Dapat kita ketahui bahwa sel merupakan kesatuan dasar sruktural dan fungsional makhluk hidup. Sebagai kesatuan struktural berarti makhluk hidup terdiri atas sel-sel. Makhluk hidup yang terdiri atas satu sel disebut makhluk hidup bersel tunggal (uniseluler = monoseluler) dan makhluk hidup yang terdiri dari banyak sel disebut makhluk hidup multiseluler. Sel sebagai unit fungsional berarti seluruh fungsi kehidupan atau aktivitas kehidupan (proses metabolisme, reproduksi, iritabilitas, digestivus, ekskresi dan lainnya) pada makhluk hidup bersel tunggal dan bersel banyak berlangsung di dalam tubuh yang dilakukan oleh sel. Sel di bagi menjadi dua yaitu sel prokariotik dan eukariotik. Salah satu contoh sel eukariotik adalah plastida.
Plastida adalah organel yang dapat ditemukan pada semua sel eukariotik. Fungsi plastida bervariasi, tergantung pada jenisnya.
Plastida merupakan organel yang amat dinamis dan mampu membelah, tumbuh dan berdeferensiasi menjadi berbagai bentuk. Pada sel muda tumbuhan tinggi, plastida biasanya tak berwarna dan disebut leukoplas atau proplastida. Pada daun, plastida berwarna hijau dan disebut kroroplas, serta pada buah masak kadang-kadang kuning atau merah, disebut kromoplas.
Plastida berfungsi untuk fotosintesis, dan juga untuk sintesis asam lemak dan terpen yang diperlukan untuk pertumbuhan sel tumbuhan. Berdasarkan latar belakang di atas, maka penulis tertarik untuk menulis tentang “plastida”.
1.2 Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah:
1. Memahami sejarah penemuan sel
2. Memahami teori sel
3. Memahami tentang sel prokariotik dan eukariotik
4. Mengetahui pengertian plastida
5. Mengetahui fungsi-fungsi plastida
6. Mengetahui tipe-tipe utama plastida
7. Mengetahui kebakaan plastida
8. Mengetahui struktur dan perkembangan kloroplas
9. Mengetahui peranan plastida pada proses fotosintesis
II. PEMBAHASAN
2.1 Sejarah Penemuan Sel
Sel adalah unit terkecil dalam organisme hidup, baik dalam dunia tumbuh-tumbuhan maupun hewan. Sel terdiri atas protoplasma, yaitu, isi sel yang terbungkus oleh suatu membran atau selaput sel. Evolusi sains seringkali berada sejajar dengan penemuan peralatan yang memperluas indera manusia untuk bisa memasuki batas-batas baru. Penemuan dan kajian awal tentang sel memperoleh kemajuan sejalan dengan penemuan dan penyempurnaan mikroskop pada abad ke tujuh belas. Sehingga mikroskop sejak awal tidak dapat dipisahkan dengan sejarah penemuan sel, yang dijelaskan sebagai berikut:
• Galileo Galilei (Awal Abad 17) dengan alat dua lensa menggambarkan struktur tipis dari mata serangga. Galilei sebenarnya bukan seorang biologiwan pertama yang mencatat hasil pengamatan biologi melalui mikroskop.
• Robert Hook (1635-1703) melihat gambaran satu sayatan tipis gabus suatu kompertemen atau ruang-ruang disebut dengan nama Latin cellulae (ruangan kecil), asal mula nama sel.
• Anton van Leeuwenhoek (24 Oktober 1632 – 26 Agustus 1723), menggunakan lensa-lensa untk melihat beragam spermatozoa, bakteri dan protista.
• Robert Brown (1733-1858) pada tahun 1`820 merancang lensa yang dapat lebih fokus untuk mengamati sel. Titik buram yang selalu ada pada sel telur, sel polen, sel dari jaringan anggrek yang sedang tumbuh. Titik buram disebut sebagai nukleus.
• Matias Jacob Schleiden pada tahun 1838 berpendapat bahwa ada hubungan yang erat antara nukleus dan perkembangan sel.
• Teodor Schwan (1810-18830): Sel adalah bagian dari organisme.
2.2 Teori Sel
Rudolf Virchow (1821-1902) seorang ahli fisiologi menyatakan bahwa sel membelah menjadi dua sel. Sel berasal dar sel yang sudah ada.
Analis mikroskopis pada pertengahan abad 19 membuktikan bahwa sel adalah unit terkecil kehidupan yang berlangsung terus menerus berasal dari pertumbuhan dan pembelahan sel tunggal. Konsep-konsep tersebut menjadi teori sel:
1. Semua organisme tersusun atas satu atau lebih sel
2. Sel adalah unit terkecil yang memiliki semua persyaratan hidup
3. Keberlangsungan kehidupan secara langsung berasal dari pertumbuhan dan pembelahan sel.
2.3 Sel Prokariotik dan Eukariotik
Sel ialah satu unit kehidupan. Semua benda hidup baik hewan atau tumbuhan disusun oleh sel. Sel-sel ini berkumpul dan bergabung dengan adanya bahan antara sel diantaranya untuk membentuk jaringan seperti otot, tulang rawan dan saraf. Dalam keadaan tertentu beberapa jaringan bergabung dan membina organ seperti kelenjar, pembuluh darah, kulit dal lain-lain.
