materi kuliah Biologi ingkungan

1. BIOLOGI LINGKUNGAN
Oleh:
Akhsin Zulkoni
Dewi Rahyuni

2. Biologi Lingkungan :
Cabang Ilmu Pengetahuan yang mempelajari tentang :
1. hubungan kekerabatan yang dinamis
antara mahluk hidup dengan lingkungan
fisik
2. Pola hubungan antara mahluk hidup dg
lingkungan
3. Interaksi antara sistem kehidupan dengan
lingkungannya

3. HIDUP :
• Fenomena-fenomena yg terdiri dari
benda-benda fisik, kemis, biologis,
ditambah seseuatu yg tdk dpt
didefinisikan yaitu “nyawa”
• (Prof. Dr Ir. G Tjitrosoepomo 1980)

4. CIRI-CIRI MAKHLUK HIDUP
1. CIRI STRUKTURAL
• Memiliki struktur tubuh ttt
• Memiliki ukuran tubuh ttt
• Memiliki bentuk tubuh ttt
• Memiliki komponen
penyusun utama berupa
C H O N

5. 2. CIRI FUNGSIONAL
• Movement : melakukan perubahan posisi
• Responsiveness : reaksi thd perubahan (adaptasi)
• Growth : peningkatan ukuran
• Reproduction : produksi ogme baru / sel
baru
• Respiration : mengambil O2, melepas CO2
& menghasilkan energi

6. • Digesti : mencerna makanan
• Absorpsi : melewatkan subtansi mkn melalui
membran dan cairan tubuh
• Sirkulasi : perpindahan substansi di cairan tbh
• Asimilasi : perubahan subtansi yg diabsorbsi
menjadi substansi yg berbeda
• Ekskresi : pengeluaran zat sampah
• Irritabilitas : kemampuan menjawab rangsang

7. TINGKATAN ORGANISASI MH

8. TINGKATAN ORGANISASI MH
• ATOM : bagian terkecil dari suatu benda, .
C. H, O, N, K, S
• MOLEKUL : gabungan dari beberapa atom
H2O, CO2, O2. NH3
• MAKROMULEKUL : Gabungan dari beberapa molekul
O
CH3-CH2-CH2-C
H

9. • ORGANELA : Benda-benda yg terkandung dlm sel
• SEL : satuan dasar suatu organime yg t.a protoplasma
dan inti yg terkandung dlm membran

10. • JARINGAN : kumpulan sel yg memiliki btk & fungsi sama
• ORGAN / ALAT TUBUH:bagian dari suatu organisme yg
mempunyai fungsi ttt.

11. • SISTEM ORGAN : kerjasama antara struktur & fungsional
yg harmonis.

13. • ORGANISME: 1 makhluk hidup, 1 individu

14. • POPULASI: klp organisme yg sejenis (species) yg hidup dan
berkembang biak pada suatu daerah dan waktu ttt.
• KOMUNITAS: semua populasi dr berbagai jenis yg menempati
suatu daerah ttt. Di sini terjadi interaksi antara 1
pop dg lainnya.

15. • EKOSISTEM :
tatanan kes. Sec. utuh
menyeluruh ant sgnp
unsur lingk hidup yg
saling mpengaruhi
• BIOSFER : lapisan bumi
tempat ekosisten
beroperasi

16. TUMBUHAN
• Struktur tubuh td:
akar, batang, daun
• Berklorofil
• Makhluk produsen
• Nutrisi: unsur hara
• Sumber E: matahari
• Gerak pasif

17. BAGIAN-BAGIAN TUMBUHAN
1. Organum nutritivum
adalah organ tumbuhan yang
berhubungan dengan nutrisi / makanan
bagi tumbuhan itu
a. akar (radix)
b.batang (caulis)
c. daun (folium)

18. 2. Organum reproductivum
adalah bagian tumbuhan yang
berhubungan dengan reproduksi,
meliputi :
a. Bunga
b. Buah
c. buji

19. DAUN (FOLIUM)
• menduduki tempat tertentu pada
batang
• banyak mengandung klorofil
• jumlah yang gugur < yang tumbuh
• Fungsi:
1. Organ pengolah (fotosint)
2. Penyerap gas (CO2 dll) stomata
3. Organ transpirasi plg efektif
4. Organ respirasi plg efektif

20. BATANG (CAULIS)
Sifat :
• panjang, bulat, bentuk lain, aktinomorf
• fototrof, selalu bertambah panjang
• bila bercabang tidak pernah gugur
• umumnya tidak berwarna hijau, kecuali tumbuhan
berumur pendek
Fungsi :
• Mendukung organ yang ada di atas tanah
• Memperluas bidang fotosintesis
• Jalan pengangkutan air dan unsur hara
• Kadang 2 menjadi tempat penimbunan cadangan mkn

