Upload
ade-purnama
View
16
Download
1
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Biologi Lingkungan
Citation preview
BIOLOGI LINGKUNGAN
Oleh: Akhsin ZulkoniDewi Rahyuni
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
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)
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
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
• 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
TINGKATAN ORGANISASI MH
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
• ORGANELA : Benda-benda yg terkandung dlm sel
• SEL : satuan dasar suatu organime yg t.a protoplasma
dan inti yg terkandung dlm membran
• JARINGAN : kumpulan sel yg memiliki btk & fungsi sama
• ORGAN / ALAT TUBUH: bagian dari suatu organisme yg mempunyai fungsi ttt.
• SISTEM ORGAN : kerjasama antara struktur & fungsional yg harmonis.
• ORGANISME: 1 makhluk hidup, 1 individu
• 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.
• EKOSISTEM : tatanan kes. Sec. utuh menyeluruh ant sgnp unsur lingk hidup yg saling mpengaruhi
• BIOSFER : lapisan bumi tempat ekosisten beroperasi
TUMBUHAN
• Struktur tubuh td: akar, batang, daun• Berklorofil• Makhluk produsen• Nutrisi: unsur hara• Sumber E: matahari• Gerak pasif
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)
2. Organum reproductivum
adalah bagian tumbuhan yang berhubungan dengan reproduksi, meliputi :
a. Bunga
b. Buah
c. buji
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) stomata3. Organ transpirasi plg efektif4. Organ respirasi plg efektif
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
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
FOTOSINTESIS
Penyerapan karbon dan gasSOx & Nox
Melalui stomata padapermukaan daun saat terjadi
proses fotosintesis
• Fotosíntesis adalah proses produksi karbohidrat yang berasal dari bahan anorganik melalui transformasi energi matahari menjadi energi kimia.
Faktor yg berpengaruh thd fotosintesis1. Cahaya
a. kualitasb. Kuantitasc. Lama penyinaran
2. Daun3. Temperatur4. Kadar CO25. Kadar H2O6. Kadar O27. Akar
Kualitas cahaya
Kuantitas cahaya
adalah jumlah sinar yang dapat ditangkap per satuan luas daun
1. Luas daun2. Duduk daun3. Arah sinar4. Kelembaban udara5. Kebersihan udara
Lama penyinaran
1. Sebentar2. Lama 3. Putus-putus
Usia daun
• fotosintesis
• usia daun muda sedang tua
temperatur
Fotosintesis
suhu 35 40
Suhu 35-45o C kerja ensim opt fotos maxSuhu < 35o C kerja ensim rendah fotos rendahSuhu > 40o C ensim rusak fotos turun
Kadar CO2
• fotosintesis
kadar CO2
Kadar H2O
• fotosintesis
kadar H2O
Kadar O2
• fotosintesis
kadar O2
RESPIRASI
• Penggunaan karbohidrat dan produk
fotosintesis untuk membangun dan
memelihara seluruh jaringan tumbuhan
dan memproduksi energi untuk
digunakan dalam metabolisme dan
penyerapan hara.
Disebut juga:• Katabolisme• Desimilasi• Pembongkaran• Pernafasan
C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + E
FAKTOR YG BERPENGARUH
1. Jenis substrat / bahan Substrat yang dipecah dalam respirasi makin sederhana energi yang dihasilkan makin kecil.
2. Temperaturmakin 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 tinggiSuhu opt fotos tinggi substrat > resp >
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
4. Cahayaa. Cahaya tinggi => suhu tinggi => enzim
aktif => respirasi tinggib. Cahaya tinggi => fotos tinggi =>
substrat tinggi => respirasi tinggi
5. Kelembaban udarakelembaban rendah => suhu tinggi => enzim aktif => resp tinggi
• Kelembaban tanah kelembaban tanah tinggi penyerapan air tinggi butuh energi banyak untuk penyerapan respirasi tinggi
respirasi respirasi
kelemb. udara kelemb. tanah
6. Luka pada tumbuhanluka terjadi restitusi butuh energi respirsi naik
7. Kadar garamkadar garam tanah tinggi => penyerapan tinggi => butuh energi tinggi => respirasi tinggi
8. Kadar CO2
CO2 tinggi => stomata tertutup => O2 turun => respirasi turun
9. Bahan kimia a. Cyanida, Flourid, Jod asetat, Co inhibitor
respirasi turunb. eter, kloroform, aceton. formaldehid
pemacu respirasi naik
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
Faktor yg berpengaruh pd transpirasi
1. Faktor intrinsik:a. Ukuran daunb. Ada tidaknya lapisan permukaan
daunc. Ketebalan daund. Posisi stomata
2. Faktor ekstrinsika. kelembaban udara ( berbanding terbalik)b. Kecepatan angin ( berbanding lurus)c. Kondisi kebasahan tanah ( berbanding lurus)d. Temperatur :
Suhu naik => tekanan uap daun naik => evapotranspirasi naike. cahaya :
cahaya naik => Suhu naik => turgor daun
naik => evapotranspirasi naik
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
DINAMIKA HARA DALAM TANAH
Tanah merupakan komplek penyimpanan hara
• Hara terimobilisasi (tersemat)
• Tidak dpt diganti oleh kation lain
• Mengalami humifikasi• Tidak tersedia
Mineral lempungEndapan
Bahan organikN P K Ca Mg S Fe
Mn Zn Cu Mo B Co
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 -- -- -
+ + + + +
Larutan tanah
• Kation yg terlarut dlm air tanah
• tersedia
Ca2+ Al2+
Mg2+ H+
K+ Fe2+
Na+ PO43-
Zn2+ Cl-
MnO4 SO42-
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
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
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
Mekanisme penyerapan aktif
permk luar permk dlm
C C S SC SC S E E
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
Faktor yg berpengaruh thd penyerapan aktif:1. Suhu proses kimia & biologi2. O2 respirasi hslkan E absorpsi3. Kh respirasi hslkan E absorpsi4. Cahaya fotos respirasi E absorpsi5. Zat2 racun metabolisme < E < absopsi <
Perjalanan air dr bawah ke atas:1. Teori vital perjalanan air dr bawah ke atas hanya dilakukan oleh sel-sel hidup2. Teori tekanan akar bila batang dipotong air akan keluar dr batang air berasal dr tekanan akar3. Teori kapilaritas air & nutrien yg terlarut naik krn terjadi adhesi antara ddg xilem dan air
3. Benang airDigambarkan 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.