MATA KULIAH PERTANIAN ORGANIKRESUME SHORT-DISTANCE TRANSPORT OF NUTRIENTS

DISUSUN OLEH:

Andi Nirma Wahyuni 125040201111302

Falia Nanda Nur Alifah 125040201111304

Sarah Miolina Siregar 125040201111324

Eldira Fernanda Putri 125040201111325

Benny Kushardiyanto 125040207111303

KELAS C

PROGRAM STUDI AGROEKOTEKNOLOGI

FAKULTAS PERTANIAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2015

JALUR TRANSPORT

1. Rute Transport

Tiga rute yang tersedia untuk transportasi lateral, pergerakan air, dan zat terlarut dari satu

lokasi ke lokasi lain dalam jaringan tanaman dan organ.

a. Simplas Rute

Adalah rute melalui simplas yang hanya membutuhkan satu persimpangan membran

plasma. Setelah memasukkan satu sel, zat terlarut dan air bergerak dari sel ke sel melalui

plasmodesmata.

b. Apoplast rute

Adalah rute sepanjang apoplast, jalur ekstraseluler yang terdiri dari dinding sel dan ruang

ekstraselular. Air dan zat terlarut dapat berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain dalam

akar dan organ lainnya melalui kontinum dinding sel sebelum memasuki sel.

c. Transmembran rute

Adalah rute dimana zat bergerak dari satu sel, di dinding sel, dan ke dalam sel sekitarnya,

yang kemudian dapat melewati substansi di sepanjang sel berikutnya dengan mekanisme

yang sama. Rute transmembran ini memerlukan penyeberangan berulang dari membran

plasma.

2. Pori-pori Dinding Sel

Dinding sel primer terdiri dari jaringan selulosa, hemiselulosa (termasuk pektin), dan

glikoprotein. Mikrofibril ialah molekul selulosa tipis panjang yang saling disatukan.

Mikrofibril ini diatur dengan sangat teratur dan memberi perintah. Karena inilah mempunyai

sifat hampir seperti kristal. Daerah kristal dari mikrofibril dikenal sebagai misel. Mikrofibril

secara bersama-sama membentuk benang halus yang dapat melilit satu sama lain seperti

kabel. Setiap kabel disebut makrofibril.

Ruang inter ialah jaringan berisi pori-pori. Sedangkan intermicellar adalah ruang inter

yang memiliki ukuran berbeda-beda. Diameter maksimum sel-sel rambut akar lobak yaitu

berkisar antara 3,5 - 3,8 nm dan nilai-nilai maksimum untuk dinding sel tumbuhan berada di

kisaran 5,0 nm.

Dimensi ion terhidrasi seperti K+ dan Ca2+ lebih kecil dibandingkan dengan diameter

pori-pori, sehingga pori-pori tersebut tidak membatasi gerakan ion ini dalam ruang bebas.

Volume akar yang tersedia untuk transportasi pasif (ruang bebas) adalah sekitar 10% dari

total ruang di akar muda.

Di ruang bebas dalam akar, kelompok karboksilat (R-COO-) bertindak sebagai penukar

kation dan kation dapat terakumulasi dengan proses non-metabolik, dimana anion ditolak

karena muatan negatif pada dinding sel (apoplast). Setiap jenis tanaman berbeda dalam

Kapasitas Tukar Kation mereka masing-masing. Seperti KTK pada tanman dikotil jauh lebih

tinggi dibandingkan dengan tanaman monokotil.

3. Zona Akar

Sebagian besar penyerapan air dan mineral terjadi di dekat ujung akar yang tedapat

rambut akar, dimana epidermis bersifat permeabel terhadap air. Rambut akar merupakan

perpanjangan dari sel-sel epidermis dan banyak terdapat di permukaan akar. Larutan tanah

mengalir ke dinding hidrofilik sel epidermis dan bebas melewati apoplast ke korteks akar,

mengekspos semua sel parenkim ke larutan tanah dan meningkatkan luas permukaan

membran.

MEMBRAN PLASMA

1. Komposisi kimia

Membran terdiri dari dua senyawa, yaitu protein dan lipid. Sedangkan karbohidrat

hanya terdiri dari sebagian kecil membran. Dinding membrane terdiri dari lapisan ganda

fosfolipid. Jenis utama dari protein yaitu melingkar erat, berbentuk batang, protein berserat,

lebih kompak, globular berbentuk protein integral, dan perifer protein. Lipid utama dari

membrane yaitu phospholipid, glukolipid, dan sulfolipid. Lipid utama lain yaitu sterol,

khususnya cholesterol pada hewan dan b-sistosterol pada tanaman

2. Permeabilitas

Karena membran sel sebagian besar dari lipid, maka memungkinkan terdapat zat larut

lemak (misalnya oksigen, karbondioksida, dan steroid) untuk dilalui. Zat yang larut dalam air

(misalnya glukosa, asam amino, ion, dan air) membutuhkan bantuan protein transporter. Oleh

karena itu, situs utama selektivitas dalam penyerapan kation dan anion serta zat terlarut pada

umumnya terletak di membran plasma sel individual. Hal ini dapat dilihat bahwa sebagian

besar Ca2+ (45Ca) diambil dalam waktu 30 menit (masuknya) masih mudah ditukar

(penghabisan) dan hampir pasti berada di AFS. Sebaliknya, hanya sebagian kecil K+ (42K)

mudah ditukar dalam waktu 30 menit. Sebagian besar K+ sudah diangkut melintasi membran

ke dalam sitoplasma dan vakuola.

