BAHAN AJAR NUTRISI-PERTEMUAN 8-10

PENGAMBILAN  UNSUR HARA  DAN ASSIMILASI

Standar kompetensi : – Memahami tanah sebagai media nutrisi tanaman.

Kompetensi dasar    : – Dapat mendeskripsikan unsur-unsur fisika – kimia tanah  dan pengaruhnya dalam ketersediaan unsur hara.

Indikator Hasil Pembelajaran

  • § dapat menjelaskan proses pengambilan ion dan status ion tanaman.
  • § dapat  menjelaskan proses fotosintesis dan assimilasi karbon dioksida dalam hubungannya dengan pengambilan hara
  • § dapat menjelaskan assimilasi nitrogen dan sulfur

3.1. Pengambilan ion dan  statusnya di tanaman

3. 1. 1. Sel Tumbuhan

Sebelum menjelaskan berbagai macam proses pengambilan dan asimilasi, perlu diulas kembali  gambaran singkat mengenai sel tanaman. Untuk kedua bab yang telah dibicarakan sebelumnya banyak membahas tentang bahan anorganik. Pengambilan ion adalah sebuah proses yang terbatas dan didominasi oleh  ion anorganik. Proses kehidupan terkecil adalah sel. Gambar 3.1. Menunjukkan diagram ringkasan sebuah mesofil sel.

Struktur dinding sel terbuat dari substansi pektin  dan selulosa, selulosa adalah agregat untuk membentuk rantai yang dikenal sebagai microfibrils. Bagian intermicrofibril dapat dimasuki udara, air dan partikel cair kedalam dinding sel. Membran plasma atau plasmalema adalah membran pembatas antara sitoplasma dan dinding sel; tonoplast adalah membran yang membagi sitoplasma dan vakuola. Membran dan strukturnya akan dijelaskan lebih mendetail lagi. Letak sitoplasma sangat penting di dalam organela sel termasuk didalamnya nukleus, k1oroplas, dan mitokondria.

Kloroplas adalah organela yang memberikan energi pengganti dan tempat assimilat  dihasilkan dengan bantuan C02. Pada mitokondria enzym diperlukan untuk mengontrol berbagai macam langkah dari asam trikarboxyl, respirasi dan metobolisme asam lemak. Ribosom adalah supramolecular yang disusun oleh ribosom asam nukleat dan protein yang mampu mensintesis polipeptida dari asam amino bebas. Kebanyakan dari ribosom di tahan pada retikulum endoplasma (RE). Hal ini merupakan lapisan seperti struktur yang dapat memberikan rangsangan untuk sel membran permeating dari sitoplasma dan mengantar dari satu sel ke sel yang lain.

Fungsi penting dari retikulum endoplasma tidak jelas tetapi berperanan dalam sintesis dan transportasi protein ke sitoplasm, Sel‑sel tersebut dihubungkan bersama‑sama oleh plasmodesmata dan plasma secara berkesinambungan yang muncul di dalam sel pada jaringan yang disebut simplas.

Vakuola mengandung cairan, terutama terdiri  ion anorganik, dan beberapa molekul yang mempunyai berat molekul rendah seperti asam organik, asam animo dan gula. Pelepasan. 02, C02, dan pigmen­-pigmen juga dapat terjadi. Vakuola mempunyai fungsi yang sangat penting didalam sel seperti menyiapkan tempat untuk segregasi air dan hasil akhiir dari metabolisme.

Ukuran dari  sel  hidup berbeda tergantung dari jaringan dan spesies tanaman. Sel mesofil dan sel pada. jaringan korteks panjangnya kira‑kira, sekitar 20‑100 micron (µm). Diameter dari kloroplas dan plastida. sekitar 8 µm, mitokondria. ukurannya. sekitar 1 µm dan ribosom 23 nm (1 µm = 10³ nm). Jika dibandingkan dengan organela tersebut ukuran daripada substansi, berat molekul rendah.  Diameter dari molekul sukrosa  adalah I nm, molekul glukosa. 0,6 nm, dan beberapa. ion anorganik di dalam bentuk hidrat mempunyai diameter 0,5 ‑ 1,0 nm. Gambaran tersebut diberikan untuk memberikan ringkasan dalam menunjukan ukuran ion anorganik untuk membandingkan dengan beberapa organel sel.

Organel sel seperti nukleus, kloroplas, plastida, dan mitokondria,  vokuola dikelilingi oleh membran yang dipisahkan oleh sel.  Ini esensial untuk fungsi yang normal daripada sel sejak proses biokimia muncul diantara organela yang berbeda (Oaks and Bidwell, 1970).

Seperti yang kita lihat membran biologi  adalah barrier untuk air dan substansi  yang dapat larut.. Transpor dari partikel organik dan anorganik ke dalam dan luar bagian-bagian sel dan mekanisme tentang apa yang ditransportasikan adalah hal yang sangat penting.

Untuk bahasan ini juga, transport hara tanaman dari luar medium larutan tanah, kesitoplasma sel, perlu dipikirkan. Membran yang mengelilingi dinding sel pada dinding luar disebut plasmalema. Itu adalah membran dan bukan dinding sel. Proses terpenting daripada pengambilan ion haruslah disadari sebagai transportasi ion melalui plasmalema. atau merupakan bagian terbesar dari fenomena transportasi ion melalui membran biologi.

3.1.2. Membran

Untuk pengertian yang lebih dalam daripada proses pengambilan ion maka beberapa. pengetahuan mengenai stuktur dan membran perlu di ulas kembali. Kegunaan dari pandangan­ tersebut ditulis oleh Hartono dkk. ( 2006), Branton dan Dreamer, (1972), Clarkson (1974) dan Walker (1976). Secara. biologi membran terdiri dari protein dan molekul lipid dengan ukuran kira‑kira sekitar 7‑10 nm.

Selama beberapa dekade struktur protein lipid bentuknya seperti sandwich telah dikemukakan  oleh Danelli dan Davson (1935) yang diakui secara universal  sebagai model struktur biologi. Hal ini. ditunjukan pada Gambar 3.2

Modelnya terdiri dari dua lapisan molekul lipid , yang bagian ujung adalah hidrophobic , asam lemak yang saling berhadapan satu dengan lainnya. Kedua  lapisan luar daripada lapisan lipid dibungkus dengan lapisan protein (Gambar 3.2a). Secara umum diketahui bahwa tipe dari struktur ini dapat sebagai barrier karena lapisan proteinnya dapat menahan kejenuhan dan fraksi lipidnya dapat melindungi dari masuknya partikel yang mengandung air termasuk didalamnya ion anorganik.

Secara umum sekarang telah diakui bahwa struktur membran lebih berbelit‑belit dibandingkan dengan yang telah dijelaskan. Menurut Singer (1972), membran biologi mengandung bagian yang terbesar dari dua lapis amphiphilic dan protein amphiphilic. Istilah amphiphilic mengindikasikan adanya kedua hydropholik (group OH, group NH2, group posfat, group karboksil) dan daerah hidrophobik (rantai hidrokarbon) di dalam membran.

Lipid dan protein kemungkinan keduanya dibatasi oleh batas elektrostatik ikatan H dan ikatan hidropholik. Seperti pada. model Singer, tidak sama dengan model Danielli-Davson, karena tidak  dibungkus lapisan protein di bagian sebelah luar membran. Seperti yang terlihat pada. Gambar 3.2b,  protein globular disimpan dalam dua lapisan. lipid. Beberapa. dari protein‑protein tersebut kemungkinan melewati membran, Yang membentuk protein channels yaitu dari satu sisi membran  ke membran yang lain.  Channel  tersebut menjadi penting karena dapat dilewati oleh partikel hidrophibic yang kecil. Beberapa sel‑sel protein adalah sangat penting didalani partikel hidropolik kecil seperti molekul air dan ion ion (Wakler, 1976).

Sebagai tambahan daripada molekul protein disimpan didalam dua lapisan lipid (intrinksik protein), molekul protein dapat dapat diadsorbsi dengan baik terutama interaksi elektrostatik – kebagian luar. membran (gambar 3‑21). Protein‑protein ini adalah protein intrinsik.  Kegunaan secara fisiologi belumlah jelas. Intrinsik protein sebagian besar adalah enzym protein. Pada membran biologi diatur jelas bahwa merupakan enzym protein yang memegang peranan penting dalam proses physiologi seperti pada proses fotosintesis dan respirasi.

Ratio protein lipid dalam membran biologi tidaklah konstan. VanDerkooi (1974), yang menyatakan bahwa membran terdiri dari susunan protein yang didampingi oleh lipid, sedangkan menurut Singer dan Nicolson (1972),  memperkirakan lipid adalah fase yang berkesinambungan yang diisolasi dan terbungkus oleh molekul protein.

Hal terpenting dari lipid pada membran biologi adalah pospolipid, glikolipid dan steroid. Spingolipid merupakan komponen terpenting pada membran hewan tetapi tidak merupakan suatu unsur terpenting bagi komponen tumbuhan (Morre  ,1975)  . Menurut Van Deenen ,1972) , ukuran permeabilitas dari   membran terhadap ion hidropolik dan molekul‑molekul, banyak tergantung pada komponen asam lemak. Golongan pospolipida NH3+ pada protein yaitu melalui ikatan elektrostatik. Sebagai tambahan, golongan posfat dapat dijembatani oleh Ca 2+ pada golongan karboksilik protein .

Pada medium asam,  Ca2+ dibentuk oleh NH4+, dan ikatan tersebut akan berkurang dengan drastis oleh permeabilitas membran. Akibatnya  sangatlah penting bagi membran seperti telah diterangkan secara mendetail pada halaman  sebelumnya.

Untuk pengertian yang lebih jauh mengenai hal tersebut yaitu berdasarkan pengambilan ion dan transportasi sangatlah penting untuk dipelajari. Pengambilan ion dan transportasi dapat menyebabkan tejadinya difusi ion hidropolik dan molekul, tingkat permeabilitas tergantung pada komponen‑komponen yang berhubungan dengan membran. Sebagai tambahannya bahwa didalam membran biologi terdapat enzym yang kemungkinan secara langsung atau tidak langsungmerangsang  terjadinya transportasi ion dan molekul melewati membran

1.1.3.        Ion dan  Carriers.

Membran-membran biologis mengandung molekul-molekul yang disebut ionopors, yang bertanggung jawab membawa ion-ion untuk melintasi membran. Kehadiran ion-ion tersebut  dimembran tanaman telah lama diketahui., namun masih pada membran buatan. Ionopores adalah molekul organik dengan berat antara 200 sampai 2000 yang cukup untuk membentuk kompleks lipid yang dapat larut dengan polar kation. ( Presman, 1976). Pada kompleks ini kation diikat dibagian dalam dari molekul organik dengan ikatan majemuk dengan atom-O karbonil, karboksil, alkohol dan grup eter. Ikatan ini mirip dengan ikatan kation pada air, atom-O dari molekul air dapat terjadi  penguraian kation di air, atom O, dari molekul air diserap dengan kation yang analogi ke atom oksigen dengan kompleks kation ionopor. Struktur ini terjadi dengan baik pada ionopor valinomycin yang dihasilkan dari Streptomyces sp.

