Sabtu, 21 Desember 2013

Mekanisme Transpor Membran

Juni 13, 2013nurhidayah49 Tinggalkan Komentar

Metabolisme merupakan aktivitas untuk memenuhi kebutuhan energi yang diperlukan untuk hidup. Berbagai macam molekul, seperti molekul makanan maupun gas oksigen dan karbondioksida senantiasa keluar-masuk sel dalam proses tersebut. Setiap molekul memiliki sifat yang khas, begitu pula membran sel. Transport membran selain merupakan sebuah proses gerakan, ternyata sangat dipengaruhi oleh interaksi antara membran sel dengan molekul-molekul yang ditranspor. Hal itu bisa dilihat pada “keragaman jalur” berbagai molekul untuk melewati membran sel.

Berikut ini pembahasan yang lebih mendalam mengenai transpor pada membran sel.

A. Pengertian Mekanisme Transpor pada Membran

Mekanisme transpor pada membran adalah proses keluar masuknya molekul melewati membran sel. Berbagai macam molekul, seperti glukosa, oksigen, dan karbondioksida senantiasa harus melewati membran sel untuk keluar-masuk sel dalam proses metabolisme.

Gambar 1.1 Membran sel diunduh dari (http://citadel.sjfc.edu )

Gambar 1.2 Membran Sel diunduh dari (http://www.goldiesroom.org)

Membran sel terbentuk dari struktur fosfolipid bilayer. Bagian luar bersifat hidrofilik, sementara bagian dalam bersifat hidrofobik. Sifat kimia membran sel tersebut, berpengaruh terhadap molekul-molekul yang bergerak melewatinya. Untuk lebih mendalaminya, berikut ini disajikan berbagai macam jenis-jenis mekanisme membran sel dan perbandingannya.

B. Jenis-jenis Mekanisme Transpor pada Membran

Gambar 1.3 Analogi perbedaan transpor mebran pasif dan aktif dinduh dari (http://www.lionden.com/slides-cell.htm)

Transpor membran pada sel dibedakan menjadi dua berdasarkan penggunaan energinya, yakni transpor membran aktif yang memerlukan energi dan transpor membran pasif yang tidak memerlukan energi.

1. Transpor Membran Aktif

Mekanisme transpor pada membran secara aktif terjadi karena molekul tidak bisa dilewatkan secara langsung melewati fosfolipid bilayer atau karena jumlah molekul di luar sel yang lebih sedikit. Molekul yang mengalami kesulitan untuk melewati membran sel umumnya terjadi karena interaksi antara membran sel yang memiliki ekor bagian dalam yang bersifat hidrofobik non polar dengan molekul yang bersifat hidrofilik dan atau polar. Selain itu, ukuran molekul yang besar juga merupakan faktor penghambat untuk melewati membran sel.

Transpor membran secara aktif sendiri terdiri dari beberapa macam, antara lain:

a. Pompa ATP

Mekanisme pompa ATP terjadi akibat perubahan pada protein membran yang mengalami perubahan bentuk sehingga memungkinkan molekul bisa melewatinya untuk keluar atau masuk sel. Perubahan konformasi itu sendiri terjadi dengan penggunaan ATP.

Gambar 1.4 Pompa ATP diunduh dari (pelauts.com)

b. Kotranspor

Kotranspor adalah transpor zat yang mengaktifkan transpor zat lain melewati membran plasma. Kotransport dibedakan menjadi dua, yaitu simport dan antiport. Disebut simport apabila kedua jenis zat memiliki arah pergerakan yang sama, dan disebut antiport apabila arah pergerakannya berlawanan. Contoh mekanisme kotranspor, berupa pompa potasium dan sodium.

Gambar 1.5 Kotranspor diunduh dari (http://keepinapbiologyreal.wikispaces.com)

c. Endositosis dan Eksositosis

Endositosis adalah transpor makromolekul dan materi ke dalam sel dengan cara membentuk vesikula baru dari membran plasma. Endositosis dibagi menjadi 2, yaitu pinositosis (pemasukan zat cair) dan fagositosis (pemasukan zat cair). Sedangkan eksositosis adalah transpor makromolekul dan materi ke luar sel dengan membentuk vesikula baru.

Gambar 1.6 Eksositosis dan Endositosis diunduh dari (http://alevelnotes.com )

2. Transpor Membran Pasif

Mekanisme transpor membran secara pasif terjadi dengan memanfaatkan prinsip sederhana difusi. Molekul akan berpindah dari seuatu area yang konsentrasinya tinggi ke rendah. Hal ini menyebabkan sel tidak perlu mengeluarkan energi.

a. Difusi

Difusi adalah perpindahan molekul atau ion. Sebagai akibat gerak acak, dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah. Kecepatan difusi zat melalui membran sel tidak hanya tergantung pada gradien konsentrasi (perbedaan konsentrasi antar ruang pada sel), tetapi juga pada besar, muatan dan daya larut dalam lipid dari partikel-partikel tersebut. Pada umumnya zat-zat yang larut dalam lipid, yaitu molekul hidrofobik, lebih mudah berdifusi melalui membrane daripada molekul hidrofilik. Membrane sel, kurang permeable terhadap ion-ion (seperti Na+, Cl-, K+) dibandingkan dengan molekul kecil yang tidak bermuatan. Dalam keadaan yang sama, molekul kecil lebih cepat berdifusi melalui membrane sel daripada molekul besar

Gambar 1.7 Difusi diunduh dari (http://www.biologyguide.net)

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi ialah:

a). Jarak

b). Luas permukaan

c). Beda konsentrasi

d). Suhu

e). Permeabilitas membran

f). Ukuran molekul

b. Osmosis

Osmosis adalah bagian khusus dari difusi. Osmosis ialah pergerakan air dari konsentrasi yang lebih tinggi ke rendah melewati membran semipermeabel.

