidak diperlukan bagi sebagian besar bidang kimia karena implikasi
penting dari teori (terutama hampiran orbital) dapat dipahami dan diterapkan
dengan lebih sederhana.
Dalam mekanika kuantum (beberapa penerapan dalam kimia komputasi dan kimia
kuantum), Hamiltonan, atau keadaan fisik, dari partikel dapat dinyatakan sebagai
penjumlahan dua operator, satu berhubungan dengan energi kinetik dan satunya
dengan energi potensial.Hamiltonan dalam persamaan gelombang Schrödinger
yang digunakan dalam kimia kuantum tidak memiliki terminologi bagi putaran
elektron.
Penyelesaian persamaan Schrödinger untuk atom hidrogen memberikan bentuk
persamaan gelombang untuk orbital atom, dan energi relatif dari orbital 1s, 2s, 2p,
dan 3p.Hampiran orbital dapat digunakan untuk memahami atom lainnya seperti
helium, litium, dan karbon. (Jimmy,2011
2.2 Struktur Penyusun Organisme Tumbuhan dan Reaksi-Reaksi di
Dalamnya
2.2.1 ATOM
Atom adalah suatu satuan dasar materi, yang terdiri atas inti atom serta
awan elektron bermuatan negatif yang mengelilinginya. Inti atom terdiri
atas proton yang bermuatan positif, dan neutron yang bermuatan netral (kecuali
pada inti atom Hidrogen-1, yang tidak memiliki neutron). Elektron-elektron pada
sebuah atom terikat pada inti atom oleh gaya elektromagnetik. Sekumpulan atom
demikian
pula
dapat
berikatan
satu
sama
lainnya,
dan
membentuk
sebuah molekul. Atom yang mengandung jumlah proton dan elektron yang sama
bersifat netral, sedangkan yang mengandung jumlah proton dan elektron yang
berbeda bersifat positif atau negatif dan disebut sebagai ion. Atom dikelompokkan
berdasarkan jumlah proton dan neutron yang terdapat pada inti atom tersebut.
Jumlah proton pada atom menentukan unsur kimia atom tersebut, dan
jumlah neutron menentukan isotop unsur tersebut.
Dalam pengamatan sehari-hari, secara relatif atom dianggap sebuah objek
yang sangat kecil yang memiliki massa yang secara proporsional kecil pula. Atom
hanya dapat dipantau dengan menggunakan peralatan khusus seperti mikroskop
gaya atom. Lebih dari 99,9% massa atom berpusat pada inti atom, dengan proton
dan neutron yang bermassa hampir sama. Setiap unsur paling tidak memiliki satu
isotop dengan inti yang tidak stabil, yang dapat mengalami peluruhan radioaktif.
Hal ini dapat mengakibatkan transmutasi, yang mengubah jumlah proton dan
neutron pada inti. Elektron yang terikat pada atom mengandung sejumlah aras
energi, ataupun orbital, yang stabil dan dapat mengalami transisi di antara aras
tersebut dengan menyerap ataupun memancarkan foton yang sesuai dengan
perbedaan energi antara aras. Elektron pada atom menentukan sifat-sifat kimiawi
sebuah unsur, dan memengaruhi sifat-sifat magnetis atom tersebut.
Komponen- komponen Atom
Partikel-partikel penyusun atom ini adalah electron, proton, dan neutron.
Namun hydrogen-1 tidak mempunyai neutron. Demikian pula halnya pada ion
hydrogen positif H+. Dari kesemua partikel subatom ini, elektron adalah yang
paling ringan, dengan massa elektron sebesar 9,11 × 10−31 kg dan mempunyai
muatan negatif. Ukuran elektron sangatlah kecil sedemikiannya tiada teknik
pengukuran yang dapat digunakan untuk mengukur ukurannya. Proton memiliki
muatan
positif
dan
massa
1.836
kali
lebih
berat
daripada
elektron
(1,6726 × 10−27 kg). Neutron tidak bermuatan listrik dan bermassa bebas 1.839
kali massa electron atau (1,6929 × 10−27 kg).
Dalam model standar fisika, baik proton dan neutron terdiri dari partikel
elementer yang
disebut kuark.
Kuark
termasuk
kedalam
golongan
partikel fermion dan merupakan salah satu dari dua bahan penyusun materi dasar
(yang lainnya adalah lepton). Terdapat enam jenis kuark dan tiap-tiap kuark
tersebut memiliki muatan listri fraksional sebesar +2/3 ataupun −1/3. Proton
terdiri dari dua kuark naik dan satu kuark turun, manakala neutron terdiri dari satu
kuark naik dan dua kuark turun. Perbedaan komposisi kuark ini memengaruhi
perbedaan massa dan muatan antara dua partikel tersebut. Kuark terikat bersama
oleh gaya nuklir kuat yang diperantarai oleh gluon. Gluon adalah anggota
dari boson tolok yang merupakan perantara gaya-gaya fisika.
Gambar 7. Model Atom
Gambar 8. Struktur Atom dan Atomic
Inti atom
Gambar 9. Grafik
Energy pengikatan yang diperlukan oleh nucleon untuk lolos dari inti pada
berbagai isotope.
Inti atom terdiri atas proton dan neutron yang terikat bersama pada pusat
atom.
Secara
kolektif,
proton
dan
neutron
tersebut
disebut
sebagai nukleon (partikel penyusun inti). Diameter inti atom berkisar antara 1015
hingga
10-14m.
Jari-jari
inti
diperkirakan
sama
dengan
fm,
dengan A adalah jumlah nukleon. Hal ini sangatlah kecil dibandingkan dengan
jari-jari atom. Nukleon-nukleon tersebut terikat bersama oleh gaya tarik-menarik
potensial yang disebut gaya kuat residual. Pada jarak lebih kecil daripada 2,5 fm,
gaya ini lebih kuat daripada gaya elektrostatik yang menyebabkan proton saling
tolak menolak.
Atom dari unsur kimia yang sama memiliki jumlah proton yang sama,
disebut nomor atom. Suatu unsur dapat memiliki jumlah neutron yang bervariasi.
Variasi ini disebut sebagai isotop. Jumlah proton dan neutron suatu atom akan
menentukan nuklida atom tersebut, sedangkan jumlah neutron relatif terhadap
jumlah proton akan menentukan stabilitas inti atom, dengan isotop unsur tertentu
akan menjalankan peluruhan radioaktif.
Neutron dan proton adalah dua jenis fermion yang berbeda. Asas
pengecualian Pauli melarang adanya keberadaan fermion yang identik (seperti
misalnya proton berganda) menduduki suatu keadaan fisik kuantum yang sama
pada waktu yang sama. Oleh karena itu, setiap proton dalam inti atom harusnya
menduduki keadaan kuantum yang berbeda dengan aras energinya masingmasing. Asas Pauli ini juga berlaku untuk neutron. Pelarangan ini tidak berlaku
bagi proton dan neutron yang menduduki keadaan kuantum yang sama.
Untuk atom dengan nomor atom yang rendah, inti atom yang memiliki
jumlah proton lebih banyak daripada neutron berpotensi jatuh ke keadaan energi
yang lebih rendah melalui peluruhan radioaktif yang menyebabkan jumlah proton
dan neutron seimbang. Oleh karena itu, atom dengan jumlah proton dan neutron
yang berimbang lebih stabil dan cenderung tidak meluruh. Namun, dengan
meningkatnya nomor atom, gaya tolak-menolak antar proton membuat inti atom
memerlukan proporsi neutron yang lebih tinggi lagi untuk menjaga stabilitasnya.
Pada inti yang paling berat, rasio neutron per proton yang diperlukan untuk
menjaga stabilitasnya akan meningkat menjadi 1,5.
Gambar 10. Komponen Atom
Gambaran proses fusi nuklir yang menghasilkan inti deuterium (terdiri dari satu
proton dan satu neutron). Satu positron (e+) dipancarkan bersamaan dengan
neutrino electron.
Jumlah proton dan neutron pada inti atom dapat diubah, walaupun hal ini
memerlukan energi yang sangat tinggi oleh karena gaya atraksinya yang
kuat. Fusi nuklir terjadi ketika banyak partikel atom bergabung membentuk inti
yang lebih berat. Sebagai contoh, pada inti Matahari, proton memerlukan energi
sekitar 3–10 keV untuk mengatasi gaya tolak-menolak antar sesamanya dan
bergabung menjadi satu inti. Fusi nuklir merupakan kebalikan dari proses fusi.
Pada fusi nuklir, inti dipecah menjadi dua inti yang lebih kecil. Hal ini biasanya
terjadi melalui peluruhan radioaktif. Inti atom juga dapat diubah melalui
penembakan partikel subatom berenergi tinggi. Apabila hal ini mengubah jumlah
proton dalam inti, atom tersebut akan berubah unsurnya.
Jika massa inti setelah terjadinya reaksi fusi lebih kecil daripada jumlah
massa partikel awal penyusunnya, maka perbedaan ini disebabkan oleh pelepasan
pancaran energi (misalnya sinar gamma), sebagaimana yang ditemukan pada
rumus kesetaraan massa-energi Einstein, E = mc2, dengan m adalah massa yang
hilang dan c adalah kecepatan cahaya. Defisit ini merupakan bagian dari energi
pengikatan inti yang baru.
Fusi dua inti yang menghasilkan inti yang lebih besar dengan nomor atom
lebih rendah daripada besi dan nikel (jumlah total nukleon sama dengan 60)
biasanya bersifat eksotermik, yang berarti bahwa proses ini melepaskan
energi. Adalah proses pelepasan energi inilah yang membuat fusi nuklir
pada bintang dapat dipertahankan. Untuk inti yang lebih berat, energi pengikatan
per nukleon dalam inti mulai menurun. Ini berarti bahwa proses fusi akan
bersifat endotermik.
Awan electron
Elektron dalam suatu atom ditarik oleh proton dalam inti atom
melalui gaya elektromagnetik. Gaya ini mengikat elektron dalam sumur potensi
elektrostatik di sekitar inti. Hal ini berarti bahwa energi luar diperlukan agar
elektron dapat lolos dari atom. Semakin dekat suatu elektron dalam inti, semakin
besar gaya atraksinya, sehingga elektron yang berada dekat dengan pusat sumur
potensi memerlukan energi yang lebih besar untuk lolos.
Elektron, sama seperti partikel lainnya, memiliki sifat seperti partikel
maupun seperti gelombang (dualisme gelombang-partikel). Awan elektron adalah
suatu daerah dalam sumur potensi di mana tiap-tiap elektron menghasilkan sejenis
gelombang diam (yaitu gelombang yang tidak bergerak relatif terhadap inti) tiga
dimensi. Perilaku ini ditentukan oleh orbital atom, yakni suatu fungsi matematika
yang menghitung probabilitas suatu elektron akan muncul pada suatu lokasi
tertentu ketika posisinya diukur. Hanya akan ada satu himpunan orbital tertentu
yang berada disekitar inti, karena pola-pola gelombang lainnya akan dengan cepat
meluruh menjadi bentuk yang lebih stabil.
Gambar 11. Orbital
Fungsi gelombang dari lima orbital atom pertama. Tiga orbital 2p
memperlihatkan satu bidang simpul.
Tiap-tiap orbital atom berkoresponden terhadap aras energi elektron
tertentu. Elektron dapat berubah keadaannya ke aras energi yang lebih tinggi
dengan menyerap sebuah foton. Selain dapat naik menuju aras energi yang lebih
tinggi, suatu elektron dapat pula turun ke keadaan energi yang lebih rendah
dengan memancarkan energi yang berlebih sebagai foton.
Energi yang diperlukan untuk melepaskan ataupun menambah satu
elektron (energi pengikatan elektron) adalah lebih kecil daripada energi
pengikatan nukleon. Sebagai contohnya, hanya diperlukan 13,6 eV untuk
melepaskan elektron dari atom hidrogen. Bandingkan dengan energi sebesar
2,3 MeV yang diperlukan untuk memecah intideuterium. Atom bermuatan listrik
netral oleh karena jumlah proton dan elektronnya yang sama. Atom yang
kekurangan ataupun kelebihan elektron disebut sebagai ion. Elektron yang terletak
paling luar dari inti dapat ditransfer ataupun dibagi ke atom terdekat lainnya.
Dengan cara inilah, atom dapat saling berikatan membentuk molekul.
Valensi dan perilaku ikatan
Kelopak atau kulit elektron terluar suatu atom dalam keadaan yang tak
terkombinasi disebut sebagai kelopak valensi dan elektron dalam kelopak tersebut
disebut elektron
valensi.
Jumlah
elektron
valensi
menentukan
perilaku ikatan atom tersebut dengan atom lainnya. Atom cenderung bereaksi
dengan satu sama lainnya melalui pengisian (ataupun pengosongan) elektron
valensi terluar atom. Ikatan kimia dapat dilihat sebagai transfer elektron dari satu
atom ke atom lainnya, seperti yang terpantau pada natrium klorida dan garamgaram ionik lainnya. Namun, banyak pula unsur yang menunjukkan perilaku
valensi berganda, atau kecenderungan membagi elektron dengan jumlah yang
berbeda pada senyawa yang berbeda. Sehingga, ikatan kimia antara unsur-unsur
ini cenderung berupa pembagian elektron daripada transfer elektron. Contohnya
meliputi unsur karbon dalam senyawa organik.
Unsur-unsur
kimia sering
ditampilkan
dalam tabel
periodik yang
menampilkan sifat-sifat kimia suatu unsur yang berpola. Unsur-unsur dengan
jumlah elektron valensi yang sama dikelompokkan secara vertikel (disebut
golongan). Unsur-unsur pada bagian terkanan tabel memiliki kelopak terluarnya
terisi penuh, menyebabkan unsur-unsur tersebut cenderung bersifat inert (gas
mulia).
Gambar 12. Valences of Various Elements
2.2.2 SEL TUMBUHAN
Sel tumbuhan yaitu unit terkecil yang mempunyai kemampuan melakukan
aktivitas yang berhubungan dengan proses hidup tumbuh-tumbuhan. Bentuk dan
ukuran, antara lain :
1. Kubus, prisma, bundar seperti benang
2. 15-100 mu pada sel parenkhim daun
3. Beberapa cm pada sel serat pembuluh xylem (Aini, 2011)
4.
Beberapa cm pada sel serat pembuluh xylem (Aini, 2011)
Dalam biologi, sel adalah kumpulan materi paling sederhana yang dapat
hidup dan merupakan unit penyusun semua makhluk hidup. Sel mampu
melakukan semua aktivitas kehidupan dan sebagian besar reaksi kimia untuk
mempertahankan kehidupan berlangsung di dalam sel. (Anonymous a, 2011)
Fitur-fitur berbeda tersebut meliputi:

Vakuola yang besar (dikelilingi membran, disebut tonoplas, yang menjaga
turgor sel dan mengontrol pergerakan molekul di antara sitosol dan getah.

Dinding sel yang tersusun atas selulosa dan protein, dalam banyak kasus
lignin, dan disimpan oleh protoplasma di luar membran sel. Ini berbeda
dengan dinding sel fungi, yang dibuat dari kitin, dan prokariotik, yang
dibuat dari peptidoglikan.

Plasmodesmata, merupakan pori-pori penghubung pada dinding sel
memungkinkan setiap sel tumbuhan berkomunikasi dengan sel berdekatan
lainnya. Ini berbeda dari jaringan hifa yang digunakan oleh fungi.

Plastida, terutama kloroplas yang mengandung klorofil, pigmen yang
memberikan warna hijau bagi tumbuhan dan memungkinkan terjadinya
fotosintesis.

Kelompok tumbuhan tidak berflagella (termasuk konifer dan tumbuhan
berbuga) juga tidak memiliki sentriol yang terdapat di sel hewan.
(Anonymous b, 2011)
Molekul kehidupan sel

Dasar kimia kehidupan sel: masing-masing penyusun sel tersusun atas
molekul atau materi. Materi tersusun atas elemen atau atom.

Elemen atau atom adalah unti dasar kimia yang tidak dapat dipecah
dengan proses kimia. Atom tersusun atas subpartikel atom yang disebut
neutron, proton, dan elektron.

Neutron dan proton terdapat pada inti atom dan elektron terdapat pada
kulit atom.

Jumlah proton menunjukkan nomor atom. Contoh atom helium (simbol
He) yang memiliki 2 proton, maka nomor atom He=2. Atom yang sama
memiliki sifat, init dan kulit, yang sama. Atom yang berbeda memiliki
sifat dan jumlah subatom yang berbeda.

Atom yang sama dapat memiliki jumlah neutron yang berbeda, dan
mereka disebut isotop. Contoh isotop adalah atom Carbon-12 bisa ditulis
12
C memiliki 6 neutron. Di alam 99% atom Carbon adalah dalam bentuk
isotop 12C, dan yang 1% adalah 13C dengan 7 neutron.

Isotop ini telah dimanfaatkan dalam memecahkan banyak masalah biologi
dan lain-lain masalah dalam ilmu pengetahuan.

Atom-atom sesama atau atom yang berbeda dapat saling berikatan. Ikatan
antar atom membentuk molekul.Ikatan antar atom itu disebut ikatan
kimiaIkatan kimia antara ion disebut ikatan ion, yaitu elektron dari suatu
atom dapat diperoleh dari atau hilang ke atom lainnya.

Banyak jenis ikatan kimia, ada ikatan hidrogen, ikatan antar atom
hidrogen, ada ikatan kovalen, dan lain-lain ikatan kimiaIkatan hidrogen
pada suatu molekul menentukan sifat polaritas molekul. Artinya apabila
ada ikatan hidrogen pada suatu molekul berarti molekul itu bersifat polar.

Tubuh kita tidak dapat membuat air tetapi dalam tubuh dapat berlangsung
sejumlah reaksi kimia yang menghasilkan materi.Ikatan antar atom dan
bahkan antar molekul menentukan stabilitas antar komponen yang saling
berikatan itu dan kemudian menentukan stabilitas struktur dan menentukan
fungsi molekul apabila itu adalah molekul yang menyusun kehidupan.
Molekul Kehidupan

Molekul-molekul yang menyusun kehidupan dan karenanya disebut
molekul biologi, yaitu molekul yang dapat dijumpai terdapat dalam suatu
sel.

Molekul-molekul tersebut adalah karbohidrat, protein, lemak, dan asam
nukleat.

Sel dapat membuat molekul-molekul. Hampir semua molekul yang dibuat
sel (komponen dasar molekul biologi) terdiri atas sejumlah atom carbon
yang saling berikatan dan berikatan dengan atom lain.

Oleh karena itu, komponen yang mengandung atom carbon diketahui
sebagai komponen organik. Jumlah atom carbon dalam suatu molekul
biologi digunakan dasar pengelompokan molekul.

Dengan kata lain keragaman molekul kehidupan didasarkan pada
kenadungan atom carbon yang dimilikinya. Komponen organik memiliki
kerangka atom carbon dan terikat pada kerangka tersebut adalah atomatom yang membentuk suatu gugus fungsional, misalnya gugus alkohol,
gugus amino, gugus aldehid, gugus keton, dll.

Sel membuat molekul besar (makro molekul) dari molekul-molekul kecil
dengan reaksi kimia.Molekul besar selain dibangun dengan reaksi kimia
juga dihancurkan atau dipecah dengan reaksi kimia.

Ada reaksi yang disebut sintesa dehidrasi yaitu sintesa molekul dengan
cara menghilangkan molekul airnnya. Ada reaksi yang disebut hidrolisis,
yaitu proses pemecahan molekul dengan air. Reaksi kimia terjadi pada
sistem dalam organisme, baik intraseluler (dalam sel) atau ekstraseluler (di
luar sel).
1. Karbohidrat

Karbohidrat adalah glukosa, fruktosa yang tergolong pada karbohidrat
sederhana karena terdiri atas monosakarida.

Molekul karbohidrat terbuat dari atom carbon dan air (CH2O). Ada yang
disebut disakarida yaitu yang terdiri atas dua molekul monosakarida yang
dibuat dalam tubuh, contohnya maltosa (terdiri atas glukosa dan glukosa),
sukrosa yang terdiri atas glukosa dan fruktosa.

Karbohidrat yang terdiri atas lebih dari dua monosakarida disebut
polisakarida, yaitu rantai panjang gula contohnya adalah tepung, glikogen,
selulosa dll. Hewan dapat menghidrolisa pati (tepung) menjadi glukosa
dengan enzim, tetapi hewan tidak dapat mencernakan (menghidrolisa)
selulosa.
2. Lemak

Umumnya lemak berupa molekul penyimpan energi. Lemak dibuat dari
atom carbon dan hidrogen dengan sedikit oksigen.

Lemak bersifat hidrofobik, yaitu tidak dapat bercampur dengan ari. Lemak
tersusun atas polimer dari asam lemak dan gliserol/trigliserida. Ada lemak
yang tidak jenuh yaitu asam lemak dan lemak yang memiliki ikatan
rangkap.

Lemah jenuh adalah lemak dengan jumlah hidrogen maksimum yang
berperanan pada penyakit kardiovasculer dengan menyebabkan
athreosclerosis atau plaque tertimbun pada permukaan dalam pembuluh
darah.

Ada lemak lain yang disebut fosfolipid (lipid dengan atom fosfat), malam,
steroid (a.l kolesterol), anabolik steroid, dll.
3. Protein

Protein adalah molekul yang amat esensial untuk struktur dan aktivitas
kehidupan (rambut, otot, antibodi, hormon, enzim). Protein tersusun atas
20 asam amino.

Struktur umum protein berupa atom carbon alfa yang berikatan dengan
atom hidrogen, gugus amino, gugus karboksil dan gugus lain yang
bervariasi yang menyusun bagian asam amino.

Asam amino terikat satu sama lain dengan ikatan peptida. Ikatan peptida
dapat dipecah dengan hidrolisis.

Struktur protein ada empat level yaitu struktur primer, sekunder, tersier,
dan kuartener.
3. Asam nukleat

Asam nukleat terdiri atas polimer nukleotida. Nukleotida adalah molekul
yang terdiri atas gugus fosfat, gula beratom carbon (C) lima, dan basa
nitrogen.

Ada dua tipe asam nukleat yaitu deoxyribonucleic acid (DNA) atau asam
deoksiribonukleat (ADN) dan ribonucleic acid (RNA) atau asam
ribonukleat (ARN). Material genetik yang diturunkan organisme dari
orang tuanya terdiri atas DNA.

Dalam DNA terdapat gen, yaitu suatu rangkaian khusus molekul DNA
yang memprogram urutan asam amino tertentu penyusun struktur primer
protein.

Dalam menentukan struktur primer protein, gen menentukan struktur tiga
dimensinya, dan oleh karena itu menentukan fungsi protein.

Jadi melalui aksi protein yang dihasilkan, DNA mengatur kehidupan sel
dan organisme.

Dalam melaksanakan fungsinya, DNA tidak bekerja secara langsung.
Kerjanya melalui atau diperantarai oleh RNA. Informasi dalam DNA
dipindahkan ke RNA (transkripsi) yang kemudian diterjemahkannya
menjadi protein (translasi).

Sama halnya dengan polisakarida dan polipeptida asam nukleat juga
dibentuk dari monomernya melalui proses sintesa dehidrasi.