1.1.4.        Prinsip Serapan Hara

Serapan ion dikendalikan oleh membran ( misalnya membran sel endodermis). Sehubungan dengan hal tersebut, maka ada 4 prinsip penyerapan ion, yakni:

  • Jika sel tidak melangsungkan metabolisme atau mati, maka membrannya akan lebih muda dilalui oleh bahan-bahan yang terlarut (solute)
  • Molekul air dan gas-gas yang terlarut didalamnya seperti N2.O2, dan CO2 dapat melalui membran dengan mudah.
  • Bahan terlarut yang bersifat hidrofobik menembus membran dengan kemudahan sebanding dengan tingkat kelarutannya dalam lemak.
  • Ion-ion atau molekul- molekul yang bersifat hidrofilik dengan tingkat kelarutan dalam lemak yang sama akan menembus membran dengan tingkat kemudahannya berbanding terbalik dengan ukurannya ( berat molekulnya).

Bahan terlarut yang bersifat hidrofobik menembus membran lebih mudah dibandingkan senyawa yang lebih bersifat hidrofilik. Sebagai contoh, metilalkohol (CH3OH) dapat larut dalam lemak 30x lebih cepat dibandingkan urea. Contoh lain adalah ion baik kation maupun anion yang bervalensi 2  akan lebih banyak mengikat air dibandingkan ion bervalensi 1, sebagai contoh Ca ²+ dapat mengikat 12 molekul air, maka ion bervalensi dua akan lebih sulit menembus membran dibandingkan ion bervalensi 1. Selanjutnya ion bervalensi 3 akan lebih sulit dibandingkan ion bervalensi 2.

3.1.5.           Pengambilan hara dan status hara di tanaman.

Perlu  pendekatan secara fisika dan kimia ke akar agar dapat dilakukan pengambilan unsur hara. Akar dan ion hara saling berinteraksi untuk pengambilan hara melalui beberapa cara:

  • Pertukaran kontak
  • Pertukaran ion  tanah dengan H dalam mucigel.
  • Difusi ion sebagai respon terhadap potensial kimia
  • Aliran massa ion kedalam akar sebagai respon terhadap perubahan kelembaban
  • Pemanjangan akar ke sumber ion.

Pemanjangan akar menempatkan jaringan yang baru terbentuk  terutama daerah rambut akar, kedalam medium yang tidak tereksploitasi, meningkatkan kemampuan menyerap ion. Hoagland ( 1948), melakukan penelitian tentang proses pengambilan ion oleh tanaman. Dalam percobaan dengan alga air segar nitella dan alga laut valonia, mereka menemukan konsentrasi ion dalam vakuola pada kedua alga. Vakuola nitella terdapat beberapa jenis ion terutama K+ dan Clˉ pada konsentrasi yang tinggi,  demikian juga pada valonia, namun pada valonia karena alga laut maka banyak juga terdapat Na+.Dari penelitian tersebut disimpulkan bahwa,

  1. Tanaman dapat mengambil ion secara selektif. Karena K berada pada konsentrasi yang paling rendah dari antara semua kation yang berada pada air kolam, juga merupakan kation yang paling banyak terakumulasi di vakuola  Nitella.  Di lain pihak konsentrasi dari Na di vakuola Valonia secara relatif rendah walaupun konsentrasi Na di air laut tinggi. Fenomena ini mendukung konsep bahwa sel tanaman mengambil ion tertentu dari lingkungannya dan mentranspornya ke sel interior sedangkan ion-ion species yang lain dengan jalan yang sama tidak dapat masuk ke sel. Fenomena ini disebut pengambilan ion secara selektif.
  2. Kesimpulan yang lain adalah kosentrasi beberapa ion spesies juga dijumpai  didalam vakuola dalam konsentrasi tinggi dibandingkaan di medium luar. Hal ini mengindikasikan bahwa akumulasi memegang peranan penting dan  berlawanan dengan gradient konsentrasi.
  3. Hal  lain yang penting yang perlu dipertimbangkan dari fenomena  ini adalah kenyataan bahwa proses pengambilan itu sendiri memerlukan energi. Energi ini dihasilkan dari metabolisme sel

Respirasi aerobik dari organisme berhubungan langsung dengan pengambilan ion.  Fig. 3.8. dari hasil kerja Hopkins mendemonstrsikan bahwa  pasokan O2 sangat essensial untuk pengambilan P dari akar barley. Hal tersebut juga sama untuk semua jenis tanaman. Pengambilan unsur hara juga ditemukan dapat meningkatkan secara bersamaan dengan peningkatan karbohidrat di akar sejak karbohidrat berperan sebagai sumber energi untuk pengambilan ion selama respirasi. Sangat menarik untuk dicatat bahwa  tegangan O2 pada pengambilan pospat maksimum, dicapai pada kandungan O2 yang agak rendah (( 2-3 %).

Fungsi fisiologis utama dari respirasi adalah mensintesis ATP, dari ADP dan pospat anorganik. Semua proses biokimia yang memerlukan energi termasuk sintesis molekul dan pengambilan  dan juga transpot beberapa species ion bergantung pada suplai ATP atau persenyawaan yang serupa. ATP mengandung adenin ( N-base), ribosa ( pentosa) dan 3 grup pospat.

Grup pospat terikat satu dengan yang lain dengan suatu energi yang disimbolkan dengan (≈) . Ini adalah ikatan energi yang tinggi dan selama hidrolisis dilepaskan sebesar 32 KJ permol ATP.

GAMBAR HAL 124, BUKU Mengel and Kirkby

ATP tidak hanya disintesis selama respirasi ( oksidasi posporilation) tetapi juga pada proses glikolisis ( posphorilasi anaerob) dan pada fotosintesis (

Perlu diingat bahwa ATP yang diatas tampaknya menyediakan energi untuk proses pengambilan ion. Jadi apabila pembentukan ATP dicegah misalnya  oleh inhibitor atau uncouplers seperti CO, CN-2,4- Dinitrifenol (DNP) atau arsenat, pengambilan ion terhambat. Respirasi akar memberikan/ menyediakan sumber utama ATP, tetapi pada posporilasi jaringan tanaman yang hijau( lih. Hal. 155). Ini adalah sebab utama  kenapa cahaya secara langsung berpengaruh pada pengambilan ion melalui jaringan yang aktif melakukan fotosintesis. Hal ini ditunjukkan oleh beberapa pengarang.( Jeschke, 1967 dan Nobel , 1970). Sekarang sudah diterima secara umum bahwa pengambilan ion berhubungan langsung  dengan aktifitas ATP-ase. ATPase adalah enzim  di membran yang menguraikan ADP + Pϊ,  Jadi menyediakan energi untuk proses pengambilan. Beberapa hal yang perlu dipertimbangkan adalah sebagai berikut.

Ada dua yang utama walaupun tidak  keseluruhan tidak bergantung atau mengarahkan pengambilan  ion. Suatu hal  yang penting  bahwa metabolisme mengatur pengambilan ion. Pendapat lain menunjukan bahwa ini adalah pengambilan secara carrier dan dikenal dengan teori carrier. Yang lain yang juga penting adalah pompa ion melewati membran, Kedua konsep ini akan dibicarakan dibawah ini.

ADPadenosin difosfat.

Pi fosfat organik

3.1.6. Pompa ion dan ATPase

Mekanisme pompa ion diduga menentukan jumlah energi yang  tergantung dari transport ion melalui membran makhluk hidup. Sel binatang biasanya mengandung konsentrasi K dan Cl yang tinggi, yang mana pada larutan luar mengandung Na yang tinggi. Suatu contoh yang mirip adalah distribusi ion di darah.

Sel darah putih mengandung banyak K dan konsentrasi Na yang rendah, yang mana pada plasma adalah kebalikannya. Distribusi secara asimetris dari Na dan K berhubungan dengan aktifitas enzim ATPase. ATPase adalah group dari enzim yang berperan untuk  menguraikan ATP  menjadi ADP dan pospat anorganik dan melepaskan energi untuk transpor ion.

Pada sel hewan, pompa ion diketahui untuk mengikat protein di membran yang mengandung ATPase dan glikoprotein. Juga diduga bahwa hidrolisis ATP menyebabkan perubahan konformasi dari protein yang membawa transpor kation melewati membran.  ATPase plasma membran dari tanaman, fungi dan bacteria distimulasi oleh Fusicocin,  diterpene glukosida dihasilkan oleh Fungi Fusicocum amygdali del (Marre, 1979). Diduga aktifitas Fuccocins ATPase diinduce oleh perubahan konfirmasi enzim. Membran ATPase mempunyai pH optimum 6,0 dan distimulasi oleh K. ( Briskin dan Poole, 1984) dan dihambat oleh Vanadin ( Gallagher dan Leonard, 1982).

Secara umum sekarang telah diterima bahwa plasma membran sel tanaman mengikat ATPase dan, khususnya ATPase plasmalema, keadaan ini yang menyebabkan sel bernilai negatif. Nilai negatif ini gambaran umum untuk semua sel tanaman dan  dapat dibandingakan dengan ATP  yang menjadi sumber utama energi disel. ( Mitchell, 1978). Hipotesis tersebut ditunjukan oleh skema dibawah, yang menunjukkan mekanisme yang paling mumgkin dari ATP ase,

Enzim merangsang gradient pH untuk melewati membran dengan memompa H keluar dari  sel. Dengan proses ini sel menjadi lebih negatif dan lebih alkalin dibandingkan larutan diluar medium. Potensial yang dihasilkan dan  komponen kimia dan elektrik dapat dijabarkan dengan persamaan berikut.

Pmf = ∆ pH  + φ

dimana:

pmf =    tenaga untuk menggerakan proton atau gradien elektrokimia dari ion H+ untuk   melintasi membran.

∆pH =    perbedaan dari konsentrasi H+ dari sisi yang lain dari membran.

φ =      perbedaan potensial elektrik untuk melintasi membran

Tenaga penggerak proton ( = pmf ) adalah tenaga  yang mendorong transpor proton melawan gradient elektrokimia melintasi membran. Proses transpor seluruh karakteristiknya adalah aktif transpor, akan dibahas kemudian. Energi yang dibutuhkan berasal dari dari ATP, dan telah ditunjukkan bahwa potensial pompa proton ( H+) sangat bergantung dengan suplai dari ATP. Diduga keluarnya 2 molekul H+ menggunakan 1 molekul ATP.

