KATA PENGANTAR
Dengan
memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan hidayah-Nya
penulis dapat menyelesaikan penulisan makalah yang berjudul :
“Faktor-faktor yang Mempengaruhi Respirasi
pada Tumbuhan ”.
Maksud
utama peyusunan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas terstruktur yang telah
diberikan oleh pihak dosen mata kuliah Fisiologi Tumbuhan Fakultas MIPA Universitas
Tanjungpura Pontianak.
Dalam
penyelesaian tugas ini penulis banyak mendapatkan berbagai masukan berupa
bimbingan dan saran-saran yang sangat berguna. Penulis berupaya semaksimal mungkin
untuk berkarya dengan harapan makalah ini dapat bermanfaat dalam rangka
meningkatkan kualitas bangsa Indonesia
Kritik
dan saran akan sangat membantu penulis dalam melaksanakan tugas selanjutnya.
Pontianak, Maret 2012
Penulis
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Aspek fisiologi tumbuhan berbeda dengan fisiologi
hewan atau fisiologi sel. Tumbuhan dan hewan pada dasarnya telah berkembang
melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang
melalui pola atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang
sepanjang hidupnya. Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya
sendiri, menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya
sampai batas-batas yang tersedia. Hewan sebagian besar harus bergerak, harus
mencari makan, ukuran tubuhnya terbatas pada ukuran tertentu dan harus menjaga
integritas mekaniknya untuk hidup dan pertumbuhan.
Respirasi merupakan proses oksidasi bahan organik
yang terjadi di dalam sel, berlangsung secara aerobik maupun anaerobik. Respirasi
berasal dari kata latin yaitu respirare yang berarti bernafas. Proses
berlangsungnya respirasi pada tanaman dipengaruhi berbagai faktor yang dapat
mempercepat maupun memperlambat proses respirasi pada tanaman.
1.2 Tujuan
Tujuan dibuatnya makalah ini adalah
untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi pada tumbuhan
BAB II
PEMBAHASAN
Respirasi
dalam biologi adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan jasad hidup
melalui pemecahan senyawa berenergi tinggi (SET) untuk digunakan dalam
menjalankan fungsi hidup. Dalam pengertian kegiatan kehidupan sehari-hari,
respirasi dapat disamakan dengan pernapasan. Namun demikian, istilah respirasi
mencakup proses-proses yang juga tidak tercakup pada istilah pernapasan.
Respirasi terjadi pada semua tingkatan organisme hidup, mulai dari individu
hingga satuan terkecil, sel. Apabila pernapasan biasanya diasosiasikan dengan
penggunaan oksigen sebagai senyawa pemecah, respirasi tidak harus melibatkan
oksigen.
Pada
dasarnya, respirasi adalah proses oksidasi yang dialami SET sebagai unit
penyimpan energi kimia pada organisme hidup. SET, seperti molekul gula atau
asam-asam lemak, dapat dipecah dengan bantuan enzim dan beberapa molekul
sederhana. Karena proses ini adalah reaksi eksoterm (melepaskan energi), energi
yang dilepas ditangkap oleh ADP atau NADP membentuk ATP atau NADPH. Pada
gilirannya, berbagai reaksi biokimia endotermik (memerlukan energi) dipasok
kebutuhan energinya dari kedua kelompok senyawa terakhir ini.
Dalam
beberapa aspek, fisiologi tumbuhan berbeda dengan fisiologi hewan atau
fisiologi sel. Tumbuhan dan hewan pada dasarnya telah berkembang melalui pola
atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang melalui pola
atau kebiasaan yang berbeda. Tumbuhan dapat tumbuh dan berkembang sepanjang
hidupnya. Kebanyakan tumbuhan tidak berpindah, memproduksi makanannya sendiri,
menggantungkan diri pada apa yang diperolehnya dari lingkungannya sampai
batas-batas yang tersedia. Hewan sebagian besar harus bergerak, harus mencari
makan, ukuran tubuhnya terbatas pada ukuran tertentu dan harus menjaga
integritas mekaniknya untuk hidup dan pertumbuhan.
Respirasi
banyak memberikan manfaat bagi tumbuhan. Manfaat tersebut terlihat dalam proses
respirasi dimana terjadi proses pemecahan senyawa organik, dari proses
pemecahan tersebut maka dihasilkanlah senyawa-senyawa antara yang penting.
Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein, nukleotida untuk
asam nukleat, dan zat karbon untuk pigmen profirin (seperti klorofil dan
sitokrom), lemak, sterol, karotenoid, pigmen flavonoid seperti antosianin, dan
senyawa aromatik tertentu lainnya, seperti lignin.
Telah
diketahui bahwa hasil akhir dari respirasi adalah CO2 dan H2O, hal ini terjadi bila substrat
secara sempurna dioksidasi, namun bila berbagai senyawa di atas terbentuk,
substrat awal respirasi tidak keseluruhannya diubah menjadi CO2 dan H2O. Hanya beberapa substrat
respirasi yang dioksidasi seluruhnya menjadi CO2
dan H2O, sedangkan
sisanya digunakan dalam proses anabolik, terutama di dalam sel yang sedang
tumbuh. Sedangkan energi yang ditangkap dari proses oksidasi sempurna beberapa
senyawa dalam proses respirasi dapat digunakan untuk mensintesis molekul lain
yang dibutuhkan untuk pertumbuhan
Transpirasi pada tumbuhan
yang sehat sekalipun tidak dapat dihindarkan dan jika berlebihan akan sangat
merugikan karena tumbuhan akan menjadi layu bahkan mati. Sebagian besar
transpirasi berlangsung melalui stomata sedang melalui kutikula daun dalam
jumlah yang lebih sedikit. Transpirasi terjadi pada saat tumbuhan membuka
stomatanya untuk mengambil karbon dioksida dari udara untuk berfotosintesis.
Selama stoma terbuka,
terjadi pertukaran gas antara daun dengan atmosfer dan air akan hilang ke dalam
atmosfer. Untuk mengukur laju transpirasi tersebut dapat digunakan potometer.
Laju transpirasi dipengaruhi oleh ketersediaan substrat, ketersediaan
oksigen, suhu, tipe, dan umur tumbuhan. Faktor-faktor ini mempengaruhi perilaku stoma yang
membuka dan menutupnya dikontrol oleh perubahan tekanan turgor sel penjaga yang
berkorelasi dengan kadar ion kalium (K+) di dalamnya.
2.1 Ketersediaan Substrat
Substrat
respirasi adalah setiap senyawa organik yang dioksidasikan dalam respirasi,
atau senyawa-senyawa yang terdapat dalam sel tumbuhan yang secara relatif
banyak jumlahnya dan biasanya direspirasikan menjadi CO2 dan air. Laju
respirasi tertentu tergantung pada ketersediaan substrat, yakni senyawa yang
akan diurai melalui rangkaian reaksi. Tumbuhan yang memiliki cadangan pati,
fruktan, dan gula yang rendah akan menunjukkan laju respirasi yang rendah pula.
Jika starvasi(defisiensi bahan cadangan makanan) pada tumbuhan terjadi sangat
parah, maka protein juga dapat dioksidasi. Protein tersebut dihidrolisis
menjadi asam-asam amino penyusunnya, yang kemudian diuraikan melalui
reaksi-reaksi glikolitik dan siklus kreb. Asam glutamat dan aspartat akan
dikonversi menjadi asam alfaketoglutarat dan asam oksaloasetat. Demikian pula
halnya dengan alanin yang dioksidasi untuk membentuk asam piruvat. Pada saat
daun mulai menguning, maka sebagian besar protein dan senyawa mengandung
nitrogen pada kloroplas akan terurai. Ion-ion ammonium yang dibebaskan dari
penguraian tersebut akan digunakan dalam sintesis glutamin dan asparagin. Hal
ini akan menghindari tumbuhan dari kera cunan ammonium.
Substrat
respirasi terdiri dari karbohidrat yang merupakan substrat respirasi utama yang
terdapat dalam sel tumbuhan tinggi, beberapa jenis gula seperti Glukosa,
fruktosa dan sukrosa, pati, lipid, asam-asam organik, dan protein (digunakan
dalam keadaan dan spesies tertentu).
