Hand Out-19-1 Transportasi Pada Tumbuhan

1

TRANSPORTASIPADA TUMBUHAN

Oleh :

Ade Salimah, IrSyariful Mubarok, S.P.Intan Ratna Dewi, S.P

FAKULTAS PERTANIANUNIVERSITAS PADJADJARAN

2007

TRANSPORTASI PADATUMBUHAN

I. GAMBARAN MEKANISME TRANSPORTASIPADA TUMBUHAN

II. ABSORPSI AIR DAN MINERAL OLEH AKAR

III. TRANSPORTASI CAIRAN XYLEM

IV. PENGENDALIAN TRANSPIRASI

V. TRANSLOKASI CAIRAN PHLOEM

1. Akar mengabsorpsi air dan mineral yang terlarut dari dalam tanah.

2. Air dan mineral ditransportasikan ke atas dari akar ke bagian tajuktumbuhan melalui xylem berupa cairan xylem.

3. Transpirasi, yaitu hilangnya air dari daun (sebagian besar melaluistomata), menimbulkan suatu tenaga di dalam daun yang mampu menarikcairan xylem ke atas.

4. Daun mempertukarkan gas CO2 dan O2 melalui stomata, yaitumemasukkan CO2 yang menyediakan karbon untuk fotosintesis danmengeluarkan O2 hasil fotosintesis.

5. Gula diproduksi melalui fotosintesis di dalam daun.

6. Gula ditranslokasikan melalui phloem berupa cairan phloem ke akar danbagian tumbuhan lainnya.

7. Akar mempertukarkan gas O2 dan CO2 di dalam rongga tanah, yaitumengambil O2 untuk pernafasan akar dan mengeluarkan CO2. Pertukarangas ini, menunjang perombakan gula (respirasi seluler) di dalam selakar.

Tinjauan Ringkas Transportasi pada Keseluruhan Tumbuhan ( Gambar 1) :

Gambar 1 Tinjauan Ringkas Transportasi pada KeseluruhanTumbuhan

Sumber : Campbell dan Reece, 2002 : 749

Translokasi

Respirasi selluler

FotosintesisPertukaran Gas, Co2, & O,2

Transpirasi

Transportasi

Absorpsi

2


Transportasi Pada Tumbuhan Berlangsung pada3 Tingkatan, yaitu :

Transportasi tingkat seluler,

Transportasi tingkat jaringan dalam organ(transportasi zat jarak dekat),

Transportasi tingkat keseluruhan tumbuhan(transportasi jarak jauh)

1. Transportasi Tingkat Seluler

Yaitu pengambilan dan pengeluaran air beserta linarut oleh sel,misal absorpsi air dari mineral oleh sel akar

Merupakan transportasi melalui membran plasma sel yang selektifpermiabel

Bagian sel yang mengatur aliran molekul air ke luar dan ke dalamsel, yaitu :

a. Membran plasma

Yaitu membran yang membatasi dinding sel dengan sitosol Bersifat selektif permeabel

Mengatur pergerakan dari linarut yang berada di dalam sitosoldengan larutan di luar sel

Mengatur komposisi kimia sel


b. Tonoplas

Yaitu membran yang menyeliputi vakuola sentral seltumbuhan

Memisahkan sitosol dari cairan sel Mengatur transportasi larutan di dalam sitosol dengan

larutan di dalam vakuola

c. Plasmodesmata (Tunggal : plasmodesma)

Yaitu saluran terbuka di dalam dinding sel tumbuhan Menghubungkan sitosol suatu sel dengan sitosol sel

sebelahnya


2. Transportasi Tingkat Jaringan dalam Organ (Transportasi Jarak Dekat) Yaitu transportasi zat dari sel ke sel pada tingkatan jaringan dalam suatu organ Disebut juga transportasi lateral atau transportasi jarak dekat Arahnya sepanjang sumbu radial organ tumbuhan Terdiri dari 3 lintasan, yaitu:

a. Lintasan Transmembran Yaitu lintasan zat dalam suatu organ dengan melintasi membran plasma

dan dinding sel secara berulang-ulang Ada dua kali penyebrangan yaitu melintasi dinding sel dan melintasi

membran plasma Keluar masuknya zat melalui dinding sel

b. Lintasan Simplastik Yaitu lintasan melalui simplas Simplas yaitu suatu rangkaian kesatuan sitosol antar satu sel dengan sel

lainnya Hanya ada satu kali penyeberangan yaitu melalui membran plasma Melibatkan plasmodesmata

c…..


