BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar
Belakang
Air Merupakan sumber
utama bagi kelangsungan kehidupan di muka bumiini, air hampir menutupi 71%
permukaan bumi. Air di katakan sebagai sumber kehidupan karena tanpa air
manusia, hewan dan tumbuhan serta penghuni kehidupandimuka bumi ini tidak bisa
berlangsung. Air juga melangalami sebuah sirkulasi yang biasa disebut dengan
siklus air atau siklus hidrologi,
sebelum beranjak lebih jauh ada baiknya anda memahami pengertian air
ataudefinisi air .
Dalam sel, air
diperlukan sebagai pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk
mengangkutnya, selain itu air diperlukan juga sebagai substrat atau reaktan
untuk berbagai reaksi biokimia misalnya proses fotosintesis; dan air dapat
menyebabkan terbentuknya enzim dalam tiga dimensi sehingga dapat digunakan
untuk aktivitas katalisnya. Tanaman yang kekurangan air akan menjadi layu, dan
apabila tidak diberikan air secepatnya akan terjadi layu permanen yang dapat
menyebabkan kematian. Terdapat lima mekanisme utama yang menggerakkan air dari
suatu tempat ke tempat lain, yaitu melalui proses: difusi, osmosis, tekanan
kapiler, tekanan hidrostatik, dan gravitasi.
Lima mekanisme utama
yang menggerakan air antara lain :
a. Difusi
Difusi adalah
pergerakan molekul atau ion dari dengan daerah konsentrasi tinggi ke daerah
dengan konsentrasi rendah
Beberapa contoh difusi:
1.Apabila kita teteskan minyak
wangi dalam botol lalu ditutup, maka bau minyak wangi tersebut akan tersebar ke
seluruh bagian botol. Apabila tutup botol dibuka, maka bau minyak wangi
tersebut akan tersebar ke seluruh ruangan, meskipun tidak menggunakan kipas.
Hal ini disebabkan karena terjadi proses difusi dari botol minyak wangi
(konsentrasi tinggi) ke ruangan (konsentrasi rendah).
2.Apabila kita meneteskan tinta
ke dalam segelas air, maka warna tinta tersebut akan menyebar dari tempat
tetesan awal (konsentrasi tinggi) ke seluruh air dalam gelas (konsentrasi
rendah) sehingga terjadi keseimbangan. Sebenarnya, selain terjadi pergerakan
tinta, juga terjadi pergerakan air menuju ke tempat tetesan tinta (dari
konsentrasi air tinggi ke konsentrasi air rendah). 1
Laju difusi antara
lain tergantung pada suhu dan densitas (kepadatan) medium. Gas berdifusi lebih
cepat dibandingkan dengan zat cair, sedangkan zat padat berdifusi lebih lambat
dibandingkan dengan zat cair. Molekul berukuran besar lebih lambat pergerakannya
dibanding dengan molekul yang lebih kecil. Pertukaran udara melalui stomata
merupakan contoh dari proses difusi.
Pada siang hari
terjadi proses fotosintesis yang menghasilkan O2 sehingga konsentrasi O2
meningkat. Peningkatan konsentrasi O2 ini akan menyebabkan difusi O2 dari daun
ke udara luar melalui stomata. Sebaliknya konsentrasi CO2 di dalam jaringan
menurun (karena digunakan untuk fotosintesis) sehingga CO2 dari udara luar
masuk melalui stomata. Penguapan air melalui stomata (transpirasi) juga merupakan
contoh proses difusi. Di alam, angin, dan aliran air menyebarkan molekul lebih
cepat disbanding dengan proses difusi.
b. Osmosis
Osmosis adalah difusi
melalui membran semipermeabel. Masuknya larutan ke dalam sel-sel endodermis
merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme multiseluler, air
bergera dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. 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. Proses Osmosis akan berhenti jika
konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai keseimbangan.
Osmosis juga dapat
terjadi dari sitoplasma ke organel-organel bermembran. Osmosis dapat dicegah dengan
menggunakan tekanan. Oleh karena itu, ahli fisiologi tanaman lebih suka
menggunakan istilah potensial osmotik yakni tekanan yang diperlukan untuk
mencegah osmosis. Jika anda merendam wortel ke dalam larutan garam 10 % maka
sel-selnya akan kehilangan rigiditas (kekakuan)nya.
Hal ini disebabkan potensial air dalam sel
wortel tersebut lebih tinggi dibanding dengan potensial air pada larutan garam
sehingga air dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan tersebut. Jika diamati
dengan mikroskop maka vakuola sel-sel wortel tersebut tidak tampak dan
sitoplasma akan mengkerut dan membran sel akan terlepas dari dindingnya.
