
PENDAHULUAN
Nutrient merupakan bahan kimia yang dibutuhkan nutrisi. Setiap makhluk hidup membutuhkan nutrient organik maupun nutrient
nonorganik
Lingkungan fisik hanya menyediakan nutrient anorganik saja. Nutrient
organic dapat dibuat dari nutrient anorganik. Prosesnya
disebut Assimilasi
I.
NUTRISI PADA TUMBUH-TUMBUHAN
Analisa kimia merupakan cara untuk mengetahui unsur-unsur kimia yang
terdapat dalam tubuh tumbuh-tumbuhan

a. untuk mengetahui
unsur-unsur apa saja yang diperlukan
b. untuk mengetahui
dalam bentuk apa saja dan darimana
unsur-unsur tersebut diambil oleh tumbuh-tumbuhan
Unsur-unsur yang diperlukan tumbuh-tumbuhan
disebut zat hara
Zat hara terbagi atas beberapa kelompok
yaitu :
1. Macroelemen
(zat hara pokok) yaitu unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah relatif banyak.
Unsur-unsur tersebut :
C-H-O-N-S-P-K-Ca-Mg-Fe
2. Micro elemen (zat hara tambahan) yaitu unsur-unsur
yang dibutuhkan dalam jumlah yang sedikit sekali, tapi penting untuk
petumbuhan. Unsur-unsur tersebut merupakan : Mn-Zn-B-Cu-Mo
3. Unsur-unsur yang hanya
penting untuk tumbuhan tertentu. Unsur-unsur tersebut merupakan : Na-Al-Cl-Si-Co

C-H-O untuk
pembentukan karbohydrat
N untuk
pembentukan protein
P untuk
pembentukan AND, ARN, ATP, ADP
S untuk
pembuatan AND, ARN, ATP, ADP
K untuk
enzym
Ca untuk
pembuatan dinding sel
Mg untuk
pembuatan klorofil
Fe untuk
katalisator
Mikro elemen umumnya penting untuk metabolisme
Semua unsur-unsur yang diperlukan diambil dari
dalam tanah oleh akar dalam bentuk larutan
Garam mineral kecuali CO2 untuk berfotosintesa dan
O2 untuk berespirasi, yang diambil dari udara dalam bentuk gas
CO2 masuk melalui stoma dan O2
masuk melalui seluruh epidermis tubuhnya dan lentisel
II. NUTRIENT
ORGANIK
- Nutrient organic dibuat sendiri dari nutrient anorganik. Prosesnya disebut Assimilasi
- Untuk
berasimilasi diperlukan energi dari luar. Bila energi untuk berasimilasi
berasal dari energi matahari, maka assimilasi disebut Fotosintesa
dan bila energi berasal dari energi kimia, maka assimilasi disebut Kemosintesa.
- Beberapa proses assimilasi yang terkenal merupakan Assimilasi C dan Assimilasi N
- Pada peristiwa ini terjadi pembentukan molekul-molekul kecil, proses demikian disebut Sintesa.
III. ASSIMILASI
C = FOTOSINTESA =
SINTESA KARBOHIDRAT
Fotosintesa merupakan proses anabolisma dimana
karbohidrat disintesa dari CO2 dan H2O oleh klorofil
dengan bantuan sinar matahari. Proses transfer energi matahari menjadi energi kimia dalam bentuk karbohidrat
berlangsung pada siang hari
Sumber energi merupakan radiasi matahari. Sinar yang
paling efektif untuk berfotosintesa merupakan sinar merah yang bergelombang panjang (lebih dari 680) dari sinar
violet-biru yang bergelombang pendek (440-480)
Sinar kuning dan hijau kurang efektif untuk berfotosintesa, bahkan
sinar hijau akan dipantulkan seluruhnya oleh daun hijau.
Sinar yang jatuh pada permukaan daun hanya sekitar 1-2
% yang digunakan untuk berfotosintesa, yang lainnya dipantulkan, ditransmisikan
atau diserap dalam bentuk panas.

