Pertumbuhan dan perkembangan

Pertumbuhan dan perkembangan merupakan dua proses yang berjalan sejajar dan berdampingan. Jadi proses pertumbuhan dan perkembangan tidak dapat dipisahkan satu dengan yang lain. Setiap makhluk hidup mengalami proses pertumbuhan dan perkembangan.

Pertumbuhan adalah proses pertambahan ukuran yang tidak dapat kembali ke asal (irreversibel), yang meliputi pertambahan volume dam pertambahan massa. Selain disebabkan pertambahan ukuran sel, pertumbuhan juga terjadi karena pertambahan jumlah sel. Contohnya tanaman yang baru 1 hari ditanam ukuran tingginya 0,5 cm, setelah 10 hari mengalami pertumbuhan, sehingga tingginya dapat mencapai lebih dari 5 cm.

Perkembangan adalah proses menuju tercapainya kedewasaan. Pada tingkat seluler, perkembangan dapat berupa diferensiasi sel-sel yang baru membelah membentuk jaringan yang menyusun organ tertentu. Pada tumbuhan perkembangan ditandai dengan munculnya bunga atau buah.

Pertumbuhan dan perkembangan pada pertumbuhan biji dimulai dengan perkecambahan. Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil dari biji). Embrio yang merupakan calon individu baru terdapat di dalam biji. Jika suatu biji tanaman ditempatkan pada lingkungan yang menunjang dan memadai,biji tersebut akan berkecambah.

respirasi tumbuhan

      II.            Tujuan

Mengamati perubahan volume gas yang berhubungan dengan penggunaan oksigen.

   III.            Kajian Pustaka

Energi yang dibentuk dari karbohidrat hasil fotosintesis digunakan untuk pertumbuhan sel dan membangun jaringan. Perubahan dari gula dan pati menjadi energi melalui proses kimia disebut oksidasi. Perubahan ini mirip dengan pembakaran kayu atau batubara untuk menghasilkan panas. (Ekosari,2011)                                       Selama respirasi, oksigen dan karbondioksida selalu diserap dan dilepaskan oleh semua sel aktif secara terus-menerus. Proses ini merupakan reaksi oksidasi-reduksi, yaitu senyawa dioksidasi menjadi CO₂, sedangkan O₂ yang diserap direduksi membentuk H₂O. Persamaan respirasi umum glukosa, dapat ditulis sebagai berikut :

C₂H₁₂O₆ + 6O₂             6CO₂ + 6H₂O + energi

Medium yang digunakan dalam proses oksidasi adalah air, dengan pH mendekati netral, pada suhu sedang dan tanpa asap. Cara yang digunakan untuk mengubah energi menjadi ATP adalah pemecahan molekul besar yang dilakukan secara bertahap dan berjenjang.                                                                              

Hanya beberapa substrat respirasi yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO₂ dan  H₂O (proses katabolik), sedangkan sisanya digunakan dalam proses sintesis (anabolik), terutama dalam sel yang sedang tumbuh. Laju respirasi meningkat selama proses pertumbuhan. Beberapa senyawa yang dialihkan ke dalam reaksi sintesis tidak diubah menjadi CO₂. Atom karbon di dalam senyawa yang terespirasi diubah menjadi CO₂ atau menjadi molekul besar tergantung pada jenis sel yang terlibat, lokasi di dalam tumbuhan dan laju pertumbuhan yang cepat atau lambat.                                                                        

Volume O₂ yang digunakan akan berimbang dengan pelepasan CO₂ , jika substrat respirasi yaitu karbohidrat teroksidasi secara sempurna. Terdapat tiga fase perombakan dalam respirasi, antara lain :