Peristiwa lepasnya plasma sel dari dinding sel ini disebut plasmolisis.
2
c. Tekanan kapiler
Apabila pipa kapiler
dicelupkan ke dalam bak yang berisi air, maka permukaan air dalam pip a kapiler
akan naik sampai terjadi keseimbangan antara tegangan yang menarik air tersebut
dengan beratnya. Tekanan yang menarik air tersebut disebut tekanan kapiler.
Tekanan kapiler tergantung pada diameter kapiler : semakin kecil diameter
kapiler semakin besar tegangan yang menarik kolom air tersebut
d. Tekanan hidrostatik
Masuknya air ke dalam
sel akan menyebabkan tekanan terhadap dinding sel sehingga dinding sel
meregang. Hal ini akan menyebabkan timbulnya tekanan hidrostatik untuk melawan
aliran air tersebut. Tekanan hidrostatik dalam sel disebut tekanan turgor.
Tekanan turgor yang berkembang melawan dinding sebagai hasil masuknya air ke
dalam vakuola sel disebut potensial tekanan.
Tekanan turgor
penting bagi sel karena dapat menyebabkan sel dan jaringan yang disusunnya
menjadi kaku. Potensial air suatu sel tumbuhan secara esensial merupakan
kombinasi potensial osmotic dengan potensial tekanannya. Jika dua sel yang
bersebelahan mempunyai potensial air yang berbeda, maka air akan bergerak dari
sel yang mempunyai potensial air tinggi menuju ke sel yang mempunyai potensial
air rendah.
e. Gravitasi
Air juga bergerak
untuk merespon gaya gravitasi bumi, sehingga perlu tekanan untuk menarik air ke
atas. Pada tumbuhan herba, pengaruh gravitasi dapat diabaikan karena perbedaan
ketinggian pada bagian tanaman tersebut relatif kecil. Pada tumbuhan yang
tinggi, pengaruh gravitasi ini sangat nyata. Untuk menggerakkan air ke atas
pada pohon setinggi 100 m diperlukan tekanan sekitar 20 atmosfer.
1.2. Tujuan
Untuk mengukur kadar air yang ada pada bagian tanaman dan mengukur turgiditas
relative dan deficit air dari jaringan tumbuhan.
3
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Pentingnya air
sebagai pelarut dalam organisme hidup tampak amat jelas, misalnya pada proses
osmosis. Dalam suatu daun, volume sel dibatasi oleh dinding sel dan relative
hanya sedikit aliran air yang dapat diakomodasikan oleh elastisitas dinding
sel. Konsekuensi tekanan hidrostatis (tekanan turgor) berkembang dalam vakuola
menekan sitoplasma melawan permukaan dalam dinding sel dan meningkatkan
potensial air vakuola. Dengan naiknya tekanan turgor, sel-sel yang berdekatan
saling menekan, dengan hasil bahwa sehelai daun yang mulanya dalam keadaan layu
menjadi bertambah segar (turgid). Pada keadaan seimbang, tekanan turgor menjadi
atau mempunyai nilai maksimum dan disini air tidak cenderung mengalir dari
apoplast ke vakuola (Fitter dan Hay, 1981).
Dwijoseputro (1985),
menjelaskan bahwa pemasukan air dari dalam tanah ke dalam jaringan tanaman
melalui sel-sel akar secara difusi dan osmosis. Dengan masuknya aie melalui sel
akan tentulah akan terbawa ion-ion yang terdapat di dalam tanah karena larutan
tanah mengandung ion. Pertumbuhan juga bergantung pada pengambilan air, dan
banyak hal dalam hubungan air tumbuhan bergantung pada interaksi antara sel
dengan lingkungan. Tumbuhan memang merupakan sistem yang dinamis dan sangat
rumit, fungsi yang satu berinteraksi dengan fungsi yang lain. Dengan kata lain,
tumbuhan adalah sistem multidimensi. (Salisbury dan Ross, 1995).
Perbedaan konsentrasi
sangat umum terjadi pada sel hidup. Misalnya jika pada senyawa organik tertentu
dalam sitosol masuk ke dalam sel dan dimetabolisme oleh mitokondria, maka
konsentrasi sitosol yang berada di dekat mitokondria harus dipertahankan lebih
rendah daripada konsentrasi sitosol yang berada di dekat organel lainnya. Hal
ini penting diperhatikan terutama jika membicarakan difusi air. (Campbell,
1977).
