TRANSPORTASI SEL

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

1. gas-gas,
2. air dan
3. 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 :

1. 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.
2. 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.
3. 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.

SOAL

1. Water-loving molecules such as glucose are:

A hydrophobic

B hydrophilic

C insoluble in water

2. The model of a cell membrane containing a bilayer of phospholipid molecules with interspersed protein molecules is the:

A induced fit model

B fluid mosaic model

C lock and key model

3. The cell membrane is differentially permeable. This means that:

A some molecules may pass through but not others

B all molecules pass through the membrane at the same rate

C only glucose passes through easily

4. The transport of mineral ions from soil to plant root requires energy-rich ATP. This is an example of:

A passive transport

B active transport

C osmosis

5. Diffusion is the movement of substances from:

A low to high concentrations

B high to low concentrations

C equal areas

6. The diffusion of water is called:

A osmosis

B hydrophobic

C concentration gradient

7. When a microscopic protozoan takes in a particle of food into itself, the process used is:

A exocytosis

B endocytosis

C osmosis

8. When milk is secreted by mammary glands, the process used is:

A exocytosis

B endocytosis

C osmosis

9. White blood cells engulfing foreign bacteria is an example of:

Aphagocytosis

Bexocytosis

Cdiffusion

10. The difference between the membrane surrounding a cell and an organelle is that the cell membrane is:

Amore porous

Bthicker

Cthinner

11. In saltwater, the solvent is the:

Avarious salts

Bsodium chloride only

Cwater

12. What is the difference between passive and active transport?

APassive transport releases energy, but active transport does not

BPassive transport requires an output of energy

CActive transport requires an input of energy, but passive transport does not

13. Osmosis is:

Athe movement of water from low to high concentrations

Bthe movement of solvent from low to high concentrations

Cthe diffusion of water

14. How do amino acids move across the cell membrane?

AThey move by osmosis from the inside to the outside of the cell.

BThey are water-soluble, require energy, and pass through the channels made by protein molecules.

CThey are lipid-soluble and move by diffusion.

15. Approximately what percentage of water makes up cytoplasm?

A25-30%

B30-70%

C70-95%

KAPSUL BAKTERI

Kapsula  adalah  struktur  luar  dinding sel  yang berupa    lapisan   tebal,  kental,  memiliki bentuk dan kepadatan tertentu serta dapat melekat kuat.

Adapun    fungsi  kapsula  sebagai pelindung  organisme  yang  mengekskresinya  terhadap  lingkungan  yang  kurang menguntungkan  (kekeringan),  sebagai  cadangan  makanan  dan  pengikat  antar  sel  dalam satu  koloni. 

Hanya  bakteri  tertentu  yang  dapat  membentuk  kapsula  dan  tidak  semua anggota dari satu jenis bakteri yang memiliki kapsula. Contohnya bakteri anthrax, penyebab penyakit  antracis  yang  terdapat  pada  ternak. 

Bakteri  ini  meruapakan    bakteri  yang  tidak membentuk kapsula ketika bakteri ini tumbuh di luar tubuh organisme, tetapi kapsula akan dibentuk bila menginfeksi hewan hospesnya.

Kapsula  terdiri  atas  molekul  polisakarida  kompleks  yang  tersusun  dalam  bentuk  gel  yang terdapat di luar dinding sel.

Komposisi kimia tiap kapsula sangat spesifik untuk setiap strain  bakteri  yang  mengekskresinya. 

Penyusun  utama  kapsul  pada  umumnya  adalah polisakarida yang terdiri atas glukosa, asam amino, rhamnosa, serta asam organik seperti asam  piruvat  dan  asam  asetat. 

Ada  pula  yang  mengandung  peptida  seperti  kapsul  pada bakteri  Bacillus  sp.  Selain  itu  Klebsiella  pneumonia  juga  mempunyai  kapsul  yang  sangat tebal.  

