IPA - Difusi

A. Pengambilan Zat – Zat oleh Tumbuhan dari Lingkungan

Pernahkah anda memikirkan bagaimana caranya udara dan air masuk ke dalam tubuh tumbuhan? Semua sel tumbuhan dikelilingi oleh selaput atau membran. Membran sel tidak dapat dilalui oleh semua zat. Membran sel berfungsi seperti tirai kasa di jendela rumahmu yang dapat dilalui udara tetapi tidak dapat dilalui benda-benda yang besar seperti serangga atau kerikil bahkan nyamuk. Bagaimana zat-zat tertentu dapat melalui membran sel?

Sel-sel tumbuhan dapat dilewati air, zat-zat makanan yang terlarut, oksigen dan karbondioksida baik ke dalam atau ke luar sel. Untuk melaksanakan fotosintesis, tumbuhan memerlukan karbon dioksida dan air. Tumbuhan juga memerlukan oksigen untuk bernapas. Tumbuhan mengambil karbon dioksida dan oksigen dari udara serta air dan unsur-unsur dari dalam tanah dengan cara difusi, osmosis, dan transpor aktif.

o                           Difusi

Difusi merupakan perpindahan partikel zat dari larutan berkonsentrasi tinggi ke larutan berkonsentrasi rendah. Contoh yang sederhana adalah pemberian gula pada cairan teh tawar, lambat laun cairan teh menjadi manis. Perhatikan Gambar 2.

Gambar 2 Proses Difusi

(Sumber: http://tutorvista.com)

Gambar di atas menunjukkan perpindahan konsentrasi larutan yang lebih tinggi ke konsentrasi larutan yang lebih rendah sampai terjadi keseimbangan dinamis.

Peristiwa difusi pada tumbuhan sangat penting untuk keseimbangan hidup tumbuhan. Karbon dioksida (CO₂) dan oksigen (O₂) diambil oleh tumbuhan dari udara melalui proses difusi. Pengambilan air dan garam mineral oleh tumbuhan dari dalam tanah, salah satunya melalui proses difusi. Difusi zat dari dalam tanah ke dalam tubuh tumbuhan  disebabkan konsentrasi garam mineral di tanah lebih tinggi daripada di dalam sel. Demikian juga gas CO₂ di udara masuk ke dalam tubuh tumbuhan karena konsentrasi CO₂ di udara lebih tinggi daripada di dalam sel tumbuhan. Sebaliknya, O₂ dapat berdifusi keluar tubuh tumbuhan jika konsentrasi O₂ dalam tubuh tumbuhan lebih tinggi akibat adanya fotosintesis dalam sel.

o                           Osmosis

Osmosis adalah difusi pelarut melalui membran. Untuk memahami tentang osmosis, perhatikan Gambar 3.

Gambar 3 Proses Osmosis

(Sumber: http://rinaagustinapanjaitan.blogspot.com)

‘

Pada gambar diatas, air akan berpindah dari B (larutan yang konsentrasi airnya tinggi) menuju A (larutan yang konsentrasi airnya rendah) melalui membran semi permeabel sehingga diperoleh hasil larutan isotonis, yaitu konsentrasi air sama untuk dua larutan antara A dan B, walaupun hasil akhirnya nanti volume antara A dan B berbeda.

Keadaan di atas terjadi juga pada peristiwa osmosis pada penyerapan air tanah ke dalam sel akar. Jika sel dimasukkan ke dalam larutan isotonis, bentuk sel tetap karena keadaan seimbang. Akan tetapi, jika sel tumbuhan berada dalam larutan hipertonis (konsentrasi larutan lebih tinggi daripada cairan sel), air dalam plasma sel akan berosmosis keluar sehingga sel mengerut/menyusut. Protoplasma yang kekurangan air menenyusut volumenya mengakibatkan membran sel terlepas dari dinding sel, sehingga terjadi plasmolisis. Sebaliknya, jika sel berada dalam larutan hipotonis (konsentrasi larutan lebih rendah daripada cairan sel), air dari luar akan masuk ke dalam sel sehingga sel membengkak. Lihat Gambar 4.Gambar 4 Sel tumbuhan dalam larutan hipertonis, isotonis dan hipotonis

(Sumber: Campbell, et all.2005)

o                           Transpor aktif

Pada sel-sel akar tumbuhan terdapat penumpukan mineral. Artinya, konsentrasi mineral di dalam sel lebih tinggi daripada di luar sel, atau potensial air di luar sel lebih tinggi dibandingkan dengan potensial air di dalam sel. Oleh karena itu, osmosis dari luar sel ke dalam sel tetap berlangsung untuk mencegah plasmolisis. Akan tetapi, keadaan ini menghambat pengambilan mineral dari luar ke dalam sel melalui difusi, terutama karena membran sel memiliki permeabilitas yang sangat rendah. Untuk mengatasi hal tersebut, diperlukan transpor aktif yang melibatkan energi dari ATP agar ion-ion dapat masuk ke dalam sel. ATP adalah molekul pembawa energi di dalam sel.

Transpor aktif merupakan transpor partikel-partikel melalui membran semipermeabel yang bergerak melawan gradien konsentrasi yang memerlukan energi dalam bentuk ATP. Transpor aktif berjalan dari larutan yang memiliki konsentrasi rendah ke larutan yang memiliki konsentrasi tinggi, sehingga dapat tercapai keseimbangan di dalam sel. Adanya muatan listrik di dalam dan luar sel dapat mempengaruhi proses ini, misalnya ion K⁺, Na⁺ dan CL ^- Lihat Gambar 5.

Gambar 5 Mekanisme Transpor Aktif