Di muka bumi ini, air merupakan bahan yang paling
kerap ditemui terutama dalam bentuk cair. Walau bagaimanapun, terdapat juga
kuantiti air yang besar yang wujud dalam bentuk gas (uap) di atmosfer dan dalam
bentuk pepejal. Molekul air boleh diuraikan kepada unsur asas dengan mengalirkan
arus elektrik melaluinya.(Anonim, 2008).
4
Proses ini yang
dikenali sebagai elektrolisis menguraikan dua atom hidrogen menerima elektron
dan membentuk gas H2 pada katod sementara empat ion OH- bergabung dan membentuk
gas O2 (oksigen) pada anod. Gas-gas ini membentuk buih dan boleh dikumpulkan
air juga merupakan bahan pelarut semesta. Ini disebabkan molekul air terdiri
daripada dua atom hidrogen bergabung dengan satu atom oksigen pada sudut 105
darjah antara keduanya. Struktur ini menjadikan molekul air mempunyai caj positif
di sebelah atom hidrogen dan negatif di sebelah atom oksigen. Oleh yang
demikian, molekul air adalah dwikutub. (Anonim, 2008).
Di dalam tanah, air
berada di dalam ruang pori diantara padatan tanah. Jika tanah dalam keadaan
jenuh air, semua ruang pori tanah terisi oleh air. Dalam keadaan ini jumlah air
yang disimpan di dalam tanah, jadi merupakan jumlah air maksimum disebut
Kapasitas Penyimpanan Air Maksimum. Selanjutnya, jika tanah dibiarkan mengalami
pengeringan, sebagian ruang pori akan terisi udara dan sebagian lainnya terisi
air. Dalam keadaan ini tanah dikatakan tidak jenuh. (Anonim,2008)
Sel tumbuhan,
prokariota, fungi, dan sejumlah protista memiliki dinding. Apabila sel seperti
ini berada dalam larutan hipotonik ketika direndam dalam air hujan, misalnya
dinding akan membantu mempertahankan keseimbangan air sel tersebut. Seperti sel
hewan, sel tumbuhan ini membengkak ketika air masuk melalui osmosis. Akan
tetapi, dindingnya yang lentur akan mengembang hanya sampai pada ukuran
tertentu sebelum dinding ini mengerahkan tekanan balik pada sel yang melawan
penyerapan air lebih lanjut. (Salisbury dan Ross, 1995).
Pada saat ini sel
tersebut membengkak (sangat kaku) yang merupakan keadaan yang sehat untuk
sebagian besar sel tumbuhan. Tumbuhan yang tidak berkayu, seperti sebagian
besar tumbuhan rumahan, tergantung pada dukungan mekanis dari sel yang dijaga
untuk tetap bengkak oleh larutan hipotonik sekelilingnya. Jika sel tumbuhan dan
sekelilingnya isotonik, tidak ada kecenderungan bagi air untuk masuk dan selnya
menjadi lembek (lembut), yang menyebabkan tumbuhan menjadi layu. (Salisbury dan
Ross, 1995).
5
Molekul-molekul air
bersatu sebagai akibat adanya ikatan hidrogen. Pada saat itu berada dalam wujud
cair, ikatan hidrogennya sangat rapuh, kekuatannya hanya sekitar seperduapuluh
dari kekuatan ikatan kovalen. Ikatan-ikatan tersebut terbentuk, terpisah, dan
terbentuk kembali dengan sangat cepat. Tiap ikatan hidrogen hanya mampu
beberapa piko detik, tetapi molekul-molekulnya secara terus-menerus membentuk
ikatan baru dengan pasangan penggantinya. Oleh karenanya, dalam waktu yang
singkat, sejumlah tertentu dari seluruh molekul air akan berikatan dengan
molekul tetangganya, membuat molekul air lebih teratur dibanding cairan
lainnya. Secar keseluruhan, ikatan hidrogen menyatukan substansi tersebut,
suatu fenomena yang disebut kohesi. (Campbell, 1977).
Pada tumbuhan, kohesi
yang terjadi karena adanya ikatan hidrogen berperan pada pengangkutan
(transpor) air yang melawan gravitasi. Air mencapai daun melalui
pembuluh-pembuluh mikroskopik yang menjulur ke atas dari akar. Air yang menguap
dari daun digantikan oleh air dari pembuluh dalam urat daun. Ikatan hidrogen
menyebabkan molekul air yang keluar dari urat daun dapat menarik molekul air
yang berada lebih jauh dalam pembuluh, dan tarikan ke depan tersebut akan terus
ditransmisi sepanjang pembuluh sampai ke akar. Adhesi, melekatnya satu zat pada
zat lain, juga berperan. Adhesi air pada dinding pembuluh membantu melawan
gravitasi. (Campbell, 1977).