Dasarnya,  pompa proton menyebabkan gradient pH melintasi membran dan proses ini adalah kebalikan dari yang sebelumnya dan menghasilkan 1 ATP di membran tilakoid dari kloroplas atau dibagian  dari membran mitocondria.

Prinsip dari pompa proton ditunjukkan dalam skema pada Fig. 3.9., yang berhubungan erat dengan proses kemoosmotik posporilasi dari Mitchell ( 1966), yaitu:

Langkah pertama menunjukkan reaksi hipotetikal, membran menggerakkan molekul X¯dan JO¯dengan 2 H+ dari sitoplasma. Reaksi tsb menghasilkan HX dan JOH yang menyebabkan hidrolisis ATP (reaksi 2) melalui pembentukan kompleks X-J. Kompleks ini mengalami hidrolisis (reaksi 3) menjadi 2 senyawa HX dan JOH, yang  deprotonated dibagian luar dari membran( reaksi 4 ). X¯ dan JO‾dibentuk kembali dan siklus baru dimulai kembali. Hasil bersih dari reaksi ini adalah ditransfernya 2 molekul H+ melewati membran yang menghubungkan dengan hidrolisis dari satu molekul ATP.

Melalui proses ini potensial kimia elektro dibutuhkan untuk melintasi membran, bagian dalam dari membran menjadi lebih negatif dibandingkan dengan membran luar.  Pengambilan kation ini sangat bergantung kepada permeabilitas membran yang sangat berbeda untuk setiap species yang berbeda. Untuk mengingatkan kembali bahwa ionopors mempunyai kemampuan seperti valinomycin yang dapat melewatkan kation secara selektif difusi, sistem  pergerakan ATPase yang berhubungan dengan ionopores dapat menginduce pengambilan kation secara selektif. Proses difusi selektif tipe seperti ini disebut dengan proses difussi yang difasilitasi.

Beberapa hasil percobaan oleh Ratner dan Yacoby (1976), ditemukan bahwa ada hasil yang konsisten, pengambilan yang tinggi dari K+ oleh sel tanaman dapat menjelaskan fenomena bahwa ATPase mengfasilitasi difusi K+. Mekanisme pengambilan ini dikenal dengan proses downhill . Namun K+ juga dapat diambil secara aktif ( uphill). Pengambilan anion tidak dapat dijelaskan sebagai proses downhill, untuk kasus ini muatan negatif dapat bergerak memasuki sel dan menyebabakan sel bermuatan negatif. Juga diduga walaupun anion dimedium luar dapat diambil keatas dan dapat ditukar untuk OH¯ atau HCO3-.

Hodges (1973), mengajukan suatu model hipotetis untuk menghitung kation maupun anion yang diabsorbsi oleh sel tanaman. Model tersebut, dapat dilihat pada Fig. 3.10. pergerakan ATPase dan anion carrier. ATPase menyebabkan sitoplasma menjadi lebih alkalin, dan  OH¯ di sitoplasma  menuntun ke anion carrier. Ion-ion hidroksil jadi keluar dan anion seperti SO4 diabsorsi oleh sel. Apakah ATPase secara langsung merangsang pengambilan ion secara aktif belum sepenuhnya dimengerti.

Menurut Thibaud dan Grignon (1981), yang meneliti pada akar jagung, ditemukan bahwa pengambilan NO3¯ menghasilkan suatu polarisasi di plasma membran dan sehubungan dengan hal tersebut dapat dihitung, pengambilan NO3¯ adalah dua kali lebih tinggi dari OH¯ yang dilepaskan. Dengan penambahan fusicoccin yang diketahui untuk mengstimulasi ATPase ( Marre, 1979), ditemukan dapat merangsang pengambilan NO3¯, peneliti tersebut menyimpulkan bahwa pengambilan NO3¯ dapat secara langsung atau tidak langsung berhubungan dengan aktivias ATPase. Pengambilan nitrat tampaknya mempunyai hubungan dengan sistem yang inducible sejak akar tanaman  tidak mempunyai kontak dengan NO3¯ membutuhkan lag period sebelum pengambilan NO3¯ dimulai. (Thibaut dan Grignon, 1981). Diduga lagi period tsb dibutuhkan untuk sintesis protein membran yang turut terlibat dalam pengambilan NO3¯.

3.1.7.   Penyerapan Unsur Hara Dari Tanah

Air dan unsur hara dapat kontak dengan permukaan akar melalui 3 cara, yaitu; secara difusi dalam larutan tanah ; secara pasif terbawa oleh oleh aliran air tanah ; karena akar tumbuh kearah posisi hara tersebut dalam matriks tanah.

Setelah akar berada pada permukaan akar (kontak dengan akar), barulah unsur hara tersebut dapat diserap tanaman.

Air masuk kedalam tanah sebagai air murni tanpa memperhatikan setiap bahan yang terlarut didalamnya. Masuknya sebuah unsur hara merupakan suatu proses yang terpisah. Oleh karena itu, bila air bergerak kearah akar untuk menggantikan apa yang telah diambil oleh tanaman, suatu pertambahan unsur hara dipindahkan kedekat akar. Meskipun kegiatan ini terjadi hanya pada jarak pendek, hasilnya adalah unsur hara masuk kedalam tanaman.

Terdapat dua hal penting yang harus diingat untuk mengetahui bagaimana tanaman menggunakan unsur hara dalam tanah dengan begitu efektif. Pertama, perluasan akar menembus tanah secara kesinambungan menunjukkan akar-akar sampai pada persediaan unsur hara baru. Kedua, setelah akar menembus tanah, aliran massa dan difusi berperan dalam gerakan unsur hara dalam jarak pendek kepermukaan akar. Selama air diabsorbsi, gradient potensial air  dan air bergerak lambat kepermukaan akar. Unsur-unsur hara terurai dalam air dibawa bersamanya oleh aliran massa. Sejumlah unsur hara bergerak ke akar melalui aliran masa tergantung pada jumlah air yang bergerak ke akar dan konsentrasi unsur hara dalam air.

Dalam beberapa situasi unsur hara masuk ke tanaman tidak melalui aliran massa tetapi dengan difusi. Difusi termasuk pergerakan ion hara menembus air. Bila pergerakan unsur hara ke akar melalui aliran massa tidak cukup, difusi  akan berperan penting. Dalam hal ini , pengambilan ion mengurangi konsentrasi ion pada permukaan akar, memantapkan suatu gradien difusi keluar dari permukaan akar dan menyebabkan difusi ion-ion ke arah akar.

Menurut Baker (1978), lintasan apoplas dan simplas sangat berpengaruh dalam pengangkutan ion ke xylem.

Menurut  Henry dan Foth (1982), pada beberapa hasil penelitian  tentang unsur hara, diketahui bahwa :

  • Aliran massa biasanya berperan dan dominan dalam gerakan kalsium dan sulfur ke permukaan akar dan
  • Difusi berperan dominan dalam gerakan pospor kepermukaan akar.

Unsur- unsur hara lain seperti K, Mg, dan Nitrogen, dapat melalui aliran massa ataupun difusi, tergantung kepada konsentrasi larutan tanah dan ratio transpirasi.

  • Pada tempat- tempat tertentu sepanjang permukaan, terjadi suatu kontak yang erat dengan permukaan tanah sehingga ion-ion ditukar langsung dari partikel tanah ke permukaan akar oleh proses yang disebut  contact exchange.

Ketersediaan unsur hara dalam tanah sangat menentukan status nutrisi dalam tanaman. pH  tanah merupakan faktor utama yang mempengaruhi ketersediaan nutrisi. Kebanyakan unsur hara  tersedia pada pH tanah antara 6,0 sampai 7,0. Ca dan Mg,  K dan Mo lebih banyak tersedia dalam tanah yang basa, sedangkan Zn, Mn, dan B kurang tersedia. Besi,  Mn, Al dapat larut sampai ketingkat yang sangat tinggi dan beracun dalam tanah yang sangat asam.

Serapan hara  menurut Baker   (1974),  adalah  bersifat akumulatif, selektif, satu arah, dan tidak dapat jenuh. Akumulatif. artinya konsentrasi hara essensial dalam sel dapat menjadi jauh lebih tinggi dibandingkan konsentrasi pada larutan diluar sel. Penyerapan hara yang lama menyebabkan konsentrasi hara dalan sel jauh lebih tinggi, ini dikenal dengan akumulasi hara. Namun secara alamiah tumbuhan mempunyai mekanisme  sendiri untuk menghambat terjadinya akumulasi unsur hara, dengan cara memompakan hara tersebut keluar dari sitosol, yakni keluar dari sel atau dipompa masuk ke vakuola sel. Proses pemompaan ini memerlukan energi metabolik ( ATP).

Absorbsi unsur hara oleh tanaman  menurut Mengel dan Kirkby ( 1987), ditentukan oleh dua hal utama yaitu:

1. energi metabolik, hal ini sangat berhubungan dengan respirasi akar. Dan

2 .   selektif, semua proses pengambilan unsur hara adalah selektif.

Artinya tanaman mempunyai kemampuan untuk menyeleksi ion-ion tertentu pada kisaran yang luas. Sebagai contoh serapan ion K+ tidak dipengaruhi oleh kehadiran ion lain dengan muatan yang sama, seperti  ion Na+, apalagi ion-ion yang berbeda valensinya seperti Ca²+ atau Mg²+. Hal yang sama juga dibuktikan bahwa serapan ion Clˉ tidak dipengaruhi oleh NO³ˉ, H2PO4ˉ, dan SO4²ˉ.

Sifat selektifitas ini juga berlaku untuk senyawa organik seperti asam amino dan gula. Sifat selektifitas ini terlihat pada semua bagian tanaman. Fakta ini mendukung teori bahwa protein pembawa pada membran mengangkut ion kedalam sel, karena enzim yang juga adalah protein dapat mengenal secara  selektif dan diaktifkan atau dihambat oleh ion atau senyawa tertentu, tidak sembarangan.

Akar-akar tanaman dikelilingi oleh larutan tanah dan kontak erat dengan partikel-partikel tanah pada berbagai tempat sel-sel akar dan mempunyai suatu ruang disebelah luar dimana ion-ion dari larutan tanah maupun dari tempat pertukaran ion dari dinding tanah dapat berdifusi. Difusi ion dalam ruang ini dapat bolak-balik. Keadaan ini terjadi tanpa memperhatikan proses metabolik tanaman. Aktifitas ini pasif. Keadaan ini merupakan awal sampai pengangkutan ion yang sifatnya bolak-balik melintasi suatu membran yang tidak dapat ditembus dan memerlukan penggunaan energi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi metabolisme, dan karena itu penggunaaan energi respirasi akan langsung mempengaruhi pengambilan unsur hara. Penyerapan unsur hara yang memerlukan energi biasanya berhubungan dengan penyerapan aktif. Dalam penyerapan ini ion melintasi membran sitoplasma, plasmalema dengan menggunakan energi dari ATP yang dihasilkan dalam respirasi ( pompa ion). Perpindahan aktif antar sel terjadi melalui plasmodesmata. Vakuola disini bertindak sebagai reservoar cadangan didalam sel untuk air dan ion-ion

Penyerapan pasif merupakan proses fisika yang dapat dilukiskan seperti penyerapan air oleh sepon ( bunga karang) . Ion berpindah bersama air tanpa menggunakan/ melibatkan proses metabolik.