21. AKAR (RADIX)
Sifat :
• Mrp organ yg berada di bawah tanah
• tdk berbuku, tdk berwarna hijau
• ujungnya runcing dan tumbuh
menuju bumi
Fungsi :
• menyangga berdirinya tumbuhan
• penyerap air dan unsur hara
• kadang-kadang berfungsi sbg
cadangan makanan

23. FOTOSINTESIS
Penyerapan karbon dan gas
SOx & Nox
Melalui stomata pada
permukaan daun saat terjadi
proses fotosintesis

24. • Fotosíntesis adalah proses produksi
karbohidrat yang berasal dari bahan anorganik
melalui transformasi energi matahari menjadi
energi kimia.

29. Faktor yg berpengaruh thd fotosintesis
1. Cahaya
a. kualitas
b. Kuantitas
c. Lama penyinaran
2. Daun
3. Temperatur
4. Kadar CO2
5. Kadar H2O
6. Kadar O2
7. Akar

30. Kualitas cahaya

31. Kuantitas cahaya
adalah jumlah sinar yang dapat ditangkap per
satuan luas daun
1. Luas daun
2. Duduk daun
3. Arah sinar
4. Kelembaban udara
5. Kebersihan udara

32. Lama penyinaran
1. Sebentar
2. Lama
3. Putus-putus

33. Usia daun
• fotosintesis
• usia daun
muda sedang tua

34. temperatur
Fotosintesis
suhu
35 40
Suhu 35-45o C  kerja ensim opt  fotos max
Suhu < 35o C  kerja ensim rendah  fotos rendah
Suhu > 40o C  ensim rusak  fotos turun

35. Kadar CO2
• fotosintesis
kadar CO2

36. Kadar H2O
• fotosintesis
kadar H2O

37. Kadar O2
• fotosintesis
kadar O2

41. RESPIRASI
• Penggunaan karbohidrat dan produk
fotosintesis untuk membangun dan
memelihara seluruh jaringan tumbuhan
dan memproduksi energi untuk
digunakan dalam metabolisme dan
penyerapan hara.

42. Disebut juga:
• Katabolisme
• Desimilasi
• Pembongkaran
• Pernafasan
C6H12O6 + 6 O2  6 CO2 + 6 H2O + E

43. FAKTOR YG BERPENGARUH
1. Jenis substrat / bahan
Substrat yang dipecah dalam respirasi makin
sederhana energi yang dihasilkan makin kecil.
2. Temperatur
makin tinggi temperatur respirasi makin naik
sampai batas tertentu (30-40o C) setelah itu
makin tinggi tempertur respirasi makin turun.
Suhu opt  aktift ensim tinggi  respi tinggi
Suhu opt  fotos tinggi  substrat >  resp >

44. 3. Kadar oksigen lingkungan
makin tinggi kadar O2, respirasi makin tinggi
(aerob)
makin tinggi kadar O2, respirasi makin turun
(an aerob)
respirasi
aerob
anaerob
kadar O2

45. 4. Cahaya
a. Cahaya tinggi => suhu tinggi => enzim
aktif => respirasi tinggi
b. Cahaya tinggi => fotos tinggi =>
substrat tinggi => respirasi tinggi
5. Kelembaban udara
kelembaban rendah => suhu tinggi =>
enzim aktif => resp tinggi

46. • Kelembaban tanah
kelembaban tanah tinggi  penyerapan air
tinggi  butuh energi banyak untuk
penyerapan  respirasi tinggi
respirasi respirasi
kelemb. udara kelemb. tanah

47. 6. Luka pada tumbuhan
luka  terjadi restitusi  butuh energi 
respirsi naik
7. Kadar garam
kadar garam tanah tinggi => penyerapan tinggi
=> butuh energi tinggi => respirasi tinggi
8. Kadar CO2
CO2 tinggi => stomata tertutup => O2 turun =>
respirasi turun

48. 9. Bahan kimia
a. Cyanida, Flourid, Jod asetat, Co 
inhibitor  respirasi turun
b. eter, kloroform, aceton. formaldehid 
pemacu  respirasi naik

49. TRANSPIRASI
• Hilangnya uap air dari dalam tubuh tumbuhan
• Melalui: stoma, kutikula, lentisel
• Gutasi: penetesan air dari sel daun
 bila transpirasi lambat
• Fungsi transpirasi
1. Merupakan proses vital yg berhubungan
dg penyerapan air dan unsur hara
2. Menjaga suhu tubuh

50. Faktor yg berpengaruh pd transpirasi
1. Faktor intrinsik:
a. Ukuran daun
b. Ada tidaknya lapisan permukaan
daun
c. Ketebalan daun
d. Posisi stomata