Beberapa  kapsul terdiri dari polipeptida. Spesifitas komposisi kimiawi kapsul dapat dilihat  pada  beberapa  jenis  bakteri  misalnya  pada  Leoconostoc  mesenteroides  berupa glukosa  (misalnya  dektrosa),  pada  Staphylococcus  piogenic  berupa  polimer  gula  amino (misalnya  asam  hialuronat),  pada  Bacillus  antraksis  berupa  polipeptida  (misalnya  polimer asam  D-glutamat)  atau  pada  bakteri  penyebab  disentri  berupa  kompleks  polisakarida protein.

Ketika  bakteri  berkapsula  menyerang  inang,  maka  kapsula  ini  mencegah  mekanisme

pertahanan  inang  seperti  fagositosis  yang  dapat  merusakkan  bakteri.  

Kapsula  melindungi bakteri  dari  tindakan  fagositik  leukosit  dan  memungkinkan  patogen  untuk  menyerang tubuh.

Jika patogen kehilangan kemampuannya untuk membentuk kapsula, dapat menjadi avirulent  atau  kurang  memiliki  kemampuan  untuk  menyebabkan  penyakit  dan menyebabkan bakteri lebih mudah rusak.

Kemampuan menghasilkan kapsula  merupakan sifat genetis, tetapi produksinya sangat dipengaruhi  oleh  komposisi  medium  tempat  ditumbuhkannya  sel-sel  yang  bersangkutan.

Komposisi medium juga dapat mempengaruhi ukuran kapsul.

Ukuran kapsul berbeda-beda menurut jenis bakterinya dan juga dapat berbeda diantara jalur-jalur yang berlainan dalam satu spesies.

Semua kapsul bakteri tampaknya dapat larut dalam air.

Beberapa  bakteri  mengakumulasi  senyawa-senyawa  yang  kaya  akan  air,  sehingga

membentuk  suatu  lapisan  di  permukaan  luar  selnya  yang  disebut  sebagai  kapsula  atau

selubung  berlendir. 

Fungsinya  untuk  kehidupan  bakteri  tidak  begitu  esensial,  namun menyebabkan  timbulnya  sifat  virulen  terhadap  inangnya.  Keberadaan  kapsula  mudah diketahui  dengan  metode  pengecatan  negatif  menggunakan  tinta  cina  atau  nigrosin.

Kapsula  akan  tampak  transparan  di  antara  latar  belakang  yang  gelap..  Berikut  ini  adalah

gambar kapsula pada bakteri .

Pewarnaan  kapsula  menggunakan  alat  dan  bahan  yaitu  bak  pewarnaan,  batang  ose,

kapas,   kertas saring,    korek  api, mikroskop cahaya,  kaca benda,    pembakar  spiritus, pipet

tetes,  tabung  reaksi,  tissue,   sedangkan  bahannya  adalah  air  fuchsin,  Alkohol  70  %,

aquades,  minyak  imersi,  suspensi  bakteri  Bacillus  subtilis,  tinta  cina  dan     xylol. 

Adapun

Prosedur pewarnaan negatif :

1. Sediakan  dua  buah  object  glass  yang  sudah  dibersihkan   dengan  alkohol  sehinggabebas lemak.
2. Kedua  kaca benda  dibersihkan  dengan  alkohol  70% sampai  bersih  agar  terbebas  darilemak.
3. Kedua kaca benda dipanaskan di atas pembakar spirtitus.
4. Kawat ose dipijarkan diatas pembakar spirtitus lalu didinginkan
5. Pada  kaca  benda  pertama  diletakkan  satu  suspensi  bakteri  dan  satu  ose  tinta  cinadengan perbandingan (1:1)
6. Suspensi  bakteri  dan  satu  ose  tinta  cina  dengan  perbandingan  (1:1)  dicampurkandengan sudut object glass sampai keduanya homogen. 
7. Preparat  apusan  dibuat  untuk  membentuk  sudut  45%  hingga  campuran  tersebutmenjadi lapisan film tipis.
8. Preparat dikeringkan dan difiksasi selama 3 kali.
9. Tetesi preparat dengan zat warna air fuchsin selama 5 menit.
10. Zat warna berlebihan dibuang, tetapi jangan dicuci, kemudian dikeringkan.
11. Preparat ditetesi dengan minyak imersi, lalu diamati dibawah mikroskop.