Tugas ini dibuat untuk praktikum PBAB semester 3, dan saya menyambil materi tentang Sistem peredaran darah pada manusia. silahkan bibaca dan dipelajari ya……
untuk mengunduhnya silahkan klik dibawah ini:
PPT_11008070_Anita Yuli Arini_ADHANI
Mengapa batu disebut makhluk tak hidup, sedangkan pohon disebut makhluk hidup? Ingatkah kamu bahwa hanya makhluk hidup yang mempunyai ciri-ciri hidup. Ciri-ciri hidup tersebut adalah bernapas, bergerak, makan, mengeluarkan zat sisa, tumbuh, berkembangbiak, peka terhadap rangsang dan beradaptasi.
● Bernapas
Ciri utama makhluk dikatakan hidup yaitu bernapas. Ketika bernapas makhluk hidup menghirup oksigen (O2) dan menghembuskan karbon dioksida (CO2). Oksigen diperlukan untuk proses oksidasi zat makanan yang menghasilkan energi dan karbon dioksida. Energi berguna untuk menjalankan kegiatan hidup.
Reaksi oksidasinya sebagai berikut :
Zat makanan + oksigen —> energi + uap air + karbon dioksida.
● Bergerak
Ada dua macam gerak yaitu gerak aktif dan gerak pasif. Gerak aktif adalah gerak berpindah tempat misalnya dengan kaki, sayap dan sirip. Gerak pasif misalnya ditunjukkan oleh tumbuhan. Tumbuhan tidak dapat berpindah tempat, tetapi menggerakkan sebagaian tubuhnya.
Contohnya gerak daun menguncup, gerak batang menghadap cahaya, gerak akar mendekati sumber air serta gerak mekarnya bunga.
● Peka terhadap Rangsang
Makhluk hidup peka terhadap perubahan yang terjadi disekitarnya. Alat pengenal lingkungan pada manusia dan hewan berupa indra. Indra peka terhadap rangsang. Rangsang dapat berupa cahaya, bunyi, bau, rasa atau sentuhan. Dengan adanya indra yang peka terhadap rangsang-rangsang tersebut, manusia dan hewan mempunyai kemampuan melihat, mendengar, mencium, mengecap rasa dan menyentuh/meraba.
Tumbuhan tidak mempunyai alat indra, tetapi peka terhadap rangsang. Misalnya tumbuhan putri malu menguncupkan daunnya jika disentuh dan pertumbuhan batang kearah cahaya matahari.
● Makan
Makanan diperlukan oleh makhluk hidup sebagai sumber energi, untuk pertumbuhan dan mengganti sel-sel yang rusak. Tumbuhan hijau memperoleh makanan dengan memproduksi sendiri. Tumbuhan hijau sebagai produsen mengolah zat-zat anorganik menjadi zat organic melalui proses fotosintesis.
Fotosintesis adalah proses pembuatan makanan oleh tumbuhan hijau dengan bantuan cahaya.
Tumbuhan tak berhijau daun, hewan dan manusia tidak dapat membuat makanan sendiri. Mereka memanfaatkan makanan dari hasil fotosintesis tumbuhan hijau dan sumber lain dari hewan dan alam.
● Mengeluarkan Zat Sisa
Dalam proses penyerapan makanan, terbentuklah zat sisa yang merupakan zat yang tidak terserap oleh tubuh. Zat-zat itu disebut zat sisa oksidasi biologis, misalnya air dan karbon dioksida.Berdasarkan aktivitas tubuh dan hasilnya, pengeluaran zat-zat sisa dibedakan atas : Ekskresi, Respirasi, Defekasi.
• Ekskresi, merupakan pengeluaran zat-zat sisa yang dilakukan oleh kulit dan ginjal. Kulit akan mengeluarkan zat sisa yang dinamakan keringat karena adanya kelenjar keringat di bawah kulit. Ginjal akan menyaring darah dan mengeluarkan zat sisa yang disebut urine.
• Respirasi, merupakan pengeluaran CO2 sebagai zat sisa proses respirasi yang dikeluarkan melalui hidung.
• Defekasi, merupakan pengeluaran zat sisa pencernaan makanan yang berupa tinja (feses) melalui anus.
● Tumbuh
Makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan meliputi perubahan ukuran tubuh, yaitu luas, tinggi dan berat. Perkembangan adalah perubahan menjadi dewasa.