3

c. Lintasan Apoplastik

Yaitu lintasan melalui apoplas Apoplas merupakan suatu rangkaian terluar dinding sel dengan

ruang antar sel

3. Transportasi Tingkat Keseluruhan Tumbuhan(Transportasi Zat Jarak Jauh)

yaitu transportasi antar organ dalam kesatuankeseluruhan tumbuhan

Menggunakan mekanisme aliran bulk Dikendalikan oleh tensi pada xylem, yang merupakan

akibat dari transpirasi


Macam Transportasi :

1. Transportasi pasif,

Yaitu difusi dari antar zat melintasi suatu membranbiologis

Terjadi secara langsung tanpa mengeluarkan energimetabolic oleh sel

Melibatkan aquaporin

2. …


2. Transportasi aktif

Yaitu pergerakan zat melintasi membran biologis yangberlawanan dengan gradien konsentrasi ataupungradien elektrokimia dengan bantuan input energi danprotein transport

Pemompaan linarut melewati membran melawangradien elektrokimia

Mengeluarkan energi metabolik oleh sel Menghidrolisis ATP Menghasilkan gradien proton, konsentrasi H+ di dalam

sel lebih besar dibandingkan dengan di luar sel Menghasilkan potensial membran, sel di dalam lebih

negatif dibandingkan dengan sel di luar


Gambar 2 Model Khemiosmotis Transportasi Linarut di dalam SelTumbuhan.



4










Aquaporin

Yaitu suatu protein transport dalam membran plasma seltumbuhan dan hewan yang khusus memfasilitasi difusiair melalui membran

Merupakan saluran spesifik untuk aliran air secara pasif Dinamakan protein transport Tidak menyebabkan gradien potensial air Mempengaruhi laju transportasi air melintasi membran Mempengaruhi laju difusi Meningkatkan sel untuk mengatur laju pengambilan dan

pengeluaran air ketika potensial air sel tidak samadengan potensial air di luar sel

Merupakan saluran berpintu yang dapat membuka danmenutup dalam merespons tekanan turgor sel.


5

Potensial Air

Merupakan gabungan pengukuran konsentrasi linarutdengan tekanan fisik yang mempengaruhi osmosis

Mempunyai satuan Mpa (megapascal)

1 Mpa = 10 tekanan atm = 1 kg tekanan udara per 1cm2


Potensial Air dan Pergerakan Air : Suatu Model Mekanisme(Gambar 3) :

• Di dalam sebuah bejana berbentuk U, sebuah membran selektifpermeabel, menyekat air murni, dari suatu larutan 0,1 M, yangmengandung linarut tertentu, yang tidak dapat bebas melewati membranselektif permeable.

• Air bergerak melewati membran selektif permeabel, dari daerah yangpotensial airnya lebih tinggi, ke yang potensial airnya lebih rendah.

• Potensial air () dari air murni pada tekanan atmosfir adalah 0 MPa.

• Apabila kita mengetahui nilai potensial tekanan (p) dan potensial linarut(s), kita dapat menghitung potensial air : ( = p + s).

• Nilai untuk dan s di tangan kiri dan tangan kanan bejana U, diberikanuntuk kondisi awal, sebelum adanya pergerakan bersih dari air.


Gambar 3 Potensial Air dan Pergerakan Air : Suatu Model Mekanisme


a) Penambahan Linarut MenurunkanPotensial Air (Menjadi Suatu NilaiNegatif).

b) Pemakaian Tekanan FisikMenambah Potensial Air.


