KULIAH I FISIOLOGI DAN SEL TUMBUHAN ☻Tumbuhan banyak manfaat dan nilai ekonomi ☻Cakupan tumbuhan tinggi (Spermatofita) ☻Fisiologi ►Proses ►Fungsi ☻Aspek praktis dari fisiologi tumbuhan
Faktor keturunan
Proses internal
Faktor lingkungan
Pertumbuhan dan perkembangan
KULIAH I FISIOLOGI DAN SEL TUMBUHAN
SEL TUMBUHAN Sel eukariot Terdiri dari dinding sel dan protoplas Protoplas terdiri dari membran sel dan sitoplasma Sitoplasma terdiri dari sitosol , organel dan inti sel Antar sel dihubungkan dengan plasmodesmata
Gambar 1.4 (A) Membran , retikulum endoplasma dan
endomembran yang lain pada sel tumbuhan mempunyai protein yang menempel pada lipid lapis ganda. (B) Foto elektron mikroskop menunjukkan membran sel dari daerah meristem ujung akar Lepidium sativum. Ketebalan membran plasma, gambar menunjukkan 2 garis gelap. (C) Senyawa pengisi berupa fosfolipid, fosfatidil kolin dan galaktosil gliseride ( Gunning dan Steer , 1996)
INTI SEL
Gambar 1.5 Model struktur kompleks porus inti. Cincin sejajar terdiri dari 8 subunit setiap subunit tersusun oktagonal dekat membran dalam dan luar inti. Berbagai protein membentuk struktur lain seperti cincin inti, cincin paku, transporter pusat, filamen sitoplasma dan keranjang inti.
SINTESIS PROTEIN
RETIKULUM ENDOPLASMA
BADAN GOLGI DAN VESIKULA
Gambar 1.8 Foto elektron mikroskop aparatus golgi tembakau pada sel ujung akar. Cis,medial dan trans sisternae dapat dilihat pada gambar. Jaringan trans golgi bergabung dengan trans sisterna. (60.000 x) (gunning dan siver, 1996)
Gambar 1.9 Vesikula yang dipersiapkan dengan penelubungan menggunakan clathrin dan diisolasi dari daun kedelai (102.000x) (D.C.Robinson)
MITOKONDRIA Organel respiratori Penghasil energi (ATP) Komponen mitokondria ~membran luar ~matriks mengandung enzim utk siklus Krebs ~mebran dalam: 70% protein dan fosfolipid unik (kardiolipin)
Gambar 1.11 (A) Foto mikroskop elektron kloroplas dari Phleum protense (18.000 x). (B) Preparat yang sama tetapi dengan perbesaran 52.000 x. (C) Gambar 3 dimensi tumpukan grana dan lamela stroma menunjukkan organisasi yang kompleks. Diagram kloroplas dengan H+ ATP ase pada membran tilakoid (W.P. Wargin dan E.M. Newcomb)
KROMOPLAS Gambar 1.12 Kromoplas buah tomat dilihat dengan elektron mikroskop pada awal perubahan dari kloroplas ke kromoplas. Tumpukan grana masih ada tomat dilihat dengan elektron mikroskop (27.000x) (Gunning dan steer,1996)
PERKEMBANGAN PLASTIDA PERKEMBANGAN PLASTIDA
PEROKSISOM
Gambar 1.14 Foto elektron mikroskop peroksisom dari sel mesofil menunjukkan adanya kristal-kristal. Peroksisom ini terlihat berdekatan letaknya dengan 2 kloroplas dan mitokondria, mungkin berhubungan fungsi kerjasama ketiganya dalam fotorespirasi
Gambar 1.15 (A) Foto mikroskop elektron oleosom disamping peroksisom (B) Diagram pembentukan oleosom , sintesis dan penimbunan minyak dalam fosfolipid lapis ganda retikulum endoplasma. Setelah pelepasan dari retikulum endoplasma, oleosom dikelilingi oleh fosfolipid lapis tunggal yang mengandung protein oleosin (Huang,1997)
SITOSKELETON
Gambar 1.16 (A) Mikrotubul dari sisi memanjang. Setiap mikrotubul terdiri dari 13 protofilamen. Organisasi α dan β subunit tampak pada gambar. (B) Diagram filamen yang terdiri dari 2 benang subunit G-aktin