● Berkembang Biak
Makhluk hidup berkembang biak untuk menghasilkan keturunan. Cara perkembangbiakan makhluk hidup berbeda-beda. Hewan berkembang biak antara lain dengan melahirkan, bertelur, bertelur-melahirkan, bertunas, fragmentasi atau membelah diri. Tumbuhan berkembang biak secara alami dan buatan.
Perkembangbiakan alami pada tumbuhan yaitu dengan biji (kawin) dan dengan tidak kawin, misalnya membelah diri, spora, tunas, umbi, geragih dan akar tinggal. Perkembangbikan tumbuhan secara buatan, misalnya stek, cangkok, runduk dan kultur jaringan.
● Beradaptasi
Makhluk hidup mampu beradaptasi dengan lingkungan. Macam-macam adaptasi makhluk hidup adalah adaptasi morfologi, adaptasi tingkah laku, dan adaptasi fisiologi.
Adaptasi morfologi adalah penyesuaian terhadap lingkungan yang berhubungan dengan bentuk tubuh atau alat tubuh. Contoh pada katak dan itik terdapat selapu renang pada kakinya untuk berenang.
Adaptasi tingkah laku adalah penyesuaian terhadap lingkungan dalam bentuk tingkah laku. Contoh : hewan bermigrasi ke lain tempat yang banyak sumber makanan.
Adaptasi fisiologi adalah penyesuaian terhadap lingkungan dalam bentuk tingkah laku. Contoh : berkeringat saat cuaca panas.
Dari ciri-ciri tersebut diatas ada perbedaan ciri hidup yang dimiliki antara hewan/manusia dengan tumbuhan, anatara lain :
Hewan/Manusia
1.Bergerak : Melakukan gerak pindah tempat.
2.Cara memperoleh makanan: Tidak dapat membuat makanan sendiri (heterotrof) . Bahan yg dimakan berupa zat organik.
3.Pertumbuhan: Hanya sampai batas usia tertentu
Tumbuhan
1.Bergerak :Tidak dapat berpindah tempat sendiri.
2.Cara memperoleh makanan: Dapat membuat makanan sendiri (autotrof), Bahan yang diperlukan untuk membuat makanan berupa zat anorganik
3.Pertumbuhan : .Tumbuh terus menerus sampai mati.
Respirasi berasal dari kata latin yaitu respirare yang berarti bernafas.
Reaksi respirasi merupakan reaksi katabolisme yang memecah molekul-molekul gula menjadi molekul anorganik berupa CO2 dan H2O (Salisbury, 1995).
Respirasi adalah suatu proses pengambilan O2 untuk memecah senyawa-senyawa organik menjadi CO2, H2O dan energi. Namun demikian respirasi pada hakikatnya adalah reaksi redoks, dimana substrat dioksidasi menjadi CO2 sedangkan O2 yang diserap sebagai oksidator mengalami reduksi menjadi H2O.
Respirasi yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis (anabolisme), gerak, pertumbuhan.
Respirasi sudah diketahui sejak abad XVIII :
• 1772 J.Priestley : Tumbuhan dapat memurnikan udara kotorkotor
• Lavoisier : RespirasiO2CO2+ H2O
• Ingenhousz : Tumbuhan dan hewan terjadi pertukaranO2danCO2dengan atmosfir.
Secara umum, respirasi karbohidrat dapat dituliskan sebagai berikut:
C6H12O6 + O2 → 6CO2 + H2O + energi
Reaksi di atas merupakan persamaan rangkuman dari reaksi-reaksi yang terjadi dalam proses respirasi. Reaksi tersebut terlihat sangat sederhana, terlihat seakan respirasi merupakan reaksi tunggal, sehingga mungkin dapat agak menyesatkan karena respirasi yang sebenarnya bukanlah reaksi tunggal. Respirasi merupakan rangkaian dari banyak reaksi komponen, yang masing-masingnya dikatalisis oleh enzim yang berbeda.
Substrat Respirasi:
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. Sedangkan metabolit respirasi adalah intermediat-intermediat yang terbentuk dalam reaksi-reaksi respirasi.
Substrat respirasi terdiri dari:
- Karbohidrat merupakan substrat respirasi utama yang terdapat dalam sel tumbuhan tinggi.
