FISIOLOGI TUMBUHAN

DIFUSI, OSMOSIS, DAN IMBIBISI

A.     Difusi

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

tempat dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai

terjadi keseimbangan dinamis.

Contoh peristiwa difusi yang sederhana adalah pemberian gula

pada cairan teh tawar. Lambat laun cairan menjadi manis. Contoh

lain adalah uap air dari cerek yang berdifusi dalam udara. Difusi

yang paling sering terjadi adalah difusi molekuler. Difusi ini terjadi

jika terbentuk perpindahan dari sebuah lapisan (layer) molekul yang

diam dari solid atau fluida. Gambar di atas menunjukkan perpindahan

konsentrasi larutan yang lebih tinggi ke konsentrasi larutan yang lebih rendah sampai

terjadi keseimbangan dinamis.

1.      Difusi sederhana

Difusi sederhana berarti bahwa gerakan kinetik molekuler dari molekul

ataupun ion terjadi melalui celah membran atau ruang intermolekuler tanpa perlu

berikatan dengan protein pembawa pada membran. Kecepatan difusi ditentukan oleh :

jumlah zat yang tersedia, kecepatan gerak kinetik dan jumlah celah pada membran sel.

Difusi sederhana ini dapat terjadi melalui dua cara:

a. Melalui celah pada lapisan lipid ganda, khususnya jika bahan berdifusi terlarut

lipid.

NAMA : Eka Febriana Sari

NIM :12102210008

FAK/PS: Pertanian/Agroteknologi

b.   Melalui saluran licin pada beberapa protein transpor.

Difusi melalui lapisan lipid ganda

Salah satu faktor paling penting yang menentukan kecepatan suatu zat melalui

lapisan lipid ganda ialah kelarutan lipid dan zat terlarut. Seperti misalnya kelarutan

oksigen,nitrogen, karbon dioksida dan alkohol dalam lipid sangat tinggi,sehingga

semua zat ini langsung larut dalam lapisan lipid ganda dan berdifusi melalui membran

sel sama seperti halnya dengan difusi yang teradi dalam cairan. Kecepatan zat-zat ini

berdifusi melalui membran berbanding langsung dengan sifat kelarutan lipidnya.

Difusi melalui saluran protein

Air tidak dapat menembus lapisan lipid ganda,air dapat menembus membran

sel dengan mudah ,molekul ini berjalan melalui saluran protein. Molekul lain yang

bersifat tidak larut dalam lipid dapat berjalan melalui saluran pori protein dengan cara

yang sama seperti molekul air jika ukuran molekulnya cukup kecil. Semakin besar

ukurannya, kemampuan penetrasinya menurun secara cepat. Saluran protein

dibedakan atas dua sifat khas :

a.       Saluran ini bersifat permeabel selektif terhadap zat.

b.      Saluran ini dapat dibuka dan ditutup oleh gerbang.

Sebagian besar saluran protein bersifat sangaet selektif untuk melakukan

transpor satu atau lebih ion atau molekul spesifik. Ini akibat dari ciri khas saluran itu

sendiri seprti diameternya,bentuknya dan jenis muatan listrik di sepanjang permukaan

dalamnya. Salah satu contoh saluran yang paling penting yaitu saluran

natrium,permukaan dalam saluran ini bermutan negatif kuat. Muatan negatif ini

menarik ion natrium kedalam saluran kemudian ion natrium ini berdifuisi kedalam

sel. Saluran natrium ini secara spesifik bersifat selektif untuk jalannya ion-ion

natrium. Sebaliknya terdapat serangkian saluran protein yang bersifat untuk transpor

kalium. Saluran ini berukuran lebih kecil dari pada saluran natrium dan tidak

bermuatan negatif,sehingga tidak mempunyai daya tarik kuat untuk menarik ion-ion

agar masuk kedalam saluran. Karena ukurannya yang kecil hanya dapat dilalui oleh

ion kalium,sehingga ion kalium dengan mudah berdifusi keluar sel.

