TUGAS STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN

Mekanisme naiknya air dari akar ke batang ditinjau dari segi

Biologi dan Fisika

Disusun oleh :

NI’MATUR ROHMAH 14030654013

Pendidikan IPA 2014 A

UNIVERSITAS NEGERI SURABAYA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

PRODI PENDIDIKAN IPA

2015

Pengangkutan Air pada Tumbuhan

Pengangkutan air dan garam - garam mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan berbiji dilakukan melalui dua mekanisme pertama, air dan mineral diserap dari dalam tanah menuju sel-sel akar. Pengangkutan ini dilakukan diluar berkas pembuluh, sehingga disebut sebagai mekanisme pengangkutan ekstravaskuler. kedua , air dan mineral diserap oleh akar. selanjutnya diangkut dalam berkas pembuluh yaitu pada pembuluh kayu (xilem), sehingga proses pengangkutan disebut pengangkutan vaskuler. Air dan garam mineral dari dalam tanah memasuki tumbuhan melalui epidermis akar, menembus korteks akar, masuk ke stele dan kemudian mengalir naik ke pembuluh xilem sampai ke pucuk tumbuhan.

a. Pengnagkutan Ekstravaskuler

Dalam perjalanan menuju silinder pusat, air akan bergerak secara bebas di antara ruang antar sel. Pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah di luar berkas pembuluh ini dilakukan melalui 2 mekanisme, yaitu apoplas dan simplas.

1. Pengangkutan ApoplasPengangkutan sepanjang jalur ekstraseluler yang terdiri atas bagian tak hidup dari akar tumbuhan, yaitu dinding sel dan ruang antar sel. air masuk dengan cara difusi, aliran air secara apoplas tidak tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang oleh lapisan endodermis yang memiliki penebalan dinding

Sumber : transportrasiair.com

Sumber : akar.wordpress.com

sel dari suberin dan lignin yang dikenal sebagai pita kaspari. Dengan demikian, pengangkutan air secara apoplas pada bagian korteks dan stele menjadi terpisah.

2. Pengangkutan SimplasPadap engangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut bergerak dalam sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang lain melaluivplasmodesmata. Sistem pengangkutan ini , menyebabkan air dapat mencapai bagian silinder pusat. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas adalah sel - sel bulu akar menuju sel - sel korteks, endodermis, perisikel, dan xilem. dari sini , air dan garam mineral siap diangkut keatas menuju batang dan daun.

b. Pengangkutan melalui berkas pengangkutan (pengangkutan intravaskuler)

Setelah melewati sel - sel akar, air dan mineral yang terlarut akan masuk ke pembuluh kayu (xilem) dan selanjutnya terjadi pengangkutan secara vertikal dari akar menuju batang sampai kedaun. Pembuluh kayu disusun oleh beberapa jenis sel, namun bagian yang berperan penting dalam proses pengangkutan air dan mineral ini adalah sel - sel trakea. Bagian ujung sel trakea terbuka membentuk pipa kapiler. Struktur jaringan xilem seperti pipa kapiler ini terjadi karena sel - sel penyusun jaringan tersebut tersebut mengalami fusi (penggabungan). Air bergerak dari sel trakea satu ke sel trakea yang di atasnya mengikuti prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel trakea xilem.

Beberapa faktor yang mempengaruhi pengangkutan air : Faktor internal :a. Tekanan Akar

Akar tumbuhan menyera air dan mineral setiap saat baik siang maupun malam. Pada malam hari ketika transpirasi sangat rendah, sel-l akar masih menggunakan enegi untuk memompa ion-ion mineral menuju ke xilem. Endodermis yang mengelilingi stele akar membantu mencegah kebocoran ion-ion ini keluar dari stele. AkumulasiMineral didalam stele akan menrunkan potensial air. Air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xilem.