- Beberapa jenis gula seperti Glukosa, fruktosa dan sukrosa
- Pati
- Lipid
- Asam-asam Organik
- Protein (digunakan dalam keadaan dan spesies tertentu)
Bagian tumbuhan yang aktif melakukan respirasi yaitu bagian yang sedang tumbuh seperti:
- Kuncup bunga
- Tunas
- Biji yang berkecambah
- Ujung batang
- Ujung akar
Penggolongan Respirasi
Respirasi dapat digolongkan menjadi dua jenis berdasarkan ketersediaan O2 di udara, yaitu respirasi aerob dan respirasi anaerob.
- Respirasi aerob merupakan proses respirasi yang membutuhkan O2 dari udara.
Prosesnya meliputi :
- Absorbsi oksigen,
- Memecah senyawa organik, misal glukosa (KH) menjadi senyawa yang lebih sederhana (CO2 & H2O),
- Membebaskan energy. Sebagian energi dipakai untuk proses kehidupan,sebagian hilang sebagai panas.
- Membebaskan CO2 dan H2O
Pada sel yang masih hidup respirasi terjadi pada sitoplasma & mitokondria.
- Respirasi anaerob merupakan proses repirasi yang berlangsung tanpa membutuhkan O2. Respirasi anaerob sering disebut juga dengan nama fermentasi. Respirasi anaerob biasanya terdapat pada tanaman tinggi hanya terjadi jika persediaan O2 bebas di bawah minimum., pada biji-bijian yang tampak kering (jagung, padi, biji bunga matahari), buah-buahan yang berdaging seperti buah apel & peer dapat bertahan berbulan-bulan di dalam penyimpanan, dimana hanya terdapat H & N saja, buah terus menghasilkan CO2. Hasil respirasi anaerob pd tanaman tingkat tinggi adalah asam sitrat, asam malat, asam oksalat, asam lartarat, asam susu.
Kurangnya O2 atau kelebihan CO2 tampak pada kegiatan respirasi biji- bijian, akar & batang yang terpendam dalam tanah. Jika kadar CO2 naik sampai 10 % & kadar O2 turun sampai 0 % maka respirasi terhenti.
Kuosien Respirasi (KR)
Kuosien Respirasi (KR) : angka perbandingan antara volume CO2 yang dibebaskan dengan volume O2 yang diabsorpsi secara simultan oleh jaringan dalamperiode waktu tertentu pada suhu & tekanan tertentu.
KR = Vol CO2 : Vol O2
KR : Glukosa = 1, Lemak = 0,7, Protein = 0,7 < KR < 1
Titik kompensasi : titik yang menunjukkan kecepatan Fotosintesis yang dilakukan tumbuhan sama dengan kecepatan respirasinya
Contoh Perhitungan Nilai Kuosien Respirasi(KR):
- Gula : C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 +H2O, KR = 6 mol CO2 = 1.06 mol O2
- Asam lemak (asam palmitat): C16H32O2 + 11O2 →C12H22O11 + 4CO2 + 5H2O
KR = 4 mol CO2 = 0.36, 11 mol O2
KR memberi petunjuk tentang jenis substrat yang dioksidasikan & jenis metabolisme yang sedang berlangsung.
KR > 1 : sel kekurangan O2, repirasi aerob dibantu respirasi anaerob agar menambah energy
KR < 1 : sebagian / semua CO2 yang dihasilkan dalam respirasi digunakan langsung oleh organisme ybs, misal untuk fotosintesis.
Manfaat Respirasi Bagi Tumbuhan
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 sebagai ”Building Block”. Building Block merupakan senyawa-senyawa yang penting sebagai pembentuk tubuh. Senyawa-senyawa tersebut meliputi asam amino untuk protein; nukleotida untuk asam nukleat; dan prazat 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.
Faktor- faktor yang mempengaruhi laju respirasi
Faktor-faktor yang mempengaruhi respirasi adalah suhu, kelembaban, ketersediaan jumlah dan jenis subsrat, ketersediaan O2 (Salisbury, 1995)
Laju respirasi dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:
- Ketersediaan substrat
Tersedianya substrat pada tanaman merupakan hal yang penting dalam melakukan respirasi. Tumbuhan dengan kandungan substrat yang rendah akan melakukan respirasi dengan laju yang rendah pula. Demikian sebliknya bila substrat yang tersedia cukup banyak maka laju respirasi akan meningkat.