Di alam inikita dapat membagi sel ke dalam dua kelompok, yaitu sel prokariotik dan sel eukariotik. Istilah prokariotik, dibangun dari kata pro dan karyon. Pro, artinya sebelum dan kryon, artinya inti. Jadi sel prokariotiiik artiya ”sebelum inti”. Ini mengandung pengertian bahwa sel prokariotik bukannya tanpa inti, melainkan memiliki materi genetik yang tersebar di dalam sitplasmanya. Eukariot dibangun dari kata Eu da Karyon. Eu, berarti sungguh dan karyon berarti inti. Jadi sel eukariotik adalah sel-sel yang telah memiliki inti sel, atau sel yang memiliki materi inti yang terorganisasi dalam suatu selaput, sehingga inti selnya tampak jelas. Telah diketahui bahwa semua organisme hidup di bumi sekarang berasal dari sel tunggal yang lahir 3.500 berjuta-juta tahun yang lalu. Sel purba ini digambarkan dengan suatu selaput di sebelah luar, salah satu peristiwa yang rumit yang memimpin penetapan hidup di atas bumi. Molekul organik sederhana tersebut mungkin telah diproduksi dalam kondisi-kondisi yang memungkinkannya hidup dan lestari di bumi dalam status awal hidpunya (kira-kira selama milyaran tahun pertamanya).
• Sel Prokariot
Yang termasuk di dalam golongan sel-sel prokariotik adalah bakteri dan ganggang hijau-biru atau Cyanobacteria. Struktur sel bakteri dapat di lihat pada gambar berikut:
Berdasarkan gambar di atas, dapat dilihat di bagian dalam membran plasma terdapat sitoplasma, ribosom dan nukleoid. Sitoplasma dapat mengandung vakuola, vesikel (vakuola kecil) dan menyimpa cadangan gula komplek atau bahan-bahan organik. Ribosom terdapat bebas di dalam sitoplasma dan tempat terjadinya sintesis protein.
• Sel Eukariot
Sel-sel eukariotik memiliki struktur yang lebih maju dari pada sel-sel prokariotik. Sel pada umumnya terlihat sebagai massa yang jenih dengan bentuk yang tidak teratur, dibatasi oleh suatu selaput dan ditengah-tengahnya tedapat bangunan yang lebih pucat yang bentuknya bulat, disebut nukleus atau inti sel. Jadi secara umum sel itu dibina oleh selaput atau membran sel, plasma sel, dan inti sel. Di bawah dapat dilihat struktur sel eukariotik (selhewan dan sel tumbuhan):
Sel eukariot terdiri dari:
A . Membran Sel
Membran plasma merupakan batas kehidupan, batas yang memisahkan sel hidup dengan sekelilingnya yang mati. Lapisan tipis yan luar biasa ini tebalnya kira-kira 8 nm. Seperti semua membran biologis, membran plasma memiliki permeabilitas selektif, yakni membran ini memungkinkan beberapa substansi dapat melintasinya dengan mudah daripada substansi lainnya.
Berikut dapat dilihat struktur dari membran plasma:
Secara umum, fungsi membran plasma adalah sebagai berikut :
1. Mengatur transport zat
2.Melindungi sitoplasma dan isi sel
3.Terdapat protein integral untuk transport aktif
4. Terdapat protein perifer untuk menangkap zat yang dibutuhkan
B.Sitoplasma
Sitoplasma disebut juga plasma sel. Istilah ini digunakan untuk memberikan nama dari cairan sel dan segala sesuatu yang terlarut di dalamnya, untuk membedakan cairan yang berada dalam inti sel, yaitu nukleoplasma. Sitoplasma berada dalam sistem koloid kompleks, sebagian besar adalah air yang di dalamnya terlarut molekul- molekul kecil maupun besar (makromolekul), ion-ion, dan bahan hidup atau organel-organel. Organel-organel yang terdapat dalam sitoplasma antara lain:
a) Retikulum endoplasma
Retikulum endoplasma berupa sistem membran yang sangat luas di dalam sel, berupa saluran-saluran dan tabung pipih. Ruang yang terkurung itu mungkin saling berhubungan Retikulum endoplasma ada dua jenis, yaitu:
-RE kasar atau bergranula
-RE halus atau tak bergranula
RE kasar kerana terdapat unit-unit ribosom pada permukaan external membrannya. RE halus tidak mempunyai ribosom pada permukaannya. RE licin banyak terdapat dalam sel-sel hepar dan kelenjar adrenal.
