Air memiliki peran yang sangat penting dalam kehidupan tumbuhan. Air diserap oleh akar dan ditransportasikan ke dalam tubuh tumbuhan kemudian diuapkan ke atmosfer. Bila terjadi ketidak seimbangan air dalam tubuh tumbuhan menimbulkan masalah defisit air yang mengakibatkan terganggunya sejumlah proses selular. Oleh karena itu tumbuhan harus menjaga seimbangan air yaitu antara pengambilan dan penguapan. Air berperan penting dalam sel tumbuhan. Pada slide ini juga dibahas mengenai sistem transpor air pada tumbuhan. Juga menjelaskan peranan aquaporin sebagai sistem transportasi air pada tumbuhan.

1. BAB II
TRANSPOR AIR
FISIOLOGI TUMBUHAN
FITRI DAMAYANTI
UNIVERSITAS INDRAPRASTA PGRI

2. Air berperan penting dalam
kehidupan tumbuhan
Air diserap akar & transportasi ke tubuh
tumbuhan  diuapkan ke atmosfer
Masalah defisit air 
terganggunya sejumlah
proses selular
Menjaga seimbangan
air antara pengambilan
& penguapan
Ketidak seimbangan
air dalam tubuh
tumbuhan
Tantangan bagi
tumbuhan
Keberadaan dinding
sel  tekanan
hidrostatik atau
tekanan turgor
• Pembesaran sel
• Pertukaran gas pada daun
• Transpor dalam floem & melintasi
membran
• Menjaga kestabilan & kekakuan
mekanis jaringan tumbuhan
Fungsi
tekanan
turgor

3. Kisaran Rata-Rata 80-90%
Sayuran/buah  85-95%
Jaringan transpor  35-75%
Biji  5-15%
AIR DALAM KEHIDUPAN TUMBUHAN
Pergerakan air dan bahan lain melalui membran ke sel
tumbuhan, dan antara tumbuhan dan lingkungan
Hubungan air tumbuhan
Banyak aktivitas tumbuhan ditentukan oleh
sifat air dan bahan yang larut dalam air

4. 1. Pelarut & medium untuk reaksi kimia
2. Medium untuk transport, zat terlarut organik &
anorganik
3. Medium yang memberikan turgor pada sel tumbuhan
4. Hidrasi & netralisasi muatan pada molekul-molekul
koloid
5. Bahan baku untuk fotosintesis
6. Evaporasi air (transpirasi) untuk mendinginkan
permukaan tanaman
Peranan Air dalam Sel Tumbuhan

5. Makin besar bobot molekul suatu unsur/senyawa
 Makin besar kemungkinannya dalam bentuk
padat atau cair pada suhu tertentu (mis. 200C)
Contoh: n-heksana (BM=86)
n-heptana (BM=100)
Cair
pada suhu ruang
Cairan pada Suhu Fisiologis

6. Makin rendah bobot molekulnya
 Makin besar kemungkinan suatu
zat berbentuk cair atau gas
Contoh: Metana BM=16
Propana BM=44
Gas
pada suhu ruang

7. Makin besar molekul
 Makin besar energi yang dibutuhkan untuk
memutuskan gaya yang mengikat molekul-
molekul itu satu sama lain
Misal: zat padat  zat cair
zat cair  gas

8. Hukum Hidrolika
 Tumbuhan muda  sistem hidrolika
Terlihat jelas ketika
tumbuhan layu
 Bentuk normal tumbuhan terpelihara oleh
tekanan air dalam protoplas, mendorong dinding
sel
Diterapkan pada
organisme, krn sebagian
besar terdiri dari air
Zat Cair tidak Termampatkan

9.  Tumbuhan tumbuh, bila menyerap air
 selnya melar
 Mimosa pudica
 membuka / menggulung ketika air bergerak
masuk atau keluar sel khusus yang terletak
di dasarnya
 Stomata di permukaan daun
 membuka ketika air masuk ke sel penjaga
dan menutup jika air keluar dari sel penjaga

10. Ikatan hidrogen pada molekul air.
Ikatan hidrogen terbentuk antara molekul air dengan molekul lain yang
memiliki atom elektronegatif
Ikatan Hidrogen