- 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 berrespirasi jauh lebih rendah dari oksigen yang tersedia di udara.
- 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.
- Tipe dan umur tumbuhan
Masing-masing spesies tumbuhan memiliki perbedaan metabolsme, 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.
Proses Respirasi
Proses respirasi diawali dengan adanya penangkapan O2 dari lingkungan. Proses transport gas-gas dalam tumbuhan secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Oksigen yang digunakan dalam respirasi masuk ke dalam setiap sel tumbuhan dengan jalan difusi melalui ruang antar sel, dinding sel, sitoplasma dan membran sel. Demikian juga halnya dengan CO2 yang dihasilkan respirasi akan berdifusi ke luar sel dan masuk ke dalam ruang antar sel. Hal ini karena membran plasma dan protoplasma sel tumbuhan sangat permeabel bagi kedua gas tersebut.
Setelah mengambil O2 dari udara, O2 kemudian digunakan dalam proses respirasi dengan beberapa tahapan, diantaranya yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus asam sitrat, dan transpor elektron.
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H20 + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :
- Glikolisis, yaitu tahapan pengubahan glukosa menjadi dua molekul asam piruvat (beratom C3), peristiwa ini berlangsung di sitosol. As. Piruvat yang dihasilkan selanjutnya akan diproses dalam tahap dekarboksilasi oksidatif. Selain itu glikolisis juga menghasilkan 2 molekul ATP sebagai energi, dan 2 molekul NADH yang akan digunakan dalam tahap transport elektron.Dalam keadaan anaerob, As. Piruvat hasil glikoisis akan diubah menjadi karbondioksida dan etil alkohol. Proses pengubahan ini dikatalisis oleh enzim dalam sitoplasma. Dalam respirasi anaerob jumlah ATP yang dihasilkan hanya dua molekul untuk setiap satu molekul glukosa, hasil ini berbeda jauh dengan ATP yang dihasilkan dari hasil keseluruhan respirasi aerob yaitu 36 ATP.
Peristiwa perubahan :
Glukosa berubah menjadi Glukosa – 6 – fosfat berubah menjadi Fruktosa 1,6 difosfat berubah menjadi 3 fosfogliseral dehid (PGAL) / Triosa fosfat Þ Asam piravat.
Jadi hasil dari glikolisis : 2 molekul asam piravat, 2 molekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi tinggi dan 2 molekul ATP untuk setiap molekul glukosa.
Enzim-enzim yang berperan dalam GLikolisis yaitu Heksokinase, Fosfoheksokinase, Fosfofruktokinase, Aldolase, triosa fosfat isomerase, triosa fosfat dehidrogenase, fosfogliseril kinase, fosfoglisero mutase, Enolase, dan piruvat kinase.
Manfaat glikolisis:
- Mereduksi 2 molekul NAD+ menjadi NADH untuk setiap molekul heksosa yang dirombak.
- Setiap molekul heksosa yang dirombak akan dihasilkan 2 molekul ATP, jika substratnya berupa glukosa- P-, glukosa 6-P, atau fruktosa-6-P maka akan dihasilkan 3 molekul ATP.
- Melalui glikolisis akan dihasilkan senyawa- senyawa antara yang dapat menjadi bahan baku untuk sintesis berbagai senyawa yang terdapat dalam tumbuhan.
- Dekarboksilasi oksidatif, yaitu pengubahan asam piruvat (beratom C3) menjadi Asetil KoA (beratom C2) dengan melepaskan CO2, peristiwa ini berlangsung di sitosol. Asetil KoA yang dihasilkan akan diproses dalam siklus asam sitrat. Hasil lainnya yaitu NADH yang akan digunakan dalam transpor elektron.
- Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran asam piruvat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia. Siklus asam sitrat (daur krebs) terjadi di dalam matriks dan membran dalam mitokondria, yaitu tahapan pengolahan asetil KoA dengan senyawa asam sitrat sebagai senyawa yang pertama kali terbentuk. Beberapa senyawa dihasilkan dalam tahapan ini, diantaranya adalah satu molekul ATP sebagai energi, satu molekul FADH dan tiga molekul NADH yang akan digunakan dalam transfer elektron, serta dua molekul CO2.