·
CO2
diperoleh dari udara yang masuk melalui stoma. Pada tumbuhan air diperoleh dari
air
·
H2O
diperoleh dari dalam tanah yang masuk melalui bulu-bulu akar

merupakan senyawa organic yang mengandung
unsur-unsur C-H-O-N dan satu atom Mg ditengah-tengah
·
Fungsi
klorofil
-
donor
electron
-
mentransfer
energi matahari
-
memantulkan sinar hijau yang tidak bermanfaat
untuk berfotosintesa
·
Reaksi
fotosintesa secara singkat
6 CO2 + 12 H2O ® C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O
·
Secara
terperinci reaksi fotosintesa terdiri atas dua fase :
1.
reaksi
fotokimia = reaksi cahaya
= reaksi Hill =
fotolysis
2.
reaksi
thermokimia = reaksi gelap
= fikasai CO2

terdiri dari transfer electron siklis dan transfer non siklis
1.
Transfer Elekktron Siklis
-
klorofil yang mengabsorbsi cahaya matahari akan
melemparkan elektronnya keluar
-
electron
yang tereksitasi akan mentransfer energi matahari
-
electron
tersebut akan membebaskan energi sedikit demi sedikit dengan cara electron itu
pindah dari akseptor satu ke akseptor yang lain
-
energi yang terlepas akan ditangkap ADP menjadi
ATP yang kaya energi
-
electron yang sudah tidak berenergi lagi akan memasuki
lagi klorofil yang terionisasi tadi hingga klorofil netral kembali
2.
Transfer Elektron Non Siklis
-
klorofil
yang mengabsorpsi cahaya akan melemparkan elektronnya dan mejadi netral kembali
dengan mendapat electron yang berasal dari air
-
2 H2O
® 2 H+ + 2 OH-
-
2 OH- ® 2 OH + 2
e-
-
e- mentransfer energi matahari lalu
memindahkannya pada ATP
-
e- yang sudah tidak berenergi lagi akan
memasuki klorofil yang kehilangan elektronnya dan menetralkan lagi
-
2 OH ® H2O + ½ O2
-
2 H-
+ NAPD ® NADPH-
-
2 e- dari klorofil akan menetralkan
NADPH+ ® NADPH2
-
NADPH2
digunakan untuk mereduksi CO2 pada proses fiksasi CO2

Untuk fiksasi CO2 diperlukan energi. Energi itu diperoleh
dari ATP dan NADPH2 yang terbentuk waktu reaksi cahaya
Setelah energi terlepas ATP menjadi ADP kembali dan NADPH2
menjadi NADP lagi
·
Reaksi
Fiksasi CO2
-
CO2
+ RDP ® PGA (Phosphor Glyser Acid)
-
PGA +
NADPH + ATP ® PGAL + NADP + ADP
-
PGL ® C6H12O6
-
C6H12O6
® C6H10O5 + H2O
(polymerisasi)
·
Jadi
reaksi Fotosintesa secara singkat :
-
6 CO2
+ 12 H2O + en.mat ® C6H12O6
+ 6 H2O + 6 O2
-
c6H12O6
® H2O + C6H10O5
·
Bukti-bukti
yang terjadi pada proses fotosintesis
1. pada fotosintesa
dikeluarkan O2 dibuktikan dengan percobaan Ingenhouse dan percobaan
Engelmann
2. pada fotosintesa
dihasilkan amylum dibuktikan dengan percobaan Sachs
3. bahwa O2
yang dihasilkan waktu berfotosintesa berasal dari H2O dibuktikan
dengan percobaan Samuel Ruben dan Martin Kamen
·
Fungsi
karbohidrat hasil fotosintesa
1.
penghasil
energi (direspirasi dalam mitokondria)
2.
bahan baku
pembentuk zat organic lainnya
IV. ASSIMILASI
N – SINTESA PROTEIN
Asimilasi N merupakan proses
sintesa protein dari asam amino yang berasal dari nitrat. Asam amino mempunyai paling sedikit 4 macam atom yaitu C – H – O – N
dan ada pula yang mengandung S dan P. Ada 20 macam asam amino penyusun protein.
Umumnya tumbuhan hijau dan bakteri dapat membuat asam amino. Jadi harus
mendapat asam amino dalam bentuk yang merupakan penggabungan asam amino tadi.