Hal yang berkaitan
dengan kohesi adalah tegangan permukaan, yaitu ukuran seberapa sulitnya
permukaan suatu cairan diregang atau dipecahkan. Air memiliki tegangan
permukaan yang lebih besar dibandingkan sebagian besar cairan lain. Tegangan
permukaan air juga dapat membuat batu yang dilemparkan ke danau terapung selama
beberapa saat di permukaan danau. (Salisbury dan Ross, 1995).
Akar mengabsorbsi air
dengan cara osmosis. Oleh karena itu absorbsi air oleh tanaman mungkin
dilakukan dengan mengendalikan potencial air larutan dimana akar itu berada.
Jika potencial osmotik larutan luar lebih rendah dari potensial osmotik sel-sel
akar, maka air dapat masuk dari larutan luar ke dalam sistem akar. Dengan
meningkatnya konsentrasi zat-zat terlarut maka masuknya air ke dalam akar akan
menjadi lebih lambat sampai arah pergerakan air mungkin akan tebalik. (Campbell,
1977).
6
BAB III
PEMBAHASAN
Air merupakan bahan
yang sangat penting bagi kehidupan, demikian pentingnya sehingga tidak mungkin
ada kehidupan tanpa air. Banyak fungsi dalam biologi sepenuhnya bergantung pada
air. Dan sifat kehidupan sering secara langsung merupakan hasil dari sifat air.
Di dalam kehidupan air
merupakan molekul terbesar dan memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang unik.
Fungsi air yang paling penting di dalam kehidupan dijumpai pada reaksi-reaksi
biokimia dalam protoplasma yang dikontrol oleh ensim. Komponen-komponen reaktif
dalam rangkaian reaksi metabolisme. Semuanya ada dalam keadaan terlarut dalam
air. Molekul air juga dapat berinteraksi secara langsung sebagai komponen
reaktif dalam proses metabolisme di dalam sel, seperti fotosintesis, perombakan
asam lemak pada biji. Secara lebih rinci fungsi air bagi tumbuhan dapat
diuraikan seprti berikut ini.
FUNGSI
AIR BAGI TUMBUHAN
Di samping perannya dalam reaksi-reaksi
biokimia, fungsi air lainnya bagi tumbuhan adalah sebagai berikut :
(1) Penyusun utama protoplasma
Molekul – molekul
makro dalam protoplasma seperti protein, karbohidrat, pektin dan lain-lain
membentuk struktur yang unik berasosiasi dengan molekul air dalam bentuk
koloid.
(2) Menjadi pelarut bagi zat hara
yang diperlukan tumbuhan.
(3)
Menjadi alat transpor untuk memindahkan zat hara. Bahan yang diangkut dapat
berupa bahan mineral dari dalam tanah, bahan – bahan organik hasil fotosintesa,
dan olahan sel lainya.
(4)
Menjadi medium berlangsungnya reaksi-reaksi biokimia. Kita tahu terkadang proses
reaksi terjadi dalam bentuk larutan dan air adalah pelarut yang sangat baik.
(5)
Menjadi bahan dasar untuk reaksi – reaksi biokimia. Seperti pada fotosintesis, tanpa
adanya air yang berperan sebagai donor elektron. Fotosintesis tidak dapat berlangsung.
(6)
Sebagai sistem hidrolik Air dapat memberikan tekanan hidrolik pada sel
seliingga menimbulkan turgor pada dinding sel tumbuhan. Memberikan kekuatan
mekanik pada
7
jaringan – jaringan
yang tidak memiliki sokongan struktur (zat kayu) pada dinding selnya, misalnya
pada parenkim. Sistem hidrolik juga dapat di jumpai pada membuka dan menutupnya
stomata.
(7)
Stabilisasi dan pemindahan panas
Tingginya panas jenis
yang dimiliki air, telah memungkinkan air berperan sebagai penyangga (buffer)
dalam pengaturan panas tubuh tumbuhan. Penyerapan sejumlah besar panas
(radiasi) oleh tumbuhan, hanya akan mengubah suhu tubuh sedikit saja. Sebab
sebagian besar panas (radiasi) tersebut dikembalikan lagi ke lingkungannya
dengan cara penguapan air dari permukaan tubuhnya.