Fungsi utama Siklus Krebs adalah:
- Mereduksi NAD+ dan FAD menjadi NADH dan FADH2 yang kemudian dioksidasi untuk menghasilkan ATP.
- Sintesis ATP secara langsung, yakni 1 molekul ATP untuk setiap molekul piruvat yang dioksidasi
- Pembentukan kerangka karbon yang dapat digunakan untuk sintesis asam- asam amino tertentu, yang kemudian dapat dikonversi untuk membentuk senyawa yang lebih besar.
- Transfer elektron, yaitu serangkaian reaksi yang melibatkan sistem karier elektron (pembawa elektron). Proses ini terjadi di dalam membran dalam mitokondria. Dalam reaksi ini elektron ditransfer dalam serangkaian reaksi redoks dan dibantu oleh enzim sitokrom, quinon, piridoksin, dan flavoprotein. Reaksi transfer elektron ini nantinya akan menghasilkan H2O.
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai NADH2 (NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria (dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain CO2.
Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan hewan tingkat tinggi.
Lintasan Pentosa Fosfat
Lintasan reaksi yang berbeda dengan glikolisis dan Siklus Krebs ini disebut Lintasan Pentosa fosfat (LPF) karena terbentuk senyawa yang terdiri dari 5 atom karbon. Lintasan ini juga disebut sebagai Lintasan Fosfoglukonat. Berlangsung di sitosol.
Rangkaian reaksi: reaksi pertama pada LPF melibatkan glukosa-6-P( hasil penguraian pati oleh enzim fosforilase yang diikuti oleh enzim fosfoglukomutase pada glikolisis atau hasil penambahan fosfat terminal ATP pada glukosa atau hasil langsung reaksi fotosintesis). Glukosa-6-P segera dioksidasi(didehidrogenasi) oleh enzim dehidrogenase untuk membentuk senyawa 6-fosfogluko-nonlakton, yang kemudian dihidrolisis menjadi 6-fosfoglukonat oleh suatu enzim laktonase. Senyawa 6-fosfoglukonat kemudian mengalami dekarboksilasi oksidatif untuk menghasilkan ribulosa-5-P oleh enzim 6-fosfoglukonat dehidrogenase.
Reaksi-reaksi selanjutnya dari LPF akan menghasilkan pentose posfat. Reaksi- reaksi ini dipacu oleh enzimisomeras, epimerase, transketolase dan transaldolase
Fungsi LPF:
- Produksi NADPH, dimana senyawa ini kemudian dapat dioksidasi untuk menghasilkan ATP
- Terbentuknya senyawa erithrosa-4-P, dimana senyawa ini merupakan bahan baku esensial untuk pembentukan senyawa fenolik seperti sianin dan lignin
- Menghasilkan ribulosa-5-P yang merupakan bahan baku unit ribosa dan deoksiribosa pada nukleotida pada RNA dan DNA.
Zat penghambat respirasi
Zat yang dapat menghambat proses respirasi yaitu
- sianida,
- fluoride,
- Iodo asetat,
- CO diberikan pd jaringan
- Eter, kloroform, aseton, formaldehida dapat menambah respirasi dlm waktu pendek.
Gen adalah pembawa sifat manusia yang terdapat di dalam kromosom DNA . Informasimengenai wujud manusia tersimpan dengan sangat rinci dan detail di dalam gen. Berikut adalah gen-gen unik yang ditemukan oleh para ilmuwan genetika.
Gen Umur Panjang
Kini, para ilmuwan telah menemukan 86 orangtua dan anak-anak yang memiliki tingkat telomerase lebih tinggi dibandingkan orang pada umumnya. Telomerase tersebut berfungsi melindungi DNA.
Telomerase ini merupakan bagian khusus dari DNA yang berada di ujung kromosom, seperti layaknya selubung plastik di ujung tali sepatu untuk mencegah serabut anyaman tali sepatu terurai. Setiap kali sebuah sel terbagi, telomerase akan memendek dan menjadi lebih rentan untuk mengalami kematian.
Dari penelitian tersebut menunjukkan bahwa orang-orang yang berusia di atas 90 tahun beserta keturunannya memiliki telomerase yang lebih tinggi dibandingkan orang kebanyakan. Secara signifikan kondisi tersebut membuat mereka mempunyai umur lebih panjang dibanding dengan orang-orang kebanyakan.
