Sel dan Lingkungan

Sel TumbuhanMerupakan Sistem Terbuka

Pada dinding sel dianggap mati sehingga materi dapat lewat bebas

Bagian yang berperan pada pemasukan dan pengeluaran adalah membran (membran sel, membran vakuola, maupun membran organel)

Transport merupakan mekanisme pengatur dan penyebab terjadinya koordinasi aktivitas sel dan individu

Sel dan lingkungan melakukan proses kesetimbangan

Tanaman bertambah besar ukurannya karena adanya bahan tambahan berupa partikelPartikel berupa ion atau molekul yang masuk dan keluar dari dalam tubuh tanamanIon yang masuk antara lain berupa nutrisi misalnya NH4+, NO3- dllMolekul yang masuk misalnya : CO2 dan H2OMolekul yang keluar misalnya O2 dan H2OMasuk dan keluarnya partikel dengan proses gerakan partikel berupa difusi, osmosis dan imbibisi

Difusi gerakan partikel dari tempat dengan potensial kimia lebih tinggi ke tempat dengan potensial kimia lebih rendah karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi keseimbangan dinamis

Potensial kimia : energi bebas per molEnergi bebas : energi untuk melakukan kerja Energi kinetik : energi yang dimiliki partikel dengan suhu di atas 0o K untuk melakukan gerakan Keseimbangan dinamis : partikel tetap bergerak namun jumlah yang masuk seimbang dengan jumlah yang keluar, sehingga difusi berhenti

Difusi CO2, O2 dan H2O

CO2 O2 H2O

Laju Gerakan PartikelV = (8RT)1/2/ M

V = laju (cm/det) T = suhu KR = tetapan gas M = BM = 3,14Faktor 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

OsmosisOsmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendah melewati membran selektif permeabel sampai dicapai keseimbangan dinamis

Sifat MembranSifat membran solvent solut permeabel + + semi permeabel + - selektif permeabel + +/- impermeabel - -

+ = dapat lewat - = tidakContoh membran : membran plasma, membran vakuola, membran kloroplas

Membran

Potensial AirPotensial air : energi bebas per mol air = s + p + m satuan : atm, bar, Pa (potensial air) = - DTD (defisit tek difusi)s (potensial solut) = -TO (tek osmosis)p (potensial tekanan) = TT (tek turgor)m (potensial matriks) = TI (tek imbibisi)DTD = TO - TTDi dalam sel m kecil diabaikanDi dalam benih p kecil - diabaikan

Potensial SolutPotensial solut : penurunan energi bebas air dalam suatu larutan karena interaksi air dengan solut, dibanding dengan air murniPotensial air murni (maksimal) = 0 barLarutan mempunyai potensial air < 0 atau negatifLarutan di tempat terbuka mempunyai p = 0, sehingga = s

s = - m i R T TO = M R Tm = 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 s 1. Molallitas (konsentrasi), makin tinggi s makin rendah 2. Derajat ionisasi, makin tinggi s makin rendah 3. Derajat hidrasi, solut mudah mengikat air, s rendah 4. Suhu, makin tinggi , s makin rendah

Arah gerakan airDari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendahDari DTD lebih rendah ke DTD lebih tinggiDari larutan dengan konsentrasi lebih rendah ke konsentrasi lebih tinggiDari larutan lebih encer ke larutan lebih kental

Ketentuan dalam gerakan air Saat seimbang dinamik , potensial air atau DTD samaBila salah satu bagian tidak terbatas misal lengas tanah, potensial air sama dengan bagian yang tidak terbatasBila dua bagian terbatas , potensial air akhir merupakan rata-rataPotensial solut tidak berubah sampai potensial tekanan mencapai 0 bar

Sel A dalam Larutan BKeadaan awal A. = s+p = -30 + 0 = -30 bar B. = s+p = -10 + 0 = -10 barKeseimbangan A. = s+p = -30 + 20 = -10 bar B. = s+p = -10 + 0 = -10 bar

Sel A dengan Sel BKeadaan awal A. = s+p = -14+4 = -10 bar B. = s+p A = -24+ 8 = -16 barKeseimbangan A. = s+p = -14+1 = - 13 bar B. = s+p B = -24+11 = -13 bar

Hubungan , s, pSel turgor penuh = s + p = -12,5 + 12,5 = 0 barSel mengempis, volume relatif 80% = s+ p = -14 + 0 = -14 bar

Mengukur potensial airMetode Gravimetri

Metode Chardakov

Pressure Bomb Scholander sampel manometer gas N2

Pengukuran potensial air

Mengukur potensial solutJaringan berwarna misal daun Rhoediscolor dimasukkan larutan dengan konsentrasi berbeda, potensial solut jaringan = potensial solut larutan yang menyebabkan 50% jaringan mengalami plasmolisis

ImbibisiImbibisi merupakan penyerapan air oleh imbibanContoh: penyerapan air oleh benihProses awal perkecambahanBenih akan membesar, kulit benih pecah, berkecambahDitandai oleh keluarnya radikula dari dalam benih

Syarat ImbibisiPerbedaan antara benih dengan larutan, dimana benih < larutanAda tarik menarik yang spesifik antara air dengan benihBenih memiliki partikel koloid yang merupakan matriks, bersifat hidrofil berupa protein, pati, seluloseBenih kering memiliki sangat rendah

Hubungan antara dengan komponen penyusun: = m + pVolume air yang diserap + volume biji mula-mula > volume biji setelah menyerap air, sebagian air telah digunakan untuk menjalankan proses metabolismeProses metabolime: aktivasi enzim, hidrolisis cadangan makanan, respirasi

PlasmolisisPeristiwa terlepasnya membran plasma dari dinding sel karena terjadinya eksoosmosis (sel ditempatkan dalam larutan yang hipertonik)Apakah sel yang mengalami plasmolisis bisa pulih kembali? Bisa, asalkan plasmolisis belum parah dan lingkungan sel segera berubah menjadi hipotonik terhadap cairan sel sehingga terjadi endoosmosis, yang akhirnya sel mengalami deplasmolisis

Plasmolisis

vacuolaMembran selCairan sel

Deplasmolisis

vacuolaMembran selCairan sel

Jalur Yang Dilalui Larutan Masuk Sel1. Lap. Luar 2. Dinding sel 3. Membran Plasma 4. Matrik Sitoplasma: Dimetabolisir Diadsorbsi Dihantarkan Disimpan