Proses perolehan nutrisi dan transformasi energi pada tumbuhan hijau

Standar Kompetensi    : 2. Memahami sistem dalam kehidupan tumbuhan

Kompetensi Dasar     : 2.2 Mendeskripsikan proses perolehan nutrisi dan transformasi energi pada tumbuhan hijau

1.      Difusi dan Osmosis

Bagian-bagian penyusun zat di alam ini selalu dalam keadaan bergerak. Bagian-bagian penyusun zat yang ukurannya sangat kecil disebut partikel. Partikel tersebut menyebar merata ke segala arah. Zat-zat bergerak dari tempat yang mempunyai konsentrasi lebih tinggi ke tempat yang konsentrasinya lebih rendah. Proses perpindahan zat seperti tersebut disebut difusi. Konsentrasi suatu zat adalah ukuran yang menunjukkan jumlah suatu zat dalam volume tertentu. Difusi partikel zat itu akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua tempat tersebut sudah sama. Zat-zat makanan yang terlarut berdifusi ke dalam sel melewati membran sel jika konsentrasi zat makanan di luar sel lebih banyak dari pada yang ada di dalam sel. Dengan cara yang sama, zat-zat makanan terlarut berdifusi ke luar sel melewati membran sel jika konsentrasi zat di dalam sel

lebih banyak daripada yang ada di bagian luar sel.

Difusi air melalui membran sel adalah suatu contoh peristiwa osmosis. Difusi air melalui membran sel itu juga berlangsung dari tempat yang mempunyai konsentrasi air tinggi ke tempat yang berkonsentrasi air rendah. Konsentrasi air merupakan ukuran yang menunjukkan jumlah air dalam volume tertentu suatu larutan. Jika konsentrasi air di bagian luar sel lebih banyak dibandingkan di bagian dalam sel, maka air cenderung bergerak ke dalam sel melalui membran.

Gambar. Difusi

2.      Pertukaran Gas

Gambar. stomata

 Tumbuhan memerlukan air dan karbondioksida untuk tetap hidup. Tumbuhan menyerap air dan mineral melalui akar, dan selanjutnya akan diangkut melalui batang menuju daun. Air menguap dari jaringan daun dan dilepaskan melalui stoma dan lentisel sebagai uap air. Karbondioksida yang berupa gas masuk ke dalam tubuh tumbuhan melalui stoma di permukaan daun dan lentisel di permukaan batang. Daun tumbuhan dapat memperoleh karbondioksida dari udara sekitarnya melalui difusi. Udara di sekitar tumbuhan mengandung karbondioksida lebih banyak dibandingkan di dalam daun, sehingga gas karbondioksida berdifusi ke dalam daun melalui stoma di epidermis daun. Selain itu pada bagian batang bisa dijumpai adanya pori-pori untuk pertukaran gas yang disebut lentisel. Umumnya lentisel terdapat pada batang yang telah mengeras.

3.      Transpirasi

Proses transpirasi ini mempunyai manfaat sendiri bagi tumbuhan. Di antaranya adalah untuk mengendalikan suhu tubuh tumbuhan. Kita bisa bayangkan jika tidak ada proses transpirasi, maka suhu tubuh tumbuhan akan meningkat dengan tajam terutama di siang hari saat daun-daun tumbuhan menyerap energi sinar matahari. Oleh karena energi yang diserap tersebut tidak semuanya digunakan oleh tumbuhan, maka diperlukan proses untuk pembuangan energi yang berlebih. Salah satunya digunakan untuk menguapkan kelebihan air yang terserap dari dalam tanah.

Gambar. tetes air yang keluar melalui gutasi

Manfaat lain proses transpirasi adalah mendorong terserapnya air dari dalam tanah beserta mineral (atau disebut juga unsur hara) terlarut yang sangat diperlukan oleh tumbuhan. Jika air di dalam sel-sel mesofil daun menguap maka akan menyebabkan daerah tersebut berkurang kadar airnya sehingga mendorong air di sekitarnya akan mengisi daerah tersebut. Begitu seterusnya sehingga akan menyebabkan air di dalam tanah dapat terserap masuk ke dalam tubuh tumbuhan karena adanya ruangan yang kadar airnya rendah atau kosong, sehingga perlu digantikan.