b)Ribosom
Ribosom merupakan struktur yang paling kecil yang tersuspensi di dalam sitoplasmanya. Bentuknya agak bulat, dengan diameter kurang lebih 250 A. Fungsi ribosom adalah sebagai tempat sintesis protein. Di bawah mikroskop elektron, tampak bahwa ribosom terdiri dari dua bagian, yang satu leih besar dari yang lain:
c)Badan Golgi
Badan Golgi terbentuk oleh susunan lempengan kantong-kantong yang khas dikelilingi membran. Lempengan kantong ini disebut sisterna. Dalam sel tumbuhan, badan Golgi terdiri atas susunan dari beberapa sisterna. Pada penghujung kantong terdapat kantong-kantong bulat kecil atau vesikula yang menempel dan yang seolaholah terjentik dari ujung kantong yang berukuran lebih besar.Badan Golgi sebagai organel sel eukariotik mempunyai fungsi yang beragam, antara lain:
- Mengemas bahan-bahan sekresi yang akan dibebas-kan dari sel,
- Memproses protein-protein yang telah disintesa oleh ribosom dari retikulum endoplasma,
-Mensintesa polisakarida tertentu dan glycolipids,
-Memilih protein untuk berbagai lokasi di dalam sel,
- Memperbanyak elemen membran yang baru bagi membran plasma, dan
- Memproses kembali komponen-komponen membran plasma yang telah memasuki sitosol selama endositosis. Badan golgi berperan dalam banyak proses selular yang berbeda tetapi yang utama adalah dalam hal sekresi.
d)Mitokondria
Mitokondria berbentuk lonjong atau oval, berdiameter kurang lebih 0,2 µm. Mitokndra memiliki membran rangkap, membran dalam membentuk lipata-lipatan yang dinamakan krista. Di dalam sel jumanya banya sekali, terutama pada sel-se yang giat bekerja seperti hat, ginjal, dan sel-sel otot. Fungsi utama dari mitokondria adalah sebagai tempat respirasi sel atau sebagai pembangkit energi.
e)Lisosom
Lisosom adalah struktur-struktur kecil, berbentuk agak bulat dan bermembran. Ia merupakan organel sitoplasma yang mengandung berbagai jenis enzim hidrolisis. Dapat dibedakan atas lisosom primer dan lisosom sekunder. Lisosom hanya ditemukan pada sel hewan saja.
f)Kloroplas
Kloroplas hanya terdapat pada tumbuhan dan ganggang tertentu. Kloroplas dibatasi oleh membran rangkap, di dalamnya terdapat cairan atau matriks fluid yang disebut stroma.
g)Peroksisom
Peroksisom merupakan ruangan metabolisme khusus yang dilingkupi oleh membran tunggal (gambar). Peroksisom mengandung enzim yang mentransfer hidrogen dari berbagai substrat ke oksigen, yang menghasilkan hidrogen peroksida (H2O2) sebagai produk samping, dari sinilah organel tersebut mengambil namanya. Peroksisom berbentuk agak bulat dan sering memiliki inti butiran atau kristal yang mungkin saja kumpulan banyak enzim. Peroksisom ini berada dalam sel daun.
h)Vakuola
Vakuola dan vesikula merupakan kantung terikat membran di dalam sel, tetapi vakuola lebih besar daripada vesikula. Vakuola sentral biasanya merupakan ruangan terbesar di dalam sel tumbuhan, yang meliput 80% atau lebih dari sel dewasanya. Vakuola sel tumbuhan merupakan ruangan yang serbaguna. Vakuola ini merupakan tempat menyimpan senyawa organik, seperti protein yang ditumpuk dalam vakuoa sel penyimpanan dalam benih. Vakuola ini juga ,erupakan tempat penimbunan ion anorganik yang utama dari sel tumbuhan, seperti kalium dan klorida.
c. Inti Sel
Nukleus merupakan organel yang paling penting bagi sel. Ada sel yang mempunyai dua nukleus seperti sel otot jantung dan ada multinukleus seperti sel otot rangka. Dari segi morfologi, nukleus terdiri atas:
- membran nukleus
- kromatin
- nukleolus
- nukleoplasma
Inti sel berbentuk bulat atau lonjong, dibatasi oleh membran rangkap. Fungsi inti sel adalah sebagai pusat aktivitas sel dan sebagai pengatur pewarisan sifat-sifat keturunan (kromosom).