Gambar 3 Potensial Air dan Pergerakan Air : Suatu Model Mekanisme


c) Pemakaian Tekanan FisikMenambah Potensial Air.

d) Suatu Tekanan Negatif (Tensi)Mengurangi Potensial Air.


6

Dipengaruhi oleh linarut dan tekanan

Penambahan linarut menyebabkan penurunanpotensial air menjadi lebih negatif

Air bergerak dari potensial air tinggi ke potensial airrendah

Peningkatan tekanan dapat : Meningkatkan potensial air Menekan air melintasi membran suatu larutan ke

bagian yang mengandung air murni Menimbulkan tekanan negatif (tensi) dalam air

atau larutan


Bila potensial air dalam larutan lebih rendahdibandingkan dengan potensial air dalam sel makasel mengalami plasmolisis

Bila potensial air dalam larutan lebih tinggidibandingkan dengan potensial air dalam sel makaterjadi tekanan turgor pada sel


Hubungan Air pada Sel Tumbuhan (Gambar 4) :

Dalam percobaan ini, sel tertentu, yang asalnya lembek(flaccid), ditempatkan di dalam dua lingkungan yang berbeda(protoplas dari sel yang lembek bersentuhan dengan dindingselnya tetapi tidak mempunyai tegangan turgor). Panah birumenunjukkan arah awal dari pergerakan air.(a) Kondisi awal : selluler lebih besar dari

lingkungannya. Di dalam larutan gula yang pekat, padamulanya sel mempunyai potensial air yang lebih besardari larutan di sekelilingnya. Sel akan kehilangan air danberplasmolisis. Setelah plasmolisisnya menyeluruh,potensial air dari sel dan di sekelilingnya adalah sama.Plasmolisis mematikan sebagian besar sel tumbuhan.


Gambar 4 Hubungan Air pada Sel Tumbuhan


(a) Kondisi awal : selluler lebih besar dari lingkungannya.


7

(b) Kondisi Awal : selluler lebih kecil dari lingkungannya. Di dalam air murni, pada mulanya selmempunyai potensial air yang lebih rendah dibandingdengan di sekelilingnya. Terjadilah pengambilan bersih airsecara osmosis, yang menyebabkan sel menjadi turgor.Ketika hal ini bertendensi bagi air untuk masuk diimbangidengan tekanan balik dari dinding sel yang elastis, potensialairnya adalah sama antara di dalam sel dengan disekelilingnya. (Perubahan volume dari sel dibesar-besarkandalam diagram ini. Pengambilan air secara osmosis dalamjumlah yang relatif sedikit, pada kenyataannya, tidak akanbegitu menambah volume sel. Hal ini menjelaskan,mengapa potensial linarut (yaitu s) tidak berubah dengansuatu jumlah yang nyata, ketika sel menjadi semakin turgor.

Hubungan Air pada Sel Tumbuhan (Gambar 4) :


Gambar 4 Hubungan Air pada Sel Tumbuhan


(b) Kondisi Awal : selluler lebih kecil dari lingkungannya.


Bagian akar yang terlibat dalam absorpsi airdan mineral oleh akar, adalah :

1. Epidermis akar2. Korteks akar3. Endodermis4. Stele5. Pembuluh xylem

II. ABSORPSI AIR DAN MINERALOLEH AKAR

a) Dinding sel, sitosol, dan vakuola adalah tiga bagian utama darisebagian besar sel tumbuhan dewasa. Protein transport yangspesifik, yang menempel di dalam membran plasma danmembran tonoplas, mengatur lalu lintas molekul antara ketigabagian utama dari suatu sel.

Bagian-bagian Sel

b) Pada tahapan jaringan, ada dua bagian yaitu simplas danapoplas. Disediakan tiga jalur untuk transport lateral di dalamjaringan tumbuhan ataupun dalam organ tumbuhan. Dalamdiagram ini, suatu zat sepertinya terbatas pada salah satu dariketiga jalur tersebut. Pada kenyataannya, suatu zat akan beralihdari satu jalur ke jalur lainnya selama zat tersebut bersama-samamelewati suatu organ tanaman.