Mineral dengan konsentrasi tinggi cenderung bergerak dengan cepat dalam ruang bebas (apoplasma), melewati endodermis dan memasuki aliran transpirasi xilem. Endodermis merupakan penghalang penyerapan pasif didalam apoplasma karena adanya casparianstrip, yaitu timbunan suberin dalam endodermis yang menyebabkan endodermis tidak permeabel terhadap perpidahan air secara bebas. Perpindahan melalui endodermis tampaknya aktif didalam simplasma, seperti yang dilukiskan oleh Haynes( 1980).

CEC akar mempengaruhi pengambilan hara  bervariasi tergantung species, varitas dan umur.

Secara umum dikenal 2 teori mengenai perpindahan ion-ion hidrofilik melintasi membran lipoprotein yaitu

1. Teori carrier yaitu molekul di dalam plasmalema mempunyai sisi pengikat yang khusus untuk ion-ion tertentu, yang menyebabkan terjadinya seleksi. Kompleks ion carier terbentuk pada perbatasan membran, membawa ion-ion melintasi membran dan kemudian melepaskannya kedalam sel. Proses ini dikendalikan oleh ATP dan enzim kinase. Dalam sistem carrier ini diperlukan beberapa syarat yaitu : 1. Membran sel tidak permeabel terhadap ion-ion bebas, 2. Perlu adanya transpor elektron, 3. respirasi akar harus berjalan lancar. Dengan demikian pengambilan ion-ion, tidaklah dengan mudah masuk kedalam sel, tetapai berhubungan dengan metabolisme  tanaman.

2. .Teori pompa ion yaitu energi yang dilepaskan karena konversi ATP menjadi ADP oleh ATPase membawa ion-ion kedalam sebuah sel sebagai reaksi terhadap perubahan keseimbangan yang tercipta pada saat ion-ion lain meninggalkan sel. Pompa Na-K merupakan contoh yang umum. Ion-ion lain memasuki sel karena adanya perubahan kimiawi. Laju penyerapan ion ternyata berkorelasi tinggi dengan aktifitas ATP.

3.1.8.  Mekanisme Serapan Hara

Unsur hara akan diserap secara difusi jika konsentrasi diluar sitosol ( pada dinding sel) lebih tinggi daripada konsentrasi didalam sitosol. Proses difusi ini dapat berlangsung karena konsentrasi beberapa ion didalam sitosol dipertahankan untuk tetap rendah, karena begitu ion-ion tersebut masuk kedalam sitosol  akan segera dikonversi kebentuk lain, misalnya NO3ˉ segera direduksi menjadi NH4ˉ, yang selanjutnya digunakan dalam sintesis asam amino dan protein. Sedangkan H2PO4ˉ, dikonversi menjadi gula fosfat, nukleotida, RNA, atau DNA. Dengan demikian, konsentrasi ketiga anion ini didalam sitosol cenderung untuk tetap rendah dan menyebabkan proses difusi dapat berlangsung.

Ion menembus membran secar difusi melalui protein integral pada membran, dimana protein ini mempercepat laju difusi tersebut. Beberapa antibiotik polipetida (protein berukuran kecil), telah terbukti dapat mempercepat pengangkutan kation. Senyawa antibiotik ini disebut ionophor karena kemampuannya untuk mengangkut kation menembus membran.

Beberapa ion tidak segera atau tidak sama sekali dikonversi kebentuk lain setelah masuk dalam sitosol, misalnya ion K+, Na+, Clˉ, H2BO3ˉ. Kation- kation bervalensi 2 seperti kalsium. Mg, Fe, Mn, dan Cu dapat segera terikat pada gugus bermuatan negatif dari molekul protein, sehingga mengurangi jumlah kation-kation tersebut yang dalam bentuk bebas pada sitosol.

Jika konsentrasi ion didalam sitosol lebih tinggi dari diluar, maka proses difusi tidak dapat berlangsung. Pada kenyataannya, walaupun konsentrasi didalam sitosol lebih tinggi, proses serapan ion masih terus berlangsung. Pada kondisi seperti ini serapan ion akan tergantung pada ketersediaan ATP, berarti pula tergantung pada kemapuan sel untuk melangsungkan respirasi agar menghasilkan ATP.

ATP terhidrolisis untuk menghasilkan energi (sebesar 7,6 kcal per molekul). Proses hidrolisis ini akan menguntungkan dalam pengangkutan ion. Pertama, akan menyebabkan sitosol lebih bermuatan negatif, sedangkan diluar sitosol akan lebih bermuatan  positif; dan kedua, akan menyebabkan pH sitosol meningkat, sedangkan diluar pHsitosol akan menurun. Muatan lebih negatif akan merangsang kation masuk kedalam sitosol.

Perubahan muatan dan pH sitosol diluar sitosol sebagai akibat dari hidrolisis ATP. Hal dikarenakan  molekul air yang digunakan tersebut terbentuk dari OH ˉ dari luar sitosol, sedangkan H + beasal dari dalam sitosol. Perbedaan muatan akibat hidrolisis ATP memacu masuknya kation kedalam sitosol, tetapi tidak memacu masuknya anion.

Masuknya anion kedalam sitosol dapat berlangsung melalui beberapa cara yaitu,

  • Berlangsung secara difusi, telah dijelaskan terdahulu, yaitu karena konsentrasi didalam sitosol dijaga tetap rendah.
  • Dapat berlangsung secara symport atau co-transport yaitu diangkut oleh protein pembawa bersamaan dengan masuknya ion H+. Ion hidrogen ini diangkut untuk menjaga stabilitas sitosol.
  • Pergerakan ion H+ dari konsentrasi tinggi ( luar sitosol) ketempat dengan konsentrasi rendah ( sitosol) , akan menghasilkan energi dan energi ini akan digunakan untuk mengangkut ion lain misalnya anion melawan arus perbedaan konsentrasi ( dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi).

Pengangkutan ion H+ kedalam sitosol oleh protein pembawa dapat juga secara bersama dengan pengangkutan kation lainnya( misalnya Na+) keluar sitosol. Proses ini disebut sebagai antiport atau countertransport.

3.1.9.  Bentuk Unsur Hara Yang Diabsorsi Tanaman

  • Nitrogen, Fosfor Dan Belerang

Nitrogen umumnya diserap oleh tanaman dalam bentuk NH4 atau NO3, tergantung dari keadaan tanah, jenis  tanaman dan stadia tumbuh. Tetapi bentuk urea ( H2NCONH2)  dapat juga dimanfaatkan tanaman, karena urea secara cepat dapat diserap melalui epidermis daun. Bentuk NO2 terdapat dalam jumlah yang sedikit dan aerasi baik, mudah dioksidasikan menjadi nitrat.

Tanaman biasanya mengabsorbsi P dalam bentuk ion orthofosfst primer H2PO4 dan sebagian kecil bentuk sekunder HPO4. Absorbsi kedua ion  tersebut oleh tanaman sangat dipengaruhi oleh pH tanah sekitar akar. Pada pH rendah diabsobsi bentuk H2PO4 yang lebih dominan. Selain kedua bentuk tersebut mungkin juga bentuk pirofosfat dan metafosfat dapat diambil oleh tanaman.

Belerang diserap tanaman dalam bentuk sulfat ion ( SO4). Sebagian kecil diambil dalam bentuk SO2 melalui daun. SO2 adalah sangat beracun bagi tanaman walaupun dalam jumlah yang sangat rendah. Bentuk SO3 akan segera dioksidasikan menjadi bentuk sulfat.

  • Unsur Hara Lain

Unsur K, Ca, Mg, Zn, B,dan Cl diserap dalam bentuk kation, tetapi besi, mangan , tembaga berbeda, Keadaan redoks tanah mempengaruhi bentuk unsur yang diambil. Jika tanah beraerasi baik maka ion yang bervalensi tinggi akan dominan, tetapi dalam keadaan yang anerobik, ion bervalensi rendah yang akan dominanan.

3.2.      Fotosintesis dan Assimilasi CO2

3.2.1.   Pandangan Umum

Nutrisi telah didefinisikan sebagai pasokan makanan yang essensial untuk organisme. Untuk semua binatang dan kebanyakan mikroorgnisme makanan ini, tidak hanya mengandunh elemen kimia yang esesensial tetapi juga sumber energi kimia untuk memenuhi kebutuhan energi kimia tanaman. Untuk tanaman hijau situasinya sedikit berbeda, karena sumber nutrientnya yang berbeda. CO2, H2O dan ion-ion anorganik, yang status energinya rendah dan oleh karena itu tidak dapat memenuhi kebutuhan energi tanaman. Proses assimilasi yang dilakukan dari hara anorganik, padaa kenyataannya memerlukan energi. Pada tanaman hijau kebutuhan energi dapat terpenuhi dengan adanya penyerapan cahaya. Kemampuan yang unik dari sel tanaman hijau untuk mengabsorbsi cahaya dan mengkonversikan menjadi energi kimia adalah proses biologi yang terpenting. Semua organisme dengan pengecualian  beberapa organisme sangat tergantung kepada energi konversi ini.

Konversi dari energi cahaya ke energi kimia sangat berhubungan erat dengan konversi CO2 menjadi ikatan majemuk. Untuk beberapa dekade kedua reaksi yaitu konversi energi dan fiksasi CO2, dikenal dengan dengan satu reaksi sesuai dengan persamaan:

6CO2 + 6H2O  light energi  C6H12O6 +  6 O2

—–®

Sekarang sudah dapat dibedakan dengan jelas antara konversi enegi dan assimilasi CO2.

Pada terminologi modern, istilah fotosintesis telah digunakan untuk suatu proses dimana sistem pigment menyerap radiasieletromagnetik dan mengubahnya menjadi suatu bentuk energi kimia yang dapat digunakan untuk pertumbuhan di dalam suatu lingkungan tumbuh..