Gambar 1.8 Osmosis diunduh dari (ww.thestudentroom.co.uk)

Dampak peristiwa osmosis terjadi akibat sel ditempatkan pada kondisi hipertonik maupun hipotonik.

Gambar 1.9 Dampak Terjadinya Osmosis diundh dari (http://bioserv.fiu.edu)

c. Difusi Terfasilitasi

Difusi terfasilitasi adalah adalah difusi yang dibantu protein pembawa atau dengan saluran protein.

Gambar 2.0 Difusi Terfasilitasi diunduh dari (http://biology.about.com)

Molekul-molekul yang melewati membran sel dengan difusi terfasilitasi adalah molekul-molekul berukuran besar seperti glukosa maupun molekul-molekul kecil seperti air yang memiliki protein membran khusus sebagai media transpor.

C. Perbandingan Mekanisme Transpor pada Membran

Selain penggunaan energi. Perbedaan lain antara transpor membran pasif dan aktif adalah arah pergerakan zat yang ditranspor terhadap gradien konsentrasinya. Pada mekanisme transpor pasif, arah pergerakan zat terhadap konsentrasinya adalah dari tinggi ke rendah. Sebab pada mekanisme transpor ini tidak ada pengeluaran energi. Sedangkan pada mekanisme transpor aktif, zat yang ditranspor bergerak dari gradien konsentrasi rendah ke tinggi. Hal ini dimungkinkan sebab ada penggunaan energi. Selain itu, perbedaan lainnya adalah penggunaan karakteristik molekul yang ditranspor. Molekul bermuatan seperti ion dan yang berukuran besar hanya ditranspor secara aktif karena tidak bisa menembus fosfolipid bilayer.

Mekanisme Transpor Membran

Berikut ini pembahasan yang lebih mendalam mengenai transpor pada membran sel.

A. Pengertian Mekanisme Transpor pada Membran

Gambar 1.1 Membran sel diunduh dari (http://citadel.sjfc.edu )

Gambar 1.2 Membran Sel diunduh dari (http://www.goldiesroom.org)

B. Jenis-jenis Mekanisme Transpor pada Membran

Gambar 1.3 Analogi perbedaan transpor mebran pasif dan aktif dinduh dari (http://www.lionden.com/slides-cell.htm)

Transpor membran pada sel dibedakan menjadi dua berdasarkan penggunaan energinya, yakni transpor membran aktif yang memerlukan energi dan transpor membran pasif yang tidak memerlukan energi.

1. Transpor Membran Aktif

Transpor membran secara aktif sendiri terdiri dari beberapa macam, antara lain:

a. Pompa ATP

Gambar 1.4 Pompa ATP diunduh dari (pelauts.com)

b. Kotranspor

Gambar 1.5 Kotranspor diunduh dari (http://keepinapbiologyreal.wikispaces.com)

c. Endositosis dan Eksositosis

Gambar 1.6 Eksositosis dan Endositosis diunduh dari (http://alevelnotes.com )

2. Transpor Membran Pasif

a. Difusi

Gambar 1.7 Difusi diunduh dari (http://www.biologyguide.net)

Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan difusi ialah:

a). Jarak

b). Luas permukaan

c). Beda konsentrasi

d). Suhu

e). Permeabilitas membran

f). Ukuran molekul

b. Osmosis

Osmosis adalah bagian khusus dari difusi. Osmosis ialah pergerakan air dari konsentrasi yang lebih tinggi ke rendah melewati membran semipermeabel.

Gambar 1.8 Osmosis diunduh dari (ww.thestudentroom.co.uk)

Dampak peristiwa osmosis terjadi akibat sel ditempatkan pada kondisi hipertonik maupun hipotonik.

Gambar 1.9 Dampak Terjadinya Osmosis diundh dari (http://bioserv.fiu.edu)

c. Difusi Terfasilitasi

Difusi terfasilitasi adalah adalah difusi yang dibantu protein pembawa atau dengan saluran protein.

Gambar 2.0 Difusi Terfasilitasi diunduh dari (http://biology.about.com)

C. Perbandingan Mekanisme Transpor pada Membran

Definisi Pengertian Biologi Menurut Ahli

Definisi Pengertian Biologi Menurut Para Ahli Ilmu bologi adalah ilmu yang mempelajari segala hal yang berhubungan dengan makhluk hidup dan kehidupan. Yang dibahas dalam ilmu biologi tidak lain adalah yang masih berkaitan dengan makhluk hidup, seperti zat yang membentuk makhluk hidup, zat yang dibutuhkan makhluk hidup, serta berbagai hal mengenai hubungan antara makhluk hidup dengan lingkungannya. Ilmu biologi dirintis oleh Aristoteles yang merupakan ilmuwan berkebangsaan Yunani yang kita sebut juga sebagai bapak perintis biologi.

Biologi atau ilmu hayat adalah ilmu yang mempelajari aspek fisik kehidupan. Istilah "biologi" dipinjam dari bahasa Belanda, biologie, yang juga diturunkan dari gabungan kata bahasa Yunani, bios ("hidup") dan logos ("lambang", "ilmu"). Istilah "ilmu hayat" dipinjam dari bahasa Arab, juga berarti "ilmu kehidupan". Obyek kajian biologi pada masa kini sangat luas dan mencakup semua makhluk hidup dalam berbagai aspek kehidupannya.