Bagian-bagian Jaringan

Bagian dari Sel Tumbuhan dan Jaringan Tumbuhan suatu jalurTransport Lateral. (Gambar 6) :


8

Gambar 6a Bagian dari Sel Tumbuhan



Gambar 6b. Jalur Transport Lateral.


b) Bagian – Bagian Jaringan

Jalur Transportasi Lateral


Peningkatan absorpsi air dan mineral oleh akarterjadi akibat:

1. Adanya bulu akar2. Adanya mikoriza3. Permukaan sel korteks yang lebih besar

Pergerakan air dan mineral di dalam akar :a. Simplastik :

Merupakan jalur pergerakan air dan linaruttertentu melalui sel epidermis dan korteks

Air dan linarut masuk ke dalam sel endodermismelalui plasmodesmata sel endodermis kemudianke stele dan masuk ke pembuluh xylem.


b. Apoplastik : Merupakan jalur pergerakan air dan linarut dari

larutan tanah melalui ruang antar sel

Masuk ke dalam sel endodermis melalui membranplasma endodermis yang selektif permeabelkemudian ke stele dan masuk ke pembuluh xylem.


9

Transportasi Lateral dari Mineral dan Air di Dalam Akar (Gambar 7) :1. Pengambilan larutan tanah oleh dinding sel hidrofilik dari epidermis, menyediakan

jalan masuk ke apoplas, dan air dan mineral dapat masuk ke dalam kortekssepanjang matriks dinding sel

2. Mineral dan air yang melintas membran bulu akar memasuki simplas3. Pada saat larutan tanah bergerak sepanjang apoplas, beberapa air dan mineral

ditransportasikan ke dalam sel epidermis dan korteks dan kemudian bergerak kedalam melalui simplas

4. Air dan mineral yang bergerak melalui semua cara ke endodermis melaluisepanjang dinding sel, tidak dapat meneruskan masuk ke stele melalui routeapoplastik. Di dalam masing – masing dinding sel endodermis, terdapat pitakaspari; suatu sabuk dari zat lilin (berwarna ungu) yang memblokir lewatnya air danmineral yang terlarut. Hanya mineral yang sudah berada di dalam simplas atau yangsudah memasuki lintasan dengan melintasi membran plasma sel endodermis yangdapat melintas memutari pita kaspari dan melintas masuk ke dalam stele.

5. Sel endodermis dan sel parenkim di dalam stele, menghentikan air dan mineral kedalam dinding selnya (apoplas). Sejak elemen pembuluh dari pembuluh xylemmerupakan sel yang mati, bagian dinding selnya dan bagian ruang internalnya, kedua-duanya merupakan bagian dari apoplas. Pembuluh xylem mentransportasi airdan mineral ke atas ke sistem tajuk tumbuhan


Gambar 7 Transportasi Lateral dari Mineral dan Air di Dalam AkarSumber : Campbell dan Reece, 2002 : 755


Keterangan Gambar 7 :

Mineral diabsorpsi dari larutan tanah oleh permukaanakar, khususnya oleh bulu akar dan mikorhiza (assosiasisimbiotik antara akar dengan jamur). Air dan mineralkemudian bergerak melintasi korteks akar ke stele,dengan kombinasi jalur apoplastik dan simplastik.


Gambar 8 Mikorhiza, Assosiasi Simbiotik antara Jamur dan Akar



Miselium berwarna putihdari jamur, menyelubungiakar pohon pinus. Hifajamur, menyediakanareal permukaan yanglebih luas untukmengabsorpsi air danmineral.