Gerbang saluran protein. Tujuan gerbang saluran protein ini untuk mengtur

permeabitas saluran. Dalam hal saluran natrium, pembukaan dan penutupan ini terjadi

pada bagian luar saluran dari membran sel. Sedangkan pada saluran kalium, terjadi

pada bagian dalam ujung saluran. Pembukaan dan penutupan gerbang diatur dalam

dua cara:

a. Voltase gerbang

Pada saat terdapat muatan negatif kuat pada bagian dalam membran

sel,gerbang natrium dibagian luar akan tertutup rapat, sebaliknya bila bagian dalam

membran keilangan muatan negatifnya,gerbang ini akan akan terbuka secara tiba-tiba

sehingga memungkinkan sejumlah besar ion natrium mengalir masuk melalui pori-

pori natrium. Pada gerbang kalium akan membuaka bila bagian dalam membran sel

menjadi bermuatan positif.

b. Gerbang kimiawi

Gerbang saluran protein akan terbuka karena mengikat molekul lain dengan

protein,hal ini akan menyebabkan perubahan pada molekul protein sehingga gerbang

akan terbuka atau tertutup. Contohnya efek saluran asetilkolin.(di bicarakan pada

sistem saraf).

2.      Difusi dipermudah

Disebut juga dengan difusi diperantarai pembawa,artinya pembawa akan

mempermudah difusi zat ke sisi lain. Zat –zat paling penting yang melintasi proses

difusi yang dipermudah ialah glukose dan sebagian besar asam-asan amino. Molekul

pembawa akan mentraspor glukose atau monosakarida lainya ke dalam sel. Insulin

dapat meningkatkan kecepatan proses difusi ini sebesar 10 sampai 20 kali lipat. Ini

adalah mekanisme dasar yang digunakan insulin untuk mengatur pemakian glukose

dalam tubuh.

Faktor yang mempengaruhi difusi:

1.      Suhu, makin tinggi difusi makin cepat

2.      BM makin besar difusi makin lambat

3.      Kelarutan dalam medium, makin besar difusi makin cepat

4.      Perbedaan Konsentrasi

Makin besar perbedaan konsentrasi antara dua bagian, makin besar proses difusi yang

terjadi.

5.      Jarak tempat berlangsungnya difusi

Makin dekat jarak tempat terjadinya difusi, makin cepat proses difusi  yang terjadi.

6.      Area Tempat berlangsungnya Difusi

Makin luas area difusi, makin cepat  proses difusi.

B. Osmosis

Osmosis berasal dari kata os: lubang, movea: berpindah jadi Osmosis adalah

perpindahan air melalui membran permeabel selektif dari bagian yang lebih encer ke

bagian yang lebih pekat. Membran semipermeabel harus dapat ditembus oleh pelarut,

tapi tidak oleh zat terlarut, yang mengakibatkan gradien tekanan sepanjang membran.

Osmosis merupakan suatu fenomena alami, tapi dapat dihambat secara buatan dengan

meningkatkan tekanan pada bagian dengan konsentrasi pekat menjadi melebihi bagian

dengan konsentrasi yang lebih encer. Gaya per unit luas yang dibutuhkan untuk

mencegah mengalirnya pelarut melalui membran permeabel selektif dan masuk ke

larutan dengan konsentrasi yang lebih pekat sebanding dengan tekanan turgor.

Tekanan osmotik merupakan sifat koligatif, yang berarti bahwa sifat ini bergantung

pada konsentrasi zat terlarut, dan bukan pada sifat zat terlarut itu sendiri.

Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan

dua larutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat

terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif

permiabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau

berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput

permiabel. Jadi pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi

menuju ke larutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel.

Larutan yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di

dalam sel dikatakan sebagai larutan hipertonis. sedangkan larutan yang

konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan

yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam

sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.

Apakah yang terjadi jika sel tumbuhan atau hewan, misalnya sel darah merah

ditempatkan dalam suatu tabung yang berisi larutan dengan sifat larutan yang

berbeda-beda? Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah akan tetap

normal bentuknya. Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dari

ukuran normalnya dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi

keras. Berbeda dengan sel tumbuhan, jika sel hewan atau sel darah merah dimasukkan

dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan mengembang dan kemudian pecah atau

lisis, hal ini karena sel hewan tidak memiliki dinding sel. Pada larutan hipertonis, sel

tumbuhan akan kehilangan tekanan turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya

membran sel dari dinding sel), sedangkan sel hewan atau sel darah merah dalam

larutan hipertonis menyebabkan sel hewan atau sel darah merah mengalami krenasi

sehingga sel menjadi keriput karena kehilangan air.

Contoh peristiwa osmosis :

Masuk dan naiknya air mineral dalam tubuh pepohonan merupakan proses osmosis.

Air dalam tanah memiliki kandungan solvent lebih besar (hypotonic) dibanding dalam

pembuluh, sehingga air masuk menuju xylem/sel tanaman.