Berbagai cabang biologi mengkhususkan diri pada setiap kelompok organisme, seperti botani (ilmu tentang tumbuhan), zoologi (ilmu tentang hewan), dan mikrobiologi (ilmu tentang jasad renik). Perbedaan-perbedaan dan pengelompokan berdasarkan ciri-ciri fisik kelompok organisme dipelajari dalam sistematika, yang di dalamnya mencakup pula taksonomi dan paleobiologi. Berbagai aspek kehidupan dikaji pula dalam biologi. Ciri-ciri fisik bagian tubuh dipelajari dalamanatomi dan morfologi, sementara fungsinya dipelajari dalam fisiologi. Perilaku hewan dipelajari dalam etologi. Perkembangan ciri fisik makhluk hidup dalam kurun waktu panjang dipelajari dalamevolusi, sedangkan pertumbuhan dan perkembangan dalam siklus kehidupan dipelajari dalambiologi perkembangan. Interaksi antarsesama makhluk dan dengan alam sekitar mereka dipelajari dalam ekologi; Mekanisme pewarisan sifat yang berguna dalam upaya menjaga kelangsungan hidup suatu jenis makhluk hidup dipelajari dalam genetika.

Saat ini bahkan berkembang aspek biologi yang mengkaji kemungkinan berevolusinya makhluk hidup pada masa yang akan datang, juga kemungkinan adanya makhluk hidup di planet-planet selain bumi, yaitu astrobiologi. Sementara itu, perkembangan teknologi memungkinkan pengkajian pada tingkat molekul penyusun organisme melalui biologi molekular serta biokimia, yang banyak didukung oleh perkembangan teknik komputasi melalui bidang bioinformatika. Ilmu biologi banyak berkembang pada abad ke-19, dengan ilmuwan menemukan bahwa organisme memiliki karakteristik pokok. Biologi kini merupakan subyek pelajaran sekolah dan universitas di seluruh dunia, dengan lebih dari jutaan makalah dibuat setiap tahun dalam susunan luas jurnal biologi dan kedokteran.[tb]

Struktur Tumbuhan

Sekumpulan sel yang sama akan membentuk jaringan dan beberapa jaringan membentuk organ. Organ-organ membentuk satu tumbuhan utuh (individu tumbuhan) yang dapat melakukan berbagai aktivitas sebagai tumbuhan.

1. Jaringan pada Tumbuhan
Beberapa macam jaringan terdapat pada tumbuhan, di antaranya jaringan meristem, jaringan pelindung, jaringan pengangkut, jaringan penyokong, dan jaringan dasar.

a. Jaringan Meristem
Jaringan meristem merupakan jaringan muda yang selselnya selalu aktif membelah diri untuk membentuk struktur primer pada tumbuhan. Jaringan ini terdapat pada bagian ujung batang dan ujung akar.

b. Jaringan Pelindung
Jaringan pelindung disebut juga epidermis yang berfungsi melindungi permukaan tumbuhan. Penyusun dari epidermis adalah sel-sel yang rapat menutupi seluruh permukaan tubuh tumbuhan. Jaringan epidermis dapat membentuk lapisan lilin antiair untuk mencegah penguapan yang berlebihan. Lapisan lilin ini disebut juga kutikula.

c. Jaringan Pengangkut
Sesuai dengan namanya, jaringan ini berfiungsi untuk proses pengangkutan zat-zat yang ada dalam tumbuhan. Jaringan ini disebut juga jaringan pembuluh yang terdiri atas floem dan xylem. Floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Adapun xylem berfungsi untuk mengangkut air dan mineral dari akar ke daun.

d. Jaringan Penyokong
Jaringan ini berfungsi sebagai penguat/penyokong tumbuhan. Jaringan kolenkim dan sklerenkim merupakan contoh jaringan penyokong. Jaringan ini memiliki dinding yang tebal. Apakah kamu pernah memegang tempurung kelapa? Kerasnya tempurung kelapa ini akibat dari adanya jaringan sklerenkim.

e. Jaringan Dasar
Jaringan dasar atau jaringan parenkim mengisi ruang antar jaringan. Jaringan ini terdapat pada hampir semua bagian tumbuhan, seperti batang, daun, dan akar. Jaringan parenkim di daun yaitu mesofil (palisade dan spons) banyak mengandung kloroplas dan merupakan tempat berlangsungnya fotosintesis.

2. Organ pada
Tumbuhan Tidak seperti manusia yang memiliki banyak organ, organ tumbuhan hanya empat, yaitu akar, batang, daun, dan bunga. Marilah kita pelajari organ-organ yang dimiliki tumbuhan satu persatu.

a. Akar
Akar merupakan organ penting tumbuhan. Selain berfungsi sebagai alat melekat tumbuhan di tempat hidupnya, akar merupakan organ untuk penyerapan air dan mineral dari tanah. Pada beberapa jenis tumbuhan, akar juga mempunyai fungsi lain, misalnya sebagai alat untuk pertukaran udara seperti pada beringin; sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan seperti pada singkong, wortel, dan lobak.

Pada akar yang kamu amati, apakah kamu menemukan bulu-bulu halus? Bulu-bulu halus inilah yang disebut bulu akar. Bulu akar memegang peranan penting dalam proses penyerapan air dan mineral dalam tanah. Pembahasan lebih rinci tentang proses penyerapan air dan mineral dapat kamu temukan pada Subbab B.

Pada saat masih kecambah, kamu dapat dengan jelas menemukan perbedaan antara akar tumbuhan dikotil dan akar tumbuhan monokotil. Pada tumbuhan dikotil terdapat satu akar utama yang besar, sedangkan pada tumbuhan monokotil tidak ada. Pada akar utama tumbuhan dikotil, akan tumbuh cabang-cabang akar dari akar utama. Pada tumbuhan monokotil, akar utama tidak berkembang sehingga muncul akar-akar yang berukuran relatif sama dari tempat munculnya akar utama. Akar dikotil ini disebut juga akar tunggang, sedangkan akar monokotil disebut akar serabut.

b. Batang
Batang merupakan organ tumbuhan penting yang dapat membuat tumbuhan bisa tinggi menjulang. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan sinar matahari yang cukup. Batang merupakan saluran penghubung agar air dan mineral yang diserap akar dapat sampai ke daun. Begitu pula sebaliknya, agar hasil-hasil fotosintesis yang dihasilkan daun dapat sampai ke akar.

