TUGAS FISIOLOGI TUMBUHAN
1. Faktor-faktor luar apa saja yang mempengaruhi respirasi ?
Jawaban :
Faktor eksternal, adalah faktor yang berasal dari luar sel atau lingkungan, terdiri atas:
a. Suhu
Pada umumnya dalam batas-bata stertentukenaikan suhu menyebabkan pula
kenaikan laju respirasi. Kecepatan reaksi respirasiakan meningkat untuk setiap
kenaikan suhu sebesar 10oC, namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies
tumbuhan. Kenaikan suhu yang melebihi batas minimum kerja enzim, akan
menurunkan lajur espirasi karena enzim respirasi tidak dapat bekerja dengan baik
pada suhu tertalu tinggi.
b. Kadar Oksigen (O2) di udara
Pengaruh kadaroksigen dalam atmosfer terhadap kecepatan respirasi akan
berbeda-beda tergantung pada jaringan dan jenis tumbuhan, tetapi meskipun demikian
makin tinggi kadaroksigen di atmosfer maka makin tinggi kecepatan respirasi
tumbuhan.
Karena oksigen berfungsi sebagai terminal penerimaan elektron pada daur
Krebs, maka bila konsentrasinya arendah respirasia erob dan anaerob dapat
berlangsung bersamaan. Bila oksigen kadarnya dinaikan maka respirasi aerob akan
berjalan lebih cepat, sedang respirasi anaerob akan terhenti. Peristiwa ini disebut efek
Pasteur.
c. Kadar Karbondioksida (CO2) di udara
Semakin tinggi konsentrasi karbon dioksida diperkirakan dapat menghambat
proses respirasi. Konsentrasi karbon dioksida yang tinggi menyebabkan stomata
menutup sehingga tidakterja dipertukaran gas atau oksigenti dak dapat diserap oleh
tumbuhan. Pengaruh hambatan yang telah diamati pada respirasi daun mungkin
disebabkan oleh hal ini.
d. Kadar air dalam jaringan
Pada umumnya dengan naiknya kadar air dalam jaringan kecepatan respirasi
juga akan meningkat. Ini nampak jelas pada biji yang sedang berkecambah.
e. Cahaya
Cahayadapatmeningkatkanlajurespirasipadajaringantumbuhan yang
berklorofilkarenacahayaberpengaruhpadatersedianyasubstratrespirasi yang
dihasilkandari proses fotosintesis.
f. Luka dan stimulus mekanik
Luka ataukerusakanjaringan (stimulus mekanik)
padajaringandaunmenyebabkanlajurespirasinaikuntuksementarawaktu,
biasanyabeberapamenithinggasatu jam. Luka memicurespirasitinggikarenatigahal,
yaitu: (1)
oksidasisenyawafenolterjadidengancepatkarenapemisahanantarasubstratdanoksidasen
yadirusak; (2) proses glikolisis yang normal
dankatabolismeoksidatifmeningkatkarenahancurnyaselatausel-
selsehinggamenambahmudahnyasubstratdicapaienzimrespirasi; (3)
akibatlukabiasanyasel-
seltertentukembalikekeadaanmeristematisdiikutipembentukankalusdanpenyembuhanat
auperbaikanluka.
g. Garam-garam mineral.
Jikaakarmenyerapgaram-garam mineral daridalamtanah,
lajurespirasimeningkat.Hal inidikaitkandenganenergi yang
diperlukanpadasaatgaram/ion
diserapdandiangkut.Keperluanenergiitudipenuhidenganmenaikkanlajurespirasi.Fenom
enainidikenaldenganrespirasigaram.
2. Bagaimanajikasubstrat yang direspirasiadalahlemak ?
Jawaban :
Substratrespirasiadalahsetiapsenyawaorganik yang dioksidasikandalamrespirasi,
atausenyawa-senyawa yang terdapatdalamseltumbuhan yang
secararelatifbanyakjumlahnyadanbiasanyadirespirasikanmenjadi CO2 dan
air.Substratrespirasiadalahsetiapsenyawaorganik yang dioksidasikandalamrespirasi,
atausenyawa-senyawa yang terdapatdalamseltumbuhan yang
secararelatifbanyakjumlahnyadanbiasanyadirespirasikanmenjadi CO2 dan air.