1.      Glikolisis

Merupakan tahap pertama dari tiga fase respirasi. Glikolisis berarti pemecahan gula, yaitu mengubah glukosa, glukosa-1-P, atau fruktosa menjadi asam piruvat di sitosol. Proses keseluruhan (dimulai dengan glukosa) dapat dirangkum sebagai berikut :

glukosa + 2 NAD⁺ + 2 ADP^2- + 2 H₂PO₄^-         2 piruvat + 2 NADH + 2 H⁺ + 2 ATP^3- + 2 H₂O

Glikolisis memiliki beberapa fungsi diantaranya :

a.       Glikolisis mengubah satu molekul heksosa menjadi dua molekul asam piruvat, dan terjadi oksidasi-sebagian pada heksosa.

b.      Glikolisis secara keseluruhan menghasilkan ATP, walaupun pada tahap awal harus menggunakan ATP.

c.       Glikolisis membentuk molekul yang digunakan sebagai bahan penyusun tumbuhan.

MENGUKUR POTENSIAL OSMOTIK DAN POTENSIAL AIR JARINGAN

Topik    : Mengukur Potensial Osmotik dan Potensial Air Jaringan

Tujuan : Mengetahui nilai Potensial Air jaringan pada umbi kentang

I.        Kajian Pustaka

Dalam tanah dan tubuh tumbuhan tingkah laku dan pergerakan air didasarkan atas suatu hubungan energi potensial. Air mempunyai kapasitas untuk melakukan kerja, yaitu akan bergerak dari daerah dengan energi potensial tinggi ke daerah dengan energi potensial rendah. Energi potensial dalam sistem cairan dinyatakan dengan cara membandingkannya dengan energi potensial air murni. Secara kimia, air dalam tumbuhan dan tanah biasanya tidak murni itu disebabkan oleh adanya bahan terlarut dan secara fisik dibatasi oleh berbagai gaya, seperti gaya tarik-menarik yang berlawanan, gravitasi, dan tekanan. Maka dari itu energi potensialnya lebih kecil dari pada energi potensial air murni (Gardner, 1991).

 Potensial Air merupakan energi yang dimiliki air untuk bergerak atau untuk mengadakan reaksi. Dengan kata lain, potensial air merupakan tingkat kemampuan molekul-molekul air untuk melakukan difusi. Pada potensial air, air bergerak dari potensial tinggi ke potensial rendah (dari larutan encer ke larutan pekat, larutan encer lebih banyak mengandung air daripada larutan pekat).

Dalam fisiologi tumbuhan, potensial kimia air atau potensial air (PA) merupakan konsep yang sangat penting. Ralph O. Slatyer (Australia) dan Sterling A Taylor (Utah State University) pada tahun 1960, mengusulkan bahwa potensial air digunakan sebagai dasar untuk sifat air dalam sistem tumbuhan-tanah-udara. Potensial air merupakan sesuatu yang sama dengan potensial kimia air dalam suatu sistem, dibandingkan dengan potensial kimia air murni pada tekanan atmosfir dan suhu yang sama. Mereka menganggap bahwa PA air murni dinyatakan sebagai (0) nol (merupakan konvensi) dengan satuan dapat berupa tekanan (atm, bar) atau satuan energi. Difusi air melintasi membran semipermeabel dinamakan osmosis. Molekul air dapat berdifusi secara bebas melintasi membran, dari larutan dengan gradien konsentrasi larutan rendah ke larutan dengan gradien konsentrasi larutan tinggi (Ismail, 2006).

Status energi bebas air adalah suatu pernyataan Potensial air, suatu ukuran daya yang menyebabkan air bergerak kedalam suatu sistem, seperti jaringan tumbuhan, jaringan tumbuhan, tanah atau atmosfir, atau suatu bagian dari bagian lain dalam suatu sistem. (Ismail, 2009).