Seperti akar, batang beberapa tumbuhan sering kali mempunyai fungsi lain. Pada beberapa tumbuhan, batang digunakan sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan dan air. Misalnya, pada tanaman tebu, kaktus, dan kentang. Batang kadang kala berfungsi juga untuk alat perkembangbiakan membentuk tunas, misalnya pada pisang dan lengkuas.

Batang pada tumbuhan dikotil dan tumbuhan monokotil memiliki perbedaan dalam hal berkas pengangkutan. Struktur jaringan pembuluh keduanya sangat berbeda. Berkas pengangkutan pada tumbuhan dikotil tersusun melingkar seperti cincin. Adapun pada tumbuhan monokotil berkas pengangkutan tersebar tidak beraturan. Dalam setiap berkas pengangkutan (berkas pembuluh) selalu terdapat floem dan xylem.

c. Daun
Kamu tentu telah mengetahui bahwa daun merupakan tempat terjadinya fotosintesis. Fotosintesis terjadi di palisade maupun spons (bunga karang). Fotosintesis lebih banyak di daun. Hal ini dimungkinkan karena pada daun terdapat klorofil yang bisa menyerap energi dari sinar matahari. Seperti halnya pada akar dan batang, pada beberapa tumbuhan, daun berperan bukan hanya sebagai tempat fotosintesis, namun kadang kala juga untuk fungsi lain. Misalnya, sebagai alat perkembangbiakan seperti pada cocor bebek, juga sebagai tempat cadangan air dan makanan seperti pada lidah buaya.

Pada sayatan melintang daun, kamu dapat menemukan adanya berkas pembuluh daun. Kamu juga dapat melihat adanya sejumlah sel yang mengandung klorofil. Sementara itu, pada sayatan membujur daun, kamu dapat mengamati sel-sel epidermis daun. Di antara sel-sel epidermis terdapat beberapa sel yang bentuknya tidak seperti sel epidermis yang biasa. Itulah sel-sel penjaga yang membentuk stoma (jamak: stomata) atau mulut daun. Mulut daun merupakan jalan keluar masuknya gas-gas (oksigen dan kabon dioksida).

d. Bunga
Kamu tentu sering melihat bunga-bunga. Banyak sekali bunga yang indah, misalnya mawar, anggrek, dan dahlia, meskipun ada juga bunga yang tidak terlalu menyolok, misalnya bunga pada rerumputan. Terlepas dari indah atau tidaknya, bunga merupakan organ penting bagi tumbuhan. Pada bunga, terdapat bagian penghasil serbuk sari dan bakal biji. Penghasil serbuk sari adalah benang sari, sedangkan bakal biji terdapat pada putik. Alat reproduksi jantan pada tumbuhan berupa benang sari. Jika kamu telah melakukan pengamatan, kamu akan menemukan bahwa pada ujung benang sari terdapat suatu bagian yang menghasilkan serbuk. Serbuk inilah yang disebut serbuk sari. Jika serbuk sari jatuh di kepala putik, serbuk sari akan mengeluarkan sel sperma.

Alat reproduksi betina pada tumbuhan dihasilkan pada bagian yang disebut putik. Pada umumnya, pada dasar putik terdapat bakal buah. Serbuk sari yang jatuh di kepala putik tumbuhan yang sesuai akan berkembang sehingga akan menghasilkan sel sperma. Sel sperma inilah yang selanjutnya akan membuahi sel telur yang tersimpan di dalam bakal biji.

Kata Kunci :

struktur tumbuhan,struktur pada tumbuhan,struktur dan fungsi jaringan tumbuhan kelas 8,Tempurung kelapa mempunyai struktur yang keras karena tersusun dari jaringan,organ tumbuhan yang berfungsi sebagai tempat untuk mengangkut air dan hasil fotosintesis,mengapa jaringan epidermis dikatakan sebagai pelindung,kerasnya tempurung kelapa akibat adanya jaringan,kenapa epidermis berfungsi sebagai pelindung,Jaringan yg banyak terdapat di tempurung kelapa,Jaringan yang terdapat pada semua tumbuhan ?

Reaksi Dan Proses Fotosintesis Pada Tumbuhan

Fotosintesis merupakan kata yang berasal dari bahasa Yunani, yakni foto dan synthesis. Foto sendiri diartikan sebagai cahaya sedangkan synthesis merupakan kata yang bermakna menggabungkan atau penggabungan. Kata fotosintesis sering digunakan dala lingkup kajian ilmu biologi. Apa sebenarnya fotosintesis tersebut? Secara sederhana, ia bisa diartikan sebagai proses pembuatan makanan yang dilakukan oleh tumbuhan berwarna hijau dengan melibatkan cahaya matahari di dalamnya. Selain matahari, proses fotosintesis ini juga melibatkan beberapa enzim. Proses fotosintesis ini biasa dilakukan oleh tumbuh-tumbuhan, beberapa jenis alga dan juga bakteri dalam rangka menghasilkan energi yang akan digunakan dalam berbagai aktifitas. Energi tersebut biasa juga disebut dengan nutrisi.

