Tubuh tumbuhan terdiri dari satuan yang dikenal sebagai sel, yang masing-masing diselubungi oleh dinding sel dan melekat pada sel lain dengan adanya perekat sel .
Plasma sel dibungkus oleh selaput tipis yang disebut membran plasma /selaput plasma .
Selaput ini merupakan membran dwi lapis yang mampu mengatur secara selektif aliran cairan dari lingkungan suatu sel kedalam sel dan sebaliknya
Fungsi membran pada dasarnya adalah mengatur lalu lintas molekul air dan ion atau senyawa yang terlarut dalam air untuk keluar masuk sel atau organel-organnel sel.
Walaupun membran tidak sepenuhnya bersifat semipermeabel, tetapi tetap saja molekul-molekul air akan lebih leluasa untuk menembus membran dibandingkan dengan ion-ion atau senyawa-senyawa lainnya
Struktur dinding sel dan membran sel berbeda. Membran memungkinkan molekul air melintas lebih cepat daripada unsur terlarut; dinding sel primer biasanya sangat permeable terhadap keduanya. Memang membran sel tumbuhan memungkinkan berlangsungnya osmosis, tapi dinding sel yang tegar itulah yang menimbulkan tekanan.
Sel hewan tidak mempunyai dinding, sehingga bila timbul tekanan didalamnya, sel
tersebut sering pecah, seperti yang terjadi saat sel darah merah dimasukkan dalam air.
Sel yang turgid banyak berperan dalam menegakkan tumbuhan yang tidak berkayu
Zat-zat yang keluar masuk sel akar atau daun dapat berupa
- gas-gas,
- air dan
- ion-ion.
Sifat dari ketiga golongan zat tersebut berbeda, maka permeabilitas membran terhadap zat-zaat tersebut juga berbeda. Karena itu cara penyerapannya juga berbeda. Berikut ini akan diuraikan beberapa mekanisme transport melalui membran.
Difusi
Difusi merupakan salah satu prinsip yang menggerakkan partikel zat seperti CO2,O2 dan H2O masuk ke dalam jaringan.
Gerak partikel zat ini dipengaruhi oleh beberapa faktor penting, meliputi :
- Suhu. Setiap zat cenderung dalam keadaan bergerak. Semakin tinggi suhu, semakin aktif pergerakan molekul-molekul zat. Adanya gerakan zat ini dapat menjadi salah satu pendorong masuknya zat ke dalam akar.
- Konsentrasi. Bila kita membuka botol minyak wangi, bau minyak wangi akan segera menyebar ke luar. Hal ini terjadi karena konsentrasi zat minyak wangi dalam botol sangat tinggi dibanding keadaan di luar botol. Adanya perbedaan konsentrasi zat antara botol dan diluar botol, mendorong zat minyak wangi menyebar ke luar.
- Tekanan. Pergerakan zat juga terjadi karena adanya perbedaan tekanan antara dua daerah. Misalnya, antara daerah di sekitar akar dengan keadaan di dalam sel /jaringan.
Osmosis
Difusi terjadi pada semua jenis zat, termasuk gas-gas, ion-ion dan air. Masuknya air dari luar ke jaringan akar juga merupakan peristiwa difusi. Air bergerak dari daerah yang airnya lebih banyak ke daerah yang airnya lebih sedikit. Kandungan air dalam tanah relatif tidak terbatas (potensial air sebesar-besarnya = mendekati 0) daripada airjaringan akar. Adanya perbedaan kadar air ini mendorong air berdifusi masuk ke dalamakar.
Air yang masuk ke dalam akar akan mengisi ruang-ruang antar sel atau masuk ke dalam sel.
Air dapat masuk ke dalam sel-sel akar setelah air menembus dinding dan membran sel. Air yang bergerak menembus membran sel inilah yang disebut osmosis.
Dengan kata lain, osmosis adalah difusi air menembus membran sel.
Osmosis terjadi apabila ada perbedaan konsentrasi air tinggi ke daerah yangberkonsentrasi rendah. Semakin besar konsentrasi cairan pada kedua sisi membran,semakin tinggi tekanan osmosisnya
Osmosis merupakan difusi air melintasi membran semipermeabel dari daerahdimana konsentrasi air lebih tinggi ke daerah dengan konsentrasi air yang lebih rendah.
