Pergerakan Air, Makanan, Nutrisi dan Gas pada Tumbuhan – Dijelaskan!



Pergerakan Air, Makanan, Nutrisi dan Gas pada Tumbuhan!

Pergerakan materi, makanan, nutrisi dan gas terjadi melalui berbagai proses yang dikenal sebagai alat transportasi.

Prosesnya diberikan seperti di bawah ini:

(i) Difusi:

Difusi bersifat pasif. Itu mungkin dari satu bagian sel ke bagian lain atau dari sel ke sel, atau jarak pendek, misalnya dari ruang antar sel daun ke luar. Tidak ada kehilangan energi yang terjadi. Molekul bergerak secara acak, hasil bersihnya adalah zat yang berpindah dari daerah dengan konsentrasi lebih tinggi ke daerah dengan konsentrasi lebih rendah. Difusi adalah proses yang lambat. Tingkat difusi tergantung pada gradien konsentrasi, permeabilitas membran yang memisahkan mereka, suhu dan tekanan.

Difusi adalah gerakan pasif molekul atau partikel sepanjang gradien konsentrasi, atau dari daerah yang lebih tinggi ke daerah dengan konsentrasi lebih rendah.

(ii) Difusi Terfasilitasi:

Gradien harus sudah ada agar difusi terjadi. Zat yang larut dalam lipid berdifusi melalui membran lebih cepat. Substansi bagian hidrofilik, sulit untuk melewati membran. Gerakan mereka harus difasilitasi. Protein membran menyediakan situs di mana molekul tersebut melintasi membran. Gradien konsentrasi harus sudah ada agar molekul dapat berdifusi meskipun difasilitasi oleh protein.

Protein khusus membantu memindahkan zat melintasi membran tanpa mengeluarkan energi ATP dalam difusi terfasilitasi seperti ditunjukkan pada Gambar 14.1. Difusi yang difasilitasi tidak dapat menyebabkan transpor netto molekul dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi – hal ini memerlukan masukan energi. Ketika semua transporter protein digunakan Laju transpor mencapai maksimum.

Protein membentuk saluran di membran untuk dilewati molekul. Beberapa saluran selalu terbuka; lainnya dapat dikendalikan. Intinya adalah protein yang membentuk pori-pori besar di membran luar plastida, mitokondria dan beberapa bakteri yang memungkinkan molekul hingga ukuran protein kecil untuk melewatinya.

Beberapa protein pembawa atau pengangkut memungkinkan difusi. Dalam suatu simport, kedua molekul melintasi membran dengan arah yang sama; dalam antipartai, mereka bergerak berlawanan arah seperti yang ditunjukkan pada gambar (di bawah). Ketika sebuah molekul bergerak melintasi membran yang tidak tergantung pada molekul lain, prosesnya dikenal sebagai Unipart.

Transportasi zat melintasi membran biologis dari area dengan konsentrasi lebih tinggi ke area dengan konsentrasi lebih rendah melalui molekul pembawa. Karena zat bergerak sepanjang arah gradien konsentrasinya, energi tidak diperlukan.

(iii) Transpor Aktif:

Transpor aktif menggunakan energi untuk memompa molekul melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif dilakukan oleh membran-protein. Pompa adalah protein yang menggunakan energi untuk membawa zat melintasi membran sel. Pompa ini dapat mengangkut zat dari konsentrasi rendah ke tinggi. Laju transpor mencapai maksimum ketika semua transporter protein sedang digunakan atau jenuh.

Transpor aktif adalah sejenis transpor di mana ion atau molekul bergerak melawan gradien konsentrasi, yang berarti pergerakan ke arah yang berlawanan dengan difusi – atau – pergerakan dari area dengan konsentrasi lebih rendah ke area dengan konsentrasi lebih tinggi.

Pergerakan air pada tumbuhan dijelaskan di bawah ini:

(a) Potensi Air:

Potensi air adalah konsep dasar untuk memahami pergerakan air. Molekul air memiliki energi kinetik. Dalam bentuk cair dan gas mereka berada dalam gerakan acak yang cepat dan konstan. Semakin besar konsentrasi air dalam air murni akan memiliki potensi air yang lebih besar. Dengan demikian, air akan berpindah dari sistem yang mengandung air dengan potensial air lebih tinggi ke sistem dengan potensial air rendah.