Biasanya RNA memiliki untai tunggal, dan DNA memiliki untai ganda
(Anonymous c, 2011)
a. Bagian-Bagian Sel
Bagian-Bagian Sel yaitu :
1. Dinding sel yang terdiri dari dinding sel primer, sekunder dan lamela
tengah.
2. Protoplast yang terdiri dari nucleus dan sitoplastma. Dimana pada
sitoplastma terdapat ribosom, mitokondria, vakuola dan plastida. Dan pada
vakuola nanti ada senyawa organik dan an-organik.
b. Dinding Sel
Dinding sel yaitu sel muda dindingnya tipis atau primer, kemudian terjadi
penebalan atau sekunder. Pada bagian tertentu tidak terjadi penebalan atau
terbentuk lubang antar sel atau pit (noktah).
Senyawa penyusun dinding sel antara lain :
-
Pectin
-
Cellulosa
-
Lignin
-
Suberin atau gabus
-
Chitine atau kresik
Sifat Kimia Dinding Sel Tumbuhan
Dinding sel tersusun oleh zat organik dan anorganik. Zat-zat organik yang
dijumpai pada dinding sel adalah :
*) pektin *) hemiselulosa *) pentosan *) protopektin *) lignin
*) kutin *) selulose *) suberin *) sapropolenin
Adanya zat-zat tersebut dapat diketahui dengan pembubuhan reagensia tertentu
yang disebut reaksi mikrokimia.
Zat-zat anorganik yang terdapat pada dinding sel antara lain : kersik (SiO2) dan
zat kapur.
Sel terdiri dari :
_ Komponen Protoplasmik : sitoplasma, nucleus, plastida, mitokondria
_ Komponen Non Protoplasmik/benda-benda ergastik : vakuola, karbohidrat,
protein, lemak, tanin, Ca-oxalat, dinding sel.
Dinding sel pada sel yang masih muda adalah tipis, makin dewasa sel tersebut
dinding selnya relatif bertambah tebal, sehingga terbentuknya dinding sel sangat
erat hubungannya dengan perkembangan sel tersebut. Penebalan dinding masingmasing sel berbeda-beda karena disesuaikan dengan fungsinya, sehingga terdapat
perbedaan bentuk sel.
Reaksi mikrokimia pada dinding sel :
1) Selulosa
Selulosa merupakan polisakarida dengan rumus (C6H10O5)n. tidak larut dalam
air, air mendidih, asam dan alkali encer, serta KOH pekat. Dengan H2SO4 pekat
dihidrolisa menjadi glukosa. Oleh enzim selulase diubah menjadi glukosa dan
fruktosa.
Selulosa (C6H10O5)n adalah polimer berantai panjang polisakarida karbohidrat,
dari beta-glukosa. Selulosa merupakan komponen struktural utama dari tumbuhan
dan tidak dapat dicerna oleh manusia.
2) Hemiselulosa
Menyerupai selulosa. Dengan asam encer dihidrolisa menjadi mannose +
galaktosa. Dapat dijumpai misal pada lendir tumbuhan.
Hemiselulosa yaitu polisakarida yang mengisi ruang antara serat-serat selulosa
dalam dinding sel tumbuhan. Secara biokimiawi, hemiselulosa adalah semua
polisakarida yang dapat diekstraksi dalah larutan basa (alkalis). Namanya berasal
dari anggapan, yang ternyata diketahui tidak benar, bahwa hemiselulosa
merupakan senyawa prekursor (pembentuk) selulosa.
Monomer penyusun hemiselulosa biasanya adalah rantai D-glukosa, ditambah
dengan berbagai bentuk monosakarida yang terikat pada rantai, baik sebagai
cabang atau mata rantai, seperti D-mannosa, D-galaktosa, D-fukosa, dan pentosapentosa seperti D-xilosa dan L-arabinosa.
Komponen utama hemiselulosa pada Dicotyledoneae didominasi oleh xiloglukan,
sementara pada Monocotyledoneae komposisi hemiselulosa lebih bervariasi. Pada
gandum, ia didominasi oleh arabinoksilan, sedangkan pada jelai dan haver
didominasi oleh beta-glukan.
3) Lignin
Zat kayu yang terdapat pada dinding sel yang telah mengkayu.
Lignin atau zat kayu adalah salah satu zat komponen penyusun tumbuhan.
Komposisi bahan penyusun ini berbeda-beda bergantung jenisnya. Lignin
terutama terakumulasi pada batang tumbuhan berbentuk pohon dan semak. Pada
batang, lignin berfungsi sebagai bahan pengikat komponen penyusun lainnya,
sehingga suatu pohon bisa berdiri tegak (seperti semen pada sebuah batang beton).
Berbeda dengan selulosa yang terbentuk dari gugus karbohidrat, struktur kimia
lignin sangat kompleks dan tidak berpola sama. Gugus aromatik ditemukan pada
lignin, yang saling dihubungkan dengan rantai alifatik, yang terdiri dari 2-3
karbon. Proses pirolisis lignin menghasilkan senyawa kimia aromatis berupa
fenol, terutama kresol.
4) Suberin
Suberin adalah lapisan pelindung bagian tumbuhan di bawah tanah. Suberin juga
melindungi sel gabus yang terbentuk pada kulit pohon oleh kegiatan
penghancuran dari pertumbuhan sekunder, dan ini terbentuk dari banyak sel
sebagai jaringan luka setelah pelukaan (misalnya setelah gugur daun dan pada
luka umbi kentang yang akan ditanam). Suberin juga terdapat pada dinding sel
akar yang tak terluka sebagai pita Caspari di endodermis dan eksodermis serta di
seludang berkas pembuluh pada rerumputan. Tumbuhan membentuk suberin bila
perubahan secara fisiologis atau perubahan perkembangan, atau faktor cekaman,
menyebabkan tumbuhan perlu menghambat difusi. Tapi pada tingkat molekul,
kejadian yang menyebabkan terbentuknya suberin belum diketahui.
5) Pektin
Dapat ditemukan pada dinding sel dari buah yang mengandung banyak gula. Bila
buah dimasak tampak beberapa zat gelatine.
Pektin merupakan segolongan polimer heterosakarida yang diperoleh dari dinding
sel tumbuhan darat. Pertama kali diisolasi oleh Henri Braconnot tahun 1825.
Wujud pektin yang diekstrak adalah bubuk putih hingga coklat terang. Pektin
banyak dimanfaatkan pada industri pangan sebagai bahan perekat dan stabilizer
(agar tidak terbentuk endapan).
Pektin pada sel tumbuhan merupakan penyusun lamela tengah, lapisan penyusun
awal dinding sel. Sel-sel tertentu, seperti buah, cenderung mengumpulkan lebih
banyak pektin. Pektinlah yang biasanya bertanggung jawab atas sifat "lekat".
Penggunaan pektin yang paling umum adalah sebagai bahan perekat/pengental
(gelling agent) pada selai dan jelly. Pemanfaatannya sekarang meluas sebagai
bahan pengisi, komponen permen, serta sebagai stabilizer untuk jus buah dan
minuman dari susu, juga sebagai sumber serat dalam makanan.
6) Khitin
Dapat ditemukan pada dinding sel Fungi (jamur).
Kitin adalah polisakarida struktural yang digunakan untuk menyusun eksoskleton
dari artropoda (serangga, laba-laba, krustase, dan hewan-hewan lain sejenis). [1]
Kitin tergolong homopolisakarida linear yang tersusun atas residu Nasetilglukosamin pada rantai beta dan memiliki monomer berupa molekul glukosa
dengan cabang yang mengandung nitrogen. Kitin murni mirip dengan kulit,
namun akan mengeras ketika dilapisi dengan garam kalsium karbonat. Kitin
membentuk serat mirip selulosa yang tidak dapat dicerna oleh vertebrata.
Kitin adalah polimer yang paling melimpah di laut. Sedangkan pada kelimpahan
di muka bumi, kitin menempati posisi kedua setelah selulosa. Hal ini karena kitin
dapat ditemukan di berbagai organisme eukariotik termasuk serangga, molusca,
krustase, fungi, alga, dan protista.
7) Mannan & Galaktan
Mannan merupakan tanaman polisakarida yang merupakan polimer dari gula
mannose . Hal ini umumnya ditemukan dalam ragi, bakteri dan tanaman. Hal ini
menunjukkan α (1-4) linkage. Ini adalah bentuk polisakarida penyimpanan.
(Saeffulloh, 2011)
Ciri-ciri :
a.Tipis (terbentuk saat sel tumbuh)
b. Membungkus membran – lekat dengan dinding primer
•
1-3 mm
•
9 – 25% sellulose dengan susunan searah (seperti kristal dan daya
renggang kawat baja dan pada kabel)
•
25 – 50% hemisellulose
•
10 – 35% pektat
•
10% protein
c. Berpori – diameter 3.5 – 5.2 mm (air = 0.3 mm; gula 1 mm).
Jadi apoplas (kain berpori di dalamnya ada balon diisi air)
2. Dinding Sekunder
 Protoplas – mengekskresikan setelah berhenti membesar
 Lebih tebal dari dinidng primer
 Sellulose 41 – 45%
 Hemisellulose 30%
 Lignin 22 – 28% - tidak mudah dimampatkan dan dibentuk
seperti batang baja (tidak layu ke - air)
lebih tegar
 Pola sel yang berhenti berkembang – lignin diendapkan pada lamella
tengah, dinidng primer, dinidng sekunder
 Misal : sel xylem/sel kayu/sel gabus, penebalan cincin, jaring-jaring
3. Lamela Tengah
Lamela tengah adalah senyawa pektat – gel atau buah mentah (gel, selai)
Plasmodeta :
•
Benang-benang sitoplasma yang melewati
•
Noktah – lapangan noktah primer
•
Simplas > apoplas, tetapi partikel diameter lebih kecil 10 mm
•
Adanya Pe+ hasil metabolisme pada dinding sel, terbentuk ceruk atau
noktah sederhana dan noktah terlindung
e. Protoplast
Plasma sel yaitu cairan sel, sebagai tempat distribusi beberapa organel
1. Inti sel/nucleus (membran, rangka, nucleolus, caira inti)
2. Plastida : leucoplast, chloroplast/chlorophyl, chromoplast
3. Mitokondria
4. Ribosom
5. Sentrosome dan lain sebagainya
f. Vakuola
- Membran vakuola atau tonoplast
g. Senyawa organik
Air sel (larutan garam, larutan alkaloid misalnya nikotin, kinin
Lemak, cadangan di biji
Butir pati, tepung, butir protein, pada biji-bijian
Minyak atsiri, rasa pedas (Aini, 2011)
2.2.3 Jaringan Tumbuhan
Dimana tubuh tumbuhan yang terdiri dari sel-sel itu akan berkumpul
membentuk jaringan, jaringan akan berkumpul membentuk organ dan seterusnya
sampai membentuk satu tubuh tumbuhan. Sedangkan jaringan dalam biologi
adalah sekumpulan sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama.
(Anonymouse, 2011)
Gambar 13. Jaringan tumbuhan
Ada 2 macam jaringan dan organ yang membentuk tubuh tumbuhan yaitu :
1. Jaringan meristem atau muda
Ciri – Csiri =
Sifat =
-
Jaringan dari kumpulan sel muda,
-
Terdapat pada titik tumbuh / ujung akar dan batang,
-
Berbentuk kubus,
-
Berdinding tipis,
-
Protoplas penuh
-
Senantiasa membelah,
-
Fungsi pertumbuhan (Aini, 2011)
Pada jaringan meristem atau muda terbagi dalam :
1.
Jaringan Meristem Primer
Jaringan meristem yang merupakan perkembangan lebih lanjut dari
pertumbuhan embrio.
Contoh: ujung batang, ujung akar. Meristem yang terdapat di ujung
batang dan ujung akar disebut meristem apikal. Kegiatan jaringan
meristem primer menimbulkan batang dan akar bertambang
panjang.Pertumbuhan jaringan meristem primer disebut pertumbuhan
primer.
2.
Jaringan Meristem Sekunder
Jaringan meristem sekunder adalah jaringan meristem yang berasal
dari jaringan dewasa yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan
jaringan meristem sekunder disebut pertumbuhan sekunder. Kegiatan
jaringan meristem menimbulkan pertambahan besar tubuh tumbuhan.
Contoh jaringan meristem skunder yaitu kambium.
Kambium adalah lapisan sel-sel tumbuhan yang aktif membelah dan
terdapat diantara xilem dan floem. Aktivitas kambium menyebabkan
pertumbuhan skunder, sehingga batang tumbuhan menjadi besar . Ini
terjadi pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae(tumbuhan berbiji
terbuka ).
Pertumbuhan kambium kearah luar akan membentuk kulit batang,
sedangkan kearah dalam akan membentuk kayu.Pada masa
pertumbuhan, pertumbuhan kambium kearah dalam lebih aktif
dibandingkan pertumbuhan kambium kearah luar, sehingga
menyebabkan kulit batang lebih tipis dibandingkan kayu.
Berdasarkan letaknya jaringan meristem dibedakan menjadi tiga yaitu