Jikasubstrat yang
direspirasiadalahlemakmakaterjadilahkatabolismeyaitureaksipemecahan /
pembongkaransenyawakimiakompleks yang
mengandungenergitinggimenjadisenyawasederhana yang
mengandungenergilebihrendah.Tujuanutamakatabolismeadalahuntukmembebaskanenergi
yang terkandung di dalamsenyawasumber.
Tahapan-tahapandarikatabolismelemakadalahsebagaiberikut :
1). AktivasiAsamLemakMenjadiasil-KoA
Untukmemperolehenergi, asamlemakdapatdioksidasidalam proses yang
dinamakanoksidasi beta. Sebelumdikatabolisirdalamoksidasi beta,
asamlemakharusdiaktifkanterlebihdahulumenjadiasil-KoA.Denganadanya ATP
danKoenzim A, asamlemakdiaktifkandengandikatalisirolehenzimasil-KoAsintetase
(Tiokinase).
Gambar 1. AktivasiasamlemakmenjadiasilKoA
2). Transporasil-KoAdarisitoplasmakemitokondria
Asamlemakbebaspadaumumnyaberupaasam-
asamlemakrantaipanjang.Asamlemakrantaipanjanginiakandapatmasukkedalammitokondri
adenganbantuansenyawakarnitin, denganrumus (CH3)3N+-CH2-CH(OH)-CH2-COO-.
Gambar 2. Mekanismetransportasiasamlemaktransmembranmitokondria
melaluimekanismepengangkutankarnitin
Langkah-langkahmasuknyaasilKoAkedalammitokondriadijelaskansebagaiberikut:
Asamlemakbebas (FFA) diaktifkanmenjadiasil-
KoAdengandikatalisirolehenzimtiokinase.
Setelahmenjadibentukaktif, asil-
KoAdikonversikanolehenzimkarnitinpalmitoiltransferase I yang
terdapatpadamembraneksternamitokondriamenjadiasilkarnitin.
Setelahmenjadiasilkarnitin,
barulahsenyawatersebutbisamenembusmembraninternamitokondria.
Padamembraninternalmitokondriaterdapatenzimkarnitinasilkarnitintranslokase yang
bertindaksebagaipengangkutasilkarnitinkedalamdankarnitinkeluar.
Asilkarnitin yang
masukkedalammitokondriaselanjutnyabereaksidenganKoAdengandikatalisirolehenzi
mkarnitinpalmitoiltransferase II yang ada di membraninternamitokondriamenjadiAsil
Koa dankarnitindibebaskan.
AsilKoA yang sudahberadadalammitokondriainiselanjutnyamasukdalam proses
oksidasi beta.
3). Proses PenguraianAsamLemak (ß-oksidasi)
Reaksi ß-oksidasi, berlangsungdalam 4 tahap, yaitu: (1) dehidrogenasi I, (2) hidratasi, (3)
dehidrogenasi II, dan (4) tiolasi (tahappemotongan).
Dehidrogenasi I, yaitudehidrogenasiAsamlemak-CoA yang sudahberada di
dalammito-kondrioaolehenzim acyl-CoA dehidrogenase, menghasilkansenyawaen
oyl-CoA. Padareaksiini, FAD (flavinadenindinukleotida) yang
bertindaksebagaikoenzimdireduksimenjadi FADH2.
Denganmekanismefosforilasibersifatoksidasimelaluirantaipemafasan,
suatumolekul FADH2 dapatmenghasilkanduamolekul ATP.
Hidratasi, yaituikatanrangkappadaenoyl-CoA dihidratasimenjadi 3-hidroxyacyl-
CoA olehenzim enoyl-CoA hidratase.