(8)
Sebagai alat gerak misalnya pada pulvinus tangkai daun pada gerak nasti. Air di
dalam sel berada dalam bentuk bebas dan terikat. Keterikatan air itu dapat
dengan ion atau molekul polar, terkait dengan ikatan H pada molekul lain,
terikat pada koloid atau terikat secara kapiler. Air bebas terdapat pada vacuola
sebagai cairan encer. Apabila tumbuhan kekurangan air, air bebaslah yang hilang
lebih dulu. Sebagai larutan air dalam sel mempunyai potensial air lebih kecil
dari nol. Besamya potensial air larutan cairan sel dipengaruhi oleh temperatur,
adanya bahan pelarut lain, adanya imbibiban yaitu zat yang mampu mengadakan imbibisi.
Dan adanya tekanan atau tegangan (tekanan hidrostatik).
Air merupakan bahan
yang sangat penting bagi kehidupan. Banyak fungsi-fungsi dalam biologi
sepenuhnya bergantung pada air dan sifat kehidupan secara langsung merupakan
hasil dari sifat air. Fungsi air yang paling penting yaitu dalam reaksi-reaksi
biokimia dalam protoplasma yang dikontrol oleh enzim. Selain memberi fasilitas
bagi berlangsungnya suatu reaksi biokimia, molekul air dapat berinteraksi
secara langsung sebagai komponen reaktif dalam proses metabolisme di dalam sel.
Selain berperan dalam
reaksi biokimia, air memiliki fungsi-fungsi lainya, seperti dalam:
Protoplasma
Pada protoplasma terdapat
molekul-molekul makro, meliputi protein-enzim, asam nukleat, dll, membentuk
berasosiasi dengan air membentuk suatu struktur yang unik yang dikenal dengan
koloida.
8
Sistem hidrolik
Air dapat memberikan tekanan
hidrolik pada sel sehingga menimbulkan turgor pada sel-sel tumbuhan, memberikan
sokongan kekuatan pada jaringan-jaringan tumbuhan yang tidak memiliki sokongan struktur
pada dinding selnya. Selain itu tekanan hidrolik juga berperan dalam proses
membuka menutupnya stomata.
Sistem angkutan
Air berperan dalam mengangkut
bahan-bahan dari satu sel ke sel lainnya, dimana bahan yang diangkut dapat
berupa garam-garam mineral atau bahan-bahan organic hasil fotosintesis dan
olahan sel lainnya.
Stabilitas dan pemindahan
Panas air berperan dalam
pengaturan suhu tubuh tumbuhan, sehingga tumbuhan tidak mengalami kepanasan.
Hal ini disebabkan karena tingginya panas jenis yang dimiliki air,
memungkinkan air sebagai dapar ( buffer ) dalam pengaturan suhu tubuh tumbuhan.
Pada tumbuhan herba
yang hidup di air sekitar 85 – 95 % berat tumbuhan tersusun atas air. Dalam
sel, air diperlukan sebagai pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk
mengangkutnya; selain itu air diperlukan juga sebagai substrat atau reaktan
untuk berbagai reaksi biokimia misalnya proses fotosintesis. Sehingga tanaman
yang kekurangan air akan menjadi layu, dan apabila tidak diberikan air
Secepatnya akan terjadi layu permanen yang dapat menyebabkan kematian.
Sifat-Sifat
Air Yang Penting Bagi Tumbuhan
Air memiliki
sifat-sifat fisika yang penting bagi kehidpan tumbuhan maupun semua organisme
hidup, sifat-sifat tersebut antara lain:
·
Titik didih air jauh lebih tinggi dibanding
jenis cairan yang lain dan merupakan cairan yang paling umum. Sehingga air
dapat menyerap sejumlah besar energi tanpa banyak menaikkan suhu, sehingga
tubuh organisme menjadi lebih stabil dan metabolismenya akan stabil pula.
9
·
Air mempunyai titik densitas maksimum pada 4oc.
Hal ini yang menyebabkan kenapa air jarang membeku di dalam lautan atau danau .
Sehingga, organisme dapat hidup di dalamnya.
·
Molekul air mempunyai kemampuan untuk berikatan
dengan molekul lain ( adhesi, sedangkan kemampuan molekul tersebut untuk saling
berikatan, disebut kohesi. Hal ini sangat membantu dalam proses pengangkutan
air di dalam tubuh tumbuhan.
·
Air memiliki panas penguapan ( heats of vaporization
). Cukup tinggi, sekitar 540 cal gm-1. Angka tersebut sangat
membantu dalam pemeliharaan temperature organisme.
·
Air tegangan muka sangat tinggi. Sehingga air
ini boleh naik didalam suatu kapiler sampai ketinggian sekitar 120cm, dan
sangat bermanfaat bagi tumbuhan, dimana memungkinkan air untuk pindah
atau bergerak secara ekstensif antar ruang partikel dan dalam
dinding sel tumbuhan.