Gen Penyebab Penuaan
Setiap orang tentu mendambakan dirinya awet muda. Dalam sebuah penelitian menunjukkan bahwa penuaan ternyata dipengaruhi oleh satu bagian dari DNA, yang berkelompok di dekat gen manusia bernama TERC. Dalam penelitian di Inggris yang dipublikasikan di jurnal Genetics menyebutkan bahwa seseorang dengan gen ini memiliki proses penuaan sekitar tiga hingga empat tahun lebih cepat dibandingkan dengan orang-orang yang tidak memiliki gen ini.
Penelitian lain oleh Harvard Medical School dan dimuat Nature, berhasil mengaktifkan gen tua pada tikus. Hasilnya, proses penuaan berhasil dibalikkan sehingga organ pada tikus itu mengalami regenerasi dan tingkat kesuburan mereka berhasil pulih. Kesimpulannya secara teori, memanipulasi gen TERC tersebut dapat memperlambat penuaan.
Benih merupakan biji tanaman yang digunakan untuk tujuan pertanaman. Pada budidaya tanaman pangan utama yang merupakan tanaman serealia, benih sebagai penyambung kehidupan tanaman sangatlah penting. Oleh karena itu mutu benih harus diketahui sebelum petani menanam, untuk mencegah kegagalan petani.
Menurut Sajad (1977) dalam konteks budidaya pertanian, benih dapat dipandang melalui empat macam titik tolak pemikiran, yaitu :
-
Batasan struktural
Mendasarkan pengertian kepada segi anatomi dari biji. Proses pembentukan biji pada berbagai jenis tanaman tidak sama, baik disebabkan oleh faktor genetik maupun faktor lingkungannya. Ketidaksempurnaan dalam proses pembuahan bakal biji akan mengakibatkan terbentuknya biji yang tidak sempurna. Hal ini akan mengakibatkan produsen benih mengalami kerugian karena sasaran kuantitatif maupun kualitatif produksi tidak tercapai.
-
Batasan fungsional
Bertolak dari perbedaan antara fungsi benih dan biji. Di sini benih adalah biji tumbuhan yang digunakan oleh manusia untuk penanaman atau budidaya. Sebagai contoh: gabah dan benih padi mempunyai bentuk fisik yang sama tetapi berbeda dalam fungsinya. Gabah untuk diberaskan dan benih padi untuk disemaikan.
-
Batasan agronomi/budidaya pertanian
Batasan benih sebagai sarana budidaya pertanian mendasarkan pengertian bahwa di samping penggunaan sarana produksi lainnya yang maju maka benih yang digunakan harus memiliki tingkat kekuatan tumbuh dan daya kecambah yang tinggi sehingga mampu mencapai produksi secara maksimum.
-
Batasan teknologi
Batasan teknologi memberikan pengertian kepada benih sebagai kehidupan biologi benih. Benih tegasnya suatu tanaman mini yang tersimpan baik di dalam suatu wadah dan dalam keadaan istirahat. Materi yang membentuk kulit biji ada berbagai ragam. Perlakuan teknologi sangat penting untuk menyelamatkan benih dari kemunduran kualitasnya dengan memperhatikan sifat-sifat kulit bijinya. Benih juga harus diusahakan semurni mungkin bagi suatu varietas yang disebutkan. Batasan ini merupakan batasan teknologi yang membatasi bidang teknologi benih untuk tidak berbuat ceroboh dalam menangani benih.
Benih yang digunakan dalam budidaya tanaman dituntut yang bermutu tinggi, yaitu sehat dan bersih, sebab benih harus mampu menghasilkan tanaman yang berproduksi optimum dengan sarana teknologi yang maju. Petani sering mengalami kerugian baik biaya maupun waktu akibat penggunaan benih yang kurang baik. Karena kita beritikad hendak melindungi petani dari kegagalan benih maka pengujian benih perlu dilakukan. Salah satu faktor yang mengukur kualitas benih adalah persentase perkecambahan.
Persyaratan Benih
Benih yang baik harus memenuhi syarat sebagai berikut:
- Benih utuh, artinya tidak luka atau tidak cacat.