Daun pada tumbuhan memiliki fungsi utama yakni sebagai tempat terjadinya proses fotosintesis. Sebenarnya, fotosintesis tak hanya penting bagi tumbuhan tetapi juga bagi semua makhluk hidup yang menghuni bumi. Mengapa? Sebab oksigen yang ada di bumi ini sebagian besar diproduksi oleh tumbuhan. Hal inilah yang menjadikan pepohonan sering dijuluki paru-paru planet bumi. Organisme yang melakukan proses fotosintesis dikenal dengan nama fototrof. Fotosintesis sebenarnya merupakan salah satu cara asimilasi karbon sebab pada proses fotosintesis , karbon bebas kemudian diikat sehingga menjadi gula.

Proses fotosintesis pada terdapat pada tumbuhan hijau yang bersifat autotrof yakni bisa menyusun makanannya sendiri. Melalui daun, tumbuhan menyerap molekul karbondioksida juga air dalam rangka menghasilkan gula dan juga oksigen. Kedua senyawa tersebut kemudian akan digunakan sebagai penyokong pertumbuhannnya. Adapun persamaan rekaksi yang terjadi dalam proses fotosintesis adalah sebagai berikut:

6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2

Tumbuhan yang melakukan proses fotosintesis memerlukan bantuan cahaya matahari. Mereka mampu menyerap cahaya tersebut sebab mereka memiliki zat hijau daun atau klorofil. Klorofil ini sendiri ada di dalam bagian organel bernama kloroplast. Pada bagian daun tumbuhan, terdapat dua lapisan sel yang dinamai denegan mesofil. pada bagian ini terdapat kurang lebih setengah juta kloroplast yang tersebar di setiap millimeter persegi. Cahaya matahari selanjutnya akan melewati lapisan epidermis yang tanpa warna kemudian melaju menuju mesofil. Pada bagian inilah sebagian besar kegiatan fotosintesis berlangsung.

Proses fotosintesis ini sendiri cukup kompleks dan masih dalam penelitian beberapa ahli. Masih ada banyak hal yang belum berhasil diungkapkan. Mengapa proses ini kompleks? Sebab ia melibatkan hampir semua cabang ilmu sains, misalnya bilologi, kimia dan juga fisika. Organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun tepatnya pada bagian stomata atau mulut daun. Proses fotosintesis ini terdiri atas dua rangkaian reaksi yakni reaksi terang dan juga reaksi gelap. Dinamakan rekasi terang sebab prosesnya membutuhkan cahaya. Sementara itu reakasi gelap adalah proses fotosintesis yang tidak lagi melibatkan cahaya tetapi hanya karbondioksida.

Dalam proses fosintesis, reaksi terang merupakan proses yang pada akhirnya menghasilkan ATP juga NADPH2. Dalam rekasi ini diperlukan molekul air. Proses rekais terang dimulai dengan menangkap foton yang dilakukan oleh pigmen klorofil yang berperan sebagai antenna. Di dalam daun, cahaya akan diserap melalui molekul klorofil dan kemudian dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Fotosintesis dimulai pada saat cahaya mulai mengionisasi molekul klorofil dan kemudian terjadi pelepasan electron.

Sementara itu, apa yang dimaksud dengan reaksi gelap adalah proses dimana ATP dan juga NADPH yang dihasilkan dalam proses sebelumnya kemudian menghasilkan sejumlah proses atau reaksi biokimia.Pada tumbuhan sendiri, reaksi biokimia ini akan terjadi siklus calvin dimana karbondioksida akan diikat dengan tujuan membentuk ribose dan lebih lanjut akan menjadi glukosa. Reaksi ini tidak bergantung pada ada atau tidaknya cahaya matahari.

Laju proses fotosintesis pada tumbuhan bisa berlangsung dengan laju maksimal jika unsur-unsur pendukungnya terpenuhi yakni antara lain: cahaya, konsentrasi karbondiosida, suhu, kadar air, jumlah fotosintet atau hasil fotosintesis dan kemudian tahap pertumbuhan tanaman itu sendiri.

Fotosintesis

Apa itu Fotosintesis?

Menurut ilmu Biologi Fotosintesis adalah proses mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia kemudian menyimpannya dalam bentuk glukosa. Proses ini terjadi pada tumbuhan dan beberapa ganggang (Kingdom Protista). Tumbuhan hanya memerlukan cahaya, CO2, dan H2O untuk membuat glukosa. Proses fotosintesis terjadi di kloroplas, lebih khususnya menggunakan klorofil yaitu pigmen hijau yang terlibat dalam fotosintesis.

Fotosintesis terjadi terutama pada daun tumbuhan dan tidak sedikit terjadi pada batang dan bagian tumbuhan lainnya. Bagian khas dari daun meliputi epidermis atas dan bagian bawah daun, mesofil daun, bundel vaskuler dan stomata. Sel-sel epidermis atas dan bawah tidak memiliki kloroplas sehingga fotosintesis tidak terjadi di sana. Mereka melayani terutama sebagai perlindungan bagi sisa daun. Para stomata terdapat lubang yang berada terutama pada epidermis bawah dan untuk pertukaran udara: mereka membiarkan CO2 masuk dan mengeluarkan O2. Bundel vaskuler atau pembuluh darah di daun merupakan bagian dari sistem transportasi tumbuhan, air dan nutrisi bergerak di sekitar pabrik yang diperlukan. Sel-sel mesofil daun memiliki kloroplas dan ini adalah di mana fotosintesis terjadi.

Klorofil

Bagian dari kloroplas termasuk membran luar dan dalam, ruang intermembrane, stroma dan tilakoid ditumpuk di grana. Klorofil dibangun ke dalam membran dari tilakoid.