·
Air mempunyai kemampuan yang tinggi untuk
mentransmisikan cahaya, sehingga membantu tumbuhan di dalam fotosintesis
terutama pada tumbuhan yang berada di dalam air. Selain itu dapat memampukan
cahaya untuk menembus dan menjangkau jaringan daun-daun yang lebih dalam.
·
Air berbentuk cair dalam suhu kamar, sehingga
kehadiran air yang cair pada suhu kamar dan tidak bersifat toksik merupakan
sifat air yang penting bagi kehidupan, selain itu air tidak dapat dimampatkan.
·
Air memiliki viskositas yang rendah, sehingga dapat
dengan mudah mengalir. Hal ini sangat penting bagi kehidupan, karena dengan
demikian air dengan mudah berpindah di dalam tubuh.
10
Difusi
Dan Osmosis
Difusi
Difusi adalah
pergerakan molekul atau ion dari dengan daerah konsentrasi tinggi ke daerah
dengan konsentrasi rendah hal ini disebabkan oleh energi kinetic dari molekul,
ion atau atom-atom. Difusi terjadi akibat perbedaan konsentrasi, dimana
perbedaan konsentrasi ini bisa terjadi bila terjadi perbedaan sejumlah partikel
per unit volume dari suatu keadaan ke keadaan lain. Selain karena perbedaan
konsentrasi, perbedaan dalam sifat juga dapat menyebabkan difusi, seperti pada
gambar berikut, dimana terdapat perbedaan sifat antara gula(padat) dan air.
Beberapa contoh difusi yang dapat
kita lihat, antara lain:
1.
Apabila kita teteskan minyak wangi dalam botol lalu
ditutup, maka bau minyak wangi tersebut akan tersebar ke seluruh bagian botol.
Apabila tutup botol dibuka, maka bau minyak wangi tersebut akan tersebar ke
seluruh ruangan, meskipun tidak menggunakan kipas. Hal ini disebabkan karena
terjadi proses difusi dari botol minyak wangi (konsentrasi tinggi) ke ruangan
(konsentrasi rendah).
2.
Apabila kita meneteskan tinta ke dalam segelas air,
maka warna tinta tersebut akan menyebar dari tempat tetesan awal (konsentrasi
tinggi) ke seluruh air dalam gelas (konsentrasi rendah) sehingga terjadi
keseimbangan. Sebenarnya, selain terjadi pergerakan tinta, juga terjadi pergerakan
air menuju ke tempat tetesan tinta (dari konsentrasi air tinggi ke konsentrasi
air rendah).
Contoh difusi pada tumbuhan dapat
dilihat pada:
Proses pertukaran gas
pada tumbuhan yang berlangsung pada daun. Di dalam proses ini gas CO2 dari
atsmofer masuk ke dalam rongga antar sel pada mesofil daun, yang selanjutnya
digunakan untuk proses fotosintesis. Karena pada siang hari CO2 yang
masuk ke daun selalu digunakan untuk fotosintesisi, maka kadar CO2 di
dalam rongga antar sel daun akan selalu lebih rendah dari atsmofer, akibatnya
pada siang hari akan terjadi aliran difusi gas CO2 dari
atsmofer ke daun.
11
Bersamaan dengan itu
terjadi pula difusi das O2 dari rongga antar sel daun menuju
atsmofir. Hal ini dikarenakan pada proses fotosintesis dihasilkan O2,
yang makin lama terakumulasi di dalam rongga antar sel daun, sehingga kadarnya
melebihi kada oksigen di atmosfir. Dalam kondisi seperti ini memungkinkan
oksigen untuk berdifusi dari daun ke atmosfir.
Pada malam hari
terjadi proses difusi yang sebaliknya , karena pada malam hari tidak terjadi
proses fotosintesis dan respirasi berjalan terus, maka kandungan CO2 dalam
rongga antar sel menjadi meningkat. Laju difusi tergantung pada suhu dan
densitas (kepadatan) medium. Gas berdifusi lebih cepat dibandingkan dengan zat
cair, sedangkan zat padat berdifusi lebih lambat dibandingkan dengan zat cair.
Molekul berukuran besar lebih lambat pergerakannya dibanding dengan molekul
yang lebih kecil.
Osmosis
Osmosis pada dasarnya
hampir sama dengan difusi, hanya saja osmosis adalah difusi melalui membran
semipermeabel. Dimana molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah
dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses Osmosis akan berhenti
jika konsentrasi zat di kedua sisi membran tersebut telah mencapai
keseimbangan. Pada gambar dibawah ini menggambarkan proses dari osmosis, dimana
hanya zat-zat tertentu yang mampu melewati membrane.