Perbedaan sel prikariotik dan eukariotik
2.4 Pengertian Plastida
Plastida merupakan organel yang amat dinamis dan mampu membelah, tumbuh dan berdeferensiasi menjadi berbagai bentuk. Pada sel muda tumbuhan tinggi, plastida biasanya tak berwarna dan disebut leukoplas atau proplastida. Pada daun, plastida berwarna hijau dan disebut kroroplas, serta pada buah masak kadang-kadang kuning atau merah, disebut kromoplas. Pada sel yang tidak menjadi hijau, seperti sel epidermis atau sel rambut tangkai sari (misalnya pada Rhoeo discolor), plastida tetap tak berwarna, disebut leukoplas (dalam arti sempit). Leukoplas juga terdapat pada jaringan yang tak terdedah pada cahaya. Pada jaringan semacam ini seperti pada umbi, leukoplas membentuk butir pati yang disebut amiloplas. Statolit adalah amiloplas khusus dalam tudung akar dan pada buku beberapa batang muda, serta terlibat dalam gaya berat. Leukoplas membentuk minyak atau lemak, dan disebut elaloplas, misalnya pada epidermis daun Vanilla.
2.5 Fungsi Plastida
Plastida berfungsi untuk fotosintesis, dan juga untuk sintesis asam lemak dan terpen yang diperlukan untuk pertumbuhan sel tumbuhan. Tergantung pada fungsi dan morfologinya, plastida biasanya diklasifikasikan menjadi kloroplas, leukoplas (termaduk amiloplas dan elaioplas), atau kromoplas. Plastid merupakan derivat dari proplastid, yang dibentuk pada bagian meristematik tumbuhan.
Pada tumbuhan, plastida dibedakan kedalam beberapa bentuk, tergantung fungsinya dalam sel. Plastida yang belum teriferensiasi akan berkembang menjadi:
Amiloplas : untuk menyimpan cairan
Kloroplas : untuk fotosintesis
Etioplas : kloroplas yang belum terkena cahaya
Elaioplas : untuk menyimpan lemak
Kromoplas : untuk sintesis dan menyimpan pigmen
Leukoplas : untuk mensistesis monoterpen
Setiap plastid berisi berbagai kopi plastid gen pada lingkar 75-250 kb. Gen plastid berisi kurang lebih 100 gen yang mengkode rRNAs dan tRNAs.
2.6 Tipe-tipe Utama Plastida
a. Kloroplas
Kloroplas, adalah plastida yang menghasilkan warna hijau daun, disebut klorofil.
Kloroplas adalah plastida yang mengandung klorofil, karotenoid dan pigmen fotosintesis lain
Macam-macam klorofil adalah sebagai berikut :
- klorofil a: menghasilkan warna hijau biru
- klorofil b: menghasilkan warna hijau kekuningan
- klorofil c: menghasilkan warna hijau coklat
- klorofil d: menghasilkan warna hijau merah
Selubung kloroplas terdiri atas dua membran. Dalam kloroplas terdapat sistem membran lain berupa kantong-kantong pipih yang disebut Tilakoid. Tilakoid tersusun bertumpuk membentuk struktur yang disebut grana (jamak granum). Di dalam tilakoid inilah terdapat pigmen fotosintesis yaitu klorofil dan karoten. Ruangan di antara grana disebut stroma.
Proses fotosintesis terjadi di dalam kloroplas. Di dalam tilakoid pigmen klorofil berperan dalam penangkapan energi sinar yang akan diubah menjadi energi kimia melalui suatu proses yang disebut reaksi terang. Reaksi selanjutnya adalah reaksi gelap yaitu proses pembentukan glukosa. Reaksi gelap berlangsung di dalam stroma dengan menggunakan energi kimia hasil reaksi terang.
Kloroplas pada umumnya berbentuk seperti lensa, biasanya berukuran 4-6 µm. Di dalam kloroplas terdapat zat hijau daun atau klorofil, dan sedikitnya dua zat warna kuning atau merah, atau kelompok zat warna (karotenoid): satu macam karoten atau lebih (C40H56) dan xantofil (C40H56O2). Kloroplas berfungsi dalam fotosintesis dan pada kebanyakan tumbuhan berfungsi pula dalam pembentukan pati dari karbohidrat terlarut hasil fotosintesis, serta melarutkannya kembali.
Kloroplas merupakan plastida berwarna hijau. Kloroplas yang berkembang dalam batang dan sel daun mengandung pigmen hijau yang dalam fotositesis menyerap tenaga matahari untuk mengubah karbon dioksida menjadi gula, yakni sumber energi kimia dan makanan bagi tetumbuhan.
Kloroplas memperbanyak diri dengan memisahkan diri secara bebas dari pembelahan inti sel. Plastida ini berfungsi menghasilkan klorofil dan sebagai tempat berlangsungnya fotosintesis. Kandungan kimiawi kloroplas adalah protein, fosfolipid, pigmen hijau dan kuning, DNA dan RNA.