Klorofil terlihat hijau karena menyerap cahaya merah dan biru, membuat warna-warna ini tidak tersedia untuk dilihat oleh mata kita. Ini adalah lampu hijau yang tidak diserap yang akhirnya mencapai mata kita, membuat klorofil tampak hijau. Namun, itu adalah energi dari cahaya merah dan biru yang diserap itu, dengan demikian, dapat digunakan untuk melakukan fotosintesis. Cahaya hijau yang bisa kita lihat merupakan cahaya yang tidak dapat diserap oleh tumbuhan, dengan demikian tidak dapat digunakan untuk melakukan fotosintesis.

Reaksi kimia yang keseluruhan yang terlibat dalam fotosintesis adalah: 6CO2 + 6H2O (+ energi cahaya) C6H12O6 + 6O2. Ini adalah sumber dari O2 yang kita hirup, dengan demikian faktor yang signifikan dalam kekhawatiran tentang deforestasi.

Dua Proses Fotosintesis

Proses fotosintesis terdiri dari reaksi terang dan reaksi gelap, untuk pembahasan leibh lanjut dapat dilihat pada paragraph dibawah ini.

Reaksi Terang

Reaksi terang terjadi dalam membran tilakoid dan mengubah energi cahaya menjadi energi kimia. Ini reaksi kimia harus terjadi karena itu berlangsung di siang hari. Klorofil dan pigmen lainnya antara lain beta-karoten yang diselenggarakan dalam kelompok dalam membran tilakoid dan terlibat dalam reaksi terang. Masing-masing pigmen yang berbeda berwarna dapat menyerap warna yang sedikit berbeda dari cahaya dan lulus energi ke molekul krofil pusat untuk melakukan fotosintesis. Bagian tengah dari struktur kimia dari molekul klorofil adalah cincin porfirin, yang terdiri dari cincin menyatu beberapa karbon dan nitrogen dengan ion magnesium di tengah.

Energi yang dihasilkan melalui reaksi terang disimpan dengan membentuk zat kimia yang disebut ATP (adenosin trifosfat) yaitu suatu senyawa yang digunakan oleh sel untuk penyimpanan energi. Senyawa kimia ini terbuat dari adenin nukleotida yang terikat pada gula ribosa dan yang terikat dengan tiga gugus fosfat. Molekul ini sangat mirip dengan blok bangunan untuk DNA kita.

Reaksi gelap

Reaksi gelap terjadi di stroma dalam kloroplas, dan mengubah CO2 menjadi gula. Reaksi ini tidak secara langsung perlu cahaya untuk terjadi, tapi itu tidak membutuhkan produk dari reaksi terang (ATP dan lain kimia yang disebut NADPH). Reaksi gelap melibatkan siklus yang disebut siklus Calvin dimana CO2 dan energi dari ATP digunakan untuk membentuk gula. Perhatikan baik-baik bahwa produk pertama fotosintesis adalah senyawa tiga karbon yang disebut gliseraldehida 3-fosfat. Dua di antaranya bergabung untuk membentuk molekul glukosa.

Kebanyakan tumbuhan memasukkan CO2 langsung ke siklus Calvin. Dengan demikian senyawa organik pertama yang stabil yang terbentuk adalah gliseraldehida 3-fosfat. Karena molekul yang mengandung tiga atom karbon, tumbuhan ini disebut tumbuhan C3. Untuk semua tumbuhan, cuaca musim panas meningkatkan jumlah air yang menguap dari pabrik. Tumbuhan mengurangi jumlah air yang menguap dengan menjaga stomata-stomata tetap tertutup selama cuaca kering dan panas. Sayangnya, ini berarti bahwa setelah CO2 dalam daun mereka mencapai tingkat yang rendah, mereka harus berhenti melakukan fotosintesis. Bahkan jika ada sedikit kiri CO2, enzim yang digunakan untuk meraih dan memasukkannya ke dalam siklus Calvin hanya tidak memiliki cukup CO2 untuk digunakan. Biasanya rumput di pekarangan kami hanya berubah warna menjadi coklat dan pergi aktif.

Beberapa tumbuhan seperti crabgrass, jagung, dan tebu memiliki modifikasi khusus untuk menghemat air. Tumbuhan menangkap CO2 dengan cara yang berbeda: mereka melakukan langkah tambahan pertama, sebelum melakukan siklus Calvin. Tumbuhan memiliki enzim khusus yang dapat bekerja lebih baik, bahkan pada tingkat CO2 yang sangat rendah, untuk mengambil CO2 dan mengubahnya pertama ke oksaloasetat, yang berisi empat karbon. Dengan demikian, tumbuhan ini disebut tumbuhan C4. CO2 ini kemudian dilepaskan dari oksaloasetat dan dimasukkan ke dalam siklus Calvin. Inilah sebabnya mengapa crabgrass dapat tetap hijau dan terus tumbuh ketika semua sisa rumput Anda kering dan coklat.

STRUKTUR DAN FUNGSI SEL PROKARIOTIK DAN EUKARIOTIK

Pengertian Sel

Pengertian sel adalah unit struktural dan fungsional pengusun tubuh Mahluk Hidup. Mahluk hidup seluler baik yang bersel tunggal (uniseluler) maupun yang bersel banyak (multiseluler) berdasarkan pada beberapa sifatnya, antara lain ada tidaknya system endomembran, dikelompokkan dalam dua tipe sel, yaitu sel prokariotik dan seleukariotik.

Sel Prokariotik

Sel prokariotik merupakan tipe sel yang tidak memiliki sistem endomembran sehingga sel tipe ini memiliki materi inti yang tidak dibatasi oleh sistem membran, tidak memiliki organelyang dibatasi oleh sistem membran. Sel prokariotik terdapat pada bakteri dan ganggang biru.