meristem apikal, meristem interkalardan meristem lateral.
a. Meristem apikal adalah meristem yang terdapat pada ujung akar dan
pada ujung batang. Meristem apikal selalu menghasilkan sel-sel untuk
tumbuh memanjang.Pertumbuhan memanjang akibat aktivitas meristem
apikal disebut pertumbuhan primer. Jaringan yang terbentuk dari
meristem apikal disebut jaringan primer.
b. Meristem interkalaratau meristem antara adalah meristem yang
terletak diantara jaringan meristem primer dan jaringan dewasa. Contoh
tumbuhan yang memiliki meristem interkalar adalah batang rumputrumputan (Graminae). Pertumbuhan sel meristem interkalar
menyebabkan pemanjangan batang lebih cepat, sebelum tumbuhnya
bunga.
c. Meristem lateral atau meristem samping adalah meristem yang
menyebabkan pertumbuhan skunder. Pertumbuhan skunder adalah
proses pertumbuhan yang menyebabkan bertambah besarnya akar dan
batang tumbuhan. Meristem lateral disebut juga sebagai kambium.
Kambium terbentuk dari dalam jaringan meristem yang telah ada pada
akar dan batang dan membentuk jaringan skunder pada bidang yang
sejajar dengan akar dan batang. (Aini, 2011)
Jadi jaringan Meristem itu jaringan yang sel-selnya selalu membelah
(mitosis) serta belum berdifferensiasi. Ada beberapa macam jaringan
meristem, antara lain :
- Titik tumbuh, terdapat pada ujung batang, meristem ini menyebabkan
tumbuh memanjang atau disebut juga tumbuh primer. Terdapat dua teori
yang menjelaskan pertumbuhan ini. Yang pertama adalah teori histogen
dari Hanstein yang menyatakan titik tumbuh terdiri dari dermatogens yang
menjadi epidermis, periblem yang menjadi korteks, dan plerom yang akan
menjadi silinder pusat. Teori kedua adalah teori Tunica-Corpus dari
Schmidt yang menyatakan bahwa titik tumbuh terdiri atas Tunica yang
fungsinya memperluas titik tumbuh, serta Corpus yang berdifferensiasi
menjadi jaringan-jaringan.
- Perisikel (perikambium) merupakan tempat tumbuhnya cabang-cabang
akar. Letaknya antara korteks dan silinder pusat.
- Kambium fasikuler (kambium primer). Kambium ini terdapat di antara
Xilem dan floem pada tumbuhan dikotil dan Gymnospermae. Khusus pada
tumbuhan monokotil, kambium hanya terdapat pada batang tumbuhan
Agave dan Pleomele. Kambium fasikuler kea rah dalam membentuk
Xilem dank e arah luar membentuk floem, sementara ke samping
membentuk jaringan meristematis yang berfungsi memperluas kambium.
Pertumbuhan
oleh
kambium
ini
disebut
pertumbuhan
sekunder
- Kambium sekunder (kambium gabus/ kambium felogen), kambium ini
terdapat padapermukaan batang atau akar yang pecah akibat pertumbuhan
sekunder. Kambium gabus kea rah luar membentu sel gabus pengganti
epidermis dank e arah dalam membentuk sel feloderm hidup. Kambium
inilah yang menyebabkan terjadinya lingkar tahun pada tumbuhan.
(Anonymous f, 2011)
2. Jaringan dewasa
Jaringan dewasa adalah jaringan yang sudah berhenti melaukakan
totipotensi , jaringan ini hanya membelah tetapi tidak melakukan
deferensiasi membentuk jaringan lain .
Gambar 14. Jaringan pada daun
Jaringan dewasa juga merupakan kelompok sel tumbuhan yang berasal
dari pembelahan sel - sel meristem dan telah mengalami pengubahan
bentuk yang disesuaikan dengan fungsinya (Diferensiasi).Jaringan dewasa
ada yang sudah tidak bersifat meristematik lagi (sel penyusunnya sudah
tidak membelah lagi) sehingga disebut jaringan permanen.
Berdasarkan bentuk dan fungsinya, jaringan dewasa pada tumbuhan
dibedakan menjadi empat macam jaringan yaitu:
a. Jaringan Epiderm
Gambar 15. Jaringan epidermis
Epidermis rnerupakan jaringan paling luar vang menutupi permukaan
organ tumbuhan, seperti: daun, bagian bunga, buah, biji, batang, dan akar.
Fungsi utama jaringan epidermis adalah sebagai pelindung jaringan yang
ada di bagian sebelah dalam. Bentuk, ukuran, dan susunan, serta fungsi sel
epidermis berbeda-beda pada berbagai jenis organ tumbuhan. Ciri khas sel
epidermis adalah sel--selnya rapat satu sama lain membentuk bangunan
padat tanpa ruang antar sel. Dinding sel epidermis ada yang tipis, ada yang
mengalami penebalan di bagian yang menghadap ke permukaan tubuh,
dan ada yang semua sisinya berdinding tebal dan mengandung lignin.
b. Jaringan Dasar (Parenkim)
Gambar 16. Jaringan dasar
Parenkim terdiri atas kelompok sel hidup yang bentuk, ukuran,
maupun
fungsinya
berbeda-beda.
Sel-sel
parenkim
mampu
mempertahankan kemampuannya untuk membelah meskipun telah dewasa
sehingga berperan penting dalam proses regenerasi.
Sel-sel parenkim yang telah dewasa dapat bersifat meristematik
bila lingkungannya memungkinkan. Jaringan parenkim terutama terdapat
pada bagian kulit batang dan akar, mesofil daun, daging buah, dan
endosperma biji. Sel-sel parenkim juga tersebar pada jaringan lain, seperti
pada parenkim xilem, parenkim floem, dan jari-jari empulur.
Ciri utama sel parenkim adalah memiliki dinding sel yang tipis,
serta lentur. Beberapa sel parenkim mengalami penebalan, seperti pada
parenkim xilem. Sel parenkim berbentuk kubus atau memanjang dan
mengandung vakuola sentral yang besar. Ciri khas parenkim yang lain
adalah sel-selnya banyak memiliki ruang antarsel karena bentuk selnya
membulat.
Parenkim yang mempunyai ruang antarsel adalah daun. Ruang antarsel
ini berfungsi sebagai sarana pertukaran gas antar klorenkim dengan udara
luar. Sel parenkim memiliki banyak fungsi, yaitu untuk berlangsungnya
proses fotosintesis, penyimpanan makanan dan fungsi metabolisme lain.
Isi sel parenkim bervariasi sesuai dengan fungsinya, misalnya sel yang
berfungsi untuk fotosintesis banyak mengandung kloroplas. Jaringan yang
terbentuk dari sel-sel parenkim semacam ini disebut klorenkim. Cadangan
makanan yang terdapat pada sel parenkim berupa larutan dalam vakuola,
cairan dalam plasma atau berupa kristal (amilum). Sel parenkim
merupakan struktur sel yang jumlahnya paling banyak menyusun jaringan
tumbuhan.
Ciri penting dari sel parenkim adalah dapat membelah dan
terspesialisasi menjadi berbagai jaringan yang memiliki fungsi khusus. Sel
parenkim biasanya menyusun jaringan dasar pada tumbuhan, oleh karena
itu disebut jaringan dasar. Berdasarkan fungsinya, parenkim dibagi
menjadi bebrapa jenis jaringan, yaitu:
1) Parenkim Asimilasi
Biasanya terletak di bagian tepi suatu organ, misalnya pada daun,
batang yang berwarna hijau, dan buah. Di dalam selnya terdapat
kloroplas, yang berperan penting sebagai tempat berlangsungnya
proses fotosintesis.
2) Parenkim Penimbun
Biasanya terletak di bagian dalam tubuh, misalnya: pada empulur
batang, umbi akaL umbi lapis, akar rimpang (rizoma), atau biji. Di
dalam sel-selnya terdapat cadangan makanan yang berupa gula,
tepung, lemak atau protein.
3) Parenkim Air
Terdapat pada tumbuhan yang hidup di daerah panas (xerofit)
untuk menghadapi masa kering, misalnya pada tumbuhan kaktus dan
lidah buaya.
4) Parenkim Udara
Ruang antar selnva besar, sel- sel penyusunnya bulat sebagai alat
pengapung di air, misalnya parenkim pada tangkai daun tumbuhan
enceng gondok
c. Jaringan Penyokong
Nama lainnya stereon. Fungsinya untuk menguatkan bagian tubuh
tumbuhan. Terdiri dari kolenkim dan sklerenkim.
a. Kolenkim
Sebagian besar dinding sel jaringan kolenkim terdiri dari senyawa
selulosa merupakan jaringan penguat pada organ tubuh muda atau bagian
tubuh tumbuhan yang lunak.
Berdasarkan bagian sel yang mengalami penebalan, sel kolenkim
dibedakan
atas:
1. kolenkim angular (kolenkim sudut), merupakan jaringan kolenkim
dengan penebalan dinding sel pada bagian sudut sel;
2. kolenkim lamelal, merupakan jaringan kolenkim yang penebalan
dinding selnya membujur;
3. kolenkim anular, merupakan kolenkim yang penebalan dinding selnya
merata pada bagian dinding sel sehinggi berbentuk pipa.
b. Sklerenkim
Selain
mengandung
selulosa
dinding sel,
jaringan
sklerenkim
mengandung senyawa lignin, sehingga sel-selnya menjadi kuat dan keras.
Sklerenkim terdiri dari dua macam yaitu serabut/serat dan sklereid atau sel
batu. Batok kelapa adalah contoh yang baik dari bagian tubuh tumbuhan
yang mengandung serabut dan sklereid.
d. Jaringan Pengangkut.
Gambar 17. Jaringan pengangkut
Jaringan pengangkut bertugas mengangkut zat-zat yang dibutuhkan
oleh tumbuhan. Ada 2 macam jaringan; yakni xilem atau pembuluh kayu
dan floem atau pembuluh lapis/pembuluh kulit kayu.
Xilem bertugas mengangkut air dan garam-garam mineral terlarut dari
akar ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Xilem ada 2 macam: trakea dan
trakeid.
Floem bertugas mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh
bagian tubuh tumbuhan.
e. Jaringan Gabus
Gambar 18. Jaringan Gabus
Fungsi jaringan gabus adalah untuk melindungi jaringan lain agar tidak
kehilangan banyak air, mengingat sel-sel gabus yang bersifat kedap air.
Pada Dikotil, jaringan gabus dibentuk oleh kambium gabus atau felogen,
pembentukan jaringan gabus ke arah dalam berupa sel-sel hidup yang
disebut feloderm, ke arah luar berupa sel-sel mati yang disebut felem.
(Aini, 2011)
2.2.4 Organ Tumbuhan
Gambar 19. Akar
Organ tumbuhan biji yang penting ada 3, yakni: akar, batang, daun.
Sedang bagian lain dari ketiga organ tersebut adalah modifikasinya, contoh: umbi
modifikasi akar, bunga modifikasi dari ranting dan daun.
a. AKAR
Asal akar adalah dari akar lembaga (radix), pada Dikotil, akar lembaga terus
tumbuh sehingga membentuk akar tunggang, pada Monokotil, akar lembaga mati,
kemudian pada pangkal batang akan tumbuh akar-akar yang memiliki ukuran
hampir sama sehingga membentuk akar serabut.
Akar monokotil dan dikotil ujungnya dilindungi oleh tudung akar atau
kaliptra, yang fungsinya melindungi ujung akar sewaktu menembus tanah, sel-sel
kaliptra ada yang mengandung butir-butir amylum, dinamakan kolumela.
1. Fungsi Akar
a. Untuk menambatkan tubuh tumbuhan pada tanah
b. Dapat berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan
c. Menyerap air dam garam-garam mineral terlarut
2. Anatomi Akar
Pada akar muda bila dilakukan potongan melintang akan terlihat bagianbagian dari luar ke dalam.
a. Epidermis
Susunan sel-selnya rapat dan setebal satu lapis sel, dinding selnya
mudah dilewati air. Bulu akar merupakan modifikasi dari sel epidermis
akar, bertugas menyerap air dan garam-garam mineral terlarut, bulu akar
memperluas permukaan akar. Air dan garam-garam mineral diserap oleh
tumbuhan dari dalam tanah melalui rambut-rambut akar yang terdapat
pada epidermis akar. Tumbuhan mengambil air, karbon dioksida, dan
oksigen dengan cara difusi, osmosis, dan transpor aktif.
Tumbuhan membutuhkan air sepanjang hidupnya. Setelah diserap
akar, air digunakan dalam semua reaksi kimia, mengangkut zat hara,
membangun turgor, dan akhirnya keluar dari daun sebagai uap atau air.
Tumbuhan mempunyai sistem pengangkutan air dan garam mineral yang
diperoleh dari tanah agar air tetap tersedia. Pada tumbuhan tingkat tinggi