3.3.        Asimilasi Nitrogen dan Belerang

3.3. 1. Umum

Perolehan C02 tidak hanya berasal dari asimilasi yang dilakukan oleh tumbuh‑tumbuhan yang mampu mensintesis C02 dalam bentuk organik dari bahan anorganik. Hal ini sama dengan asimilasi unsur N dan S yang merupakan unsur esensial bagi semua organisme. Nitrogen ada dalam bentuk asam‑asam amino, protein, koenzim; belerang terdapat dalam beberapa protein asam amino dan koenzim. Proses‑proses yang dilakukan tersebut oleh tumbuhan yaitu perubahan dari bahan anorganik N (N03‑, NH4+, N2) dan bahan anorganik S (S02‑2 ) menjadi bentuk organik yang sangat penting dalam kehidupan. Pada hewan, kebutuhan unsur‑unsur organik N dan S berasal dari bahan makanan berupa trumbuh‑tumbuhan dan mikroorganisme.

3.3.2. Reduksi Nitrat

Nitrat merupakan sumber terbesar N bagi tumbuhan. Sebelumnya N bisa berperan dalam metabolisme, harus di reduksi pada N03. Proses ini disebut reduksi nitrat yang pada dasarnya terjadi dalam dua tahap; reduksi dari N03 menjadi N02, dan dilanjutkan dengan reduksi N02‑ menjadi NO3. Pada umumnya mekanisme dasar dari asimilasi N03 pada jaringan tumbuhan hijau terjadi pada siang hari. Terdapat dua enzim yang terlibat dalam proses tersebut adalah enzim nitrat dan nitrit reduktase (Hewitt, 1975 , Beevers, 1976).

Menurut Beevers (1976), dalam beberapa kasus katalisis nitrat reduktase adalah langkah pertama perubahan NO3- menjadi NO2-, yang terjadi disiplasma. Reduksi kemudian dari NO2- ke NH3 terjadi di kloroplas. Kedua enzym, nitrat reduktase dan nitrit reduktase, fungsinya dapat terjadi dengan baik dan tidak terjadi akumulasi.

Enzim nitrat reduktase merupakan enzim yang mudah larut, berat molekulnya kira‑kira 500.000 ‑ 600.000 (Beevers, 1976). Enzim ini diyakini mengandung kombinasi 2 sub unit; suatu komponen yang mentransfer elektron dan’ NADH ke flavin yang berada dalam protein dan sub unit yang lain mentransfer elektron melalui Mo ke nitrat. Enzim ini tidak memungkinkan terjadi pemisahan secara fisis dari kedua komponen tersebut. Meskipun ketika Mo mengalami pengurangan atau tidak aktif lagi namun enzim tersebut masih dapat: mentransfer elektron dari NADH untuk mengurangi sitokrom c, walaupun enzim tersebut t1dak mampu mereduksi nitrat. Hal ini menunjukkan tidak adanya peranan secara. aktif clarl flavin. Ada suatu hal yang luar biasa dari enzim nitrat reduktase adalah pada kenyataanya adalah enzim ini merupakan enzim yang Ichusus dan hanya dapat di sintesis ketika nitrat sudah berada dalam sitoplasma. Sifat ini yang digunakan oleh Bar‑Akiva (1970) sebagai metode dasar dalam menilai status nitrisi N pada tumbuhan

Aktifitas nitrat reduktase telah dideteksi terdapat didalam beberapa organisme tanaman termasuk bakteria, alga biru-hijau, alga hijau, fungi dan tanaman tingkat tinggi (Guerrero et al.1981), walaupun begitu berat molekul berbeda tergantung kepada tipe tanaman. Nitrat reduktase yang terdapat di bayam mempunyai berat molekul sekitar 200k dalton. Terdapat tiga grup prostetik; FAD, cythocrom b dan Mo yang fungsinya berturut-turut tertera pada gambar 3.28. Pengurangan power terjadi pada NADH yang berasal dari glikolisis. NADH dapat juga secara tidak langsung dapat disuplai dari kloroplas melalui oxsaloacetat-malat ( gambar 4.9) Okssaloacetat diambil dari kloroplas dan  mengalami pengurangan oleh proses fotosintesis pada pensuplaian NADPH ke malat. Ini selanjutnya di ekspor ke  dalam sitoplasma dan disisni dioksidasi ke oxsaloacetat melalui proses reduksi NAD+  ke NADH. Mekanisme Shuttle ini terutama terjadi dan menjadi hal yang penting pada tanaman C-4, yang merupakan rantai aktivitas fotosintesis dengan reduksi nitrat.

Pada bakteri, beberapa alga dan fungi NADPH seperti juga NADH dapat berfungsi sebagai sumber untuk mengurangi power dari enzim. Walaupun begitu  juga dilaporkan  pada beberapa species dari tanaman tingkat tinggi NADPH juga tergantung pada nitrat reduktase.

Nitrat reduktase dari alga biru-hijau terikat sangat kuat pada klorofil yang mengandung fraksi membran dan penggunaan elektron secara langsung di suplai melalui ferredoksin pada reduksi nitrat. Oleh karena itu disini terdapat hubungan yang sangat erat antara fotosintesis dan reduksi nitrat pada organisme ini.

Enzim nitrat reduktase secara terus menerus tersedia dari aktivitas NADH (Gambar 3.24). Ini dihasilkan dalam sitoplasma dimana tempat reduks] N03‑ oleh oksidasi dari gliseraldehid‑3‑ phospat menjadi asam 3 ‑ phospogliseral dalam proses glikolisis atau oleh oksidasi malat menjadi oksaloasetat. Substrat untuk proses glikolisis adalah gula pospat yang disintesis sewaktu teradi fotosintesis dan ditranslokasikan ke dalam sitoplasma yang kekurangan gula pospat. DI sini ada suatu keterkaitan yang erat antara reduksi N03‑ dengan asimilasi C02 (aktivitas fotosintesis) dalam sel tumbuhan hijau.

Tahap kedua dari proses‑proses asimilasi nitrat adalah reduksi N02‑ menjadi NO3.

N02‑ + 6H+ + 6e‑ →  ion NH3 + H20 + OH‑

Hal ini terjadi di dalam kloroplas dan dikatalisis oleh adanya enzim nitrat reduktase, reaksi ini berlangsung pada bagian luar membran tilakoid. Pada tahap ini hasil reduksi sangat sempurna, dan dalam sel tumbuhan hijau yang dilengkapi dengan molekul berat, Fe yang rendah yang berisi campuran bahan ferredoksin. Ferredoksin menerima elektron secara langsung dalam  rangkaian transpor elektron dalam proses fotosintesis. Enzim nitrat reduktase pada saat im diyakini berupa, suatu protein tunggal dalam kelompok Fe porpirin prostetik oleh fungsi‑fungsi enzim dalam transfer 6 elektron sekaligus secara langsung (Murphy et al. 1974). Hal ini bertentangan dengan laporan penemuan terdahulu dimana hiponitrit dan hidroksilamin dibuktikan sebagai intermediet dalam perubahan N02 menjadi NH3-

Reduksi nitrat dapat terjadi dalam akar tumbuhan. NADH tersedia dalam tahapan reduksi pada N02‑  akibat  adanya  respirasi oleh akar. Reduksi N02ˉ terjadi dalam proplastid (Dalling et al, 1972), walaupun mekanisme reduksi belum jelas. Dimana ferredoksin belum dildentifikasidalam akar dan pemberi elektron untuk enzim nitrat reduktase belum diketahui. Dalam reduksi ini menunjukkan adanya keterlibatan NADH dan juga rangkalan ATP (Hewitt, 1975). Ini merupakan hasil pengamatan observasi yang menunjukkan bahwa proplastid sangat berpotensial sebagai sumber yang baik untuk NADPH , dapat mengindikasikan adanya enzim pada pentosa pospat (Beevers, 1976). Selanjutnya ditambahkan pula bahwa NADPH mungkin di produksl di dalam akar oleh transhidrogenase ( NADH ®  NADPH ), yang dihubungkan dengan fiksasi C02 pada waktu gelap dan dekarboksilase (Ting dan Dugger, 1965).

Hasil kombinasi antara nitrat dan nitrit reduktase dapat ditulis sebagai berikut:

N03 + 8H+ + 8e →  NH3 + 2H20 + OH-

Setiap reduksi NO3- dapat mengurangi 8 H- dan 8 e- untuk menghasilkan 1 NH3 dan 1 OH-. Seperti yang telah dijelaskan diatas ini dapat merangsang akumulasi anion organik.

Cahaya sangat berperan dalam asimilasi NO3‑, sewaktu tumbuhan hijau mentransfer elektron dari waktu terang ke gelap, aktifitas enzim nitrat reduktase ditekan, bahkan sewaktu nitrat dalam jumlah yang sama juga ada (Beevers dan Hugeman, 1972 ; Hugeman dan Fleser, 1960). Dengan adanya akumulasi NO3- di jaringan tanaman tidak mengindikasikan adanya kekurangan atau tidak hadirnya enzym protein tetapi mungkin bergantung kepada lack dari pengurangan power.

Pada tanaman barley mutan,  yang mempunyai aktifitas  nitrat reduktase yang sangat rendah juga dapat mengurangi NO3- dalam jumlah yang cukup agar dapat tumbuh normal  Warner dan Kleihofs, 1981).

Selanjutnya Aslam dan Huffaker  1984), menemukan tanaman barley yang mendapat cahaya yang penuh dan permanen dapat mengurangi hampir seluruh cahaya yang diterimanya.

Walaupun dalam jumlah intensitas cahaya yang rendah, hanya 25%, NO3- yang diabsorbsi juga dapat berkurang. Contoh ini mengindikasikan bahwa reduksi NO3- lebih sensitif kepada intensitas cahaya yang rendah daripada pengambilan nitrat.

Penambahan gula dan malat mempromote  reduksi NO3-. Sumber energi untuk reduksi NO3- adalah dari NADH. Ini juga dihasilkan dari reduksi glyceraldeyde phospat atau dari malat.

Glyceraldehida phospat  +  NAD+   ®   Phosphoglycerate  +   NADH   +  H+

Malat   +   NAD         ®    Oxaloacetat   + NADH  +  H

Pada tanaman C4, malat adalah sumber utama untuk pengurangan power, sedangkan pada tanaman C3 adalah pospat glycerat. Pada tanaman C3, pada kondisi ada cahaya kloroplas menghasilkan dihydroxyaceton pospat dan pada keadaan gelap menghasilkan pospogliserat. ( Fig. 3.30).  Kecepatan reduksi  NO3-   jadi rendah dan NO3-  dapat  terakumulasi. Ini didemonstrasikan pada Tabel 3.8. yang menunjukkan pengaruh dari waktu / hari pada kandungan NO3-dari bayam.