Gambar kloroplas
Berdasarkan gambar dapat dilihat bahwa pada bagian dalam stroma terdapat struktur yang membran yang dinamakan tilakoid. Tumpukan tilakoid disebut granum. Bagian dalam tilakoid disebut lokulus. Tilakoid yang menghubungkan antar grana disebut fret. Di dalam membran tilakoidterdapat enzim-enzim untuk kelengkapan reaksi terang fotsintesis, dan di sinilah terdapatnya lorofil. Jadi fungsi tilakoid adalah sebagai tempat berlangsungnya reaksi terang fotosintesis. Sedangkan pada stroma terdapat enzim-enzim yang sangat penting untuk reduksi CO2 menjadi kabohidrat. Jadi fungsi stroma adalah tempat berlangsungya reaksi gelap fotosintesis.
b. Kromoplas
Warna kuning, merah, atau merah bata pada kromoplas disebabkan oleh kandungan karotenoidnya. Kromoplas sering kali berasal dari kloroplas, namun dapat pula berasal dari proplastida. Yang penting dalam diferensiasi kromoplas adalah sintesis dan penempatan pigmen karotenoid seperti karotenoid (pada wortel, Daucus) atau likopen (pada tomat. Lycopersicon). Perkembangan pigmen berkaitan dengan modifikasi, bahkan perombakan sama sekali, tilakoid. Dalam proses itu, globula (gelembung) lipid bertambah banyak. Dalam beberapa kromoplas, pigmen disimpan dalam globula (cabe kuning, jeruk). Pada kromoplas lain, pigmen berkumpul dalam fibril protein yang berjumlah banyak (cabe merah). Bentuk ketiga dari pigmen adalah bentuk kristaloid. Pada tomat merah, perkembangan likopen berbentuk kristal berkaitan dengan membran tilakoid. Beberapa krislal menjadi amat panjang dan tilakoid memanjang, sementara likopera dibentuk. Kristaloid karoten dalam akar wortel dibentuk sewaktu struktur dalam plastida rusak dan tetap berhubungan dengan selubung lipoprotein. Kromoplas tidak memiliki klorofil. Kromoplas sering berasal dari kloroplas, seperti pada kulit buah jeruk yang berubah dari hijau menjadi merah kuning. Keadaan sebaliknya dapat pula terjadi, seperti kromoplas pada akar wortel yang terbukti mampu berdeferensiasi menjadi kloroplas. Pigmen karoten hilang dan tilakoid yang membentuk klorofil dapat berkembang dalam plastida.
Kloromoplas memberi warna pada berbagai bagian alat tumbuhan. Namun, tidak seluruh warna pada tumbuhan disebabkan oleh pigmen dalam plastida, sebab dalam cairan vakuola juga dapat ditemukan sebagai zat warna.
Macam-macam pigmen pada kromoplas, misalnya :
• Fikosianin menimbulkan warna biru misalnya pada Cyanophyta.
• Fikoeritrin menimbulkan warna merah misalnya pada Rhodophyta.
• Karoten menimbulkan warna keemasan misalnya pada wortel dan Chrysophyta.
• Xantofil menimbulkan warna kuning misalnya pada daun yang tua.
• Fukosatin menimbulkan warna pirang misalnya pada Phaeophyta.
c. Leukoplas
Plastida ini berwarna putih berfungsi sebagai penyimpan makanan, terdiri dari:
• Amiloplas (untuk menyimpan amilum)
Di beberapa tempat tertentu, kloroplas membentuk butir pati besar sebagai cadangan makanan, seperti pada umbi semu anggrek. Namun, jumlah cadangan makanan terbesar dibentuk dalam leukoplas umbi akar, umbi batang, rizoma, dan biji.
Amilum atau pati dapatditunjukkan dengan mudah karena berwarna biru atau hitam dengan iodium. Bila dipanaskan sampai 70˚C warna hilang dan menjadi biru lagi setelah dingin kembali. Reaksi ini dianggap sebagai reaksi permukaan. Butir besar menunjukkan lapisan yang mengelilingi sebuah titik di tengah, yakni hilum. Hilum bisa berada di tengah butir pati atau agak ke tepi. Retakan yang sering terlihat berarah radial dari hilum nampaknya terjadi akibat dehidrasi butir pati. Terjadinya lapisan dianggap sebagai akibat letak molekul yang lebih padat di awal pembentukan lapisan, dan secara bertahap menjadi lebih renggang di sebelah luar. Hal itu menyebabkan perbedaan kadar air yang terkandung di dalamnya. Jadi, adanya lapisan dianggap akibat perbedaan kadar air dalam lapisan yang berturut-turut, sedangkan taraf kepadatan menyebabkan perbedaan indeks bias. Dalam alkohol kuat, semua lapisan itu hilang, mungkin karena dehidrasi yang meniadakan perbedaan taraf kepadatan. Pada pati serealia, terjadinya lapisan bergantung pada irama harian. Pada kentang, perubahan berkala yang mengakibatkan adanya lapisan berasal dari dalam (endogen). Dalam butir pati, molekul tersusun radial sehingga menunjukkan sifat kristal. Sebab itu, jika pati diamati dengan sepasang polariod dalam posisi silang akan tampak terang, kecuali tanda silang yang pusatnya bertepatan dengan hilum butir tersebut. Pada biji yang mulai berkecambah atau umbi yang mulai menumbuhkan pucuk, butir pati mengalami pengikisan yang bermula dari luar dan lama-kelamaan habis terurai. Pada butir pati kecil, hilum bertempat di pusat lapisan yang mengelilinginya. Pada butir yang lebih besar, hilum biasanya menjadi eksentris (tidak di pusat). Jika dalam plastida terbentuk lebih dari satu butir pati, maka butiran tersebut akan segera saling menyentuh dan membentuk butir majemuk. Dengan demikian, dikenal butir majemuk seperti pada pati gandum (Avena) dan padi (Oryza sativa), pati setengah majemuk pada kentang, dan butir pati tunggal seperti pada pati irut ( Maranta). Jika butir pati mengisi sel hingga penuh, maka tepi-tepinya bersudut. Posisi hilum, bentu dan ukuran butir, serta sifat butir tunggal atau majemuk memungkinkan identifikasi spesies tumbuhan penghasil butir pati yang bersangkutan.