terdapat dua macam cara pengangkutan air dan garam mineral yang
diperoleh dari tanah, yaitu ekstravaskular dan intravaskular.
Pengangkutan ekstravaskular adalah pengangkutan di luar berkas
pembuluh. Pengangkutan ini bergerak dari permukaan akar menuju ke
bagian-bagian yang letaknya lebih dalam dan menuju ke berkas pembuluh.
Sementara itu, pengangkutan intravaskular adalah pengangkutan melalui
berkas pembuluh dari akar menuju bagian atas tumbuhan.
1. Proses Pengangkutan Ekstravaskular
Pada pengangkutan ini, air akan masuk melalui sel epidermis akar
kemudian bergerak di antara sel-sel korteks. Air harus melewati
sitoplasma sel-sel endodermis untuk memasuki silinder pusat (stele).
Setelah sampai di stele, air akan bergerak bebas di antara sel-sel. Cara
transportasi dalam pengangkutan air dan mineral secara ekstravaskular
ada dua macam, yaitu apoplas dan simplas. Perhatikan Gambar 2.14.
Gambar 20.
Pengangkutan ekstravaskular
Gambar 21.
Pengangkutan ekstravaskular
secara simplas (a) dan apoplas (b)
Transportasi apoplas adalah menyusupnya air tanah secara difusi bebas
atau transpor pasif melalui semua bagian tidak hidup dari tumbuhan, misalnya
dinding sel dan ruang-ruang antarsel. Transportasi apoplas tidak dapat terjadi saat
melewati endodermis sebab dalam sel-sel endodermis terdapat pita kaspari yang
menghalangi air masuk ke dalam xilem. Pita kaspari ini terbentuk dari zat suberin
(gabus) dan lignin. Oleh karena itu,apoplas dapat terjadi di semua bagian kecuali
endodermis. Air yang menuju endodermis ditranspor secara simplas melalui sel
peresap.
Kebalikan
dari
transportasi
apoplas
adalah
transportasi
simplas.
Transportasi simplas yaitu bergeraknya air tanah dan zat terlarut melalui bagian
hidup dari sel tumbuhan. Pada sistem simplas ini perpindahan terjadi secara
osmosis dan transpor aktif melalui plasmodesmata. Transportasi simplas dimulai
dari sel-sel rambut akar ke sel-sel parenkim korteks yang berlapis-lapis, sel-sel
endodermis, sel-sel perisikel, dan akhirnya ke berkas pembuluh kayu atau xilem.
Pengangkutan mineral melalui transpor aktif. Mineral mampu masuk ke
dalam akar karena melawan gradien konsentrasi, yaitu dari daerah berkonsentrasi
rendah ke daerah berkonsentrasi tinggi.
2. Proses Pengangkutan Intravaskular
Pengangkutan
intravaskular
adalah
pengangkutan
melalui
berkas
pembuluh (xilem) dari akar menuju bagian atas tumbuhan. Pengangkutan air dan
mineral dimulai dari xilem akar ke xilem batang menuju xilem tangkai daun dan
ke xilem tulang daun. Pada tulang daun terdapat ikatan pembuluh. Air dari xilem
tulang daun ini masuk ke sel-sel bunga karang pada mesofil. Setelah mencapai
sel-sel bunga karang, air dan garam-garam mineral disimpan untuk digunakan
dalam proses fotosintesis dan transportasi. Transportasi pada trakea lebih cepat
daripada transportasi pada trakeida.
Gambar 22. Pengangkutan air dan garam mineral secara intravaskuler
Ada beberapa jenis tumbuhan yang tidak mempunyai trakea sehingga
trakeida merupakan satu-satunya saluran pengangkutan air tanah. Tumbuhan yang
tidak mempunyai trakea misalnya pada tumbuhan paku dan tumbuhan berbiji
terbuka. Pengangkutan air dan mineral dari bawah ke atas tubuh tumbuhan oleh
xilem mengikuti beberapa teori sebagai berikut.
a. Teori vital
Teori vital menyatakan bahwa perjalanan air dari akar menuju daun dapat
terlaksana karena adanya sel-sel hidup, misalnya sel-sel parenkim dan jari-jari
empulur di sekitar xilem.
b. Teori Dixon Joly
Teori Dixon Joly menyatakan bahwa naiknya air ke atas karena tarikan dari
atas, yaitu ketika daun melakukan transpirasi. Air selalu bergerak dari daerah
basah ke daerah kering.
c. Teori tekanan akar
Teori tekanan akar menyatakan bahwa air dan mineral naik ke atas karena
adanya tekanan akar. Tekanan akar ini terjadi karena perbedaan konsentrasi air
dalam air tanah dengan cairan pada saluran xilem. Tekanan akar paling tinggi
terjadi pada malam hari dan dapat menyebabkan merembesnya tetes-tetes air dari
daun tumbuhan (gutasi). Perhatikan Gambar 2.16.
Gambar 23. Gutasi
Pada dasarnya, pengangkutan air dan mineral dari tanah ke dalam
tumbuhan melibatkan tiga proses sebagai berikut.
a. Proses osmosis.
b. Proses difusi.
c. Proses transpor aktif.
Dari uraian di atas dapat disimpulkan bahwa pengangkutan air dan mineral
dari dalam tanah ke tubuh tumbuhan melalui lintasan tertentu.
Air yang diangkut xilem digunakan untuk fotosintesis dan sebagian
mengalami transpirasi. Laju transpirasi dipengaruhi oleh keadaan lingkungan,
misalnya kelembapan, suhu, cahaya, angin, dan kandungan air tanah.
Kelembapan berpengaruh terhadap laju transpirasi. Jika kelembapan udara
lingkungan di sekitar tumbuhan tinggi maka difusi air dalam ruang udara pada
tumbuhan akan berlangsung lambat. Sebaliknya, jika kelembapan di sekitar
tumbuhan rendah, difusi air dalam ruang udara pada tumbuhan berlangsung cepat.
Jika suhu lingkungan semakin tinggi maka laju transpirasi juga semakin
cepat. Demikian juga jika intensitas cahaya meningkat maka transpirasi tumbuhan
meningkat.
Angin cenderung meningkatkan laju transpirasi karena angin dapat
menyapu uap air yang terkumpul di dekat permukaan. Sementara itu, kandungan
air tanah juga dapat mempengaruhi laju transpirasi. Jika kandungan air tanah
cukup banyak sehingga potensial air tanah lebih tinggi daripada di dalam sel-sel
tumbuhan maka aliran air di dalam pembuluh kayu dan laju transpirasi meningkat.
Selain pengangkutan air dan mineral dari tanah, pada tumbuhan juga
terjadi pengangkutan hasil-hasil fotosintesis. Zat makanan hasil fotosintesis
ditimbun sementara pada daun. Namun, banyak tumbuhan yang mempunyai organ
penyimpanan misalnya umbi akar.
Selanjutnya, zat makanan ini mengalami pengangkutan ke bagian bagian
tumbuhan lain melalui pembuluh tapis (floem). Jadi, pembuluh tapis berfungsi
mengangkut hasil fotosintesis secara dua arah, yaitu dari daun ke tempat
penyimpanan makanan cadangan dan ke bagian bagian yang aktif tumbuh.
b. Korteks
Letaknya langsung di bawah epidermis, sel-selnya tidak tersusun rapat
sehingga banyak memiliki ruang antar sel. Sebagian besar dibangun oleh
jaringan parenkim.
c. Endodermis
Merupakan lapisan pemisah antara korteks dengan silinder pusat.Selsel endodermis dapat mengalami penebalan zat gabus pada dindingnya dan
membentuk seperti titik-titik, dinamakan titik Caspary. Pada pertumbuhan
selanjutnya penebalan zat gabus sampai pada dinding sel yang menghadap
silinder pusat, bila diamati di bawah mikroskop akan tampak seperti hutuf
U, disebut sel U, sehingga air tak dapat menuju ke silinder pusat. Tetapi
tidak semua sel-sel
endodermis
mengalami
penebalan, sehingga
memungkinkan air dapat masuk ke silinder pusat.Sel-sel tersebut
dinamakan sel penerus/sel peresap.
d. Silinder Pusat/Stele
Silinder pusat/stele merupakan bagian terdalam dari akar.
Terdiri dari berbagai macam jaringan :
- Persikel/Perikambium
Merupakan lapisan terluar dari stele. Akar cabang terbentuk dari
pertumbuhan persikel ke arah luar.
- Berkas Pembuluh Angkut/Vasis
Terdiri atas xilem dan floem yang tersusun bergantian menurut arah jari
jari. Pada dikotil di antara xilem dan floem terdapat jaringan kambium.
- Empulur
Letaknya paling dalam atau di antara berkas pembuluh angkut terdiri dari
jaringan parenkim.
b. BATANG
Terdapat perbedaan antara batang dikotil dan monokotil dalam susunan
anatominya.
Gambar 24.Jaringan Batang
1. Batang Dikotil
Pada batang dikotil terdapat lapisan-lapisan dari luar ke dalam :
a. Epidermis
Terdiri atas selaput sel yang tersusun rapat, tidak mempunyai ruang antar sel.
Fungsi epidermis untuk melindungi jaringan di bawahnya. Pada batang yang
mengalami pertumbuhan sekunder, lapisan epidermis digantikan oleh lapisan
gabus yang dibentuk dari kambium gabus.
b. Korteks
Korteks batang disebut juga kulit pertama, terdiri dari beberapa lapis sel, yang
dekat dengan lapisan epidermis tersusun atas jaringan kolenkim, makin ke
dalam tersusun atas jaringan parenkim.
c. Endodermis
Endodermis batang disebut juga kulit dalam, tersusun atas selapis sel,
merupakan lapisan pemisah antara korteks dengan stele. Endodermis
tumbuhan Anguiospermae mengandung zat tepung, tetapi tidak terdapat pada
endodermis tumbuhan Gymnospermae.
d. Stele/ Silinder Pusat
Merupakan lapisan terdalam dari batang. Lapis terluar dari stele disebut
perisikel atau perikambium. lkatan pembuluh pada stele disebut tipe kolateral
yang artinya xilem dan floem. Letak saling bersisian, xilem di sebelah dalam
dan floem sebelah luar.
Antara xilem dan floem terdapat kambium intravasikuler, pada perkembangan
selanjutnya jaringan parenkim yang terdapat di antara berkas pembuluh angkut
juga berubah menjadi kambium, yang disebut kambium intervasikuler.
Keduanya dapat mengadakan pertumbuhan sekunder yang mengakibatkan
bertambah besarnya diameter batang.
Pada tumbuhan Dikotil, berkayu keras dan hidupnya menahun, pertumbuhan
menebal sekunder tidak berlangsung terus-menerus, tetapi hanya pada saat air
dan zat hara tersedia cukup, sedang pada musim kering tidak terjadi
pertumbuhan sehingga pertumbuhan menebalnya pada batang tampak
berlapis-lapis, setiap lapis menunjukkan aktivitas pertumbuhan selama satu
tahun, lapis-lapis lingkaran tersebut dinamakan Lingkaran Tahun.
2. Batang Monokotil
Pada batang Monokotil, epidermis terdiri dari satu lapis sel, batas antara
korteks dan stele umumnya tidak jelas. Pada stele monokotil terdapat ikatan
pembuluh yang menyebar dan bertipe kolateral tertutup yang
artinya di antara xilem dan floem tidak ditemukan kambium. Tidak adanya
kambium pada Monokotil menyebabkan batang Monokotil tidak dapat tumbuh
membesar, dengan perkataan lain tidak terjadi pertumbuhan menebal
sekunder. Meskipun demikian, ada Monokotil yang dapat mengadakan
pertumbuhan menebal sekunder, misalnya pada pohon Hanjuang (Cordyline
sp) dan pohon Nenas seberang (Agave sp).
2.3 Proses Kimia yang Terjadi Pada Tumbuhan
2.3.1
Enzim pada Tumbuhan
Enzim ialah suatu zat yang dapat mempercepat laju reaksi dan ikut beraksi
didalamnya sedang pada saat akhir proses enzim akan melepaskan diri seolah –
olah tidak ikut bereaksi dalam proses tersebut.Enzim merupakan reaksi atau
proses kimia yang berlangsung dengan baik dalam tubuh makhluk hidup karena
adanya katalis yang mampu mempercepat reaksi. Koenzim mudah dipisahkan
dengan proses dialisis.
Enzim berperan secara lebih spesifik dalam hal menentukan reaksi mana
yang akan dipacu dibandingkan dengan katalisator anorganik sehingga ribuan
reaksi dapat berlangsung dengan tidak menghasilkan produk sampingan yang
beracun.
Enzim terdiri dari apoenzim dan gugus prostetik. Apoenzim adalah bagian
enzim yang tersusun atas protein. Gugus prostetik adalah bagian enzim yang tidak
tersusun atas protein. Gugus prostetik dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu
koenzim (tersusun dari bahan organik) dan kofaktor (tersusun dari bahan
anorganik).
a. Metabolisme Tumbuhan
Tumbuhan juga mengahasilkan senyawa metabolit sekunder yang
berfungsi untuk melindungi tumbuhan dari serangan serangga, bakteri, jamur dan
jenis patogen lainnya serta tumbuhan itu mampu menghasilkan vitamin untuk
kepentingan tumbuhan itu sendiri serta hormon – hormon yang merupakan sarana
bagi tumbuhan untuk berkomunikasi antara organnya atau jaringannya dalam
mengendalikan dan mengkoordinasi pertumbuhan dan perkembangannya.
Dalam tumbuhan pun terdapat proses metabolisme tumbuhan yang terdiri
dari anabolisme ( pembentkan senyawa yang lebih besar dari molekul – molekul
yang lebih kecil, molekul ini terdiri dari pati, selulose, protein, lemak dan asam
lemak. Prioses ini membutuhkan energi).Sedang katabolisme merupakan senyawa
dengan molekul yang besar membentuk senyawa – senyawa dengan molekul yang
lebih kecil dan menghasilkan energi.Sel dalam tubuh tumbuhan mampu mengatur
lintasan – lintasan metabolik yang dikendalikannnya agar terjadi dan dapat
mengatur kecepatan reaksi tersebut dengan cara memproduksi suatu katalisator
dalam jumlah yang sesuai dan tepat pada saat dibutuhkan. Katalisator inilah yang
disebut denagn enzim yang mampu mempercepat laju reaksi yang berkisar antara
108 sampai 1020.
b.
Sifat – Sifat Enzim
Sifat-sifat enzim adalah sebagai berikut :
1. Biokatalisator Enzim mempercepat laju reaksi, tetapi tidak ikut bereaksi.
2. Termolabil Enzim mudah rusak bila dipanaskan sampai dengan suhu tertentu.
3. Merupakan senyawa protein
4. Bekerja secara spesifik.Satu jenis enzim bekerja secara khusus hanya pada satu
jenis substrat. Misalnya enzim katalase menguraikan Hidrogen peroksida
(H2O2) menjadi air (H2O) dan oksigen (O2), sedangkan enzim lipase
menguraikan lemak + air menjadi gliserol + asam lemak.
c.
SusunanEnzim
Secara kimia, enzim yany lengkap (holoenzim) tersusun atas 2 bagian yaitu:
1. Bagian protein disebut Apoenzim yang bersifat labil ( mudah berubah) yang
dipengaruhi oleh suhu dan keasaman.
2. Bagian yang bukan protein yang disebut dengan gugus prostetik ( gugusan
aktif) yang berasal dari kofaktor.
d. Komposisi Kimia dan Struktur 3-Dimensi Enzim
Setiap enzim terbentuk dari molekul protein sebagai komponen utama
penyusunnya dan bebrapa enzim hanya terbentuk dari molekul protein dengan
tanpa adanya penambahan komponen lain. Protein lainnya seperti Sitokrom yang
membawa elektron pada fotosintesis dan respirasi tidak pula dapat digolongkan
sebagai enzim. Selain itu, protein yang terdapat dalam biji juga lebih berperan
sebagai bahan cadangan untuk digunakan dalam proses perkecambahan biji.
Protein hanya terbentuk dari satu ikatan poloipeptida yang menggumpal
membentuk suatu struktur yang bulat atau sperikal, contohnya ribonuklease.
Setiap rantai polipeptida atau molekul protein secara sponstan akan membentuk
konfigurasi dengan energi bebas terendah.
Dalam sitisol sel, asam amino lebih bersifat hidrofobik yang akan
mengumpul pada bagian dalam, sedang pada permukaan molekul protein atau
enzim asan amino bersifat hidrofilik.
e. Kompertementasi Enzim
Enzim – enzim yang berperan untuk fotosintesis terdapat pada
kloroplas. Enzim yang berperan penting dalam respirasi aerobik terdapat pada
mitokondria,
sedang
enzim
respirasi
lainnya
terdapat
dalam
sitosol.
Kompertemenisasi enzim akan meningkat edisiensi banyak proses yang
beralngsung di dalam sel, karena :
1.
Reaktan tersedia pada tempat dimana enzim tersedia.
2.
Senyawa akan dikonversi dikirim ke arah enzim yang berperan untuk
menghasilakn produk sesuai yang dikehendaki dan tidak disimpangkan pada
lintasan yang lain. Akan tetapi kompartemenisasi ini tidak bersifat absolut.
f. Fungsi Spesifik, Nomenklatur dan Penggolongan Enzim.
a. Fungsi Enzim
Yaitu sebagai katalis untuk proses biokimia yang terjadi dalam sel maupun
di luar sel makhluk hidup. Enzim ini berfungsi sebagai katalis yang sangan efisien
dan mempunyai derajat yang tinggi.
b. Tata nama dan Kekhasan Enzim
Setiap enzim disesuaikan dengan nama substratnya dengan menambahkan “ase”
dibelakangnya.
Kekhasan enzim asam amino sebagai substrat dapat mengalami reaksi
berbagai enzim.
c.Penggolongan Enzim
Enzim dapat digolongkan ke dalam 6 golongan yaitu :
1.
Oksidoreduktase terdapat dua enzimyaitu dehidrogenase dan oksidasi
2.
Transferase yaitu enzim yang bekerja sebagai katalis pada reaksi
pemindahan suatu gugus dari suatu senyawa lain
3.
Hidrolase yaitu sebagai katalis reaksi hidrolisis
4.
Liase berperan dalam proses pemisahan
5.
Isomerase bekerja pada reaksi intramolekuler
6.
Ligase bekerja pada penggabungan dua molekul.
g. Ciri- Ciri Enzim
Ciri – ciri dari enzim ialah sebagai berikut :
1.Merupakan sebuah protein,jadi sifatnya sama dengan protein yaitu dapat
menggumpal dalam suhu tinggi dan terpengaruh oleh temperatur.
2. Bekerja secara khusus,artinya hanya untuk bekerja dalam satu reaksi saja tidak
dapat digunakan dalam beberapa reaksi.
3. Dapat digunakan berulang kali,enzim dapat digunakan berulang kali karena
enzim tidak berubah pada saat terjadi reaksi.
4. Rusak oleh panas,enzim tidak tahan pada suhu tinggi, kebanyakan enzim hanya
bertahan pada suhu 500C, rusaknya enzim oleh panas disebut dengan denaturasi.
5. Dapat bekerja bolak – balik,artinya satu enzim dapat menguraikan satu senyawa
menjadi senyawa yang lain.
h.
Isozim
Isozim atau Iso-enzim adalah dalam suatu campuran terdapat lebih dari
satu enzim yang dapat berperan dalam suatu substrat untuk memberikan suatu
hasil yang sama. Keuntungan bagi tumbuhan yang mengandung isoenzim adalah
karena isozim – isozim tersebut akan memiliki tanggapan yang berbeda terhadap
faltor – faktor lingkungan. Setiap isozim dihadapkan pada lingkungan kimia yang
berbeda dab masing – masing berperan pada posisi yang berbeda dalam lintasan
metabolic.
i. Cara Kerja Enzim
Molekul selalu bergerak dan bertumbukan satu sama lain. Jika suau
molekul substrat menumbuk molekul enzim yangtepat maka akan menempel pada
enzim. Tempat menempelnya molekul substrat pada enzim disebut dengan sisi
aktif. Ada dua teori yang menjelaskan mengenai cara kerja enzim yaitu:
1 Teori kunci dan gembok
Teori ini diusulkan oleh Emil Fischer pada 1894. Menurut teori ini, enzim
bekerja sangat spesifik. Enzim dan substrat memiliki bentuk geometri komplemen
yang sama persis sehingga bisa saling melekat.
2 Teori ketepatan induksi
Teori ini diusulkan oleh Daniel Koshland pada 1958. Menurut teori ini,
enzim tidak merupakan struktur yang spesifik melainkan struktur yang fleksibel.
Bentuk sisi aktif enzim hanya menyerupai substrat. Ketika substrat melekat pada
sisi aktif enzim, sisi aktif enzim berubah bentuk untuk menyerupai substrat.
j. Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
Ada banyak faktor yang mempengaruhi kerja enzim, yaitu:
1. Suhu
Semakin tinggi suhu, kerja enzim juga akan meningkat. Tetapi ada batas
maksimalnya. Untuk hewan misalnya, batas tertinggi suhu adalah 40ºC. Bila suhu
di atas 40ºC, enzim tersebut akan menjadi rusak. Sedangkan untuk tumbuhan
batas tertinggi suhunya adalah 25ºC.
2. pH
Pengaruh pH terhadap suatu enzim bervariasi tergantung jenisnya. Ada enzim
yang bekerja secara optimal pada kondisi asam. Ada juga yang bekerja secara
optimal pada kondisi basa.
3. Konsentrasi substrat
Semakin tinggi konsentrasi substrat, semakin meningkat juga kerja enzim tetapi
akan mencapai titik maksimal pada konsentrasi tertentu.
4. Konsentrasi enzim
Semakin tinggi konsentrasi enzim, semakin meningkat juga kerja enzim.
5. Adanya aktivator
Aktivator merupakan zat yang memicu kerja enzim.
6. Adanya inhibitor
Inhibitor merupakan zat yang menghambat kerja enzim. Inhibitor ini terdiri dari :
Hambatan Reversibel
Yang disebabkan oleh terjadinya proses destruksi atau modifikasi sebuah
gugus fungsi atau lebih yang terdapat pada molekul enzim. Hambatan reversible
dapat berupa hambatan bersaing dan hambatan tidak bersaing. Hambatan bersaing
disebabkan karena adanya molekul yang mirip dengan substrat, yang dapat pula
membentuk kompleks yaitu kompleks enzim inhibitor (EI), sedang hambatan
tidak bersaing ini tidak dipengaruhi oleh besarnya konsentrasi substrat dan
inhibitor yang melakukannya disebut inhibitor tidak bersaing.
Hambatan tidak Reversibel
Hambatan tidak reversible ini terjadi karena inhibitor bereaksi tidak
reversible dengan bagian tertentu pada enzim, sehingga mengakibatkan
berubahnya bentuk enzim.
Hambatan Alosterik
Hambatan ruang karena enzim tersebut tidak berbentuk hiperbola seperti
enzim -enzim yang lain tetapi akan terjadi grafik yang berbentuk sigmoida.
2.3.2
Proses Respirasi Tumbuhan
a. Pengertian Respirasi
Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawasenyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi. Namun demikian respirasi
pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2
sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi
H2O. Yang disebut substrat respirasi adalah setiap senyawa organik yang
dioksidasikan dalam respirasi, atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel
tumbuhan yang secara relatif banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan
menjadi CO2 dan air. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediatintermediat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi.
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam
zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari
respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti
sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.
Ditinjau dari kebutuhannya akan oksigen, rspirasi dapat dibedakan
menjadi respirasi aerob yaitu respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk
mendapatkan energi dan respirasi anaerob atau biasa disebut dengan proses
fermentasi yaitu respirasi yang tidak menggunakan oksigen namun bahan
bukunya adalah seperti karbohidrat, asam lemak, asam amino sehingga hasil
respirasi berupa karbondioksida, air dan energi dalam bentuk ATP.
Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel
tumbuhan tinggi. Terdapat beberapa substrat respirasi yang penting lainnya
diantaranya adalah beberapa jenis gula seperti glukosa, fruktosa, dan sukrosa;
pati; asam organik; dan protein (digunakan pada keadaan & spesies tertentu).
Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai berikut:
C6H12O6 + O2 6CO2 + H2O + energi
Reaksi di atas merupakan persamaan rangkuman dari reaksi-reaksi yang
terjadi dalam proses respirasi.
Contoh:
Respirasi
pada
Glukosa,
reaksi
sederhananya:
C6H,206 + 6 02 ———————————> 6 H2O + 6 CO2 + Energi
(glukosa)
b. Reaksi pada Respirasi
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi,
melalui tiga tahap :
1. Glikolisis.