10

Naiknya cairan xylem diakibatkan olehA. Tekanan akarB. Mekanisme transpirasi, kohesi dan tensiC. Aliran bulk


A. Tekanan Akar

Tekanan akar : Merupakan tekanan ke atas dari cairan xylem

Terjadi akibat adanya akumulasi mineral di dalamstele sehingga terjadi penurunan potensial air

Air yang masuk ke korteks akar mendorong cairandalam stele masuk ke xylem.

Menyebabkan gutasi


Gambar 9 Guttasi



Tekanan akar sedangmenekan kelebihan airdari Daun Strawberry.


B. Mekanisme Transpirasi, Kohesi dan Tensi

Gaya Tarik Transpirasi :

Disebut sebagai tenaga penarik untuk memindahkanair di dalam daun

Disebabkan karena udara di luar daun lebih keringdibandingkan dengan udara di dalam daun

Disebabkan karena konsentrasi air di udara lebih kecildibandingkan dengan konsentrasi air di dalam daun

…….


11

Tergantung dari timbulnya tekanan negatif (tensi) didalam daun yang dapat menurunkan potensial air

Meyebabkan kehilangan uap air dari rongga daun dandigantikan dari evaporasi lapisan air yang menyelimutisel mesofil

Akibat evaporasi (evaporated cooling) menyebabkantemperatur daun turun 10 oC – 15 oC dibandingkandengan temperatur udara

Merupakan akibat dari gaya adhesi terhadap dinding selxylem yang hidrofilik dan gaya kohesi di dalam air (efektensi permukaan)

Tensi pada permukaan sel daun menyebabkan airtertarik dari xylem daun dan selapis tipis permukaanyang membatasi rongga udara dekat stomata melaluimesofil


Pembentukan Gaya Tarik Transpirasi di dalam Sebuah Daun (Gambar 10) :

Uap air (H2O) berdiffusi dari rongga udara yang lembab di dalam daun,menuju udara di luar yang lebih kering, melalui stomata. Evaporasi dariselapisan tipis air yang menyelimuti sel mesofil, mempertahankankelembaban yang tinggi dalam rongga udara daun. Kehilangan air ini,menyebabkan selapisan tipis air membentuk meniskus yang semakin dansemakin cekung, sejalan dengan laju transpirasi yang bertambah. Sebuahmeniskus, mempunyai suatu tensi yang secara proporsional berbalikandengan radius dari kurva permukaan air. Jadi, pada saat selapisan tipis airmenyusut, dan meniskusnya menjadi lebih cekung, maka tensi dari selapisantipis air meningkat. Tensi adalah suatu tekanan negatif, yaitu suatu kekuatanyang menarik air, dari lokasi yang tekanan hidrostatiknya lebih besar. Tensiair yang membatasi rongga udara di dalam sebuah daun, merupakan dasarfisika dari gaya tarik transpirasi; yang menarik air ke luar dari xylem.


Gambar 10 Pembentukan Gaya Tarik Transpirasi di dalam SebuahDaun



• Gaya Kohesi dan Gaya Adhesi

Kohesi :

Menyebabkan gaya tarik menarik antar molekul airdalam cairan xylem dari atas sampai ke bawah

Menciptakan tensi pada xylem, sehingga potensial airdi dalam xylem akar menurun yang menyebabkan airdari tanah masuk ke korteks akar dan menuju stele,

Tensi pada xylem menyebabkan diameter trakeidmengecil dan dapat meningkatkan adhesi


12

• Adhesi :

Menyebabkan gaya tarik menarik antara molekul airterhadap dinding sel xylem yang hidrofilik

Melawan arah gaya gravitasi sehingga air dapat naik.


Menaiknya Air di dalam Sebuah Pohon (Gambar 11) :

Ikatan hidrogen, membentuk sebuah rantaian molekul airyang tidak terputus; yang menyambungkan semua jalurperjalanan dari daun sampai ke tanah. Tenaga yangmengendalikan menaiknya cairan xylem, ialah sebuahgradien potensial air (). Untuk aliran bulk pada jarakyang jauh, maka gradien tergantung terutama padagradien potensial tekanan (p). Transpirasi,menyebabkan suatu gradien potensial tekanan (p) padaujung xylem daun, menjadi lebih rendah, daripada gradienpotensial tekanan (p) pada ujung akar.