Gambar amilum pada kentang
Gambar 1-4 menunjukkan amilum pada kentang. Gambar 1-2 merupakan amilum majemuk. Gambar 3 merupakan amilum sederhana. Gambar 4 merupakan amilum setengah majemuk. Gambar 5 merupakan irisan melintang umbi kentang bagian luar. Pada gambar 5 nampak adanya sel gabus, protein seperti kristal dan butir pati.
• Elaioplas atau Lipidoplas (untuk menyimpan lemak/minyak).
• Proteoplas (untuk menyimpan protein).
2.7 Kebakaan Plastida
Kebanyakan tumbuhan mewarisi plastida hanya dari induknya. Angiosperm umumnya mewarisi plastida dari induk betina, sedangkan beberapa gimnospermae mewarisi plastida dari induk jantan. Alga juga mewaisi plastida dari salah satu induknya.
Plastida pada alga
Pada alga, istilah leukoplas digunakan untuk semua jenis plastid yang belum terpigmentasi. Fungsinya berbeda dari leukoplas pada tumbuhan. Etioplas, amiloplas dan kromoplas hanya ada pada tumbuhan dan bukan pada alga. Plastida pada alga mungkin juga berbeda dengan plastida pada tumbuhan yang mana pada alga berisi pirenoid.
2.8 Struktur dan perkembangan kloroplas
Semua jenis plastida berasal dari butiran proplastida yang terdapat dalam sel meristem dan sel telur. Plastida atau proplastida memperbanyak diri dengan membelah. Dalam berbagai plastida, termasuk kloroplas, bisa ditemukan lipid berbentuk globul (plastoglobuli) dan fitoferitin (senyawa besi-protein). Selain itu, dilaporkan adanya tubuh protein amorf yang dibatasi oleh membran. Sistem membran pada plastida disusun oleh sejumlah kantung yang dinamakan tilakoid. Pada proplastid, sistem tilakoid merupakan yang paling rendah taraf perkembangannya dan terdiri hanya dari beberapa tilakoid atau tak ditemukan tilakoid sama sekali. Di saat plastida berdeferensiasi, membran dalam menguncup membentuk vesikula pipih, kemudian berproliferasi (tumbuh,meluas) dan membentuk tilakoid. Dalam kloroplas, tilakoid menempatkan dirinya menurut susunan yang khas. Pada saat kloroplas berdeferensiasi, jumlah ribosom meningkat, sedangkan pada leukoplas, produksi ribosom lengkap terhenti dan jumlahnya berkurang sejak awal stadium perkembangannya.
Dalam kloroplas, sistem tilakoid terdiri dari grana dan fret (tilakoid dalam stroma). Setiap grana terdiri dari satu tumpukan tilakoid yang masing-masing berbentuk cakram. Grana saling berhubungan dengan adanya jalinan fret dalam stroma. Kini dianggap bahwa kedua jenis tilakoid saling berhubungan sehingga ruang di dalamnya bersinambungan. Membran kloroplas terdiri dari lipid dan protein dalam jumlah yang sama. Klorofil terdapat dalam membran tilakoid. Pada membran itu banyak terdapat partikel persatuan luas. Jenis partikel tertentu dianggap sebagai bagian dari membran yang dinamakan kuantosom, yakni satuan morfologi untuk berlangsungnya reaksi fotosintesis yang memerlukan cahaya. Namun, tampaknya kuantosom tidak perlu selalu berbentuk satu unit fungsi. Selain sistem untuk menangkap cahaya matahari, dalam kloroplas jugan terdapat enzim yang membantu fiksasi CO2 manjadi gula.