Sel Eukariotik

Sedangkan sel eukariotik merupakan tipe sel yang memiliki sistem endomembran. Pada sel eukariotik, inti tampak jelas karena dibatasi oleh sistem membran. Pada sel ini, sitoplasma memiliki berbagai jenis organel seperti antara lain: badan Golgi, retikulum endoplasma (RE), kloroplas (kuhusus pada tumbuhan), mitokondria, badan mikro, dan lisosom.

Struktur dan Fungsi Sel Prokariotik

Bakteri merupakan salah satu contoh organisme yang memiliki sel tipe prokariotik.

Gambar 1. Struktur umum sel prokariotik terdiri dari kapsul, dinding sel (membran luar dan peptidoglikan merupakan anggota karbohidrat), membran plasma, sitoplasma yang mengandung ribosom dan nukleoid.

Bagian luar sel bakteri terdiri dari: kapsula, dinding sel, dan membran plasma. Kapsula yaitu bagian yang paling luar berupa lendir yang berfungsi untuk melindungi sel. Bahan kimia pembangun kapsula adalah polisakarida. Dinding sel terdiri dari berbagai bahan seperti karbohidrat, protein, dan beberapa garam anorganik serta berbagai asam amino.

Fungsi Dinding sel

Fungsi dinding sel yaitu sebagai pelindung, mengatur pertukaran zat dan reproduksi. Sedangkan membran dalam merupakan bagian penutup yang paling dalam. Membran plasma bakteri mengadung enzim oksida dan respirasi. Fungsinya serupa dengan fungsi mitokondria pada sel eukariotik. Pada beberapa daerah membran plasma membentuk lipatan ke arah dalam disebut mesosom. Fungsi mesosom yaitu untuk respirasi dan sekresi dan menerima DNA pada saat konyugasi. Beberapa bakteri memiliki alat gerak berupa flagel. Beberapa bakteri lainnya mengandung villi yang berfungsi untuk melekatkan diri. Sitoplasma merupakan bagian dalam sel bakteri. Sitoplasma berbentuk koloid yang agak padat yang mengandung butiran-butiran protein, glikogen, lemak dan berbagai jenis bahan lainnya. Pada sitoplasma sel bakteri tidak ditemukan organel-organel yang memiliki sistem endomembran seperti badan Golgi, retikulum endoplasma (RE), kloroplas, mitokondria, badan mikro, dan lisosom. Sedangkan ribosom banyak ditemukan pada sitoplasma bakteri.

bakteri gram positif dan gram negatif

Struktur dinding bakteri Gram positif dan bakteri Gram negatif. Bandingkan komponen utama dinding sel kedua jenis bakteri, bagaimana letak peptidoglikan pada kedua bakteri tersebut. Peptidoglikan inilah yang membedakan hasil pewarnaan Gram yang berbeda pada kedua bakteri tersebut. (Sumber : Campbell et al., 2000)

Struktur dan Fungsi Sel Eukariotik

Sel eukariotik merupakan sel yang memiliki sistem endomembran. Sel tipe ini secara struktural memiliki sejumlah organel pada sitoplasmanya. Organel tersebut memiliki fungsi yang sangat khas yang berkaitan satu dengan yang lainnya dan berperan penting untuk menyokong fungsi sel. Organisme yang memiliki tipe sel ini antara lain hewan, tumbuhan dan jamur baik multiseluler maupun yang uniseluler.

Tipe sel eukariotik pada tumbuhan sedikit berbeda dengan pada hewan. Pada sel hewan, pada bagian luar sel tidak ditemukan adanya dinding sel, sebaliknya pada tumbuhan dan jamur ditemukan adanya dinding sel. Walaupun demikian dinding sel tumbuhan dan sel jamur secara kimiawi berbeda penyusunnya. Pada jamur didominasi oleh chitin sedangkan pada tumbuhan selulosa. Pada tumbuhan ditemukan adanya organel kloroplas sedangkan pada jamur dan hewan tidak ditemukan. Selain perbedaan tersebut pada dasarnya baik sel hewan, tumbuhan, dan jamur memiliki struktur yang serupa.

Gambar 3. Sel hewan, tampak dalam gambar di atas struktur sel hewan yang memiliki system endomembran sehingga pada sel tipe ini ditemukan berbagai organel pada sitoplasmanya. Pada gambar tampak organel badan Golgi (apparatus Golgi), RE (kasar dan halus), mitokondria, dan peroksisom (bagian dari badan mikro), selain itu tampak adanya ribosom, sentriol, dan sitoskeleton yang memiliki peran penting di dalam sel.

Gambar 4. Sel tumbuhan, tampak dalam gambar di atas struktur sel tumbuhan yang memiliki sistem endomembran sehingga pada sel tipe ini ditemukan berbagai organel pada sitoplasmanya. Pada gambar tampak organel kloroplas, hanya terdapat pada tumbuhan, selain organel yang serupa ditemukan pada sel hewan. Selain itu tampak adanya beberapa bagian sel yang hanya dimiliki oleh tumbuhan seperti : dinding sel dan plasmodesmata.

Membran sel

Membran Sel tersusun oleh lipoprotein. Struktur umumnya dapat dilihat pada Gambar 5. Membran sel membatasi segala kegiatan yang terjadi di dalam sel sehingga tidak mudah terganggu oleh pengaruh dari luar

Sitoplasma

Sitoplasma merupakan zat yang terdapat di antara inti sel dan membran plasma. Organel-organel tersebut memiliki struktur dan fungsi masing-masing yang khas yang membentuk satu kesatuan untuk mendukung aktivitas sel. Vakuola pada tumbuhan berfungsi antara lain tempat penyimpanan cadangan makanan.

Retikulum Endoplasma (RE).