Gambar 11 Menaiknya Air di dalam Sebuah PohonSumber : Campbell dan Reece, 2002 : 758


C. Aliran Bulk

Tenaganya berasal dari sinar matahari

Merupakan mekanisme transportasi jarak jauh yangtergantung dari tekanan

Diakibatkan karena adanya perbedaan tekanan antarakedua ujung pembuluh xylem, oleh gaya tarik transpirasisehingga meningkatkan tensi bagian ujung aliran atasxylem

Mengalirkan seluruh larutan (air, mineral dan linarutyang larut dalam air)


13

A. Kerjasama Fotosintesis dan Transpirasi

Kerjasama fotosintesis dan transpirasi dikendalikanoleh fungsi sel penutup yang sekaligus:

Mengatur ukuran stomata

Mendukung fotosintesis dengan pembukaan stomatauntuk menambah pemasukan CO2 dan menambahluas permukaan daun untuk evaporasi air

• ….


Gambar 12 Stoma Membuka (kiri) dan Stoma Menutup (kanan)pada Daun Tanaman Lili Laba-laba (Chlorophytumcolosum)



Masuknya CO2 :

Berdifusi melalui stomata

Masuk ke dalam rongga udara daun yang terbentukkarena adanya sel-sel sponsa parenkim

Efisiensi tumbuhan dalam menggunakan air ditentukanoleh rasio transpirasi fotosintesis yaitu sejumlah gram airyang hilang per satu gram CO2 yang diasimilasi


B. Membuka dan Menutupnya Stomata

Stomata pada tumbuhan Dicotyledoneae :• Diapit oleh sel tetangga yang berbentuk ginjal

• Ketebalan dinding sel penutupnya tidak sama

• Mikrofibril selulosa menghadap ke satu arah

• Sel penutup melengkung ke luar pada keadaan turgid

Stomata pada tumbuhan Monocotyledoneae :

• Diapit oleh sel tetangga yang berbentuk halter


14

Mekanisme pembukaan stomata :

Sel penutup mengakumulasi ion K+

Potensial air sel penutup menjadi lebih negatif Terjadi osmosis ke dalam sel penutup sehingga sel

penutup menjadi turgid Ion K+ dan air disimpan pada vakuola Sel penutup membuka pada siang hari kecuali pada

tumbuhan CAM


Penyebab penutupan stomata Adanya cekaman lingkungan seperti suhu tinggi,

angin, dll

Pengaruh asam absisat akibat respons terhadapkekurangan air

Transpirasi yang berlebih


Gambar 13a Mekanisme membuka dan Menutupnya Stomata


Gambar 13b Mekanisme membuka dan Menutupnya Stomata



15

Studi tentang Menjepit – Memotong (patch-clamp) MembranPlasma Sel Penutup (Gambar 14) :

Penjepitan suatu potongan membran, membuat suatukemungkinan untuk mengisolasi suatu potongan yang sangatkecil dari membran, dan dapat mempelajari, misalnya,pergerakan ion melalui suatu tipe lintasan K+ atau lintasan H+

yang sederhana. Percobaan yang spesifik ini mengukur efekdari cahaya biru, yang menambah aliran H+ melaluimembran. Bersama-sama dengan fakta lainnya, studitentang penjepitan suatu potongan, menunjang hipotesisbahwa : sinar biru dan stimulus lainnya mengatur sel penutupdengan mengakibatkan pemompaan proton (H+) darimembran.


Studi tentang Menjepit – Memotong (patch-clamp) Membran Plasma Sel Penutup(Gambar 14) :

1. Ini adalah suatu mikrograf (gambar mikroskop cahaya) dari sebuah protoplas selpenutup (dinding sel dibuang) daun tanaman tembakau (Nicotiana tabacum)

2. Alat untuk mebuat suatu potongan, adalah berupa suatu mikropipet yang ujungnyaberukuran diameternya hanya 1 µm. Sebuah pengisap pipet yang ukurannya lebihbesar, digunakan untuk memegang sel pada posisinya.