Osmosis merupakan difusi air yang melintasi membran semipermeabel dari daerah dimana air lebih banyak ke daerah yang lebih sedikit . Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air , yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi. Sejumlah besar volume air akan memiliki kelebihan energi bebas daripada volume yang sedikit, di bawah kondisi yang sama. Energi bebas zuatu zat per unit jumlah, terutama per berat gram molekul (energi bebas mol-1) disebut potensial kimia. Potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan konsentrasi zat terlarutnya. Zat terlarut yang berdifusi cenderung untuk bergerak dari daerah yang berpotensi kimia lebih tinggi menuju daerah yang berpotensial kimia lebih kecil (Ismail, 2006).

Osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Contoh proses osmosis adalah masuknya larutan ke dalam sel-sel endodermis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergerak dari satu sel ke sel lainnya dengan bebas. Selain air, molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O₂ dan CO₂ juga mudah melewati membran sel. Molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Jika telah mencapai keseimbangan konsentrasi zat di kedua sisi membran maka proses osmosis akan berhenti. (Anonim, 2009).

Struktur dinding sel dan membran sel berbeda. Membran memungkinkan molekul air melintas lebih cepat daripada unsur terlarut; dinding sel primer biasanya sangat permeable terhadap keduanya. Memang membran sel tumbuhan memungkinkan berlangsungnya osmosis, tapi dinding sel yang tegar itulah yang menimbulkan tekanan. Sel hewan tidak mempunyai dinding, sehingga bila timbul tekanan didalamnya, sel tersebut sering pecah, seperti yang terjadi saat sel darah merah dimasukkan dalam air. Sel yang turgid banyak berperan dalam menegakkan tumbuhan yang tidak berkayu (Salisbury, 1995).

plasmolisis

Plasmolisis adalah suatu proses lepasnya protoplasma dari dinding sel yang diakibatkan keluarnya sebagian air dari vakuola (Salisbury and Ross, 1992).Plasmolisis menunjukkan bahwa sel mengalami sirkulasi keluar masuk suatu zat , artinya suatu zat /materi bisa keluar dari sel , dan bisa masuk melalui membrannya .Adanya sirkulasi ini bisa menjelaskan bahwa sel tidak diam , tetapi dinamis dengan lingkungannya , jika memerlukan materi dari luar maka ia harus ambil materi itu dengan segala cara, yaitu mengatur tekanan agar terjadi perbedaan tekanan sehingga materi dari luar itu bisa masuk.

Menurut Tjitrosomo (1987), jika sel dimasukan ke dalam larutaitun gula, maka arah gerak air  ditentukan oleh perbedaan nilai potensial air larutan dengan nilainya di dalam sel. Jika potensial larutan lebih tinggi, air akan bergerak dari luar ke potensial air yang lebih rendah yaitu dalam sel, bila potensial larutan lebih rendah maka yang terjadi sebaliknya, artinya sel akan kehilangan air. Apabila kehilangan air itu cukup besar, maka ada kemungkinan bahwa volum sel akan menurun demikian besarnya sehingga tidak dapat mengisi seluruh ruangan yang dibentuk oleh dinding sel. Plasmolisis merupakan keadaan membran dan sitoplasma akan terlepas dari dinding sel . Sel daun Rhoeo discolor yang dimasukan ke dalam larutan sukrosa mengalami plasmolisis. Semakin tinggi konsentrasi larutan maka semakin banyak sel yang mengalami plasmolisis.

Proses plasmolisis dapat diketahui dengan membran protoplasma dan sifat permeabelnya. Permeabilitas dinding sel terhadap larutan gula diperlihatkan oleh sel-sel yang terplasmolisis. Jika pada mikroskop akan tampak di tepi gelembung yang berwarna kebiru-biruan itu berarti ruang bening diantara dinding dengan protoplas diisi udara Jika isinya air murni maka sel tidak akan mengalami plasmolisis. Molekul gula dapat berdifusi melalui benang-benang protoplasme yang menembus lubang-lubang kecil pada dinding sel. Benang-benang tersebut dikenal dengan sebutan plasmolema, dimana diameternya lebih besar daripada molekul tertentu sehingga molekul gula dapat masuk dengan mudah (Salisbury, 1995).