-
tempatnya : di Ribosom
-
bahan
bakunya : asam amino (20 macam)
-
perencanaannya : AND
-
pelaksanaannya : ARNd, ARNt, ARNr

1. ADN bereplikasi, kedua
pita nukleotida pada ADN memisahkan diri. Salah satu pita menjadi penentu macam
protein yang akan disintesa. Pita ADN tersebut disebut sense = ADN template.
Pita ADN pasangan disebut Anti sense. Basa Nitrogen dan Sense merupakan kode
(informasi) macam protein apa yang harus disintesa. Tiap 3 basa nitrogen yang
berurutan (- triplet) pada Sense disebut satu Codogen
2.
Sense
bertranskripsi yaitu memilih ARN yang akan membawa informasi ke Ribosom. ARN
yang terpilih disebut ARNduta Basa Nitrogen dari Sense mempunyai
pasangan pada basa nitrogen ARNd yaitu A – U dan G – C.
Tiap triplet dari ARNd disebut satu Codon
3. ARNd
melepaskan diri dari ADN yang terlepas akan bergabung kembali.
4.
ARN di Ribosom akan menempel pada ARNd
dan ARNt dalam sitoplasma yang dapat mengartikan kode (informasi)
yang dibawa dengan mengikat asam amino yang diinginkan pada salah satu
ujungnya, sedangkan ujung ARNt yang lain menempel pada triplet dari
ARNd. ARNt yang dapat mengartikan kode yang dibawa ARNd
tersebut disebut ARNtransfer (ARN transfer). Basa nitrogen ARNd
mempunyai pasangan pada basa nitrogen ARNt yaitu : A – U, C – G.
Tiap triplet dari ARNt disebut satu Anti codon. Tiap satu inti kodon dapat megikat asam amino tertentu.
5.
Translasi
yaitu pengikatan asam amino oleh anti codon dari ARNt. Jika seluruh
ARNt sudah berpasangan dengan ARNd asam-asam amino yang
dibawa ARNt akan bergandengan dan terbentuklah rantai polypeptida
protein.

1.
penyusun
bagian sel (nucleoprotein lipoprotein)
2.
bahan
enzym dan hormon

Lingkungan fisik menyediakan
nutrient-nutrien anorganik. Semua zat organik yang diambil makhluk hidup akan
dikembalikan lagi pada lingkungannya. Ada yang dikembalikan dalam bentuk
ekskret yang dihasilkan makhluk hidup waktu berekskresi dan sisa-sisa makhluk
hidup akan diuraikan (didekomposisi = dimineralisasi) oleh makhluk pengurai (decomposer)
seperti jamur dan bakteri kembali menjadi zat-zat organik. Karena itulah
terjadilah suatu siklus yang memperlihatkan hubungan antara lingkungan fisik
dengan dunia kehidupan.

Air yang dikeluarkan waktu proses penguapan atau
gutasi pada tumbuhan dan pengeluaran urine oleh hewan, akan menguap menjadi
awan yang kemudian akan turun kembali sebagai hujan.

-
O2 di atmosfer digunakan untuk
berespirasi
-
Pada
proses respirasi dikeluarkan CO2 dan H2O
-
Pada waktu Fotosyntesa CO2 dan H2O
dijadikan karbohidrat
-
Waktu fotosintesa dikeluarkan O2 yang
akan kembali ke atmosfir

-
CO2 dari atmosfir waktu berfotosintesa
akan menjadi karbohidrat
-
Karbohidrat direspirasi menjadi CO2 dan
H2O kembali yang kembali ke atmosfir