Dehidrogenase II, yaitudehidrogenasi 3-hidroxyacyl-CoA oleh enzim ß-
hidroxyacyl- CoA dehidrogenase dengan NAD+ sebagaikoenzimnyamenjadi ß-
ketoacyl-CoA. NADH yang terbentukdari NAD+
dapatdioksidasikembalimelaluimekanismefosforilasioksidatif yang
dirangkaikandenganrantaipernafasanmenghasilkantigamolekul ATP.
Pemecahanmolekuldenganenzim ß-ketoacyl-CoA
thiolase. Padareaksiinisatumolekulketoacyl-CoA menghasilkansatumolekulasetyl-
CoA dansisarantaiasamlemakdalambentuk CoA-nya, yang mempunyairantaidua
atom karbonlebihpendekdarisemula.
Gambar 3. Pemecahanmolekuldenganenzim ß-ketoacyl-CoA thiolase
Contoh perhitunganjumlah ATP hasiloksidasiasamlemak C16 palmitoil-KoA
Palmitoil-KoA + 7 KoA-SH + 7 FAD + 7 NAD+ + 7 H2O (proses ß-oksidasi)
→ 8 Asetil-KoA+ 7 FADH2 + 7 NADH+ + 7 H+
Untuk 1 AsetilKoA yang melaluisiklus Krebs → 1 ATP + 1 FADH2 + 3 NADH+ + 2CO2
makadari 8 ATP + 8 FADH2 + 24 NADH+ + 16CO2
Total hasilkatabolismeasamlemak C16 palmitoil-KoA (setelahmelaluitahapan transport
electron) :
31 NADH+ x 3 = 93 ATP
15 FADH2 x 2 = 30 ATP
ATP langsung = 8 ATP
= 131 ATP – 2 (aktivasi) = 129 ATP
3. Bagaimanajikasubstrat yang direspirasiadalahprotein ?
Jawaban :
Substratrespirasiadalahsetiapsenyawaorganik yang dioksidasikandalamrespirasi,
atausenyawa-senyawa yang terdapatdalamseltumbuhan yang
secararelatifbanyakjumlahnyadanbiasanyadirespirasikanmenjadi CO2 dan
air.Substratrespirasiadalahsetiapsenyawaorganik yang dioksidasikandalamrespirasi,
atausenyawa-senyawa yang terdapatdalamseltumbuhan yang
secararelatifbanyakjumlahnyadanbiasanyadirespirasikanmenjadi CO2 dan air.
Jikasubstrat yang direspirasiadalah protein
makaterjadilahkatabolismeyaitureaksipemecahan / pembongkaransenyawakimiakompleks
yang mengandungenergitinggimenjadisenyawasederhana yang
mengandungenergilebihrendah.Tujuanutamakatabolismeadalahuntukmembebaskanenergi
yang terkandung di dalamsenyawasumber.
Proses darikatabolisme protein adalahsebagaiberikut :
a. Sintesis Protein
Proses Transkripsi
Transkripsiadalahpencetakan mRNA (kode) oleh DNA (DNA template/
DNA sense) denganmenggunakanenzim RNA polimerase.Adanyaenzim RNA
polimeraseiniakanmenyebabkanrangkaiandouble helix sebagianakanmembuka,
akibatnyabasa-basapasangannyamenyusunAdenin (A) pada mRNA
danseterusnya. Hasilpenyusunan mRNA yang
sudahjadiakanmeninggalkanintiuntukmelekatpadaribosom, yang
merupakanorganelapelaksanasintesis protein.
Proses Translasi
Kodepada mRNA akanterbacaolehribosomdengandibantuolehtRNA yang
terdapat di dalamsitoplasma. tRNAakandatanguntukmembawaasam amino yang
sesuaidengankode yang dibawa mRNA tersebut.
KemudiantRNAakanbergabungdengan mRNA yang
sesuaidengankodepasanganbasa.
Gambar 4. Proses darikatabolisme protein