Pada pertumbuhan tinggi yang tumbuh di tempat gelap, daun serta batang yang berkembang tampak pucat, disebut teretiolasi. Dalam keadaan seperti itu, vesikula yang berasal dari membran dalam berkembang menjadi kerangka parakristal yang disebut tubuh prolamela. Plastid seperti itu dinamakan etioplas. Jika kemudian tumbuhan disimpan ditempat bercahaya, maka tubuh prolamela berkembang menjadi sistem tilakoid yang khas bagi kloroplas.
Sebagaimana diutarakan di atas, baik plastida maupun mitokondria mengandung ADN dan ribosom. Sebab itu, kedua organel tersebut memiliki kemungkinan untuk berotonomi. Indikasi seperti itu mengakibatkan adanya hipotesis yang menyatakan bahwa dalam perkembangan evolusi, plasida dan mitokondria berasal dari prokariot (misalnya, sejenis alga biru) yang terkandung dalam sel eukariot yang primitif dan di sana memantapkan diri sebagai tubuh simbiotik.
2.9 Peranan plastida pada proses fotosintesis
Tumbuhan hijau daun bersifat autotrof. Autotrof artinya dapat memasak atau mensintesis makanan langsung. dari senyawa anorganik. Tumbuhan menyerap karbondioksida dan air untuk menghasilkan gula dan oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini berasal dari fotosintesis. Perhatikan persamaan reaksi yang menghasilkan glukosa berikut ini:
6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Glukosa dapat digunakan untuk membentuk senyawa organik lain seperti selulosa dan dapat pula digunakan sebagai bahan bakar. Proses ini berlangsung melalui respirasi seluler yang terjadi baik pada hewan maupun tumbuhan. Secara umum reaksi yang terjadi pada respirasi seluler adalah kebalikan dengan persamaan di atas. Pada respirasi, gula (glukosa) dan senyawa lain akan bereaksi dengan oksigen untuk menghasilkan karbondioksida, air, dan energi kimia.
Tumbuhan menyerap cahaya karena mempunyai pigmen yang disebut klorofil. Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan digunakan dalam fotosintesis. Sebagian besar energi fotosintesis dihasilkan di daun tetapi juga dapat terjadi pada organ tumbuhan yang berwarna hijau. Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan epidermis tanpa warna dan yang transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan air yang berlebihan.
Reaksi- Reaksi pada proses fotosintesis
Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplast berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma. Hasil fotosintesis (disebut fotosintat) biasanya dikirim ke jaringan-jaringan terdekat terlebih dahulu. Pada dasarnya, rangkaian reaksi fotosintesis dapat dibagi menjadi dua bagian utama: reaksi terang (karena memerlukan cahaya) dan reaksi gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan karbon dioksida).
Reaksi terang
Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH2. Reaksi ini memerlukan molekul air. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena. Pigmen klorofil menyerap lebih banyak cahaya terlihat pada warna biru (400-450 nanometer) dan merah (650-700 nanometer) dibandingkan hijau (500-600 nanometer). Cahaya hijau ini akan dipantulkan dan ditangkap oleh mata kita sehingga menimbulkan sensasi bahwa daun berwarna hijau. Fotosintesis akan menghasilkan lebih banyak energi pada gelombang cahaya dengan panjang tertentu. Hal ini karena panjang gelombang yang pendek menyimpan lebih banyak energi. Di dalam daun, cahaya akan diserap oleh molekul klorofil untuk dikumpulkan pada pusat-pusat reaksi. Tumbuhan memiliki dua jenis pigmen yang berfungsi aktif sebagai pusat reaksi atau fotosistem yaitu fotosistem II dan fotosistem I. Fotosistem II terdiri dari molekul klorofil yang menyerap cahaya dengan panjang gelombang 680 nanometer, sedangkan fotosistem I 700 nanometer. Kedua fotosistem ini akan bekerja secara simultan dalam fotosintesis, seperti dua baterai dalam senter yang bekerja saling memperkuat.
Fotosintesis dimulai ketika cahaya mengionisasi molekul klorofil pada fotosistem II, membuatnya melepaskan elektron yang akan ditransfer sepanjang rantai transpor elektron. Energi dari elektron ini digunakan untuk fotofosforilasi yang menghasilkan ATP, satuan pertukaran energi dalam sel. Reaksi ini menyebabkan fotosistem II mengalami defisit atau kekurangan elektron yang harus segera diganti. Pada tumbuhan dan alga, kekurangan elektron ini dipenuhi oleh elektron dari hasil ionisasi air yang terjadi bersamaan dengan ionisasi klorofil. Hasil ionisasi air ini adalah elektron dan oksigen. Oksigen dari proses fotosintesis hanya dihasilkan dari air, bukan dari karbon dioksida. Pendapat ini pertama kali diungkapkan oleh C.B. van Neil yang mempelajari bakteri fotosintetik pada tahun 1930-an. Bakteri fotosintetik, selain sianobakteri, menggunakan tidak menghasilkan oksigen karena menggunakan ionisasi sulfida atau hidrogen.