51. 2. Faktor ekstrinsik
a. kelembaban udara ( berbanding terbalik)
b. Kecepatan angin ( berbanding lurus)
c. Kondisi kebasahan tanah ( berbanding lurus)
d. Temperatur :
Suhu naik => tekanan uap daun naik =>
evapotranspirasi naik
e. cahaya :
cahaya naik => Suhu naik => turgor daun
naik => evapotranspirasi naik

52. Mekanisme membuka stomata
cahaya naik => fotosintesis naik => CO2
turun => pH lingk naik => enzim
posforilase aktip (amilum  glukosa) =>
tekanan osmosis sel penutup naik => air
dari sel tetangga masuk sel penutup =>
sel penutup makin tegang => stoma
membuka => transpirasi naik =>
penyerapan naik

53. DINAMIKA HARA DALAM TANAH
Tanah merupakan komplek
penyimpanan hara
• Hara terimobilisasi
(tersemat)
• Tidak dpt diganti oleh
kation lain
• Mengalami humifikasi
• Tidak tersedia
Mineral lempung
Endapan
Bahan organik
N P K Ca
Mg S Fe
Mn Zn Cu
Mo B Co

54. Ca++ Ca++
Mg++ Mg++
K+ K+
Fe3+ Al++
H+ H+
PO4- Cl- SO42-
Komplek pertukaran
• Kation yg terjerap
• Terikat tdk spesifik
• Dpt diganti dg kation
lain
• tersedia
- + + + + -
- -
- -
- -
- -
- mineral -
- -
- b o -
- -
- -
+ + + + +

55. Larutan tanah
• Kation yg terlarut dlm
air tanah
• tersedia
Ca2+ Al2+
Mg2+ H+
K+ Fe2+
Na+ PO43-
Zn2+ Cl-
MnO4 SO42-

56. TRANSPOR AIR DAN HARA
Pergerakan hara ada 2 tahap:
1. Pergerakan hara menuju akar
• Gerakan yg mendatar
• Bersifat pasif
• Tdk memerlukan tenaga
• Bersifat terbalikkan
• Tidak selektif
• Penyerapan sampai di dinding sel & r a s

57. Mekanisme pergerakan hara meuju ke akar:
1. Difusi :
gerakan dr konsentrasi ↑  ↓
2. Mass flow (aliran massa):
pergerakan hara bersama dg aliran air
(transpirasi)
3. Contact exchange:
persinggungan langsung antara akar dg
komplek padatan tanah

58. 2. Pergerakan hara dr endodermis ke dalam sel
• Melewati membran sel
• Bersifat aktif
• Memerlukan tenaga 
shg bergantung pd metabolisme sel akar 
faktor yg berpengaruh thd metab akan
berpengaruh pd proses penyerapan (chy, air,
CO2, suhu)
• Bersifat selektif
• Tidak terbalikkan

59. Mekanisme penyerapan aktif
permk luar permk dlm
C C
S SC SC S
E E

60. Carier 
mengikat ion pd permukaan luar membran 
terbentuk carier-ion komplek 
bergerak menembus membran dg rotasi &
mekanisme ttt (butuh E) 
carier-ion komplek smp pd permukaan dlm
membran 
komplek pecah 
Ion dilepas ke dlm sitoplasma 
carier berputar kembali ke permukaan luar
memberan utk mengikat ion lagi  dst

61. Faktor yg berpengaruh thd penyerapan aktif:
1. Suhu  proses kimia & biologi
2. O2  respirasi  hslkan E  absorpsi
3. Kh  respirasi  hslkan E  absorpsi
4. Cahaya  fotos  respirasi  E  absorpsi
5. Zat2 racun metabolisme <  E < 
absopsi <

62. Perjalanan air dr bawah ke atas:
1. Teori vital
perjalanan air dr bawah ke atas hanya
dilakukan oleh sel-sel hidup
2. Teori tekanan akar
bila batang dipotong  air akan keluar dr
batang  air berasal dr tekanan akar
3. Teori kapilaritas
air & nutrien yg terlarut naik krn terjadi
adhesi antara ddg xilem dan air

63. 3. Benang air
Digambarkan bahwa molekul-molekul air berderet-
deret mulai dari dalam tanah terus bersambung-
sambung di bulu akar dan selanjutnya sampai di
daun. Jika suatu molekul air yang berada di daun
meloncat di udara (yaitu peristiwa transpirasi),
maka molekul air yang meninggalkan daun itu
tempatnya segera diduduki oleh molekul air yang
semula ada di bawahnya (bergerak karena osmosis).
Demikian seterusnya sehingga suatu molekul air
yang semula tepat berada di luar bulu akar akhirnya
mendapat kesempatan untuk masuk ke dalam sel
akar.