Tumbuhan hanya dapat mengambil N yang diperlukan
dalam bentuk larutan Nitrat dari tanah . N yang sudah dipakai oleh makhluk
hidup akan kembali pada lingkungannya dalam bentuk N2 yang kembali
ke atmosfir atau dalam bentuk NH3 yang merupakan hasil dekomposisi
sisa-sisa organik dalam tanah.
Baik N2 yang kembali ke atmosfir atau
dalam bentuk NH3 yang merupakan hasil dekomposisi dalam tanah dapat
menjadi senyawa Nitrat kembali yang akan memasuki tanah lagi. Proses
pembentukan Nitrat dan N2 disebut Fiksasi N, sedangkan proses
pembentukan nitrat dari NH3 disebut Nitrifikasi.
·
Fiksasi
N dapat terjadi dengan cara :
1.
Perpindahan
muatan listrik waktu ada kilat di udara, menyebabkan N2 menjadi
senyawa Nitrat yang akan turun terbawa air hujan
2.
Mikroorganisme
yang dapat memfiksasi N dari udara, seperti Bakteri Clostridium Pasteurianum,
Bakteri Azotobacter Chroococcum, Alga Nostoc
3.
Mikroorganisme
yang bersimbiosa dengan Kormophyta untuk memfiksasi N dari udara seperti :
a. Bakteri Rhyzobium
yang bersimbiosa dengan Leguminoceae
b.
Jamur yang
bersimbiosa dengan pohon pinus membentuk mychroryza pada akar pinus
c.
Alga biru Anabaena
Azollae dengan paku air Azolla Pinata
·
Nitrifikasi
Merupakan proses pembentukan Nitrat dan NH3
yang berasal dari sisa-sisa organik oleh bakteri-bakteri Nitrosomonas.
Nitrifikasi akan berlangsung kalau dalam tanah
terdapat sisa-sisa organik dan cukup O2
Sebaliknya ada bakteri merugikan kesuburan tanah
karena dapat menguraikan nitrat tanah yaitu Bakteri Desulfuricans. Bakteri ini ada di dalam tanah yang anaerob.
·
Menurut
caranya tumbuhan berasimilasi, tumbuhan dapat dibagi dalam :
1. Fotolitotroof, yaitu tumbuhan yang dapat
berfotosintesis
2. Kemolitotroof, yaitu tumbuhan yang dapat berkemosintesa
seperti bakteri Nitrosomonas, bakteri Sulfur, bakteri Besi
3.
Fotoorganotroof, yaitu merubah zat organik setengah jadi dengan
bantuan energi matahari dijadikan makanannya. Yang
termasuk kelompok ini bakteri Purpel
·
Berdasarkan
cara memperoleh kebutuhan hidupnya, tumbuhan dibagi atas :
1.
Tumbuhan
Autotroof
yaitu tumbuhan yang dapat memenuhi kebutuhan
nutrient organik maupun nutrient anorganiknya sendiri
2.
Tumbuhan
Heterotroof
disebut juga kemoorganotroof, yaitu tumbuhan yang tidak dapat
memenuhi kebutuhan nutrientnya sendiri
·
Tumbuhan
heterotrof terbagi atas :
1.
Parasit, yang memperoleh nutrientnya dari makhluk hidup lain
Parasit disebut parasit benar, bila baik nutrient organik maupun
anorganik diambilnya dari makhluk hidup lain.
Setengah parasit bila nutrient organik dapat dipenuhinya sendiri,
sedangkan nutrient anorganik diperolehnya dari makhluk hidup lain. Tumbuhan
pemakan serangga termasuk parasit
2.
Sapotroof, organisme yang mendapat nutrientnya dari sisa-sisa mekhluk hidup
3.
Symbion, organisme yang hidup bersama dengan organisme lain
Syimbiose helotisme (symbiose paratis) ialah hidup bersama dimana
salah satu ada yang dirugikan
Symbiose mutualisme, dimana kedu symbion mendapat
keuntungan dari hidup bersama ini
Symbiose komensalisme, bila hidup bersama ini
tidak ada yang merugi maupun beruntung

Zat-zat makanan dan sisa-sisa metabolisme dalam
tubuh harus diangkut. Zat-zat makanan harus ditansportasi ke seluruh tubuh,
sedangkan sisa-sisa metabolism eke alat ekskresi. Pada hewan dan manusia yang
berdarah alat transportasi itu merupakan darah

·
Pada tumbuh-tumbuhan transportasi berlangsung
dengan tiga cara yaitu :
1.
Transportasi
Ekstrafasikuler
yaitu transportasi dari sel ke sel diluar berkas
pembuluh, melalui jaringan parenkim
Prosesnya osmosa dan difusi, sebab sel yang makin
dekat ke silinder pusat dan sel yang ke atas, nilai osmotisnya makin tinggi.
Transportasi ini diperlancar dengan adanya noktah dan plamodesma. Pengangkutan
ekstra fasikuler ini dapat kea rah horizontal maupun kea rah vertikal
2. Transportasi
Fasikuler
yaitu pengangkutan kea rah vertikal dengan cepat melalui
pembuluh-pembuluh
transportasi fasikuler hanya ada pada Tracheiphyta
Transportasi fasikuler melalui pembuluh tapis yang
akan turun sendiri karena beratnya (gravitasi). Transportasi
gas melalui ruangruang antar sel
3.
Tranportasi
Zat Organik
Karbohidrat
hasil fotosintesa yang pada waktu siang hari disimpansementara dalam bentuk
amylum, malam hari dirubah kemabli mnjadi glukosa lalu ditransportasi ke
seluruh sel tubuh
·
Di
mesophil daun sebagian air dikeluarkan supaya sel di atas selalu hypertonis
terhadap sel yang ada di bawahnya, hingga transportasi dapat tetap berlangsung
Air dapat dikeluarkan dalam bentuk :
Uap : prosesnya disebut transpirasi bila uap air
itu keluar melalui stoma
Evaporasi bila uap air itu
keluar melalui epidermis daun
Air :
prosesnya disebut gutasi dan air itu keluar melalui gutauda = emmisarium. Air itu keluar dengan energi tekanan akar.
Gutasi terjadi saat udara lembab