Proses pergerakan zat menuruni gradien energi bebas ini disebut difusi. Berdasarkan kesepakatan, potensial air dari air murni pada suhu standar, yang tidak berada di bawah tekanan apa pun, dianggap nol. Larutan memiliki lebih sedikit air bebas jika beberapa zat terlarut dilarutkan dalam air murni dan konsentrasi air berkurang, mengurangi potensi airnya. Oleh karena itu, semua larutan memiliki potensi air yang lebih rendah daripada air murni. Potensi air meningkat jika tekanan yang lebih besar dari tekanan atmosfer diterapkan pada air murni atau larutan. Setara dengan memompa air Gambar 14.3. Osmosis Proses dari satu tempat ke tempat lain. Potensial tekanan biasanya positif, meskipun pada tumbuhan potensial negatif atau tegangan pada kolom air di xilem berperan besar dalam pengangkutan air ke atas batang.

Potensi terlarut = Potensi Air + Potensi Tekanan

Ukuran kecenderungan relatif air untuk berpindah dari satu area ke area lain, dan umumnya dilambangkan dengan huruf Yunani 0 (Psi). Potensi air disebabkan oleh osmosis, gravitasi, tekanan mekanis, atau efek matriks termasuk tegangan permukaan.

(b) Osmosis:

Membran sel dan dinding sel mengelilingi sel tumbuhan. Dinding sel secara bebas permeabel terhadap air dan zat dalam larutan sehingga tidak menjadi penghalang untuk pergerakan, difusi air melintasi membran diferensial atau semi ­permeabel dikenal sebagai Osmosis seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14.3. Osmosis terjadi sebagai respons terhadap kekuatan pendorong. Arah bersih dan laju osmosis bergantung pada gradien tekanan dan gradien konsentrasi.

Jika larutan eksternal menyeimbangkan tekanan osmotik sitoplasma, itu disebut isotonik. Jika larutan luar lebih encer daripada sitoplasma, disebut hipotonik dan jika larutan luar lebih pekat, disebut hipertonik. Sel membengkak dalam larutan hipotonik dan menyusut dalam larutan hipertonik.

Difusi pelarut (biasanya molekul air) melalui membran semipermeabel dari area dengan konsentrasi zat terlarut rendah ke area dengan konsentrasi zat terlarut tinggi.

(c) Plasmolisis:

Ini terjadi ketika sel ditempatkan dalam larutan yang hipertonik terhadap protoplasma. Proses plasmolisis biasanya reversibel. Ketika sel ditempatkan dalam larutan hipotonik, air berdifusi ke dalam sel menyebabkan sitoplasma membangun tekanan terhadap dinding, yang disebut tekanan turgor lihat Gambar 14.4.

Ketika sel tumbuhan ditempatkan dalam larutan yang sangat pekat, air berdifusi keluar dari sel, dan tekanan turgor hilang menyebabkan sel menjadi lembek. Kehilangan air lebih lanjut akan mengakibatkan plasmolisis, dan akhirnya ke cytorrhysis, kehancuran total dinding sel.

(d) Imbibisi:

Imbibisi adalah jenis difusi khusus ketika air diserap oleh padatan atau koloid yang menyebabkan peningkatan volume yang sangat besar. Penyerapan air oleh biji dan kayu kering adalah contoh Imbibisi. Imbibisi juga merupakan difusi karena pergerakan air mengikuti gradien konsentrasi; benih dan bahan lainnya hampir tidak memiliki air sehingga mudah menyerap air. Gradien potensial air antara penyerap dan cairan yang diserap sangat penting untuk penyerapan.

Imbibisi adalah proses Penyerapan cairan oleh benda padat tanpa perubahan kimia yang dihasilkan.

