Fisiologi TumbuhanFisiologi Tumbuhan
PNA 2462 B/DPNA 2462 B/D
Didik IndradewaDidik Indradewa
Eka Tarwaca Susila PutraEka Tarwaca Susila Putra
Sistem PerkuliahanSistem Perkuliahan
•Student centered learning : dibagi dalamkelompok diskusi, mahasiswa presentasi,ditambah materi dari dosen
•Research university : dosen memberikancontoh hasil penelitiannya untuk bahankuliah
•e Learning : bahan yang disiapkan dosenmaupun penunjang dapat diakses lewatinternet
Sistem Perkuliahan (lanjutan)Sistem Perkuliahan (lanjutan)
•Bahan dari dosen 1 (Didik Indradewa)digunakan untuk ujian sisipan
•Bahan dari dosen 2 (Eka Tarwaca)digunakan untuk ujian akhir
•Nilai ujian sisipan + akhir + praktikum : 3
SilabusSilabus
Pengertian dan ruang lingkup fisiologitumbuhan, sel dan organela sel, gerakanpartilel berupa difusi, osmosis dan imbibisi.Peran air bagi tumbuhan, penyerapan danpengangkutan air serta transpirasi. Dalammetabolisme dibahas tentang ensim,fotositesis dan respirasi. Fotosintesismencakup reaksi cahaya, reaksi gelap danfaktor-faktor yang berpengaruh. Respirasimencakup glikolisis, siklus Krebs faktor-faktor yang berpengaruh dan respirasicahaya. Pengangkutan hasil fotosintesis, jalurdan teori pengangkutan.
PustakaPustaka
•Devlin, R.M. and F.H. Witham. 1983. PlantPhysiology.
•Salisbury, F.B. and C.W. Ross. 1978.Plant Physiology.
•Taiz, L. and E. Zeiger. 1998. PlantPhysiology.
JadualJadual
Mg Tgl Materi Ds
1 Pendahuluan D
2 Gerakan partikel : difusi dan D
osmosis
3 Imbibisi, air D
4 Penyerapan dan pengangkut D
an air
5 Transpirasi D
6 Ujian sisipan D
Jadual (lanjutan)Jadual (lanjutan)
Mg Tgl Materi Ds
7 Ensim E
8 Reaksi cahaya fotosintesis E
9 Reaksi gelap fotosintesis E
10 Faktor genetik dan lingkungan E
11 Respirasi glikolisis dan siklus E
Krebs
12 Faktor genetik dan lingkungan E
13 Respirasi cahaya E
14 Pengangkutan asimilat E
PendahuluanPendahuluan
Batasan
•Fisiologi Tumbuhan : ilmu yangmembahas proses-proses yang terjadi didalam tubuh tumbuhan pada tingkatanmolekuler dan seluler
•Fisiologi Tanaman : ilmu yang membahasproses-proses yang terjadi di dalam tubuhtanaman pada tingkatan individu danpopulasi
•Tanaman adalah tumbuhan yangdibudidayakan
Pembahasan dalam Fisiologi TumbuhanPembahasan dalam Fisiologi Tumbuhan
•Macam proses : transpirasi, respirasi dll
•Mekanisme proses : fotosintesis terdiri darireaksi cahaya dan rekasi gelap
•Di mana terjadinya ; fotosintesis di dalamkloroplas
•Faktor yang berpengaruh : transpirasidipengaruhi intensitas cahaya
Faktor Berpengaruh thd TanamanFaktor Berpengaruh thd Tanaman
Genetik Iklim Air,Chya,Suhu,CO2
Tanaman Orgme Tan. Hma, Peny,Glm
Proses Tanah Fisik, Kimia, Biol
Fisiologis Macam, mekanisme. tempat
Pertumbuhan Hasil
SejarahSejarah
Fisiologi Tumbuhan telah ada sangat lama, tetapi tidak bersamaandengan adanya manusia maupun dimulainya pertanian
PENDAHULUANPENDAHULUAN
Batasan Pertanian
•Sempit : pengelolaantanaman dan lingkungannyaagar memberikan suatuproduk yang maksimal
•Luas : tanaman (pertanian),ternak (peternakan) dan ikan(perikanan)
Peran Tumbuhan-TanamanPeran Tumbuhan-Tanaman
Sumber pangan
SandangSandang
PapanPapan
Obat dan KosmetikObat dan Kosmetik
Bahan IndustriBahan Industri
Keindahan dan RekreasiKeindahan dan Rekreasi
Daur hidrologiDaur hidrologi
Paru-paru DuniaParu-paru Dunia
Ilmu PendukungIlmu Pendukung
•Anatomi dan Morfologi : penyerapan air
Fisika dan KimiaFisika dan Kimia
reaksi cahaya dan gelap fotosintesis
MatematikMatematik
Sel dan OrganelaSel dan Organela
Minggu DepanMinggu Depan
•Gerakan Partikel
•Difusi
•Osmosis
•Imbibisi
Gerakan PartikelGerakan Partikel
CO2 O2 H2O
Ion H2O
•Tanaman bertambah besar ukurannya karenaadanya bahan tambahan berupa partikel
•Partikel berupa ion atau molekul yang masukdan keluar dari dalam tubuh tanaman
•Ion yang masuk antara lain berupa nutrisimisalnya NH4+, NO3- dll
•Molekul yang masuk misalnya : CO2 dan H2O
•Molekul yang keluar misalnya O2 dan H2O
•Masuk dan keluarnya partikel dengan prosesgerakan partikel berupa difusi, osmosis danimbibisi
DifusiDifusi