Jika sel tanaman diletakkan dalam kondisi hypertonic (solut tinggi atau solvent

rendah), maka sel akan menyusut (ter-plasmolisis) karena cairan sel keluar menuju larutan

hypertonic.

Ikan air tawar yang ditempatkan di air laut akan mengalami penyusutan volume

tubuh.

Air laut adalah hypertonic bagi sel tubuh manusia, sehingga minum air laut justru

menyebabkan dehidrasi.

Kentang yang dimasukkan ke dalam air garam akan mengalami penyusutan

Osmosis terbalik adalah sebuah istilah teknologi yang berasal dari osmosis. Osmosis

adalah sebuah fenomena alam dalm sel hidup di mana molekul “solvent” (biasanya

air) akan mengalir dari daerah “solute” rendah ke daerah “solute” tinggi melalui

sebuah membran “semipermeable”. Membran “semipermeable” ini menunjuk ke

membran sel atau membran apa pun yang memiliki struktur yang mirip atau bagian

dari membran sel. Gerakan dari “solvent” berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang

seimbang tercapai di kedua sisi membran.

Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari sebuah daerah

konsentrasi “solute” tinggi melalui sebuah membran ke sebuah daerah “solute” rendah

dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan osmotik. Dalam istilah lebih

mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah solusi melalui filter yang

menangkap “solute” dari satu sisi dan membiarkan pendapatan “solvent” murni dari

sisi satunya.

Reverse osmosis dilakukan dengan cara memberikan tekanan pada bagian larutan

dengan konsentrasi tinggi menjadi melebihi tekanan pada bagian larutan dengan

konsentrasi rendah. Sehingga larutan akan mengalir dari konsentrasi tinggi ke

konsentrasi rendah. Proses perpindahan larutan terjadi melalui sebuah membran yang

semipermeabel dan tekanan yang diberikan adalah tekanan hidrostatik (Shun Dar Lin,

2001).

Membran semipermeabel yang digunakan pada reverse osmosis disebut membran

reverse osmosis (membran RO). Membran RO memiliki ukuran pori < 1 nm. Karena

ukuran porinya yang sangat kecil, membran RO disebut juga membran tidak berpori.

Membran RO biasanya digunakan untuk pengolahan air, seperti pengolahan air

minum, desalinasi air laut, dan pengolahan limbah cair. Saat ini membran RO juga

banyak digunakan pada proses pengolahan air isi ulang.

C. Imbibisi

Imbibisi berasal dari bahasa latin, imbibire, yang berarti minum. Dalam

hubungannya dengan pengambilan zat oleh tumbuhan imbibisi berarti kemampuan

dinding sel dan plasma sel untuk menyerap air dari luar sel. Air yang terserap disebut

air imbibisi. Pada peristiwa tersebut, molekul-molekul air terikat di antara molekul-

molekul dinding sel atau plasma sel. Akibatnya plasma sel mengembang. Benda yang

dapat mengadakan imbibisi dibedakan menjadi dua golongan berikut.

a.       Benda yang pada waktu imibibisi mengembang dengan terbatas, artinya setelah

mencapai volume tertentu tidak dapat memembang lagi. Misalnya, kacang tanah yang

direndam air akan mengembang sampai volume tertentu.

b.      Benda yang pada waktu imbibisi mengembang dengan tidak terbatas, artinya

bagian-bagian yang menyusunnya  akhirnya terlepas dan bercampur air menjadi

koloid dalam fase sol. Misalnya roti yang direndam air akan  mengembang  dan

akhirnya hancur dan larut dalam air tersebut

Contoh: Penyerapan air oleh benih

-         Proses awal perkecambahan, benih akan membesar, kulit benih pecah,

pekecambahan ditandai oleh keluarnya radikula dari dalam benih.

Syarat imbibisi :

1.      Perbedaan ψ antara benih dengan larutan, di mana ψ benih < ψ larutan.

2.      Ada tarik menarik yang spesifik antara air dengan benih.

3.      Benih memiliki partikel koloid yang merupakan matriks, bersifat hidrofil berupa

protein, pati, selulose.

4.      Benih kering memiliki ψ sangat rendah.

DAFTAR PUSTAKA

file:///E:/MATERI%20TUGAS/fisiologi-hewan-difusi-osmosis-imbibisi.html

http://agrica.wordpress.com/2009/01/03/difusi-osmosis-dan-imbibisi/

http://www.scienceisart.com/A_Diffus/DiffusMain_1.html