Osmosis dapat dicegah
dengan menggunakan tekanan. Oleh karena itu, ahli fisiologi tanaman lebih suka
menggunakan istilah potensial osmotik yakni tekanan yang diperlukan untuk
mencegah osmosis. Jika anda merendam wortel ke dalam larutan garam 10 % maka
sel-selnya akan kehilangan rigiditas (kekakuan)nya.
Hal ini disebabkan
potensial air dalam sel wortel tersebut lebih tinggi dibanding dengan potensial
air pada larutan garam sehingga air dari dalam sel akan keluar ke dalam larutan
tersebut. Jika diamati dengan mikroskop maka vakuola sel-sel wortel tersebut
tidak tampak dan sitoplasma akan mengkerut dan membran sel akan terlepas dari
dindingnya. Peristiwa lepasnya plasma sel dari dinding sel ini disebut
plasmolisis.
Osmosis memegang
suatu peran yang sangat penting di dalam hidup tumbuhan diantaranya;
·
Penyerapan air oleh tumbuhan dari tanah melalui
rambut akar, melalui mekanisme osmotic.
12
·
Air yang diserap dibagi-bagikan sepanjang seluruh
jaringan yang hidup, dilakukan dengan proses osmosis dari sel ke sel.
·
Cahaya merangsang peningkatan osmosis pada sel
pengawal, sehingga menyebabkan pengambilan air ketika stomata membuka
·
Pertumbuhan sel yang muda sampai pemanjangan sel
disempurnakan oleh kemampuan osmotic dan tekanan turgor dari sel.
Masuknya larutan ke
dalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis. Dalam tubuh organisme
multiseluler, air bergerak dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa. Selain
air, molekul-molekul yang berukuran kecil seperti O2 dan CO2 juga
mudah melewati membran sel Osmosis juga dapat terjadi dari sitoplasma ke
organel-organel bermembran.
Potensial Air, Potensial Osmosis
Dan Potensial Tekanan
Potensial Kimia Air atau Potensial Air ( PA/Ѱ ); menggambarkan kemampuan molekul
air untuk dapat melakukan difusi. Energi bebas suatu zat per unit jumlah,
terutama per berat gram molekul ( Energi bebas mol-1 ) disebut
Potensi kimia. Potensial kimia zat terlarut kurang lebih sebanding dengan
konsentrasi zat terlarutnya.
Potensial kimia air
merupakan konsep yang sangat penting dalam fisiologi tumbuhan. Pada tahun 1960,
Ralph O. Slatyer di Canbera, Australia dan Sterling A. Taylor di Utah State
University, mengusulkan bahwa potensial kimia air digunakan sebagai dasar untuk
sifat air dalam system tumbuhan-tanah-udara.
Mereka mendefinisikan
Potensial Air sebagai sesuatu yang sama dengan potensial kimia air dalam suatu
system, dibandingkan dengan potensial kimia air murni pada tekanan atmosfir dan
suhu yang sama. Mereka menganggap bahwa potensial air murni dinyatakan sebagai
nol ( merupakan konvensi ), yang satuannya dapat berupa satuan tekanan ( atm.,
bar ) atau satuan energi.
Tekanan yang
diberikan pada air atau suatu larutan akan meningkatkan energi bebasnya,
sehingga potensial air dapat meningkat. Dengan konsep potensial air ini, kita
bias membayangkan osmosis yang terjadi pada haipertonis ke larutan hipotonis,
asal saja potensial air pada larutan yang hipertonis lebih besar dari larutan
hipotonis.
13
Hal ini hanya dapat
terjadi bila larutan hipertonis diberikan tambahan tekanan yang dapat
meningkatkan nilai potensial airnya. Tekanan yang diberikan atau yang timbul
dalam system ini disebut sebagai Potensial
Tekanan ( PT/Ѱp ) dan di dalam kehidupan tumbuhan
potensial tekanan dapat timbul dalam bentuk tekanan turgor.
Di dalam proses
osmosisi, di samping komponen Potensial Air ( PA/Ѱ ), Potensial Tekanan ( PT/Ѱp ).
Terdapat komponen lain yang juga penting, yaitu Potensial Osmotik ( PO/Ѱs ).
Potensial osmotic ini lebih menyatakan status larutan dan status larutan ini
dapat kita nyatkan dalam satuan konsentrasi, satuan tekanan atau satuan energi.
