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 ?