(e) Pengangkutan Air Jarak Jauh:

Air dan mineral, serta makanan umumnya digerakkan oleh sistem aliran massa atau curah. Aliran massa adalah pergerakan zat secara massal atau masal dari satu titik ke titik lain sebagai akibat dari perbedaan tekanan antara dua titik.

Ini adalah karakteristik aliran massa bahwa zat, baik dalam larutan atau suspensi, tersapu dengan kecepatan yang sama, seperti di sungai yang mengalir. Pergerakan sebagian besar zat melalui jaringan konduktor atau jaringan vaskular tanaman disebut translokasi.

Berbagai metode adalah sebagai berikut:

(i) Cara Tanaman Menyerap Air:

Tanggung jawab penyerapan air dan mineral lebih spesifik lagi pada fungsi bulu akar yang jumlahnya jutaan di ujung akar. Rambut akar adalah penjuluran ramping berdinding tipis dari sel epidermis akar yang sangat meningkatkan luas permukaan untuk penyerapan. Air diserap bersama dengan zat terlarut mineral, oleh rambut akar, murni melalui difusi.

Begitu berada di dalam xilem, air kembali bebas bergerak di antara sel dan juga melewatinya. Pada akar muda, air masuk langsung ke dalam pembuluh xilem dan/atau trakeid. Ini adalah saluran tidak hidup dan juga merupakan bagian dari apoplas. Jalur ion air dan mineral ke dalam sistem vaskular akar ditunjukkan pada Gambar 14.5.

Proses menyerap atau asimilasi zat ke dalam sel atau melintasi jaringan dan organ melalui difusi atau osmosis, seperti dalam penyerapan nutrisi oleh sistem pencernaan, atau penyerapan obat ke dalam aliran darah.

(ii) Pergerakan Air ke Tanaman:

Tekanan positif ini disebut tekanan akar, dan dapat bertanggung jawab untuk mendorong air ke ketinggian kecil di batang. Pengaruh tekanan akar juga dapat diamati pada malam dan dini hari saat penguapan rendah, dan kelebihan air terkumpul dalam bentuk tetesan di sekitar bukaan khusus urat di dekat ujung bilah rumput, dan daun di banyak bagian herba. Kehilangan air seperti itu dalam fase cairnya dikenal sebagai talang.

(iii) Transpirasi:

Transpirasi adalah hilangnya air melalui evaporasi oleh tumbuhan. Selain hilangnya uap air dalam transpirasi, pertukaran oksigen dan karbondioksida pada daun juga terjadi melalui pori-pori yang disebut stomata. Umumnya stomata terbuka pada siang hari dan menutup pada malam hari. Dinding bagian dalam setiap sel pelindung, ke arah lubang pori atau stomata, tebal dan elastis. Transpirasi dipengaruhi oleh beberapa faktor eksternal: suhu, cahaya, kelembaban, kecepatan angin.

Faktor tanaman yang mempengaruhi transpirasi meliputi jumlah dan distribusi stomata, jumlah stomata yang terbuka, persen, status air tanaman, struktur kanopi, dll. Saat air menguap melalui stomata, karena lapisan tipis air di atas sel terus menerus, hasilnya dalam menarik air, molekul demi molekul, ke dalam daun dari xilem. Juga, karena konsentrasi uap air yang lebih rendah di atmosfer dibandingkan dengan rongga substomatal dan ruang antar sel, air berdifusi ke udara sekitar lihat Gambar 14.6.

Transpirasi Ini menciptakan tarikan transpirasi untuk penyerapan dan pengangkutan tanaman, memasok air untuk fotosintesis, mengangkut mineral dari tanah ke seluruh bagian tanaman, mendinginkan permukaan daun, terkadang 10 hingga 15 derajat, dengan pendinginan evaporatif mempertahankan bentuk dan struktur tanaman dengan menjaga sel tetap bombastis.

Hilangnya air melalui penguapan pada tumbuhan terestrial, terutama melalui stomata (disertai dengan pengambilan air yang sesuai dari akar) suatu proses di mana uap air keluar melalui tumbuhan melalui stomata dan lentiselnya ke lingkungan luarnya (atmosfer).

Related Posts