Tabel 3.8. Pengaruh waktu  penyinaran  terhadap kandungan NO3- dari bayam

Waktu/ Hari Batang Daun, Mg NO3-N Kg FM Petiole
8.30 372 228 830
13.30 207 101 546
17.30 189 91 504

Asimilasi  nitrat oleh tanaman dipengaruhi  oleh  nutrisi, mineral dan secara fakta dipengaruhi oleh Mo.  Apabila  kekurangan Mo, akumulasi nitrat yang terjadi dan kandungan amino yang dapat larut tertekan ( Possingham, 1956), karena lack dari Nh3 yang tersedia untuk asam amino. Mangan dapat mempengaruhi secara tidak langsung assimilasi nitrat. Ini sangat essensial pada fotosistem II dan  karena itu juga pada aliran eletron dari air via ferredoksin ke NO2- reduktase.

NER ( nitrat reduktase), terdapat terutama  terdapat didalam sitoplasma dari sel merismatik. Daun muda dan ujung akar oleh karenanya kaya akan enzim. selanjutnya dilaporkan bahwa aktifitas nitrat reduktase terjadi begitu sempurna pada daun bit yang muda dimana kira‑kira 10 kall lebih tinggi daripada  daun-daun tua. Menurut Hewitt (1970), dan beberapa peneliti melaporkan  enzim NER cenderung untuk meningkat dan mencapai maksimum pada daun yang muda sampai sedang. Di akar, aktifitas maksimum terjadi pada jaringan muda dan menurun dengan tajam pada bagian yang tua. (Hewitt, 1970). Siklus perputaran enzim sangat cepat (Oaks et al., 1972).

Menurut Schrader et al. (1968), sebagian siklus hidup enzim lebih dari 4 jam. Tempat terjadinya reduksi  N03- berbeda antara  spesies tanaman. Pada tomat antara 80 ‑ 90 % dari N yang terdapat dalam cairan xilem berbentuk N03 – N (Lorens, 1976), oleh karena itu reduksi NO3, pertama harus terjadi pada bagian hijau  tanaman. Hal yang sama dilaporkan oleh Wallace dan Pate (1967), pada Xanthium pensylvaticum, pada spesies ini aktifitas enzim nitrat reduktasenya tidak terdapat pada akar. Meskipun banyak spesies tanaman mampu mengurangi N03‑pada akar tanaman dan bagian atas tanaman. Menurut Pate (1971), reduksi NO‑A dalam suatu spesies tanaman pangan, seberapa besar pengurangan N03‑ sesuai urutan berikut

Gandum > jagung > bunga matahari > jelai > lobak

Pada daun dan ranting tanaman tidak terdapat nitrat dan menurut Sanderson dan Cocking, (1964) reduksi nitrat terjadi  dengan sangat banyak di akar tanaman. Namun beberapa peneliti juga dapat mendeteksi NER pada pohon apel yang diberi dosis pupuk nitrat yang tinggi. Beberapa peneliti juga mendeteksi adanya akumulasi nitrat didalam buah yang tanaman anggurnya diberi nitrat dalam jumlah yang banyak.

Aktifitas NER sangat potensial untuk mempengaruhi hasil tanaman. Elrich dan Hageman ( 1973), melaporkan bahwa aktifitas NERdi daun bendera dari gandum sangat tergantung pada level pasokan nitrat. Peningkatan aktifitas enzym berhubungan dengan kandungan protein biji yang tinggi. Dilain pihak Croy dan Hageman ( 1970), menemukan aktifitas NER didaun dari 32 kultivar gandum tidak mempunyai hubungan antara aktifitas enzym dan kandungan protein biji. Peneliti ini  menduga disamping aktifitas  NER di daun bendera,  kecepatan translokasi asam amino ke biji adalah faktor utama yang mempengaruhi kandungan protein di biji.

3.3.3.  Fiksasi Nitrogen.

………………………….. ambil bahan dari buku Principles of plant nutrien, Mengel and Kirkby

3.3.4 . Asimilasi amonia

Baik assimilasi dari nitrat dan fiksasi N2 meningkatkan ammonia. Untuk assimilasi ini terdapat  3 enzim yang penting;

* Glutamat dehydrogenase

* Glutamin synthetase

* Glutamat synthase

Glutamat dehydrogenase akan mengkatalisis reaksi antara NH3 dan  aoksoglukterat. Enzim ini telah ditunjukkan sebelumnya bahwa ada dibanyak tanaman tingkat tinggi dan  mengandung Zn (Vallee dan Wacker, 1970). Diduga pada reaksi ini substrat berkombinasi untuk menghasilkan a- asam imino yang kemudian berkurang dan menjadi glutamat, yang dalam reaksi ini membutuhkan NAD(P)H.

Glutamine synthetase digunakan pada  reaksi dimana glutamate berfungsi sebagai penerima NH3 untuk menghasilkan glutamine. Reaksi ini disebut proses endergonic memerlukan ATP dan juga  2+Mg . ATP dilengkapi dengan  photosynthetis phosphorylation.  Dalam kehadirannya akan mengurangi sumber dari glutamine berpindah ketengah kelompok a‑ ozoglutarela. Enzim yang tergolong dalam reaksi ini ialah glutamate synthesa (glutamine[amidel‑2‑oxoglutarate aminotransferase).Pada tanaman yang  tinggi akan menghasilkan ferredoxin pengurang kekuatan  (elektron) Yang diperlukan  pada reaksi ini.

Dua reaksi  dapat ditulis;

Glutamat + NH2 + ATP→  0 + ADP + P‑4

Glutamat + a‑oxogulate + 2e→   p, 2 Glutamat

NH3 + (x‑oxo oxogulate + 2e  → Glutamate +

About these ads

23 responses to “BAHAN AJAR NUTRISI-PERTEMUAN 8-10

  1. selamat pagi bu..
    baiklah saya akan mencoba mengomentari mengenai bahan ajar ibu yang “Pengambilan unsur hara dan assimilasi ”
    jawab :
    menurut saya, didalam bahan ajar yng ada di blok ibu telah lengkap. jadi saya menjadi tahu dan bertambah wawasan mengenai unsur hara dan asimilasi itu sendiri. memang benar,Proses kehidupan terkecil adalah sel.dimana didalam sel itu terdapat vpula dinding sel, dimana dinding sel itu terdiri dari substansi pektin dan selulosa, selulosa adalah agregat untuk membentuk rantai yang dikenal sebagai microfibrils dan terdiri dari beberapa macam substansi lainnya yang menyusun sel didalam tanaman itu sendiri.
    dan perlu diketahui bahwa Organel sel seperti nukleus, kloroplas, plastida, dan mitokondria, vokuola dikelilingi oleh membran yang dipisahkan oleh sel. Ini esensial untuk fungsi yang normal daripada sel sejak proses biokimia muncul diantara organela yang berbeda
    transportasi ion dan molekul melewati membran dapat dirangsang baik secara langsung maupun tidak langsung oleh enzim yang merupakan membran dari biologi.
    ion mempunyai peran didalam melintasi membran dan dapat pula dikatakan sebagai carier ( pembawa ). Didalam penyerapan ion, ia memiliki prisip-prinsip didalam penyerapannya,baik itu dalam bentuki serapan hara,pengambilan hara dan status hara tanaman ,dsb..

    sedangkan untuk pertanyaan yang ibu berikan mengenai :
    1. hubungan antara asimilasi N dan Fiksasi N
    jawab :
    sebelumnya AsimilasiTumbuhan mengkonversi NO3- ke campuran N organik, mencakup asam amino, purin, dan pyrimidin. NO3- (kebanyakan bentuk oksidasi +5) direduksi menjadi N (bentuk oxidation organik -3). Tumbuhan dapat juga menggunakan NH3 dan organik N. Keseluruhan 8-elektron reduksi diuraikan oleh persamaan berikut :

    Tahap asimilasi pertama adalah reduksi NO3- ke NO2-, yang mana dikatalisasi oleh enzim NO3- reductase. Reduski yang berikut NO2- ke NH4+ dikatalisasi oleh nitrite reductase. Proses dimana NH4+ disatukan ke dalam asam amino yang disebut aminasi.

    sedangkan fiksasi N itu sendiri
    Fiksasi N adalah proses dimana N2 di atmosfir dikonversi ke campuran yang dapat digunakan oleh tananam. Itu adalah suatu proses alami yang difasilitasi oleh jasad renik tertentu dan proses industri yang memerlukan sejumlah energi yang besar. Walaupun semua organisme memerlukan campuran N, sangat sedikit yang bisa menggunakan N2, yang paling melimpah bentuk unsur yang siap dimanfaatkan. Kebanyakan organisme memerlukan bentuk N yang difiksasi dalam wujud NH3, NO3-, NO2-, atau N organik. Jumlah N yang difiksasi mungkin adalah faktor kunci yang membatasi didalam kemampuan bumi untuk mendukung kehidupan.

    Molekul N2 secara relatif tidak reaktif dan lemah. Itu berkombinasi dengan unsur-unsur lain hanya pada temperatur dan tekanan tinggi atau dihadapan suatu katalisator. N dapat difiksasi dalam wujud beberapa oksida. Dua sumber N oksida adalah mesin pembakaran internal dan pencahayaan. Mesin pembakaran internal menghasilkan NO dan NO2 sebab temperatur internal yang tinggi dan disebabkan tekanan N2 di atmosfir dan O2 untuk bereaksi. Lucutan elektris tegangan tinggi, seperti petir, dapat mengoxidasi N2. Cyanobacteria (Blue-Green algae) dan bakteri berhubungan dengan kacang-kacangan dapat memperbaiki N2 dengan menguranginya ke ammoniacal (seperti amoniak) N, kebanyakan dalam wujud asam amino. N2 direduksi menjadi NH3 yang secara industri menggunakan temperatur tinggi, tekanan, dan suatu katalisator. Produksi NH3 industri bahan kimia kedua terbesar di Amerika Serikat, dengan produksi tahunan 17.2 juta metric ton (14.2 juta metric ton N).

    Pada waktu sebelum industrial, fiksasi alami dari gas N2 di atmosfir diperkirakan mencapai 40 sampai 200 juta metric ton N/Tahun oleh ekositem laut dan 90 sampai 130 juta metric ton N/Tahun oleh ekosistem daratan/terestrial (Galloway, 1998). Petir menghasilkan kira-kira 9.4 juta metric ton N oksida setiap tahun. Perkiraan[dari fiksasi N2 yang global anthropogenik meliputi 80 juta metrik tons/tahun bahan kimia pupuk N, 20 juta metric ton N/Tahun yang dilepaskan oleh pembakaran, 25 juta metric ton N/Tahun yang difiksasi oleh tananaman pertanian penfiksasian N kacang-kacangan, dan 25 juta ton N yang didaur ulang dengan kurang baik menggambarkan limbah anthropogenik (Kinzig dan Socolow, 1994; Galloway et al., 1995; Galloway, 1998; Smil, 1999). Produksi USA pada Tahun 1999 mencakup kira-kira 17 juta metric ton dari NH3 anhydous, 7 juta metric ton ammonium nitrat, 3 juta metric ton ammonium sulfat, dan 8 juta metric ton asam nitrit (Anon, 2000). Perkiraan pembakaran meliputi oksidasi organik-N pada batubara dan minyak untuk NO. Walaupun ini bukan fiksasi N2, beberapa peneliti merasakan itu adalah setara dengan fiksasi N2 sebab organik N akan tidak tersedia untuk siklus di biosphere (Vitousek et al., 1997).