11. Ikatan hidrogen pada air:
 Air dapat mempertahankan suhu tumbuhan
 Air sebagai pelarut yang baik
 Sifat adesi dan kohesi air sangat penting bagi
tumbuhan

12. Air bersifat
polar
Tertarik ke banyak bahan
Mis: protein dan polisakarida
Gaya Adesi & Gaya Kohesi Air
•Tarik menarik antar molekul tidak sejenis (air & molekul
lain)  Molekul air membentuk ikatan hidrogen dengan
molekul lain
•Tarik menarik antar molekul sejenis (air & molekul lain)
 ikatan hidrogen
•Memberikan air kekuatan regang yang sangat besar 
kemampuan menahan regangan tanpa putus

13. Kohesi antar molekul
Molekul di permukaan suatu cairan
 selalu tertarik ke arah cairan tersebut
oleh gaya kohesi (ikatan hidrogen)
Sedangkan molekul pada fase uap
 terlalu sedikit dan terlalu renggang untuk
mampu menghasilkan gaya pada molekul di
permukaannya
Tegangan Permukaan

14. Peranan
tegangan
permukaan
Misal:
Pada tekanan normal, menghambat
lalu lalang gelembung udara melalui
pori dan ceruk di dinding sel dihambat
Fisiologi Tumbuhan

15. Molekul
Menyebarnya molekul sebuah zat di ruangan yang ada
Memiliki energi intriksi
Gerak termal (kalor)
DIFUSI
Suatu substansi akan berdifusi dari tempat yang
konsentrasinya tinggi ke tempat yang
konsentrasinya lebih rendah
Setiap substansi akan berdifusi menuruni
gradien konsentrasinya
DIFUSI DAN ALIRAN MASSA

16. AIR
Difusi satu zat terlarut
Zat akan berdifusi dari tempat yang lebih pekat ke
tempat yang kurang pekat
Difusi menuruni gradien konsentrasi menyebabkan
kesetimbangan dinamik  KESETIMBANGAN

17. Difusi dua zat terlarut
Setiap zat pewarna menuruni gradien
konsentrasinya  KESETIMBANGAN

18. Difusi molekul.
Pergerakan dari mineral nutrisi dan molekul lain menurunin
gradien potensial kimia-transpor pasif

19. Difusi gerakan termal suatu molekul. Pencampuran molekul 
perbedaan konsentrasi  terjadi kesetimbangan. Difusi pada gas akan
terjadi paling cepat, kemudian cairan, dan terakhir padatan

20. 1. Ukuran partikel  partikel berukuran kecil akan semakin
cepat partikel itu akan bergerak  semakin tingginya
kecepatan difusi
2. Ketebalan membran  membran semakin tebal maka
semakin lambat kecepatan difusi
3. Luas suatu area  semakin besar luas area maka semakin
cepat kecepatan difusi yang terjadi
4. Jarak  semakin besar jarak antara dua konsentrasi maka
kecepatan difusi akan semakin lambat
5. Suhu  semakin tinggi suhu maka partikel akan
mendapatkan energi untuk bergerak dengan lebih cepat 
kecepatan difusi akan semakin cepat
Faktor yang Memperngaruhi Kecepatan Difusi

21. Gradien potensial air dan
gradien potensial kimia
GAYA PENDORONG
Faktor-faktor yang mempengaruhi difusi
 Lima model sistem difusi
1. Konsentrasi
Partikel berdifusi dari tempat beraktivitas tinggi ke
tempat yang beraktivitas rendah
 potensial kimia tinggi ke rendah

22. 2. Suhu
H2O H2O
Gas yang lebih dingin berdifusi  panas
Tumbuhan di daerah Artika
 akar berada pada pada yang hampir beku,
daun dihangatkan oleh matahari 200C

23. 3. Tekanan
H2O H2O
Jika tekanan diberikan pada larutan di satu sisi
membran dan tidak di sisi lain
 Potensial air di sisi yang mendapat tekanan
akan naik dan terjadi difusi melintasi
membran ke sisi bertekanan rendah