- Benih harus bebas hama dan penyakit.
-
Benih harus murni, artinya tidak tercampur dengan biji-biji atau benih lain serta bersih dari kotoran.
- Benih diambil dari jenis yang unggul atau stek yang sehat.
- Mempunyai daya kecambah 80%.
- Benih yang baik akan tenggelam bila direndam dalam air.
Kemampuan potensi lapang dari benih untuk keperluan budidaya diharapkan benih tidak hanya baik tapi juga mempunyai kekuatan tumbuh. Ciri-ciri benih yang kuat sebagai berikut:
- dapat tahan bila disimpan
- berkecambah cepat dan merata
- tahan terhadap gangguan mikroorganisme
- bibit tumbuh kuat, baik di tanah yang basah maupun kering
-
bibit dapat memanfaatkan persediaan makanan dalam benih semaksimum mungkin sehingga dari bibit dapat tumbuh jaringan-jaringan yang baru
- laju tumbuhnya tinggi
- menghasilkan produksi yang tinggi dalam waktu tertentu.
Proses Perkecambahan Benih
Proses perkecambahan benih merupakan suatu rangkaian kompleks dari perubahan-perubahan morfologi, fisiologi dan biokimia. Tahap-tahap yang terjadi pada proses perkecambahan benih adalah:
-
penyerapan air oleh benih, melunaknya kulit benih dan hidrasi dari protoplasma
-
terjadi kegiatan-kegiatan sel dan enzim-enzim serta naiknya tingkat respirasi benih
-
terjadi penguraian bahan-bahan seperti karbohidrat, lemak dan protein menjadi bentuk-bentuk yang melarut dan ditranslokasikan ke titik-titk tumbuh
-
asimilasi dari bahan-bahan tersebut di atas pada daerah meristematik untuk menghasilkan energi bagi pertumbuhan sel-sel baru
-
pertumbuhan kecambah melalui proses pembelahan, pembesaran dan pembagian sel-sel pada titik tumbuh.
Sementara daun belum dapat berfungsi sebagai organ untuk fotosintesa maka pertumbuhan kecambah sangat tergantung pada persediaan makanan yang ada dalam biji.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Perkecambahan Benih
Perkecambahan benih dapat dipengaruhi oleh faktor dalam yang meliputi: tingkat kemasakan benih, ukuran benih, dormansi, dan penghambat perkecambahan, serta faktor luar yang meliputi: air, temperatur, oksigen, dan cahaya.
-
Tingkat kemasakan benih
Benih yang dipanen sebelum mencapai tingkat kemasakan fisiologis tidak mempunyai viabilitas tinggi. Pada beberapa jenis tanaman, benih yang demikian tidak akan dapat berkecambah. Hal ini diduga benih belum memiliki cadangan makanan yang cukup dan pembentukan embrio belum sempurna. Pada tingkat kemasakan yang bagaimanakah sebaiknya panen dilakukan agar diperoleh benih yang memiliki viabilitas maksimum, daya kecambah maksimum serta menghasilkan tanaman dewasa yang sehat, kuat, dan berproduksi tinggi. Hal ini perlu dilakukan penelitian, khususnya untuk benih-benih serealia, seperti padi, jagung, gandum, maupun sorgum. Kami mencoba untuk menampilkan pengaruh tingkat kemasakan benih terhadap perkecambahan benih meskipun bukan pada komoditas tanaman pangan namun pada benih tomat sebagai ilustrasi (Tabel 1).