    Adalah menarik untuk dicatat bahwa jumlah N2 yang dilepaskan oleh pembakaran dan produksi pupuk menjadi sama besarnya sebagai yang diperkirakan biologi terestrial dari fiksasi N.

    berdasarkan keterangan diatas, dapat saya simpulkan bahwa terdapat hubungan timbal balik antara fiksasi N dan asimilasi N dimana pada keduanya memerlukan bahan yang sama didalam menjalankan fungsinya seperti No2- dan No3- didalam menjalankanfungsinya pada tumbuhan.

    sedangkan
    2. hubungan antara asimilasi N dan Asimilasi Lainnya yaitu :
    didalam Karbon diperoleh dalam bentuk senyawa CO2 dari atmosfir dan bisa juga dari senyawa HC3 dalam larutan tanah. Senyawa ini diasimilasikan oleh karboksilase membentuk gugusan karboksilase baru. Proses asimilisasi C secara simultan juga diikuti oleh proses asimilasi O, jadi tidak hanya C sendiri tetapi juga CO2 atau HCO3. Hidrogen diambil dari air pada larutan tanah atau di bawah kondisi atmosfir yang humid. Dalam proses fotosintetis H2O direduksi menjadi H (fotolisis). Proses tansfer ini melalui beberapa proses dan menggunakan senyawa organik yang menghasilkan reduksi nikotinamida adenin dinukleotida (NAD +) yang kemudian direduksi menjadi senyawa NADPH. Ini merupakan koenzim yang sangat penting dalam proses reduksi-oksidasi, seperti NADPH dapat ditansfer dalam bentuk H menjadi sejumlah senyawa yang berbeda-beda. Nitrogen diperlukan tanaman dalam bentuk nitrat atau ion amonium dari larutan atau gas N2 dari atmosfir. Proses yang terakhir disebut Fiksasi molekular N2 dan melalui beberapa organisme (Rhizobium, Actinomyces alni) yang bersimbiosis pada tumbuhan tingkat tinggi. Asimilasi N menjadi NO3- terjadi akibat proses reduksi dan proses persenyawaan. Amonium -N dalam proses asimilasi juga melibatkan proses persenyawaan. Proses Persenyawaan N dari molekul N2 tergantung pada proses awal dari N2 menjadi NH3 yang selanjutnya dimetabolisme oleh proses persenyawaan. Asimilasi sulfat (S) menjadi NO3 -N seperti pada reduksi SO42- menjadi gugus -SH. Sulfur tidak saja diperoleh dari larutan tanah dalam bentuk SO42- tetapi juga diabsorpsi dari SO2 dari atmosfir. Reaksi C,H,O,N,dan S menjadi molekul merupakan proses metabolisme fisiologis yang sangat penting bagi tumbuhan. Hal ini akan diuraikan secara mendalam.Namun pada bagian ini hanya disebutkan beberapa unsur pokok dari material organik tumbuhan yang diasimilasi dalam reduksi fisiologis yang kompleks.Dan brdasarkan keterangan diatas, terdapatlah hubungan antara bentuk asimilasi N dengan asimilasi lainnya.

  2. Selamat sore bu’!!!

    setelah sya membaca semua bahan ajar yang ada diatas,, telah membantu menambah pengetahuan saya,,
    oleh karena itu saya akan kembali membahas mengenai bahan ajar tersebut…

    A.Bagaimana Pengambilan ion dan statusnya di tanaman

    dalam hal ini sel tanaman sangat berpengaruh,dimana Pengambilan ion adalah sebuah proses yang terbatas dan didominasi oleh ion anorganik. Proses kehidupan terkecil adalah sel,Organel sel seperti nukleus, kloroplas, plastida, dan mitokondria, vokuola dikelilingi oleh membran yang dipisahkan oleh sel. Ini esensial untuk fungsi yang normal daripada sel sejak proses biokimia muncul diantara organela yang berbeda .Sementara Prinsip Serapan Hara

    Serapan ion dikendalikan oleh membran ( misalnya membran sel endodermis). Sehubungan dengan hal tersebut, maka ada 4 prinsip penyerapan ion, yakni:

    * Jika sel tidak melangsungkan metabolisme atau mati, maka membrannya akan lebih muda dilalui oleh bahan-bahan yang terlarut (solute)
    * Molekul air dan gas-gas yang terlarut didalamnya seperti N2.O2, dan CO2 dapat melalui membran dengan mudah.
    * Bahan terlarut yang bersifat hidrofobik menembus membran dengan kemudahan sebanding dengan tingkat kelarutannya dalam lemak.
    * Ion-ion atau molekul- molekul yang bersifat hidrofilik dengan tingkat kelarutan dalam lemak yang sama akan menembus membran dengan tingkat kemudahannya berbanding terbalik dengan ukurannya ( berat molekulnya).

    Pengambilan hara dan status hara di tanaman.

    Perlu pendekatan secara fisika dan kimia ke akar agar dapat dilakukan pengambilan unsur hara. Akar dan ion hara saling berinteraksi untuk pengambilan hara melalui beberapa cara:

    * Pertukaran kontak
    * Pertukaran ion tanah dengan H dalam mucigel.
    * Difusi ion sebagai respon terhadap potensial kimia
    * Aliran massa ion kedalam akar sebagai respon terhadap perubahan kelembaban
    * Pemanjangan akar ke sumber ion.

    Secara umum dikenal 2 teori mengenai perpindahan ion-ion hidrofilik melintasi membran lipoprotein yaitu
    1. Teori carrier yaitu molekul di dalam plasmalema mempunyai sisi pengikat yang khusus untuk ion-ion tertentu, yang menyebabkan terjadinya seleksi. Kompleks ion carier terbentuk pada perbatasan membran, membawa ion-ion melintasi membran dan kemudian melepaskannya kedalam sel. Proses ini dikendalikan oleh ATP dan enzim kinase. Dalam sistem carrier ini diperlukan beberapa syarat yaitu : 1. Membran sel tidak permeabel terhadap ion-ion bebas, 2. Perlu adanya transpor elektron, 3. respirasi akar harus berjalan lancar. Dengan demikian pengambilan ion-ion, tidaklah dengan mudah masuk kedalam sel, tetapai berhubungan dengan metabolisme tanaman.

    2. .Teori pompa ion yaitu energi yang dilepaskan karena konversi ATP menjadi ADP oleh ATPase membawa ion-ion kedalam sebuah sel sebagai reaksi terhadap perubahan keseimbangan yang tercipta pada saat ion-ion lain meninggalkan sel. Pompa Na-K merupakan contoh yang umum. Ion-ion lain memasuki sel karena adanya perubahan kimiawi. Laju penyerapan ion ternyata berkorelasi tinggi dengan aktifitas ATP.

    Sementara Bentuk Unsur Hara Yang Diabsorsi Tanaman Nitrogen, Fosfor Dan Belerang.Unsur Hara Lain Unsur K, Ca, Mg, Zn, B,dan Cl diserap dalam bentuk kation, tetapi besi, mangan , tembaga berbeda, Keadaan redoks tanah mempengaruhi bentuk unsur yang diambil. Jika tanah beraerasi baik maka ion yang bervalensi tinggi akan dominan, tetapi dalam keadaan yang anerobik, ion bervalensi rendah yang akan dominanan.

    B.fotosintesi dan asimilasi umum

    Proses assimilasi yang dilakukan dari hara anorganik, padaa kenyataannya memerlukan energi. Pada tanaman hijau kebutuhan energi dapat terpenuhi dengan adanya penyerapan cahaya. Kemampuan yang unik dari sel tanaman hijau untuk mengabsorbsi cahaya dan mengkonversikan menjadi energi kimia adalah proses biologi yang terpenting,Konversi dari energi cahaya ke energi kimia sangat berhubungan erat dengan konversi CO2 menjadi ikatan majemuk.

    C. Asimilasi Nitrogen dan Belerang

    Nitrogen merupakan komponen utama protein dan asam nukleat, yaitu sebesar lebih kurang 10 persen dari berat kering sel bakteri. Nitrogen mungkin disuplai dalam bentuk yang berbeda, dan mikroorganisme beragam kemampuannya untuk mengasimilasi nitrogen. Hasil akhir dari seluruh jenis asimilasi nitrogen adalah bentuk paling tereduksi yaitu ion ammonium (NH4+).belerang adalah komponen dari banyak substansi organik sel. Belerang membentuk bagian struktur beberapa koenzim dan ditemukan dalam rantai samping cisteinil dan merionil protein. Belerang dalam bentuk asalnya tidak dapat digunakan oleh tumbuhan atau hewan. Namun, beberapa bakteri autotropik dapat mengoksidasinya menjadi sulfat (SO42-). Kebanyakan mikroorganisme dapat menggunakan sulfat sebagai sumber belerang, mereduksi sulfat menjadi hidrogen sulfida (H2S). Beberapa mikroorganisme dapat mengasimilasi H2S secara langsung dari medium pertumbuhan tetapi senyawa ini dapat menjadi racun bagi banyak organisme.

    Berikut Ini adalah jawaban dari tugas yang telah ibu berikan

    1. hubungan antara asimilasi N dan Fiksasi N
    jawab :
    Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat.Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein.
    Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.
    Semua mikroorganisme mampu melakukan fiksasi nitrogen, dan
    berasosiasi dengan N-bebas yang berasal dari tumbuhan. Nitrogen dari proses fiksasi merupakan sesuatu yang penting dan ekonomis .