Retikulum endoplasma merupakan membrane lipoprotein pada sitoplasma yang terdapat antara membran inti dan membran sitoplasma. Ada dua macam RE. RE ganuler (RE kasar) bila pada permukaan membran RE ini menempel ribosom. RE halus atau non granuler bila pada membran RE tidak ada ribosom.Fungsi organel ini memproses lebih lanjut protein, lipid atau bahan lainnya yang akan disekresikan sehingga produk yang dihasilkan sesuai dengan keperluannya. Dalam bentuk vesikula (gelembung) produk dari RE ditransportasi ke badan Golgi.

Gambar 6. Retikulum endoplasma. Tampak hasil gambar mikroskop elektron pada sisi kiri yang menunjukkan potongan RE dalam dua dimensi. Pada dasarnya RE merupakan struktur tertutup dari sitoplasma

Badan Golgi

Badan Golgi (bahasa Inggris: golgi apparatus, golgi body, golgi complex atau dictyosome) adalah organel yang dihubungkan dengan fungsi ekskresi sel, dan struktur ini dapat dilihat dengan menggunakan mikroskop cahaya biasa. Organel ini banyak dijumpai pada organ tubuh yang melaksanakan fungsi ekskresi, misalnya ginjal.Badan Golgi berfungsi menghasilkan sekret berupa butiran getah, lisosom primer, menyimpan protein dan enzim yang akan disekresikan. Pada sel tumbuhan badan Golgi disebut diktiosom. Organel ini menerima bahan, diolah dan akan disekresikan, dari RE.

Lisosom

Lisosom terdapat pada sel hewan, bentuknya seperti bola dan ukuran diameternya kurang lebih 500nm. Lisosom mengandung enzim yang berfungsi untuk mencernakan bahan makanan yang masuk ke dalam sel baik secara pinositis (makanannya berupa cairan) maupun secara fagositis (makannya berupa padat).

Ribosom

Ribosom merupakan komponen penting di dalam sel. Ukurannya berkisar 20-25 nm. Ribosom tersusun dari RNA dan protein, terdiri dari sub unit besar dan sub unit kecil. Sub unit besar dan sub unit kecil akan bergabung bila ribosom sedang menjalankan fungsinya yaitu sintesis protein.

Badan Mikro

Badan mikro dibedakan dua kelas utama, yaitu peroksisom dan glioksisom. Peroksisom mengandung enzim katalase dan oksidase terdapat pada hewan dan tumbuhan. Sedangkan glioksisom umum terdapat pada endosperm biji dan berperan dalam perkecambahan selain mengandung katalase dan oksidase mengadung sebagian atau seluruh enzim daur glioksilat (proses pembentukan sumber energi untuk pertumbuhan dari lemak). Secara umum badan mikro berfungsi di dalam mengoksidasi lemak sebagai sumber energi.

Dinding Sel.

Dinding sel hanya terdapat pada tumbuhan dan jamur. Fungsi dinding sel yaitu melindungi sitoplasma dan membran sitoplasma. Pada beberapa sel tumbuhan sel yang satu dengan sel yang lainnya dihubungkan dengan suatu celah yang disebut plasmodesmata.

Nukleus (Inti Sel)

Nukleus Bagian-bagian inti sel terdiri dari membran inti, nukleoplasma (kariolimp) dan kromosom, serta nukleolus. Membran inti memisahkan inti sel dan sitoplasma. Membran inti terdiri atas dua lapisan membran dan pada daerah-daerah tertentu terdapat pori-pori yang berfungsi sebagai tempat keluar masuknya bahan kimia.

Sitoskeleton

Sitoskeleton merupakan rangka sel. Sitoskleleton terdiri dari 3 macam yaitu : mikrotubul, mikrofilamen, dan filamen intermediet. Mikrotubul tersusun atas dua molekul Protein tubulin yang bergabung membentuk tabung. Fungsi mirkotubul memberikan ketahanan terhadap tekanan pada sel, perpindahan sel (pada silia dan flagella), pergerakan kromosom saat pembelahan sel (anafase), pergerakan organel, membentuk sentriol pada sel hewan. Mikrofilamen merupakan filament protein kecil yang tersusun atas dua rantai protein aktin yang terpilin menjadi satu. Mikrofilamen memiliki fungsi memberi tegangan pada sel, mengubah bentuk sel, kontraksi otot, aliran sitoplasma, perpindahan sel (misalnya psudopodia) dan pembelahan sel.

Mitokondria dan Kloroplas sebagai organel pembangkit energi

Mitokondria

Mitokondria hati umumnya mempunyai lebar kira-kira 0,5 – 1,0 um dan panjang kira- kira 3,0 um. Mitokondria dibatasi oleh dua membran yaitu membran luar dan membran dalam. Struktur morfologi yang paling bervariasi adalah krista. Dalam satu sel tertentu Krista biasanya seragam dan khas bagi sel itu. Dalam tipe-tipe sel yang berbeda, bentuk Krista sangat berbeda. Sebagian besar mitokondria mempunyai krista seperti lamela atau seperti tubul.

Mekanisme transkripsi dan translasi di dalam mitokondria bergantung kepada genetic inti. Bahan- bahan tertentu seperti rRNA, tRNA dan mRNA tidak bergantung kepada inti. Tetapi, protein tertentu ditentukan oleh inti seperti protein ribosom, RNA polimerase, DNA polimerase, tRNA aminoasil sintetase dan faktor- faktor sintesis protein. Fenomena yang menarik adalah bahwa mtDNA tidak dapat diekspresi dan direpllikasi tanpa bantuan inti.

Kloroplas

Sel sebagian besar tumbuhan tinggi umumnya mengandung antara 50 – 200 kloroplas. Kalau dilihat dari samping bentuknya seperti lensa dengan satu sisi/permukaan cembung dan permukaan lain cekung, datar atau cembung.