Potensial Osmotik dipengaruhi
oleh beberapa factor, antara lain:
·
Konsentrasi; Meningkatnya konsentrasi suatu larutan
akan menurunkan nilai potensial osmotiknya. Bila zat terlarut bukan elektrolit
dan molekulnya tidak mengikat air hidrasi, maka potensial osmotic larutan
tersebut hamper pasti akan sebanding dengan konsentrasi molalnya.
·
Ionisasi Molekul Zat Terlarut; larutan dari suatu
zat elektrolit dalalm molalitas yang sama mempunyai tekanan osmose yang lebih
besar daripada larutan yang bukan elektrolit. Sehingga semakin besar daya
ionisasi dari zat yang dilarutkan biasanya potensial osmosisnya juga meningkat.
·
Hidrasi Molekul Zat Terlarut; air yang berasosiasi
dengan partikel zat terlarut biasanya disebut sebagai ar hidrasi. Air dapat
berasosiasi dengan ion, molekul atu partikel koloida. Dampak air hidrasi
terhadap suatu larutan, dapat menyebabkan larutan menjadi lebih pekat dari yang
kita perkirakan.
·
Temperatur; potensial osmotic suatu larutan akan
berkurang nilainya dengan naiknya suhu. Potensial osmotic suatu larutan yang
ideal akan sebanding dengan suhu absolutnya.
Potensial osmotic air
murni memiliki nilai sama dengan nol, sehingga kalau digunakan satuan tekanan
maka nilainya akan menjadi 0 atm atau 0 bar. Klau status suatu larutan tidak
berubah, maka milainya pun tidak berubah.
14
BAB
IV
PENUTUP
4.1. Kesimpulan
·
Air merupakan bahan yang sangat penting bagi
kehidupan, demikian pentingnya sehingga tidak mungkin ada kehidupan tanpa air.
Banyak fungsi dalam biologi sepenuhnya bergantung pada air. Dan sifat kehidupan
sering secara langsung merupakan hasil dari sifat air.
·
Fungsi air bagi tumbuhan
antara lain sebagai Penyusun
utama protoplasma, Menjadi pelarut bagi zat hara yang diperlukan tumbuhan,
Menjadi alat transpor untuk memindahkan zat hara, Menjadi medium berlangsungnya
reaksi-reaksi biokimia, Menjadi bahan dasar untuk reaksi-reaksi biokimia,
Sebagai sistem hidrolik Air, Stabilisasi dan pemindahan panas dan Sebagai alat
gerak.
·
Pada tumbuhan herba yang hidup di air sekitar 85 –
95 % berat tumbuhan tersusun atas air. Dalam sel, air diperlukan sebagai
pelarut unsur hara sehingga dapat digunakan untuk mengangkutnya, selain itu air
diperlukan juga sebagai substrat atau reaktan untuk berbagai reaksi biokimia
misalnya proses fotosintesis.
·
Difusi adalah pergerakan molekul atau ion dari
dengan daerah konsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah hal ini
disebabkan oleh energi kinetic dari molekul, ion atau atom-atom.
·
Osmosis pada dasarnya hampir sama dengan difusi,
hanya saja osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel. Dimana
molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi
ke konsentrasi rendah.
·
Tekanan yang diberikan pada air atau suatu larutan
akan meningkatkan energi bebasnya, sehingga potensial air dapat meningkat.
Dengan konsep potensial air ini, kita bias membayangkan osmosis yang terjadi
pada haipertonis ke larutan hipotonis, asal saja potensial air pada larutan
yang hipertonis lebih besar dari larutan hipotonis.
15
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim, 2008. Fisiologi Tumbuhan.
Erlangga. Jakarta.
Bidwell, R.G.S.1979. Plant
Physiology edition 2. Macmillion Publishing. Co : NewYork
Bonner,
James dan Arthur W. Galston. 1951. Priciples of Plant Physiology. W.H. Freeman
and Co. Pasadena
Campbell,
1977. Biologi Umum. Vol.2. Erlangga.Jakarta
Devlin,
R. M and F. H Witham. 1975. Plant Physiology. Rinelang book Corporation a Subsidiarey
of Champion Reinhold inc: New York
Dwidjoseputro, D. 1994.Pengantar
Fisiologi Tumbuhan. Gramedia : Jakarta
Fitter
dan Hay, 1981. Journal of Plant Phsiology. Van Hostrand Rain Hold : New York
Lukman, Diah . 1997.Buku Ajar
Fisiologi Tumbuhan. PT. Raja Grafindo Persada : Jakarta
Noggle,
F.R dan G.J. Fritz.1979.Introductory Plant Physiology. Van Hostrand Rain Hold :
New York
Salisbury and Ross.1995.
Fisiologi Tumbuhan. ITB : Bandung
0 komentar:
Posting Komentar