3. Pengisap yang kecil ramping, menarik lepuhan membran ke dalam mikropipetyang telah terbuka. Pinggiran ujung mikropipet, menutup potongan membrantersebut.

4. Pengisap ini memisahkan suatu potongan kecil dari sisa membran plasma.Mikropipet, yang dipasang pada peralatan yang tepat guna ini, sekarang berfungsisebagai sebuah elektroda untuk mencatat aliran ion yang melintasi potongan kecilmembran tersebut. Karena potongan itu terlalu kecil, dan karena ion di dalamlarutan ini sudah diketahui, kali ini memungkinkan untuk mencatat transportasi darisatu macam ion yang sederhana melalui saluran pompa selektif di dalammembran.

5. Grafik ini memperlihatkan pencatatan transportasi H+ melintasi potongan membransel penutup. Lintasan ion H+ melalui membran, mewakili suatu aliran elektron yangdapat diukur. Grafik ini menggambarkan suatu aliran berdasarkan kepada aliranion H+ selama suatu pencatatan beberapa menit terakhir


Gambar 14 Studi tentang Menjepit – Memotong (patch-clamp)Membran Plasma Sel Penutup



Adaptasi tumbuhan pada lingkunga kering :

Dinamakan tumbuhan xerofit Ukuran daun kecil dan tebal Kutikula tebal, daun menjadi konsisten mengulit Somata sebagian besar terdapat pada permukaan

bawah daun Respons terhadap kekeringan dengan

menggugurkan daun Lintasan fotosintesisnya CAM Stomata membuka pada malam hari Contohnya tumbuhan gurun, kaktus, tumbuhan es,

dan tumbuhan sukulenta dari familia Crassulaceae


16

Adaptasi Struktural Sebuah Daun Xerofit (Gambar 15) :

Oleander (inset) umumnya ditanam di sepanjang jalanraya di daerah gurun. Daunnya mempunyai lapisankutikula yang tebal, dan jaringan epidermis yang berlapis-lapis, yang dapat mengurangi kehilangan air karenatranspirasi. Stomatanya biasanya menjorok ke dalam ataubertipe kriptofor (cryptophore), merupakan suatu adaptasiuntuk menurunkan laju transpirasi; dengan caramelindungi stomata dari udara yang panas, dan anginyang kering. Trikhomatanya (bulu-bulu daunnya) jugamembantu meminimalkan transpirasi; dengan caramemotong aliran udara, membiarkan rongga udara daristoma yang tersembunyi tersebut, mempunyaikelembaban yang lebih tinggi dibanding kelembaban diatmosfer sekelilingnya.


Gambar 15 Adaptasi Struktural Sebuah Daun XerofitSumber : Campbell dan Reece, 2002 : 762


Jaringan Phloem :1. Terdiri dari elemen buluh tapis yang berfungsi

dalam translokasi

2. Mentranslokasikan zat organik hasil fotosintesis keseluruh bagian tumbuhan

3. Mentranslokasikan cairan phloem dari sumber gulake pengguna gula


Kandungan cairan phloem :

1. Merupakan cairan kental

2. Berupa gula, terutama gula disakarida

3. Mengandung mineral, asam amino dan hormon

Sumber gula (sugar source) :1. Merupakan organ tumbuhan tempat gula diproduksi

melalui fotosintesis atau perombakan amilum

1. Contoh : daun dewasa, yang merupakan sumbergula primer


17

Pengguna gula (sugar sink) :1. Merupakan organ mengkonsumsi bersih sumber

gula primer

2. Contoh : akar yang sedang tumbuh, ujung ranting,batang, dan buah

3. Biasanya menerima gula dari sumber gula yangpaling dekat


Pemuatan phloem dan pembongkaran phloem

Pemuatan phloem : Gula dari sel mesofil dan dari sumber gula lainnya

dimuatkan ke dalam elemen pembuluh tapissebelum ditranslokasikan

Mengakibatkan konsentasi larutan pada satu ujungsumber gula pembuluh tapis meningkat yangmenyebabkan penurunan potensial air

Masuknya sukrosa dari sel mesofil ke elemenpembuluh tapis dapat secara :1. Simplas2. Kombinasi simpas dan apoplas yang melibatkan

sel pengiring.