Jaringan Xilem Sel Trakea Xilem

Sumber : penampangxilem.wordpress.com Sumber : trakeaxilem.com

b. Kapilaritas batangDiameter xilem adalah sangat kecil sehingga menghasilkan daya kapilaritas air di dalam xilem. Daya kapiler ini berbanding terbalik dengan jari-jarinya. Dengan demikian, pada buluh yang semakin kecil akan menghasilkan daya kapilaritas semakin besar. Daya kapilaritas didukung oleh dua kekuatan pada air, yaitu daya kohesi dandhesi.

c. Daya isap daun (Tarikan transpirasi)Melalui daun akan terjadi pelepasan uap air yang disebut transpirasi. Karena air dalam tubuh tumbuhan membentuk benang air, maka lepasnya molekul air pada daun akan diikuti naiknya air pada akar dan batang. Selanjutnya air dari tanah juga akan terserap masuk ke akar.

d. Tingkat bukaan stomata. Derajat bukaan stomata akan menentukan daya hantar (konduktivitas) gas-gas melewatinya (pertukaran zat). Buka tutupnya stomata dipengaruhi oleh banyak faktor, meliputi faktor klimatik, edafik, gas-gas di udara (O2, CO2) dan faktor-faktor internal seperti fotosintesis, asam abskisat (ABA = suatu hormon), kondisi cairan tubuh, dsb. Hal ini terkait langsung dengan laju transpirasi.

Kapilaritas batang

Pengangkutan air melalui pembuluh kayu (xilem), terjadi karena pembuluh kayu (xilem) tersusun sperti rangkaian pipa-pipa kapiler. Oleh karena itu pengangkutan air melalaui xilem mengikuti prinsiP kapilaritas. Daya kapilaritas disebabkan karena adanya kohesi antara molekul air dengan air dan adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem. Baik kohesi maupun adhesi ini menimbulkan tarikan terhadap molekul air dari akal sampai ke daun secara bersambungan.

a. Daya kohesi air. Antar molekul air terjadi saling ikat yang

menyebabkan air akan membentuk seperti benang air. Bila salah satu bagian air bergerak menyusup ke ruang-ruang antar sel, maka akandiikuti oleh bagian air yang lain.

b. Daya adhesi air. Air dapat merambat melalui benda yang dilewatinya, karena air memiliki daya ikat terhadap permukaan benda lain. Daya adhesi air akan tergantung dari sifat benda yang dilalui. Daya ikat air terhadap benda lain ini disebut daya adhesi. Ingat, minyak dapat merambat melalui sumbu, demikian pula air dapat merambat melalui dinding sel akar yang dilewatinya.

Penjelasan :Air dalam sebuah wadah permukaannya tidak datar melainkan melengkung di ujung-ujungnya, Hal itu terjadi akibat adanya gaya adhesi (kaca dan air) yang lebih besar dari gaya kohesi (gaya tarik antara air dengan air) ke arah garis lanjutan lengkungan (garis merah). Karena F miring, maka untuk mempermudah analisanya, kita uraikan F ke sumbu x dan sumbu y.

Gambar 1. Penguraian F ke sumbu x dan sumbu y

Jika diamati secara tiga dimensi, gaya yang bekerja pada pinggiran permukaan air ke arah sumbu x (gaya-gaya Fx) ini saling meniadakan, sehingga Σ Fx = 0, berarti tidak ada gerakan air ke arah sumbu x.

Gambar 2. permukaan air dilihat dari atas dan gaya-gaya yang bekerja pada sumbu x

Sedangkan gaya yang bekerja pada pinggiran permukaan air ke arah sumbu y, Fy di pinggiran permukaan air semua ke arah atas, sehingga Σ Fy ǂ 0. Jadi yang menyebabkan air naik ke atas adalah karena adanya resultan gaya Fy ke arah atas.”

Gambar 3. permukaan air dilihat dari atas dan gaya-gaya yang bekerja pada sumbu y

Pipa yang semakin sempit dapat menaikkan air semakin tinggi karena semakin kecil pipa maka massa air dalam pipa juga semakin kecil, sehingga Fy yang sama dapat menarik air dengan massa yang semakin kecil. Melalui akar dan kemudian naik ke pembuluh xilem sampai pucuk tumbuhan. Air akan naik melalui pembuluh kayu (xilem), di mana di dalam pembuluh kayu (xilem) tersebut terdapat berjuta-juta pipa kapiler sehingga air dari tanah dapat naik menuju daun, tempat fotosintesis berlangsung.

Sumber : 4.bp.blogspot.com