Gambar 1.17 Model terakhir dari filamen dari monomer protein . (A) Lekukan-lekukan dimer dalam susunan sejajar. (B) Tetramer dari 2 dimer. Dimer tersusun dalam antiparalel . © Dua tetramer. (D)Tetramer yang bersatu membentuk filamen intermediet 10 nm (Albert, et al. 2002)
MITOSIS
Gambar 1.18 Foto mikroskop fluoresen menunjukkan perubahan susunan mikrotubul pada stadia berbeda selama siklus hidup sel pada sel meristem akar gandum. Mikrotubul terwarna hijau dan kuning, sedang DNA terwarna biru. (A-D) Mikrotubul menghilang dan preprofase benang-benang terbentuk mengelilingi inti pada sisi yang kelak menjadi dinding pemisah pada telofase. (E-H) Benang gelendong pada profase terbentuk pada foci mikrotubul pada kutub. (G-H) Benang-benang pada profase menghilang pada profase akhir. (I-K) Membran inti rusak dan kedua kutub menjadi lebih difuse. Gelendong mitosis tersusun seperti jari-jari sejajar dan kinetokor menempel pada gelendong mikrotubul (Gunning dan Steer, 1996)
Gambar 1.19 (A) Diagram siklus sel. (B) Diagram regulasi siklus sel oleh Cyclin Dependent Protein Kinase (CDK). G1, CDK dalam keadaan tidak aktif. CDK menjadi aktif dengan menempel pada siklin G1 (C G1) Dan karena terfosforilasi Pada sisi aktif, Kompleks CDK siklin menyebabkan terjadinya fase transisi ke fase S. Pada akhir fase S siklin G1 terurai menjadi fosfat dan CDK inaktif. Pada G2 , CDK inaktif menempel pada siklin mitosis atau M Cyclin. Pada saat bersamaan kompleks CDK-Cyclin teraktivasi pada kedua sisi aktif dan penghambatannya. Kompleks CDKCyclin tetap dalam keadaan tidak aktif karena sisi penghambatannya terfosforilasi. Kompleks inaktif menjadi aktif ketika fosfat terlepas dari sisi penghambatan oleh protein fosfatase. CDK teraktivasi memacu transisi dari G2 ke mitosis. Pada akhir mitosis. M-cyclin didegradasi dan tinggal fosfat disisi aktif dilepaskan oleh fosfatase dan sel memasuki G1 lagi
PLASMODESMATA
Gambar 1.20 Plasmodesmata antar sel. (A) Gambar elektron mikroskop dinding pemisah 2 sel yang berdekatan (B) Skematk dinding sel dengan 2 plasmodesmata yang berbeda bentuk. Desmotubul bersambungan dengan retikulum endoplasma dari sel berdekatan. Protein di permukaan luar desmotubul dan permukaan dalam membran sel., kedua permukaan tersebut diperkirakan dihubungkan oleh protein filamen. Celah antara lapisan protein, dua membran tampaknya mengatur penyaringan molekul melalui plasmodesmata ( (A)Tilney, et al 1991; (B) Buchanan et al 2000)
OKSIDASI DAN REDUKSI BESI
POTENSIAL POTENSIAL REDOKS REDOKS
POTENSIAL MEMBRAN UNTUK MENGGERAKKAN ION
Gambar 1.21 Transpor melawan gradien potensial elektrokimia. Transpor ini membutuhkan agen yang menggerakkan larutan bermuatan dari satu tempat ke tempat lain untuk mengatasi perbedaan potensial elektrokimia dan konsentrasi. Hasilnya adalah kation di tempat 2 sudah meningkat ke potensial elektrokimia lebih tinggi. Anion penetral diabaikan
Gambar 1.22 Pembebasan potensial listrik melalui difusi ion. Tempat 2 mempunyai konsentrasi garam lebih tinggi dari pada tempat 1 (anion tidak diperlihatkan). Jika membran permeabel untuk kation tetapi tidak untuk anion, kation cenderung berdifusi keluar tempat 2 ke tempat 1, potensial membran pada tempat 2 adalah negatif
STRUKTUR, NAMA DAN KLASIFIKASI ASAM AMINO
ASAM AMINO DENGAN GUGUS R POLAR
ASAM AMINO DENGAN GUGUS R BASA ATAU ASAM