Dalam keadaan lingkungan yang lembab, misalnya pada malam hari, proses pengeluaran air tidak berupa uapair melainkan berupa tetes-tetes air. Proses ini disebut gutasi. Pada proses gutasi air dikeluarkan melalui lubang di ujung atau tepi daun. Lubang tersebut selalu tetap terbuka, siang dan malam, selama daun itu hidup. Stoma khusus tersebut disebut hidatoda. Hidatoda merupakan kelanjutan dari xilem dan floem dari akar dan batang. Pada daun, xilem dan floem tersebut bercabang menjadi cabang-cabang halus yang membentuk jala dan berakhir pada ujung daun atau tepi daun.

4.      Fotosintesis

·      Proses Fotosintesis

Gambar. Proses fotosintesis

Tumbuhan hijau menggunakan gas karbondioksida, air, dan energi dari sinar matahari untuk membuat makanan melalui proses fotosintesis. Di dalam sel tumbuhan hijau terdapat organel yang disebut kloroplas. Di dalam kloroplas terkandung klorofil. Daun tumbuhan nampak hijau karena klorofil menyerap sebagian besar cahaya pada panjang gelombang sinar yang tampak, kecuali gelombang cahaya hijau. Karena sebagian besar panjang gelombang cahaya hijau tidak diserap oleh klorofil, maka akan dipantulkan oleh daun tumbuhan dan diterima oleh mata kita. Sinar yang diserap oleh klorofil memberikan energi yang diperlukan untuk fotosintesis. Kloroplas mengandung pigmen lain selain klorofil. Pigmen-pigmen ini juga menyerap sinar yang tampak dari sinar matahari yang juga memberikan sejumlah energi untuk fotosintesis. Bila klorofil rusak, daun tumbuhan tidak akan berwarna hijau untuk waktu yang lama. Klorofil ini harus ada dalam daun tumbuhan agar terjadi proses fotosintesis.

·      Bagaimana Gula Digunakan?

Gambar. Struktur Klorofil

Gula adalah makanan yang dihasilkan oleh tumbuhan. Makanan yang tidak langsung digunakan oleh tumbuhan, dapat disimpan dalam akar, batang, daun, buah, dan biji. Gula yang dibuat selama fotosintesis akan dipecah dan digunakan untuk menyusun molekul-molekul lain untuk pertumbuhan tanaman tersebut. Jika gula dipecah, akan dihasilkan energi. Energi yang dihasilkan dari pemecahan gula tersebut ternyata digunakan tidak hanya untuk kebutuhan tanaman tersebut tetapi juga diperlukan bagi proses kehidupan semua jenis makhluk hidup.

5.      Faktor-faktor yang Mempengaruhi Fotosintesis

Fotosintesis memerlukan karbondioksida, air dan sinar matahari sebagai sumber energi, maka bila salah satu di antara ketiga hal tersebut terganggu, maka akan terganggu pula proses fotosintesisnya. Alasan mengapa tumbuhan harus mendapat cukup air, supaya fotosintesis dapat berlangsung. Kekurangan air akan menghambat fotosintesis. Karbondioksida juga sangat mempengaruhi fotosintesis, jika difusi karbondioksida dalam bentuk gas dari lingkungan ke dalam tubuh tumbuhan dihalangi, maka fotosintesis akan terganggu pula.

6.      Respirasi

Gambar. Respirasi pada mitokondria

Respirasi adalah proses pemecahan makanan oleh organisme untuk memperoleh tenaga atau energi. Respirasi terjadi pada tiap sel makhluk hidup, khususnya berlangsung pada mitokondria. Respirasi yang menggunakan oksigen bebas untuk memecah makanan menjadi zat-zat kimia yang lebih sederhana, disebut respirasi aerob. Respirasi aerob terjadi dalam mitokondria semua sel eukariotik, termasuk sel-sel penyusun tubuh tumbuhan. Respirasi aerob dapat digambarkan sebagai berikut. Makanan + Oksigen  è Karbondioksida + Air + Energi

Gambar. Proses Respirasi

Sumber : Pratiwi P, Rinie, dkk. 2008. Contextual Teaching and Learning Ilmu Pengetahuan Alam Sekolah Menengah Pertama/Madrasah Tsanawiyah. Jakarta : Pusat Perbukuan Departemen Pendidikan Nasional

            http://semi-yanto.blogspot.com/