Pembongkaran phloem :

Terjadi di ujung pengguna gula dalam pembuluh tapis

Mekanismenya tergantung dari species tumbuhan dantipe organ

Menyebabkan gradien konsentrasi gula yaitu konsentrasigula dalam pengguna gula lebih rendah dibandingkandengan konsentrasi gula dalam pembuluh tapis

Molekul gula berdifusi dari phloem ke pengguna guladan air mengikutinya secara osmosis


a) Sukrosa yang dihasilkan di dalam sel mesofil, dapatmengalir melalui simplas (panah berwarna biru) keelemen pembuluh tapis. Di dalam beberapa spesies,sukrosa ke luar dari simplas (panah berwarna magenta)dekat pembuluh tapis; dan secara aktif diakumulasikandari apoplas oleh elemen pembuluh tapis dan selpengiringnya.

b) Suatu mekanisme khemiosmotik, bertanggung jawabterhadap transportasi aktif sukrosa ke dalam sel pengiringdan elemen pembuluh tapis. Pemompaan proton (ATP-ase) menghasilkan gradien H+, yang mengendalikanakumulasi sukrosa, dengan bantuan sebuah proteinkotransport, yang merangkaikan transportasi sukrosadengan diffusi ion H+ kembali ke dalam sel.

Pemuatan Sukrosa ke dalam (Gambar 16) :


18

Gambar 16 Pemuatan Sukrosa ke dalam



Gambar 17 Aliran Tekanan di dalam Sebuah Pembuluh TapisSumber : Campbell dan Reece, 2002 : 764


Dalam contoh ini, sebagaisumber gula adalah daun,dan sebagai penggunagula adalah akar.


Mekanisme translokasi pada Angiospermae :

1. Laju pergerakan cairan phloem 1 m per jam

2. Terjadi akibat adanya aliran bulk yang dikendalikanoleh peningkatan tekanan antara ujung sumbergula pembuluh tapis dan penurunan tekanan dariujung pengguna gula

3. Perbedaan tekanan menyebabkan air mengalir darisumber gula ke pengguna gula dengan membawagula


a) Tetesan embun madu, yang dikeluarkan dari anus Aphid, terdiri daricairan phloem, dikurangi beberapa nutrien yang diabsoprsi olehinsekta tersebut.

b) Aphid, memasukkan bagian mulutnya yang termodifikasi, yang disebutstylet, ke dalam tumbuhan untuk menyedot/menusuk sampai ujungorgan yang menyerupai hypodermis ini, menembus sebuah elemenpembuluh tapis. Tekanan di dalam pembuluh tapis, memberi makandengan paksa Aphid tersebut, membengkakannya sampai beberapakali ukuran asalnya.

c) Sementara Aphid makan, ia dianastesi dan dipisahkan dari styletnya,yang kemudian menyediakan para peneliti suatu alat sadapan miniyang mengeluarkan cairan phloem selama beberapa jam. Semakindekat stylet tersebut ke sumber gula, semakin cepat cairan phloemmengalir ke luar dan semakin besar konsentrasi gulanya. Hasil inidiprediksi dengan hipotesis aliran tekanan.

Penyadapan Cairan Phloem dengan Bantuan Seekor Aphid (Gambar18) :


19

Gambar 18 Penyadapan Cairan Phloem dengan Bantuan SeekorAphid



Hand Out-19-1 Transportasi Pada Tumbuhan

Documents

Transcript of Hand Out-19-1 Transportasi Pada Tumbuhan