2. Daur Krebs.
3. Transpor elektron respirasi.
Glikolisis:
Peristiwa perubahan :
Glukosa
Þ
Glulosa
-
6
-
fosfat
Þ
Fruktosa
1,6
difosfat
Þ
3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Þ Asam piravat.
Jadi hasil dari glikolisis :
 Molekul asam piruvat.
 Molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi
tinggi.
 Molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.
Daur Krebs (daur trikarbekdlat):
Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan
pembongkaran asam piravat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi
kimia.
Rantai Transportasi Elektron Respiratori:
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai
NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam
mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi
melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil
sampingan respirasi selain CO2.
Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh
melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa
pernafasan hewan tingkat tinggi.
c. Proses Akseptor ATP
Ketiga proses respirasi yang penting tersebut dapat diringkas sebagai berikut:
1. Glikolisis:
Glukosa ——> 2 asam piruvat 2 NADH 2 ATP
a. Siklus Krebs:
2 asetil piruvat ——> 2 asetil KoA + 2 C02 2 NADH 2 ATP
2
asetil KoA ——> 4 CO2 6 NADH 2 PADH2
b. Rantai trsnspor elektron respirator:
10 NADH + 502 ——> 10 NAD+ + 10 H20 30 ATP
2 FADH2 + O2 ——> 2 PAD + 2 H20 4 ATP
Total 38 ATP
d. Manfaat Respirasi
Respirasi banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut
terlihat dalam proses respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa
organik, dari proses pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawasenyawa antara yang penting sebagai ”Building Block”. Building Block
merupakan senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh.
Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein; nukleotida
untuk asam nukleat; dan prazat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil
dan sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin,
dan senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin.
Telah diketahui bahwa hasil akhir dari respirasi adalah CO2 dan H2O,
hal ini terjadi bila substrat secara sempurna dioksidasi, namun bila berbagai
senyawa di atas terbentuk, substrat awal respirasi tidak keseluruhannya
diubah menjadi CO2 dan H2O. Hanya beberapa substrat respirasi yang
dioksidasi seluruhnya menjadi CO2 dan H2O, sedangkan sisanya digunakan
dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang tumbuh.
Sedangkan energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa
senyawa dalam proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul
lain yang dibutuhkan untuk pertumbuhan.
e. Laju Respirasi
Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
a. Ketersediaan substrat. Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal
yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan
substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah
pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka
laju respirasi akan meningkat.
b. Ketersediaan Oksigen. Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju
respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing
spesies dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama.
Fluktuasi normal kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi
laju respirasi, karena jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk
berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.
c. Suhu. Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi tumbuhan sangat terkait
dengan faktor Q10, dimana umumnya laju reaksi respirasi akan meningkat
untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada
masing-masing spesies.
d. Tipe dan umur tumbuhan. Masing-masing spesies tumbuhan memiliki
perbedaan metabolsme, dengan demikian kebutuhan tumbuhan untuk
berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan muda
menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua.
Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa
pertumbuhan.
f. Proses Respirasi
Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan.
Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara
difusi. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel
tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan
membran sel. Demikian juga halnya dengan CO2 yang dihasilkan respirasi akan
berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal ini karena membran
plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi kedua gas tersebut.
Setelah mengambil O2 dari udara, O2 kemudian digunakan dalam proses
respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya yaitu glikolisis, dekarboksilasi
oksidatif, siklus asam sitrat, dan transpor elektron. Tahapan yang pertama adalah
glikolisis, yaitu tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat
(beratom C3), peristiwa ini berlangsung di sitosol. As. Piruvat yang dihasilkan
selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif. Selain itu
glikolisis juga menghasilkan 2 molekul ATP sebagai energi, dan 2 molekul
NADH yang akan digunakan dalam tahap transport elektron.
Dalam keadaan anaerob, As. Piruvat hasil glikoisis akan diubah menjadi
karbondioksida dan etil alkohol. Proses pengubahan ini dikatalisis oleh enzim
dalam sitoplasma. Dalam respirasi anaerob jumlah ATP yang dihasilkan hanya
dua molekul untuk setiap satu molekul glukosa, hasil ini berbeda jauh dengan
ATP yang dihasilkan dari hasil keseluruhan respirasi aerob yaitu 36 ATP.
Tahapan kedua dari respirasi adalah dekarboksilasi oksidatif, yaitu
pengubahan asam piruvat (beratom C3) menjadi Asetil KoA (beratom C2) dengan
melepaskan CO2, peristiwa ini berlangsung di sitosol. Asetil KoA yang dihasilkan
akan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lainnya yaitu NADH yang akan
digunakan dalam transpor elektron.
Tahapan selanjutnya adalah siklus asam sitrat (daur krebs) yang terjadi di
dalam matriks dan membran dalam mitokondria, yaitu tahapan pengolahan asetil
KoA dengan senyawa asam sitrat sebagai senyawa yang pertama kali terbentuk.
Beberapa senyawa dihasilkan dalam tahapan ini, diantaranya adalah satu molekul
ATP sebagai energi, satu molekul FADH dan tiga molekul NADH yang akan
digunakan dalam transfer elektron, serta dua molekul CO2.
Tahapan terakhir adalah transfer elektron, yaitu serangkaian reaksi yang
melibatkan sistem karier elektron (pembawa elektron). Proses ini terjadi di dalam
membran dalam mitokondria. Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam
serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin,
dan flavoprotein. Reaksi transfer elektron ini nantinya akan menghasilkan H2O.
2.3.3
Proses Fotosintesis
a. Proses Fotosintesis Daun
Proses pembuatan makanan pada tumbuhan hijau dapat terjadi dengan bantuan:
Sinar matahari, air, garam mineral yang diserap, serta karbondioksida dari udara
diubah menjadi zat makanan yang diperlukan.
Energi matahari membantu tumbuhan hijau dalam proses pembuatan
makanannya. Binatang herbivora memakan tumbuhan, lalu dia dimangsa oleh
binatang carnivora (pemakan daging). Bangkai binatang yang membusuk
membentuk zat pengurai yang sangat diperlukan untuk proses pertumbuhan akar
tumbuhan.
Tumbuhan membutuhkan sinar matahari, air, dan udara untuk membuat
makanannya sendiri. Setiap hari, zat hijau daun pada daun tanaman menyerap
cahaya matahari. Tumbuhan memanfaatkan cahaya matahari menjadi karbon
dioksida dari udara, dan air dari tanah menjadi makanan yang mengandung gula.
Tumbuhan lalu mengeluarkan oksigen sebagai hasil yang tidak terpakai, walaupun
sebagian digunakan untuk bernapas. Proses ini disebut fotosintesis. Makanan
dapat disimpan di dalam tumbuhan dan digunakan bila diperlukan. Binatang dan
manusia mengambil keuntungan dari kemampuan tumbuhan dalam membuat
makanannya sendiri. Mereka makan banyak jenis tanaman dan makanan jenis ini
menyimpan makanan juga. Contoh tanaman penghasil zat makanan yaitu:
-Kentang, yang menyimpan tepung.
-Pohon jeruk menghasilkan buah jeruk.
-dsb.
Namun ada juga jenis tumbuhan yang tidak dapat membuat makanannya
sendiri dan tergantung pada tumbuhan lain. Contohnya: Tanaman saprofit seperti
jamur, makanannya berupa sayuran yang membusuk atau bangkai binatang.
Parasit seperti liana, pertumbuhan awalnya dimulai dari akar di dalam
tanah. Batangnya yang lunak kemudian bercabang dua dan melilit tanaman inang
(induknya) untuk menyerap air dan sari makanan. Setelah semua kebutuhannya
tercukupi, akar aslinya akan mengering dan mati.
Parasit seperti Rafflesia memperoleh makanannya dari akar tumbuhan lain.
Rafflesia adalah tumbuhan yang tidak mempunyai daun atau batang. Merupakan
bunga terbesar dan bisa mencapai diameter lebih dari 1 m. Sebagian besar
tumbuhan berdaun hijau. Ini disebabkan tumbuhan berisi pigmen hijau atau zat
warna yang disebut zat hijau daun (chlorofil). Hanya di bawah permukaan atas
dari daun yang merupakan lapisan-lapisan dari sel-sel khusus, dikenal sebagai sel
pagar. Di dalam masing-masing sel terdapat kotak yang sangat kecil berbentuk
piringan hitam, disebut chloroplast. Chloroplast ini penuh zat hijau daun.
Gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat
dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai
terjadi keseimbangan dinamis. Osmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi
ke potensial air lebih rendah melewati membran selektif permeabel sampai
dicapai keseimbangan dinamis.
2.4 Unsur-Unsur Kimia Hara dan Reaksinya pada Tumbuhan serta
Manfaatnya Bagi Kehidupan
a. Unsur-Unsur Kimia Hara
Unsur hara adalah unsur kimia yang dibutuhkan tanaman untuk proses
pertumbuhannya baik itu vegetatif maupun generatif. Jadi unsur hara adalah
makanan bagi tanaman. Pada dasarnya unsur hara tanaman digolongkan menjadi
dua golongan yaitu :
1.
Unsur Hara Makro (unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah
besar)
=>Unsur hara makro primer yang meliputi unsur: C (Carbon), H (Hidrogen), O
(Oksigen), N (Nitrogen), P (Phospat) dan K (Kalium).
=>Unsur hara makro sekunder yang meliputi unsur: Ca (Calsium), Mg
(Magnesium) dan S (Sulfur)
2.
Unsur Hara Mikro (unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah
kecil)
Unsur hara mikro meliputi unsur: Zn (Seng), Fe (Besi), Mn (Mangan), Cu
(Tembaga), B (Boron), Mo (Molibdenum dan Cl (Khlor)
b. Reaksi Unsur Kimia Hara Pada Tanaman
1. NITROGEN ( N )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Pertumbuhan tanaman
lambat. Mula-mula daun menguning dan mengering, lalu rontok. Daum yang
menguning diawali dari daun bagian bawah, lalu disusul daun bagian atas.
2. FOSFOR ( P )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun bawah berubah
warna menjadi tua atau tampak mengkilap merah keunguan. Kemudian menjadi