24. 4. Efek linarut
H2O
Air berdifusi melintasi membran dari sisi air murni
ke sisi larutan
Difusi khusus (OSMOSIS)
Contoh:
 Proses pergerakan air dari tanah ke tumbuhan
 Dari satu sel ke sel lainnya
H2O
Gula,
garam mineral

25. 5. Matriks = permukaan bahan yangmengikat air
H2O
Proses penyerapan air oleh matriks = hidrasi
Contoh: penyerapan air oleh benih
sebelum berkecambah
H2O
Tanah liat

26. Laju Difusi
Postulat dari ilmuwan Jerman
(Fisiologi Hewan), Adolf Eugen Fick
Hukum Difusi
Pertama Fick
Jj = -D
ℓ
Cj
ℓ
x
Jj = Fluks aliran difusi
Jumlah j persatuan waktu
= gradien konsentrasi
x = jarak
ℓ
Cj
ℓ
x

27. Jika satu sisi membran ada larutan dan di sisi
lainnya ada larutan lain yang berbeda
konsentrasinya
Larutan yang lebih pekat memiliki potensial
air lebih rendah (-)
SISTEM OSMOTIK

28. Proses osmosis  perpindahan air dari daerah konsentrasi
rendah (hipotonik) menuju daerah konsentrasi tinggi
(hipertonik) melalui membrane semipermiabel

29. Komponen Potensial Air
Ψ m = potensial matriks
Gaya yang menahan air di dalam
unsur pokok tumbuhan dan tanah
(gaya ini bernilai – karena dapat
dihilangkan dengan penambahan
gaya
Ψw = Ψm + Ψs + Ψp + Ψz

30. Ψ s Potensial zat terlarut (potensial osmosis).
Energi potensial air yang dipengaruhi oleh
konsentrasi bahan terlarut
Ψ p Potensial tekanan (tekanan turgor).
Gaya yang disebabkan tekanan hidrostatis
(bernilai +)
Ψ z Potensial gravitasi gaya selalu ada, ini berarti
untuk pohon yang tinggi

31. Pengenceran
Pada waktu air berdifusi melintasi
membran, air menyebabkan naiknya
tekanan dan pengenceran
Potensial osmotik larutan meningkat,
tekanan yang dibutuhkan untuk mencapai
kesetimbangan berkurang

32. Ψs1 V1 = Ψs2 V2
Ψs1 = potensial osmotik sebelum
pengenceran
V1 = volume sebelum pengenceran
Ψs2 = potensial osmotik sesudah
pengenceran
V2 = volume sesudah pengenceran

37. • Aquaporin  famili dari protein membran MIPs (Mayor
Intrinsic Proteins) dibagi menjadi 3 subkelompok:
• 1. PIPs (Plasma Membrane Intrinsic Proteins)
• 2. TIPs (Tonoplast Intrinsic Proteins)
• 3. NLMs (Nodulin-26 Like MIPs)
• Struktur molekulnya: terdiri dari 6 domain dengan 5 loop
ekstamembran (A-E)
• Aquaporin bersifat selektif terhadap molekul air yang masuk
dan keluar sel dan mencegah keluarnya ion dan zat terlarut
lainnya
• Meningkatkan permeabilitas membran terhadap air  penting
untuk sistem transportasi air
AQUAPORIN

38. AQUAPORIN
Tampilan sisi saluran
aquaporin 1 (AQP1)
Lintasan air melalui membran
secara difusi atau melalui lubang
selektif dari protein membran
integral (aquaporin)

39.  Mercury derivates inhibitors of water
channels in biological membranes.
 Mercury ions specifically oxidize a Cys
residue in the E-loop close to the second
NPA motif --- recovered by mercaptoethanol
(ME).
 Motor cells in the pulvinus of Mimosa pudica
contain 2 distinct types of vacuole (tannin
vacuole & aqueous vacuole – have Ɣ-TIP ) ----
role play in cell volume adjustment during leaf
movement

41. Mekanisme regulasi aquaporin di membran plasma dan tonoplast pada
kondisi potensial air tinggi dan rendah
Sumber: http://www.journals.elsevier.com/plant-science