Fisiologi Tumbuhan

1. Fisiologi Tumbuhan PNA 2462 B/D Didik Indradewa Eka Tarwaca Susila Putra

2. Sistem Perkuliahan • Student centered learning : dibagi dalam kelompok diskusi, mahasiswa presentasi, ditambah materi dari dosen • Research university : dosen memberikan contoh hasil penelitiannya untuk bahan kuliah • e Learning : bahan yang disiapkan dosen maupun penunjang dapat diakses lewat internet

3. 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

4. Silabus Pengertian dan ruang lingkup fisiologi tumbuhan, sel dan organela sel, gerakan partilel berupa difusi, osmosis dan imbibisi. Peran air bagi tumbuhan, penyerapan dan pengangkutan air serta transpirasi. Dalam metabolisme dibahas tentang ensim, fotositesis dan respirasi. Fotosintesis mencakup reaksi cahaya, reaksi gelap dan faktor-faktor yang berpengaruh. Respirasi mencakup glikolisis, siklus Krebs faktor-faktor yang berpengaruh dan respirasi cahaya. Pengangkutan hasil fotosintesis, jalur dan teori pengangkutan.

5. Pustaka • Devlin, R.M. and F.H. Witham. 1983. Plant Physiology. • Salisbury, F.B. and C.W. Ross. 1978. Plant Physiology. • Taiz, L. and E. Zeiger. 1998. Plant Physiology.

6. Jadual 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

7. Jadual (lanjutan) Mg Tgl Materi Ds 7 Ensim E 8 Reaksi cahaya fotosintesis E 9 Reaksi gelap fotosintesis E • Faktor genetik dan lingkungan E • Respirasi glikolisis dan siklus E Krebs • Faktor genetik dan lingkungan E • Respirasi cahaya E • Pengangkutan asimilat E

8. Pendahuluan Batasan • Fisiologi Tumbuhan : ilmu yang membahas proses-proses yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan pada tingkatan molekuler dan seluler • Fisiologi Tanaman : ilmu yang membahas proses-proses yang terjadi di dalam tubuh tanaman pada tingkatan individu dan populasi • Tanaman adalah tumbuhan yang dibudidayakan

9. Pembahasan dalam Fisiologi Tumbuhan • Macam proses : transpirasi, respirasi dll • Mekanisme proses : fotosintesis terdiri dari reaksi cahaya dan rekasi gelap • Di mana terjadinya ; fotosintesis di dalam kloroplas • Faktor yang berpengaruh : transpirasi dipengaruhi intensitas cahaya

10. Faktor 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

11. Sejarah Fisiologi Tumbuhan telah ada sangat lama, tetapi tidak bersamaan dengan adanya manusia maupun dimulainya pertanian

12. PENDAHULUAN Batasan Pertanian • Sempit : pengelolaan tanaman dan lingkungannya agar memberikan suatu produk yang maksimal • Luas : tanaman (pertanian), ternak (peternakan) dan ikan (perikanan)

13. Peran Tumbuhan-Tanaman Sumber pangan

14. Sandang

15. Papan

16. Obat dan Kosmetik

17. Bahan Industri

18. Keindahan dan Rekreasi

19. Daur hidrologi

20. Paru-paru Dunia

21. Ilmu Pendukung • Anatomi dan Morfologi : penyerapan air

22. Fisika dan Kimia reaksi cahaya dan gelap fotosintesis

23. Matematik

24. Sel dan Organela

25. Minggu Depan • Gerakan Partikel • Difusi • Osmosis • Imbibisi

26. Gerakan Partikel CO2 O2 H2O Ion H2O

27. Tanaman bertambah besar ukurannya karena adanya bahan tambahan berupa partikel • Partikel berupa ion atau molekul yang masuk dan keluar dari dalam tubuh tanaman • Ion yang masuk antara lain berupa nutrisi misalnya NH4+, NO3- dll • Molekul yang masuk misalnya : CO2 dan H2O • Molekul yang keluar misalnya O2 dan H2O • Masuk dan keluarnya partikel dengan proses gerakan partikel berupa difusi, osmosis dan imbibisi

28. 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

29. Potensial kimia : energi bebas per mol • Energi 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

30. Laju 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

31. Contoh 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

32. Difusi CO2, O2 dan H2OCO2 O2 H2O

33. Osmosis • Osmosis : gerakan air dari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendah melewati membran selektif permeabel sampai dicapai keseimbangan dinamis

34. Sifat Membran • Sifat membran solvent solut permeabel + + semi permeabel + - selektif permeabel + +/- impermeabel - - + = dapat lewat - = tidak • Contoh membran : membran plasma, membran vakuola, membran kloroplas

35. Membran

36. Potensial 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

37. Potensial Solut • Potensial solut : penurunan energi bebas air dalam suatu larutan karena interaksi air dengan solut, dibanding dengan air murni • Potensial air murni (maksimal) = 0 bar • Larutan mempunyai potensial air < 0 atau negatif • Larutan di tempat terbuka mempunyai Ψp = 0, sehingga Ψ = Ψs

38. 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

39. 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

40. Arah gerakan air • Dari potensial air lebih tinggi ke potensial air lebih rendah • Dari DTD lebih rendah ke DTD lebih tinggi • Dari larutan dengan konsentrasi lebih rendah ke konsentrasi lebih tinggi • Dari larutan lebih encer ke larutan lebih kental

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

42. Sel 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

43. Sel 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

44. Hubungan 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

45. Mengukur potensial air Metode Gravimetri

46. Metode Chardakov

47. Pressure Bomb Scholandersampel manometer gas N2

48. Pengukuran potensial air

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