2.2 Ketersediaan Oksigen
Ketersediaan oksigen akan mempengaruhi laju
respirasi, namun besarnya pengaruh tersebut berbeda bagi masing-masing spesies
dan bahkan berbeda antara organ pada tumbuhan yang sama. Fluktuasi normal
kandungan oksigen di udara tidak banyak mempengaruhi laju respirasi, karena
jumlah oksigen yang dibutuhkan tumbuhan untuk berespirasi jauh lebih rendah
dari oksigen yang tersedia di udara. Pada kondisi kurang oksigen, seperti saat
tanah terlalu basah atau tergenang air, maka jaringan akar atau biji-biji yang
terbenam di dalamnya akan mengalami kekurangan oksigen. Dalam keadaan seperti
ini maka pada jaringan akan terjadi respirasi
anaerobik. Respirasi an-aerobik pada tubuh kita akan menghasilkan
timbunan asam laktat yang
menjadi tanda kelelahan otot. Pada tumbuhan, respirasi an-aerobik akan lebih
cenderung menghsilkan ethanol daripada asam laktat.
Namun demikian, bahan sisa metabolisme tersebut
dapat diubah kembali menjadi glukosa atau dapat dimanfaatkan kembali.
Mitokondria dapat berfungsi normal pada konsentrasi oksigen serendah 0,05%
sedangkan yang tersedia di udara adalah sekitar 21%. Hal ini terutama
disebabkan karena afinitas yang tinggi dari sitokhrom oksidase terhadap
oksigen. Hambatan laju respirasi karena ketersedian oksigen terjadi pada sistem
perakaran tumbuhan jika media tumbuhnya digenangi(seluruh pori
2.3. Suhu
Pengaruh faktor suhu bagi laju respirasi
tumbuhan sangat terkait dengan faktor Q10, dimana umumnya laju
reaksi respirasi akan meningkat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC,
namun hal ini tergantung pada masing-masing spesies. Nilai Q10 untuk
respirasi antara suhu 5oC smpai 25oC adalah antara 2
-2,5. Berarti untuk kisaran suhu tersebut , laju respirasi akan meningkat lebih
dari dua kali lipat untuk setiap kenaikan suhu sebesar 10oC. Jika
suhu ditingkatkan sampai sekitar 35oC, laju respirasi tetap
meningkat tetapi dengan nilai Q10 yang lebih rendah. Penurunan nilai
Q10 ini diduga disebabkan karena penetrasi oksigen melalui kutikula
ataqu peridermis tidak mencukupi kebutuhan. Pada suhu yang lebih tinggi lahi
(40oC) laju respirasi akan mulai menurun, hal ini disebabkan karena
sebagian enzim-enzim yang berperan akan mulai mengalami denaturasi.
2.4
Tipe dan umur tumbuhan
Masing-masing
spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolisme, dengan demikian kebutuhan
tumbuhan untuk berespirasi akan berbeda pada masing-masing spesies. Tumbuhan
muda menunjukkan laju respirasi yang lebih tinggi dibanding tumbuhan yang tua.
Demikian pula pada organ tumbuhan yang sedang dalam masa pertumbuhan. Jaringan
meristematik juga menunjukkan laju yang lebih tinggi dibanding jaringan tua.
Secara umum terdapat korelasi antara laju pertumbuhan dengan laju respirasi,
karena dalam pertumbuhan akan digunakan ATP, NADH, dan NADPH untuk sintesis
protein, bahan penyusun dinding sel, komponen membran, dan asam-asam nukleat.
Penggunaan ATP, NADH+, dan NADPH ini akan meningkatkan ketersediaan
ADP, NAD+, dan NADP+ untuk respirasi. Umur tumbuhan akan
mempengaruhi laju respirainya. Laju respirasi tinggi pada saat perkecambahan
dan tetap tinggi pada fase pertumbuhan vegetative awal dan kemudian turun
dengan betambahnya umur tumbuhan.
BAB III
KESIMPULAN
Berdasarkan
pembahasan di atas maka dapat disimpulkan bahwa respirasi sangat dipengaruhi
oleh beberapa faktor yaitu :
-
Ketersediaan substrat
-
Keterseiaan oksigen
-
Suhu
-
Tipe dan umur tumbuhan
DAFTAR
PUSTAKA
Dwidjoseputro. 1986.
Biologi. Erlangga. Jakarta
Kimball, J.W. 2002.
Fisiologi Tumbuhan. Erlangga. Jakarta
Tidak ada komentar:
Posting Komentar