3. Transportasi Pasif dan Aktif

Protein membran co-transport dua zat terlarut dengan kopling difusi menurun dari satu

zat terlarut dengan difusi menanjak dari yang lain. Secondary Active Transport (transport

aktif sekunder) ialah suatu mekanisme transport yang memperoleh energi secara tidak

langsung dari pengeluaran energi metabolik sel.

4. Pompa Proton

Pompa proton memainkan peran sentral dalam transportasi melintasi membran tanaman

dan sebagai transporter aktif yang paling penting dalam membran plasma sel tumbuhan.

Pompa proton menghidrolisis ATP dan menggunakan energi yang dilepaskan untuk

memompa ion hidrogen (H+) dari sel. Hal ini menciptakan gradien proton karena konsentrasi

H+ lebih tinggi di luar sel daripada di dalam. Hal ini juga menciptakan potensial membran

atau tegangan karena pompa proton yang bergerak, bermuatan positif (H+) di luar sel,

membuat bagian dalam sel negatif yang bertanggung jawab relatif ke luar.

Transport kation dan anion lintas membran plasma ke sitoplasma dapat digerakkan oleh

H+-ATPase dengan berbagai cara. Counter transport (antiport) ialah transport kation dengan

fluks H+ (1:1) yang berlawanan arah. Cotransport (symport) ialah transport anion dan H+

dengan arah yang sama. H+-ATPase membran plasma ialah pengeluaran H+ dari sitoplasma

yang distimulasi oleh kation monovalent dan bersifat tidak sensitif terhadap anion. H+-

ATPase tonoplast ialah transport H+ ke vakuola, sensitif terhadap anion (distimulai Cl- dan

dihambat oleh NO3-), serta relatif tidak sensitif pada kation.

Kedua gradien konsentrasi dan potensial membran adalah bentuk potensial (disimpan)

energi yang dapat dimanfaatkan untuk melakukan pekerjaan seluler. Sering digunakan untuk

menggerakkan transportasi banyak zat terlarut yang berbeda. Contoh potensial membran

yang dihasilkan oleh pompa proton memberikan kontribusi terhadap penyerapan kalium ion

(K+) oleh sel akar. Gradien proton berfungsi dalam co-transport, dimana bagian menurun dari

satu zat terlarut (H+) digabungkan dengan bagian menanjak lain, seperti NO3- atau sukrosa.

Peran transportasi pompa proton adalah aplikasi spesifik mekanisme umum yang disebut

chemiosmosis, prinsip pemersatu dalam energetika seluler. Dalam chemiosmosis, gradien

trans membran proton melepas energi untuk proses penggunaan energi. Sintase ATP yang

memasangkan H+ untuk berdifusi dengan sintesis ATP selama respirasi dan fotosintesis.

Namun pompa proton biasanya dijalankan secara terbalik, menggunakan energi ATP untuk

memompa H+ terhadap gradiennya.

5. Potensi Membran

Jika hanya satu jenis ion yang menembus membran, persamaan Nernst dapat digunakan

untuk menghitung potensi membran dengan tingkat akurasi yang cukup baik. Persamaan ini

didasarkan pada gagasan bahwa pada kesetimbangan kekuatan gradien konsentrasi yang

bekerja pada ion akan sama persis seimbang dengan kekuatan listrik yang berlawanan.

Ada berbagai cara untuk melakukan transport atau perpindahan kation dan anion dalam

lintas membran ke sitoplasma. Salah satunya yang digerakkan oleh H+-ATPase, yaitu:

a. Countertransport (antiport), yaitu transport kation dengan fluks H+ (1:1) dengan arah

yang berlawanan

b. Cotransport (symport), yaitu transport anion dan H+ dengan arah yang sama

c. H+-ATPase membran plasma, yaitu pengeluaran H+ dari cytoplasm sitoplasma yang

distimulasi oleh kation monovalent dan tidak sensitif terhadap anion.

d. H+-ATPase tonoplast, yaitu transport H+ ke vakuola, sensitif terhadap anion (distimulai

Cl- dan dihambat oleh NO3-), serta relatif tidak sensitif pada kation