kuning keabuan dan rontok. Tepi daun, cabang, dan batang berwarna merah
keunguan. Batang kerdil dan tidak menghasilkan bunga dan buah. Jika sudah
terlanjur berbuah ukurannya kecil, jelek, dan lekas matang.
3. POTASIUM ( K )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini : Daun mengkerut atau
keriting, timbul bercak-bercak merah kecoklatan lalu kering dan mati.
Perkembangan kar lambat. Buah tumbuh tidak sempurna, kecil, jelek, dan tidak
tahan lama.
4. KALSIUM ( Ca )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Tepi daun muda
mengalami krorosil, lalu menjalar ke tulang daun. Kuncup tanaman muda tidak
berkembang dan mati. Terdapat bintik hitam pada serat daun. Akar pendek. Buah
pecah dan bermutu rendah.
5. MAGNESIUM ( Mg )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun tua mengalami
krorosis, menguning dan bercak kecoklatan, hingga akhirnya rontok. Pada
tanaman yang menghasilkan biji akan menghasilkan biji yang lemah.
6. BELERANG ( S )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini : Daun muda berwarna
hijau muda, mengilap, tapi agak pucat keputihan, lalu berubah jadi kuning dan
hijau. Tanaman tumbuh terlambat, kerdil, berbatang pendek dan kurus.
7. BORON ( Bo )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Tunas pucuk mati dan
berwarna hitam, lalu muncul tunas amping tapi tidak lama kemudian akan mati.
Daun mengalami klorosis dimulai dari bagian bawah daun lalu mengering. Daun
yang baru muncul kerdil dan akhirnya mati. Daun tuanya berbentuk kecil, tebal
dan rapuh. Pertumbuhan batang lambat dengan ruas-ruas cabang yang pendek.
8. TEMBAGA ( Cu )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun muda berwarna
kuning layu dan tidak berkembang. pertumbuhan dan kesuuran tanaman
terhambat secara keseluruhan.
9. KLOR ( CI )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Tanaman gampang
layu, daun pucat ,keriput, dan sebagian mengering. Produktivitas tanaman rendah
dan pemasakan buah lambat.
10. BESI ( Fe )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun muda berawrna
putih pucat lalu kekuningan, dan akhirnya rontok. Tanaman perlahan-lahan mati
dimuali dari puncak.
11. MANGAN ( Mn )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Pertumbuhan tanaman
kerdil, daun berwarna kekuningan atau merah dan sering rontok. Pembentukan
biji tidak sempurna.
12. MOLIBDENUM ( Mo )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun berubah warna,
keriput dan melengkung seperti mangkuk. Muncul bintik-bintik kuning disetiap
lembaran daun, dan akhirnya mati. Pertumbuhan tanaman terhenti.
13. SENG ( Zn )
Gejala Tumbuhan Yang Membutuhkan Pupuk Ini: Daun berwarna kuning
pucat atau kemerahan, muncul bercak-bercak putih di permukaan daun hingga
akhirnya mengering, berlubang dan mati. Perkembangan akar tidak sempurna,
sehingga pendek dan tidak subur.
c. Manfaat Unsur Kimia Hara Bagi Kehidupan Tanaman
Tiap-tiap unsur hara mempunyai fungsi/khasiat tersendiri dan
mempengaruhi proses-proses tertentu dalam perkembangan dan pertumbuhan
tanaman. Berikut ini uraian singkat fungsi/khasiat unsur hara bagi tanaman, yakni:
1.
Karbon (C)
Penting sebagai pembangun bahan organik karena sebagian besar bahan
kering tanaman terdiri dari bahan organik, diambil tanaman berupa C02.
2.
Oksigen
Terdapat dalam bahan organik sebagai atom dan termasuk pembangunan
bahan organik, diambil dari tanaman berupa C02, sumbernya tidak terbatas
dan diperlukan untuk bernafas.
3.
Hidrogen
Merupakan elemen pokok pembangunan bahan organik, sumbernya dari
air dan jumlahnya tidak terbatas.
4.
Nitrogen (N)
Diambil dan diserap oleh tanaman dalam bentuk : NO3- NH4+
Fungsi Nitrogen bagi tanaman adalah:
a. Diperlukan untuk pembentukan atau pertumbuhan bagian vegetatif
tanaman, seperti daun, batang dan akar.
b. Berperan penting dalam hal pembentukan hijau daun yang berguna
sekali dalam proses fotosintesis.
c. Membentuk protein, lemak dan berbagai persenyawaan organik.
d. Meningkatkan mutu tanaman penghasil daun-daunan.
e. Meningkatkan perkembangbiakan mikro-organisme di dalam tanah.
5.
Fosfor
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk : H2PO4- HPO4–
Fungsi dari Fosfor (P) dalam tanaman dapat dinyatakan sebagai berikut :
a. Merangsang pertumbuhan akar, khususnya akar benih/tanaman muda.
b. Mempercepat serta memperkuat pertumbuhan tanaman muda menjadi
tanaman dewasa dan menaikkan prosentase bunga menjadi buah/biji.
c. Membantu asimilasi dan pernafasan sekaligus mempercepat
pembungaan dan pemasakan buah, biji atau gabah.
d. Sebagai bahan mentah untuk pembentukan sejumlah protein tertentu.
6.
Kalium (K)
Diambil/diserap tanaman dalam bentuk : K+
Fungsi Kalium bagi tanaman adalah :
a. Membantu pembentukan protein dan karbohidrat.
b. Berperan memperkuat tubuh tanaman, mengeraskan jerami dan bagian
kayu tanaman, agar daun, bunga dan buah tidak mudah gugur.
c. Meningkatkan daya tahan tanaman terhadap kekeringan dan penyakit.
d. Meningkatkan mutu dari biji/buah.
7.
Kalsium (Ca)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Ca++
Fungsi kalsium bagi tanaman adalah:
a. Merangsang pembentukan bulu-bulu akar
b. Berperan dalam pembuatan protein atau bagian yang aktif dari tanaman
c. Memperkeras batang tanaman dan sekaligus merangsang pembentukan
biji
8.
Menetralisir asam-asam organik yang dihasilkan pada saat
metabolisme
e. Kalsium yang terdapat dalam batang dan daun dapat menetralisirkan
senyawa atau suasana keasaman tanah
9.
Magnesium (Mg)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Mg++
Fungsi magnesium bagi tanaman ialah:
a. Magnesium merupakan bagian tanaman dari klorofil
b. Merupakan salah satu bagian enzim yang disebut Organic
pyrophosphatse dan Carboxy peptisida
c. Berperan dalam pembentukan buah
10.
Belerang (Sulfur = S)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: SO4Fungsi belerang bagi tanaman ialah:
a. Berperan dalam pembentukan bintil-bintil akar
b. Merupakan unsur yang penting dalam beberapa jenis protein dalam
bentuk cystein, methionin serta thiamine
c. Membantu pertumbuhan anakan produktif
d. Merupakan bagian penting pada tanaman-tanaman penghasil minyak,
sayuran seperti cabai, kubis dan lain-lain
e. Membantu pembentukan butir hijau daun
11.
Besi (Fe)
Diambil atau diserap oleh tanaman dalam bentuk: Fe++
Fungsi unsur hara besi (Fe) bagi tanaman ialah:
a. Zat besi penting bagi pembentukan hijau daun (klorofil)
b. Berperan penting dalam pembentukan karbohidrat, lemak dan protein
c. Zat besi terdapat dalam enzim Catalase, Peroksidase, Prinodic
hidroginase dan Cytohrom oxidase
12.
Mangan (Mn)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Mn++
Fungsi unsur hara Mangan (Mn) bagi tanaman ialah:
a. Diperlukan oleh tanaman untuk pembentukan protein dan vitamin
terutama vit. C
b. Berperan penting dalam mempertahankan kondisi hijau daun pada daun
yang tua
c. Berperan sebagai enzim feroksidase dan sebagai aktifator macammacam enzim
d. Berperan sebagai komponen penting untuk lancarnya proses asimilasi
13.
Tembaga (Cu)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Cu++
Fungsi unsur hara Tembaga (Cu) bagi tanaman ialah:
a. Diperlukan dalam pembentukan enzim seperti: Ascorbic acid oxydase,
Lacosa, Butirid Coenzim A. dehidrosenam
b. Berperan penting dalam pembentukan hijau daun (khlorofil)
14.
Seng (Zincum = Zn)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Zn++
Fungsi unsur hara Seng (Zn) bagi tanaman ialah:
a. Dalam jumlah yang sangat sedikit dapat berperan dalam mendorong
perkembangan pertumbuhan
b. Diperkirakan persenyawaan Zn berfungsi dalam pembentukan hormon
tumbuh (auxin) dan penting bagi keseimbangan fisiologis
c. Berperan dalam pertumbuhan vegetatif dan pertumbuhan biji/buah
15.
Molibdenum (Mo)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Mo O4Fungsi unsur hara Molibdenum (Mo) bagi tanaman ialah:
a. Berperan dalam mengikat (fiksasi) N oleh mikroba pada leguminosa
b. Sebagai katalisator dalam mereduksi N
c. Berguna bagi tanaman jeruk dan sayuran
Molibdenum dalam tanah terdapat dalam bentuk Mo S2
16.
Boron (Bo)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Bo O3Fungsi unsur hara Boron (Bo) bagi tanaman ialah:
a. Bertugas sebagai transportasi karbohidrat dalam tubuh tanaman
b. Meningkatkan mutu tanaman sayuran dan buah-buahan
c. Berperan dalam pembentukan/pembiakan sel terutama dalam titik
tumbuh pucuk, juga dalam pembentukan tepung sari, bunga dan akar
d. Boron berhubungan erat dengan metabolisme Kalium (K) dan Kalsium
(Ca)
e. Unsur hara Bo dapat memperbanyak cabang-cabang nodule untuk
memberikan banyak bakteri dan mencegah bakteri parasit
17.
Khlor (Cl)
Diambil/diserap oleh tanaman dalam bentuk: Cl Fungsi unsur hara Khlor (Cl) bagi tanaman ialah:
a. Memperbaiki dan meninggikan hasil kering dari tanaman seperti:
tembakau, kapas, kentang dan tanaman sayuran
b. Banyak ditemukan dalam air sel semua bagian tanaman
c. Banyak terdapat pada tanaman yang mengandung serat seperti kapas
BAB III
PENUTUP
3.1 Kesimpulan
3.1.1 Preses kimia khususnya tumbuhan meliputi proses kerja enzim, respirasi dan
fotosintesis
3.1.2 Komponen yang menyusun organisme dimulai daro atom, molekul, sel,
jaringan, organ, sistem organ, organisme.
3.1.3 Macam-macam unsur hara yang dibutuhkan tumbuhan antara lain, N, P, K,
Ca, Mg, Bo, Mn, Zn, Fe, Cu, Cl, S, dan Mo.
3.2 Saran
Untuk para pembaca agar lebih memahami materi mengenai kimia dalam
kehidupan. Dan untuk yang akan datang materi mengenai tumbuhan lebih di
kembangkan lagi agar lebih lengkap dan terperinci.
Daftar Pustaka
Aini, Nurul. 2011. Sel, Jaringan, dan System Jaringan. Universitas Brawijaya.
Malang.
Anonymous a, 2011.Sel Biologi. http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_%28biologi%29.
Diakses pada tanggal 24 november 2011.
Anonymous b, 2011 Sel Tumbuhan. http://id.wikipedia.org/wiki/Sel_tumbuhan.
Diakses pada tanggal 24 november 2011.
Anonymous c, 2011. Bahan Ajar. http://biodas.wordpress.com/rancanganpembelajara/bahan-ajar/sejarah/. Diakses pada tanggal 29 november 2011.
Anonymous d, 2011. Jaringan. http://id.wikipedia.org/wiki/Jaringan. Diakses pada
tanggal 24 november 2011.
Anonymous e, 2011. Jaringan Tumbuhan. http://forum.kompas.com/sains/47097jaringan-tumbuhan.html. Diakses pada tanggal 24 november 2011.
Yahya,Harun.2011.
http://www.harunyahya.com/indo/buku/semesta010.htm
Di
akses
29
November 2011
Ibrahim, Muslimin, M.Pd, Prof. Dr. H. 2011. Mikro Dasar Kimia
http://www.scribd.com/doc/34634233/Mikro-2-Dasar-Kimia Di akses 25
November 2011
Saeffulloh, Mochamad. 2011. Sel Tumbuhan.
http://biosaefful.blogspot.com/2011/04/sifat-kimia-dinding-seltumbuhan.html. Diakses pada tanggal 29 november 2011.
Wales,Jimmy.2011. Kimia.
http://id.wikipedia.org/wiki/Kimia Di askes tanggal 25 November 2011