Respirasi merupakan proses pembentukan energi yang dapat langsung dipakai
untuk proses hidup.
-
Yang direspirasi merupakan glukosa dijadikan ATP
lalu langsung dijadikan energi untuk proses hidup.
-
Tempat
respirasi dalam oranel mitokondria
-
Proses
respirasi ada yang aerob

·
Reaksi
respirasi aerob :
C6H12O6 + 6 O2 ® 6 CO2 + 6 H2O + 674 kal
Energi yang terbentuk hasil reaksi ini akan diikat oleh ADP menjadi
ATP, ATP akan diuraikan lagi menjadi energi untuk proses hidupnya

1.
Glikolisis
C6H12O6 + di hydrogenese ® ALPG asam piruvat ® asam
acetat ® acethyl ko enzym A
Untuk reaksi ini diperlukan enzym glukokinase dan berlangsung dalam
sitoplasma tapi diluar mitokondria
2.
Daur
Kreb
Acesthyl ko enzym A dijadikan H2 dan CO2
Untuk reaksi ini diperlukan enzym dekarboksilase dan enzym
dehydrogenase
Acethyl ko enzym A ® H2
+ CO2
H2 yang terbentuk pada proses glikolisis akan diikat oleh
akseptor NAD menjadi 2 NADH dan terbentuk 2 ATP
H2 yang terbentuk pada siklus Kreb akan diikat oleh
akseptor NAD dan FAD menjadi 8 NADH dan 2 FADH dan terbentuk 2 ATP
3.
Pada
Lingkaran Sitokrom
10 NADH + 5 O2 ® 10 NAD+
+ 10 H2O + 30 ATP
2 FADH + O2 ® 2 FAD +
2 H2O + 4 ATP
Jadi jumlah ATP yang terbentuk seluruhnya merupakan : 34 ATP – 2 ATP
(hasil glikolisis) – 2 ATP (hasil daur krebs)
Untuk electron memasuki mitokondria memerlukan 2 ATP jadi hasil
akhir ATP yang terbentuk pada respirasi aerob ini : 38 ATP – 2 ATP = 36 ATP
·
Reaksi
respirasi anaerob :
C6H12O6 ® CO2 + energi + alcohol (pada tumbuhan)
C6H12O6 ® CO2 + energi + asam laktat (pada hewan)
Reaksi respirasi secara terperinci seperti pada respirasi aerob,
hanya asam piruvat yang terbentuk pada proses glikolisis tidak memasuki daur
kreb
Pada tumbuhan : asam piruvat ® acetaldehid ® ethyl
alcohol
Pada hewan : asam piruvat ® asam laktat
ATP yang terbentuk pada respirasi anaerob hanyalah
ATP yang berbentuk pada proses glikolisis yaitu sejumlah 2 ATP

Pada tumbuh-tumbuhan yang berespirasi aerob O2
dan CO2 berdifusi melalui seluruh epidermis tubuhnya dan lentisel
Pada tumbuhan yang berespirasi anaerob, prosesnya disebut :
a.
Fermentasi
-
bila terjadi pada tumbuhan yang tidak mempunyai
karbohidrat sendiri karena tidak dapat berfotosintesa seperti pada bakteri dan
jamur
-
pada fermentasi glucose yang
diuraikan berasal dari luar sel (dari substratnya). Jadi pada fermentasi prosesnya berlangsung di luar sel
pada substratnya
-
bila pada fermentasi terdapat sedikit O2,
maka alcohol yang terbentuk oleh bakteri asam cuka akan dijadikan asam acetat
-
proses fermentasi acapkali disebut sesuai dengan hasil
tambahan yang terbentuk
misalnya :
Fermentasi alcohol bila hasil tambahannya alcohol.
Fermentasi asam cuka bila hasil tambahannya asam cuka
Pembusukan bila hasil tambahannya menghasilkan bau
busuk, pada pembusukan yang duraikan protein
b.
Pernafasan
intra molekul
bila
respirasi anaerob terjadi pada tumbuhan. Khormophyta yang dapat mesyintesa karbohydrat
sendiri. Jadi merupakan proses
intraseluler.
0 comments:
Post a Comment