Osmosis sangat ditentukan oleh potensial kimia air atau potensial air, yang menggambarkan kemampuan molekul air untuk dapat melakukan difusi.
Osmosis adalah difusi melalui membran semipermeabel.
Masuknya larutan ke dalam sel-sel endodermis merupakan contoh proses osmosis.
Dalam tubuh organisme multiseluler, air bergerak dari satu sel ke sel lainnya dengan leluasa.
Selain air, molekulmolekul yang berukuran kecil seperti O2 dan CO2 juga mudah melewati membran sel.
Molekul-molekul tersebut akan berdifusi dari daerah dengan konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah. Proses Osmosis akan berhenti jika konsentrasi zat di kedua sisimembran tersebut telah mencapai keseimbangan
Secara luas, proses osmosis diartikan sebagai proses perpindahan pelarut melewati sebuah membran semipermeabel. Secara sederhana, osmosis dapat diartikansebagai proses difusi air sebagai pelarut, melewati sebuah membran semipermeabel.
Masuknya air ini dapat menyebabkan tekanan air yang disebut tekanan osmotik.
Pada sel tanaman disebut tekanan turgor .
Terdapat tiga sifat larutan yang dapat menentukan pergerakan air pada osmosis, yaitu hipertonik, hipotonik, dan isotonik. Suatu larutan dikatakan hipertonik jika memiliki konsentrasi zat terlarut lebih tinggi dibandingkan larutan pembandingnya.
Dalam hal ini, larutan pembanding akan bersifat hipotonik karena memiliki konsentrasi zat terlarut lebih kecil. Larutan isotonik, memiliki konsentrasi zat terlarut yang sama dengan larutan pembanding.
Pergerakan molekul air melalui membran semipermeabel selalu dari larutan hipotonis menuju ke larutan hipertonis sehingga perbandingan konsentrasi zat terlarut kedua larutan seimbang (isotonik). Misalnya, sebuah sel diletakkan di dalam air murni.
Konsentrasi zat terlarut di dalam sel lebih besar (hipertonik) karena adanya garammineral, asam-asam organik, dan berbagai zat lain yang dikandung sel.
Dengan demikian, air akan terus mengalir ke dalam sel sehingga konsentrasi larutan di dalam sel dan di luar sel sama.
Namun, membran sel memiliki kemampuan yang terbatas untuk mengembang sehingga sel tersebut tidak pecah. Pada sel darah merah, peristiwa ini disebut hemolisis.
Pada sel tumbuhan, peristiwa ini dapat teratasi karena sel tumbuhan memiliki dinding sel yang menahan sel mengembang lebih lanjut.
Pada sel tumbuhan keadaan ini disebut turgid.
Keadaan sel turgid membuat tanaman kokoh dan tidak layu.
Di alam, air jarang ditemukan dalam keadaan murni, air selalu mengandung garam-garam dan mineral-mineral tertentu. Dengan demikian, air aktif keluar atau masuk sel.
Hal tersebut berkaitan dengan konsentrasi zat terlarut pada sitoplasma.
Pada saat air di dalam sitoplasma maksimum, sel akan mengurangi kandungan mineral garam dan zat-
zat yang terdapat di dalam sitoplasma. Hal ini membuat konsentrasi zat terlarut di luar sel sama besar dibandingkan konsentrasi air di dalam sel.
Jika sel dimasukkan ke dalam larutan hipertonik, air akan terus-menerus keluar dari sel.
Sel akan mengerut, mengalami dehidrasi, dan bahkan dapat mati.
Pada sel tumbuhan, hal ini menyebabkan sitoplasma mengerut dan terlepas dari dinding sel. Peristiwa ini disebut plasmolisis.
Dengan demikian, pada saat tertentu, sel perlu meningkatkan kembali kandungan zat-zat dalam sitoplasma untuk menaikkan tekanan osmotik di dalam sel.
Cara sel mempertahankan tekanan osmotiknya ini disebut osmoregulasi
Demikian seterusnya, sel selalu aktif dan hal tersebut dilakukan untuk mempertahankan kondisi setimbang antara sel dan lingkungannya.
Proses metabolisme membutuhkan air dan mineral atau garam dan berbagai zat yang
terkandung dalam sitoplasma. Akibatnya, tekanan osmotik dan kon sentrasi molekulmolekul lain berubah sehingga terjadi aliran difusi dan osmosis yang terus-menerus dari sel ke luar atau dari luar ke dalam sel.