Pada saat yang sama dengan ionisasi fotosistem II, cahaya juga mengionisasi fotosistem I, melepaskan elektron yang ditransfer sepanjang rantai transpor elektron yang akhirnya mereduksi NADP menjadi NADPH.
Reaksi gelap
ATP dan NADPH yang dihasilkan dalam proses fotosintesis memicu berbagai proses biokimia. Pada tumbuhan proses biokimia yang terpicu adalah siklus Calvin yang mengikat karbon dioksida untuk membentuk ribulosa (dan kemudian menjadi gula seperti glukosa). Reaksi ini disebut reaksi gelap karena tidak bergantung pada ada tidaknya cahaya sehingga dapat terjadi meskipun dalam keadaan gelap (tanpa cahaya).
Faktor yang menentukan kecepatan fotosintesis
Beberapa faktor yang menentukan kecepatan fotosintesis:
1. Cahaya
Komponen-komponen cahaya yang mempengaruhi kecepatan laju fotosintesis adalah intensitas, kualitas dan lama penyinaran. Intensitas adalah banyaknya cahaya matahari yang diterima sedangkan kualitas adalah panjang gelombang cahaya yang efektif untuk terjadinya fotosintesis.
2. Konsentrasi karbondioksida
Semakin banyak karbondioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapat digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. Suhu
Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim
4. Kadar air
Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
6. Tahap pertumbuhan
Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.
III. PENUTUP
3.1 Kesimpulan
1. Mikroskop sejak awal tidak dapat dipisahkan dengan sejarah penemuan sel. Penggagas pertama dalam penggunaan mikroskop adalah Galileo Galilei.
2. Sel berasal dari sel yang sudah ada.
Analis mikroskopis pada pertengahan abad 19 membuktikan bahwa sel adalah unit terkecil kehidupan yang berlangsung terus menerus berasal dari pertumbuhan dan pembelahan sel tunggal.
3. Yang termasuk di dalam golongan sel-sel prokariotik adalah bakteri dan ganggang hijau-biru atau Cyanobacteria. Sedangkan sel eukariotik pada umumnya terlihat sebagai massa yang jenih dengan bentuk yang tidak teratur, dibatasi oleh suatu selaput dan ditengah-tengahnya tedapat bangunan yang lebih pucat yang bentuknya bulat, disebut nukleus atau inti sel. Jadi secara umum sel itu dibina oleh selaput atau membran sel, plasma sel, dan inti sel.
4. Plastida merupakan organel yang amat dinamis dan mampu membelah, tumbuh dan berdeferensiasi menjadi berbagai bentuk.
5. Plastida berfungsi untuk fotosintesis, dan juga untuk sintesis asam lemak dan terpen yang diperlukan untuk pertumbuhan sel tumbuhan.
6. Tergantung pada fungsi dan morfologinya, plastida biasanya diklasifikasikan menjadi kloroplas, leukoplas (termaduk amiloplas dan elaioplas), atau kromopas.
7. Plastida maupun mitokondria mengandung ADN dan ribosom. Sebab itu, kedua organel tersebut memiliki kemungkinan untuk berotonomi. Indikasi seperti itu mengakibatkan adanya hipotesis yang menyatakan bahwa dalam perkembangan evolusi, plasida dan mitokondria berasal dari prokariot (misalnya, sejenis alga biru) yang terkandung dalam sel eukariot yang primitif dan di sana memantapkan diri sebagai tubuh simbiotik.
8. Kebanyakan tumbuhan mewarisi plastida hanya dari induknya. Angiosperm umumnya mewarisi plastida dari induk betina, sedangkan beberapa gimnospermae mewarisi plastida dari induk jantan. Alga juga mewaisi plastida dari salah satu induknya.
9. Pada tumbuhan, organ utama tempat berlangsungnya fotosintesis adalah daun. Namun secara umum, semua sel yang memiliki kloroplast berpotensi untuk melangsungkan reaksi ini. Di organel inilah tempat berlangsungnya fotosintesis, tepatnya pada bagian stroma.
DAFTAR PUSTAKA
A.FAHN.1992.Anatomi Tumbuhan.Yogyakarta:Gadjah Mada University Press
Anonim. 2007. Kuliah2. http://www.vet.upm.edu.my/vpm2010/Kuliah2.pdf (9
April2011).
Anonim. 2007. Teori Sel. http://biodas.files.wordpress.com/2007/09/02-sejarah-teori-sel-jenis-sel.pdf(9April2011).
Campbell, N.A., dkk. 2002. Biologi. Erlangga: Jakarta.
Hidayat,Estiti B.1995.Anatomi Tumbuhan Berbiji.Bandung:ITB
Sumardi dan Marianti, A. 2007. Biologi Sel. Graha Ilmu:Yogyakarta.
http://id.wikipedia.org/wiki/Pati_%28polisakarida%29
http://www.irwantoshut.net/fotosintesis.html
Tidak ada komentar:
Posting Komentar