gerakan partikel daritempat denganpotensial kimialebih tinggi ketempat denganpotensial kimialebih rendahkarena energikinetiknya sendirisampai terjadikeseimbangandinamis
•Potensial kimia : energi bebas per mol
•Energi bebas : energi untuk melakukankerja
•Energi kinetik : energi yang dimiliki partikeldengan suhu di atas 0o K untukmelakukan gerakan
•Keseimbangan dinamis : partikel tetapbergerak namun jumlah yang masukseimbang dengan jumlah yang keluar,sehingga difusi berhenti
Laju gerakan partikelLaju gerakan partikel
•V = (8RT)1/2/ π M
•V = laju (cm/det) T = suhu K
•R = tetapan gas M = BM π = 3,14
•Faktor yg mempengaruhi difusi
1. Suhu, makin tinggi difusi makin cepat
2. BM makin besar difusi makin lambat
3. Kelarutan dalam medium, makin besar
difusi makin cepat
4. Beda potensial kimia, makin besar
beda difusi makin cepat
Contoh DifusiContoh Difusi
•Model
A B
1. CO2 2x CO2 4x
CO2 3x CO2 3x
2. CO2 2x, O22x CO2 4x
CO2 3x, O21x CO2 3x, O21x
Difusi CO2, O2 dan H2OCO2 O2 H2ODifusi CO2, O2 dan H2OCO2 O2 H2O
OsmosisOsmosis
•Osmosis : gerakan air dari potensial air lebihtinggi ke potensial air lebih rendah melewatimembran selektif permeabel sampai dicapaikeseimbangan dinamis
Sifat MembranSifat Membran
•Sifat membran solvent solut
permeabel + +
semi permeabel + -
selektif permeabel + +/-
impermeabel - -
+ = dapat lewat - = tidak
•Contoh membran : membran plasma,membran vakuola, membran kloroplas
MembranMembran
Potensial AirPotensial Air
•Potensial air : energi bebas per mol air
•Ψ = Ψs + Ψp + Ψm satuan : atm, bar, Pa
•Ψ (potensial air) = - DTD (defisit tek difusi)
•Ψs (potensial solut) = -TO (tek osmosis)
•Ψp (potensial tekanan) = TT (tek turgor)
•Ψm (potensial matriks) = TI (tek imbibisi)
•DTD = TO - TT
•Di dalam sel Ψm kecil – diabaikan
•Di dalam benih Ψp kecil - diabaikan
Potensial SolutPotensial Solut
•Potensial solut : penurunan energi bebasair dalam suatu larutan karena interaksi airdengan solut, dibanding dengan air murni
•Potensial air murni (maksimal) = 0 bar
•Larutan mempunyai potensial air < 0 ataunegatif
•Larutan di tempat terbuka mempunyai Ψp= 0, sehingga Ψ = Ψs
•Ψs = - m i R T TO = M R T
•m = molalitas i = derajat ionisasi ( sukrosa=1, Na Cl = 1,8 pada 20o C)
R = tetapan gas = 22,7/273 bar
T = suhu K = 0C + 2730
•Faktor yang berpengaruh thd Ψs
1. Molallitas (konsentrasi), makin tinggi
Ψs makin rendah
2. Derajat ionisasi, makin tinggi Ψs
makin rendah
3. Derajat hidrasi, solut mudah mengikat
air, Ψs rendah
4. Suhu, makin tinggi , Ψs makin rendah
Arah gerakan airArah gerakan air
•Dari potensial air lebih tinggi ke potensialair lebih rendah
•Dari DTD lebih rendah ke DTD lebih tinggi
•Dari larutan dengan konsentrasi lebihrendah ke konsentrasi lebih tinggi
•Dari larutan lebih encer ke larutan lebihkental
Ketentuan dalam gerakan airKetentuan dalam gerakan air
•Saat seimbang dinamik , potensial air atauDTD sama
•Bila salah satu bagian tidak terbatas misallengas tanah, potensial air sama denganbagian yang tidak terbatas
•Bila dua bagian terbatas , potensial airakhir merupakan rata-rata
•Potensial solut tidak berubah sampaipotensial tekanan mencapai 0 bar
Sel A dalam Larutan BSel A dalam Larutan B
•Keadaan awal
A. Ψ = Ψs+Ψp
= -30 + 0 = -30 bar
B. Ψ = Ψs+Ψp
= -10 + 0 = -10 bar
•Keseimbangan
A. Ψ = Ψs+Ψp
= -30 + 20 = -10 bar
B. Ψ = Ψs+Ψp
= -10 + 0 = -10 bar
Sel A dengan Sel BSel A dengan Sel B
•Keadaan awal
A. Ψ = Ψs+Ψp
= -14+4 = -10 bar
B. Ψ = Ψs+Ψp A
= -24+ 8 = -16 bar
•Keseimbangan
A. Ψ = Ψs+Ψp
= -14+1 = - 13 bar
B. Ψ = Ψs+Ψp B
= -24+11 = -13 bar
Hubungan Ψ, Ψs, ΨpHubungan Ψ, Ψs, Ψp
•Sel turgor penuh
Ψ = Ψs + Ψp = -12,5 + 12,5 = 0 bar
•Sel mengempis, volume relatif 80%
Ψ = Ψs+ Ψp = -14 + 0 = -14 bar
Mengukur potensial airMengukur potensial air
Metode Gravimetri
Metode ChardakovMetode Chardakov
Pressure Bomb Scholander sampel manometer gas N2Pressure Bomb Scholander sampel manometer gas N2
Pengukuran potensial airPengukuran potensial air
Mengukur potensial solutMengukur potensial solut
•Jaringan berwarna misal daunRhoediscolor dimasukkan larutan dengankonsentrasi berbeda, potensial solutjaringan = potensial solut larutan yangmenyebabkan 50% jaringan mengalamiplasmolisis