|
||||||||||||||||||||||
-
Ukuran benih
Karbohidrat, protein, lemak, dan mineral ada dalam jaringan penyimpanan benih. Bahan-bahan tersebut diperlukan sebagai bahan baku dan energi bagi embrio saat perkecambahan. Berdasarkan hasil penelitian, ukuran benih mempunyai korelasi yang positip terhadap kandungan protein pada benih sorgum. Makin besar/berat ukuran benih maka kandungan protein juga makin meningkat. Dinyatakan juga bahwa berat benih berpengaruh terhadap kecepatan pertumbuhan dan produksi, karena berat benih menentukan besarnya kecambah pada pada saat permulaan dan berat tanaman pada saat dipanen. -
Dormansi
Benih dorman adalah benih yang sebenarnya hidup tetapi tidak mau berkecambah meskipun diletakkan pada lingkungan yang memenuhi syarat untuk berkecambah. Penyebab dormansi antara lain adalah: impermeabilitas kulit biji terhadap air atau gas-gas (sangat umum pada famili leguminosae), embrio rudimenter, halangan perkembangan embrio oleh sebab-sebab mekanis, dan adanya bahan-bahan penghambat perkecambahan. Benih dorman dapat dirangsang untuk berkecambah dengan perlakuan seperti: pemberian suhu rendah pada keadaan lembab (stratifikasi), goncangan (impaction), atau direndam dalam larutan asam sulfat. -
Penghambat perkecambahan
Banyak zat-zat yang diketahui dapat menghambat perkecambahan benih. Contoh zat-zat tersebut adalah: herbisida, auksin, bahan-bahan yang terkandung dalam buah, larutan mannitol dan NaCl yang mempunyai tingkat osmotik tinggi, serta bahan yang menghambat respirasi (sianida dan fluorida). Semua persenyawaan tersebut menghambat perkecambahan tetapi tak dapat dipandang sebagai penyebab dormansi. Istilah induksi dormansi digunakan bila benih dapat dibuat berkecambah lagi oleh beberapa cara yang telah disebutkan. -
Air
Faktor yang mempengaruhi penyerapan air oleh benih ada 2, yaitu: sifat kulit pelindung benih dan jumlah air yang tersedia pada medium sekitarnya. Jumlah air yang diperlukan untuk berkecambah bervariasi tergantung kepada jenis benih, umumnya tidak melampaui dua atau tiga kali dari berat keringnya. -
Temperatur
Temperatur optimum adalah temperatur yang paling menguntungkan bagi berlangsungnya perkecambahan benih. Temperatur minimum/maksimum adalah temperatur terendah/tertinggi saat perkecambahan akan terjadi. Di bawah temperatur minimum atau di atas temperatur maksimum akan terjadi kerusakan benih dan terbentuknya kecambah abnormal.
| Tabel 2. |
Temperatur minimum, optimum dan maksimum untuk perkecambahan beberapa jenis tanaman (Milfhorpe & Moorby dalam Sutopo, 1993. |
||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||
-
Oksigen
Proses respirasi akan berlangsung selama benih masih hidup. Pada saat perkecambahan berlangsung, proses respirasi akan meningkat disertai dengan meningkatnya pengambilan oksigen dan pelepasan karbon dioksida , air dan energi. Proses perkecambahan dapat terhambat bila penggunaan oksigen terbatas. Namum demikian beberapa jenis tanaman seperti padi (Oryza sativa L.) mempunyai kemampuan berkecambah pada keadaan kurang oksigen. -
Cahaya
Kebutuhan benih terhadap cahaya untuk berkecambah berbeda-beda tergantung pada jenis tanaman. Benih yang dikecambahkan pada keadaan kurang cahaya atau gelap dapat menghasilkan kecambah yang mengalami etiolasi, yaitu terjadinya pemanjangan yang tidak normal pada hipokotil atau epikotil, kecambah pucat dan lemah.
Kriteria Kecambah Normal dan Abnormal
Daya kecambah benih memberikan informasi kepada pemakai benih akan kemampuan benih tumbuh normal menjadi tanaman yang berproduksi wajar dalam lingkungan yang optimum. Berikut ini adalah uraian kriteria kecambah normal dan abnormal.
- Kecambah normal
-
kecambah memiliki perkembangan sistem perakaran yang baik, terutama akar primer dan akar seminal paling sedikit dua.
-
perkembangan hipokotil baik dan sempurna tanpa ada kerusakan pada jaringan.
-
pertumbuhan plumula sempurna dengan daun hijau tumbuh baik. Epikotil tumbuh sempurna dengan kuncup normal.
-
memiliki satu kotiledon untuk kecambah dari monokotil dan dua bagi dikotil.
-
- Kecambah abnormal
-
kecambah rusak tanpa kotiledon, embrio pecah, dan akar primer pendek.
-
bentuk kecambah cacat, perkembangan bagian-bagian penting lemah dan kurang seimbang. Plumula terputar, hipokotil, epikotil, kotiledon membengkok, akar pendek, kecambah kerdil.
-
kecambah tidak membentuk klorofil.
-
kecambah lunak
-
ayuli012 