    2. hubungan antara asimilasi N dan Asimilasi Lainnya?
    jawab:
    Proses asimilisasi C secara simultan juga diikuti oleh proses asimilasi O, jadi tidak hanya C sendiri tetapi juga CO2 atau HCO3. Hidrogen diambil dari air pada larutan tanah atau di bawah kondisi atmosfir yang humid. Dalam proses fotosintetis H2O direduksi menjadi H (fotolisis). Proses tansfer ini melalui beberapa proses dan menggunakan senyawa organik yang menghasilkan reduksi nikotinamida adenin dinukleotida (NAD +) yang kemudian direduksi menjadi senyawa NADPH. Ini merupakan koenzim yang sangat penting dalam proses reduksi-oksidasi, seperti NADPH dapat ditansfer dalam bentuk H menjadi sejumlah senyawa yang berbeda-beda. Nitrogen diperlukan tanaman dalam bentuk nitrat atau ion amonium dari larutan atau gas N2 dari atmosfir. Proses yang terakhir disebut Fiksasi molekular N2 dan melalui beberapa organisme (Rhizobium, Actinomyces alni) yang bersimbiosis pada tumbuhan tingkat tinggi. Asimilasi N menjadi NO3- terjadi akibat proses reduksi dan proses persenyawaan. Amonium -N dalam proses asimilasi juga melibatkan proses persenyawaan. Proses Persenyawaan N dari molekul N2 tergantung pada proses awal dari N2 menjadi NH3 yang selanjutnya dimetabolisme oleh proses persenyawaan. Asimilasi sulfat (S) menjadi NO3 -N seperti pada reduksi SO42- menjadi gugus -SH. Sulfur tidak saja diperoleh dari larutan tanah dalam bentuk SO42- tetapi juga diabsorpsi dari SO2 dari atmosfir. Reaksi C,H,O,N,dan S menjadi molekul merupakan proses metabolisme fisiologis yang sangat penting bagi tumbuhan. Hal ini akan diuraikan secara mendalam. Dalam bagian ini hanya disebutkan beberapa unsur pokok dari material organik tumbuhan yang diasimilasi dalam reduksi fisiologis yang kompleks.

  3. Selamat sore ibu…
    Ini jawaban saya dari tugas yang ibu berikan, semoga bermanfaat

    Sebelumnya saya akan mengomentari bahan kuliah yang ada diblog ibu
    Menurut saya bahan kuliah yang ada diblog ibu mengenai pengambilan unsur hara dan assimilasi sudah baik, dengan membaca bahan yang ibu berikan maka dapat memahami tanah sebagai media nutrisi tanaman, dapat mendeskripsikan unsur-unsur fisika – kimia tanah dan pengaruhnya dalam ketersediaan unsur hara, dapat menjelaskan proses pengambilan ion dan status ion tanaman, dapat menjelaskan proses fotosintesis dan assimilasi karbon dioksida dalam hubungannya dengan pengambilan hara, serta dapat menjelaskan assimilasi nitrogen dan sulfur, mengetahui teori carier dan pompa ion, dan sebagainya.
    Akan tetapi lebih baik lagi kalau ada ringkasannya, dengan demikian akan mengetahui isi tulisan secara garis besar. Sehingga lebih memudahkan bagi pengunjung di blog ibu.

    1. Hubungkan bentuk asimilasi N dengan asimilasi lainnya
    Nitrogen adalah unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa penting di
    dalam sel, termasuk protein, DNA dan RNA. Tanaman harus mengekstraksi
    kebutuhan nitrogennya dari dalam tanah. Sumber nitrogen yang terdapat dalam
    tanah, makin lama makin tidak mencukupi kebutuhan tanaman, sehingga perlu
    diberikan pupuk sintetik yang merupakan sumber nitrogen untuk mempertinggi
    produksi. Keinginan menaikkan produksi tanaman untuk mencukupi kebutuhan
    pangan, berakibat diperlukannya pupuk dalam jumlah yang banyak. Industri pupuk
    yang ada belum dapat memenuhi kebutuhan pupuk yang semakin meningkat. Untuk
    itu perlu dicari pupuk nitrogen alternatif dan rekayasa gen hijau kelihatannya dapat
    memberikan harapan untuk memenuhi kebutuhan pupuk di masa yang akan datang.
    Udara yang menyelubungi bumi mengandung gas nitrogen sebanyak 80 %,
    sebahagian besar dalam bentuk N2 yang tidak dapat dimanfaatkan. Tanaman dan
    kebanyakan mikroba tidak mempunyai cara untuk mengikat nitrogen menjadi
    senyawa dalam selnya. Tanaman dan mikroba umumnya mendapatkan nitrogen dari
    senyawa seperti ammonium (NH4+) dan nitrat (NO3-). Untuk memanfaatkan nitrogen
    dalam bentuk gas, pakar bioteknologi memusatkan perhatiannya pada hubungan
    antara tanaman dengan jenis mikroba tertentu yang dapat menambat nitrogen dari
    udara dan menyusun atom nitrogen kedalam molekul ammonium, nitrat, atau
    senyawa lain yang dapat digunakan oleh tumbuhan (Prentis, 1984).

    Pada umumnya mekanisme dasar dari asimilasi N03 pada jaringan tumbuhan hijau terjadi pada siang hari. Terdapat dua enzim yang terlibat dalam proses tersebut adalah enzim nitrat dan nitrit reduktase (Hewitt, 1975 , Beevers, 1976).
    Perolehan C02 tidak hanya berasal dari asimilasi yang dilakukan oleh tumbuh tumbuhan yang mampu mensintesis C02 dalam bentuk organik dari bahan anorganik. Hal ini sama dengan asimilasi unsur N dan S yang merupakan unsur esensial bagi semua organisme. Nitrogen ada dalam bentuk asam asam amino, protein, koenzim; belerang terdapat dalam beberapa protein asam amino dan koenzim. Proses proses yang dilakukan tersebut oleh tumbuhan yaitu perubahan dari bahan anorganik N (N03 , NH4+, N2) dan bahan anorganik S (S02 2 ) menjadi bentuk organik yang sangat penting dalam kehidupan. Pada hewan, kebutuhan unsur unsur organik N dan S berasal dari bahan makanan berupa trumbuh tumbuhan dan mikroorganisme.

    Asimilasi nitrogen
    Sumber: NN22, NH, NH33, n, nitratitrat((NNOO33))= Organisme : Fotoautotrof, , khemoautotrof, , khemolitotrof..= Terdiridari2 tahap: : Fiksasi N2, , AminasiAminasi􀂄OrganismeOrganisme: : bakteribakteri, blue green algae., algae.􀂄PerluPerluenzimenzimnitrogenasenitrogenase=======>=======>intiintiMolybdenMolybden(Mo)(Mo)􀂄ProsesProses: : NN22diaktivasidiaktivasioleholehenzenz. . Nitrogenase, , kemudianddireduksi oleh NADPH2 2 melalui fferedoksin.

    Jadi, asimilasi N berhubungan dengan asimilasi lainnya, seperti asimilasi S, C

    2. Hubungan asimilasi N dengan fiksasi N

    Asimilasi nitrogen terselenggara oleh 2 sistem. Pertama fiksasi N. N2 diabsorbsi dari atmosfer tanah dan direduksi dalam bintil menggunakan energi pemecahan hasil fotosintesis yang ditransport dari daun. N reduksi ditransditransport ke sink (tempat penyimpanan). Sehubungan dengan itu maka tidak banyak menggunakan N yang diberikan setelah tanaman berumur 3-4 minggu. Fiksasi N maksimum terjadi selama perkembangan awal biji atau polong (Brun, 1978 cit. Whigham, 1983). Kedua, nitrat reduktase. Di luar asimilasi N sebagai kacang-kacangan, sistem nitrat reduktase diberikan
    sama seperti pada tanaman yang lain. N diserap akar dan ditransport ke daun, yang kemudian direduksi menjadi N amino. N Amino dikombinasi menjadi berbagai bentuk asam amino. Bahan tersebut kemudian dikombinasikan menjadi protein dalam daun atau tempat penyimpanan yang lain (Brun, 1978 cit. Whigham, 1983 ). Asimilasi N oleh system nitrat reduktase berkembang hingga maksimum saat pembungaan penuh dan menurun setelah penuaan. Sistem asimilasi N saling melengkapi karena pada saat yang berbeda selama perkembangan tanaman. Pada awal siklus hidup kedelai, sistem nitrat
    reduktase penting untuk memberikan N pada awal perkembangan yang baik, namun terlalu banyak N dari sistem nitrat reduktase atau pupuk N tidak baik bagi fiksasi nitrogen.

    Fiksasi N adalah proses dimana N2 di atmosfir dikonversi ke campuran yang dapat digunakan oleh tananam. Itu adalah suatu proses alami yang difasilitasi oleh jasad renik tertentu dan proses industri yang memerlukan sejumlah energi yang besar. Walaupun semua organisme memerlukan campuran N, sangat sedikit yang bisa menggunakan N2, yang paling melimpah bentuk unsur yang siap dimanfaatkan. Kebanyakan organisme memerlukan bentuk N yang difiksasi dalam wujud NH3, NO3-, NO2-, atau N organik. Jumlah N yang difiksasi mungkin adalah faktor kunci yang membatasi didalam kemampuan bumi untuk mendukung kehidupan.

    Molekul N2 secara relatif tidak reaktif dan lemah. Itu berkombinasi dengan unsur-unsur lain hanya pada temperatur dan tekanan tinggi atau dihadapan suatu katalisator. N dapat difiksasi dalam wujud beberapa oksida. Dua sumber N oksida adalah mesin pembakaran internal dan pencahayaan. Mesin pembakaran internal menghasilkan NO dan NO2 sebab temperatur internal yang tinggi dan disebabkan tekanan N2 di atmosfir dan O2 untuk bereaksi. Lucutan elektris tegangan tinggi, seperti petir, dapat mengoxidasi N2. Cyanobacteria (Blue-Green algae) dan bakteri berhubungan dengan kacang-kacangan dapat memperbaiki N2 dengan menguranginya ke ammoniacal (seperti amoniak) N, kebanyakan dalam wujud asam amino. N2 direduksi menjadi NH3 yang secara industri menggunakan temperatur tinggi, tekanan, dan suatu katalisator. Produksi NH3 industri bahan kimia kedua terbesar di Amerika Serikat, dengan produksi tahunan 17.2 juta metric ton (14.2 juta metric ton N).

    Pada waktu sebelum industrial, fiksasi alami dari gas N2 di atmosfir diperkirakan mencapai 40 sampai 200 juta metric ton N/Tahun oleh ekositem laut dan 90 sampai 130 juta metric ton N/Tahun oleh ekosistem daratan/terestrial (Galloway, 1998). Petir menghasilkan kira-kira 9.4 juta metric ton N oksida setiap tahun. Perkiraan[dari fiksasi N2 yang global anthropogenik meliputi 80 juta metrik tons/tahun bahan kimia pupuk N, 20 juta metric ton N/Tahun yang dilepaskan oleh pembakaran, 25 juta metric ton N/Tahun yang difiksasi oleh tananaman pertanian penfiksasian N kacang-kacangan, dan 25 juta ton N yang didaur ulang dengan kurang baik menggambarkan limbah anthropogenik (Kinzig dan Socolow, 1994; Galloway et al., 1995; Galloway, 1998; Smil, 1999). Produksi USA pada Tahun 1999 mencakup kira-kira 17 juta metric ton dari NH3 anhydous, 7 juta metric ton ammonium nitrat, 3 juta metric ton ammonium sulfat, dan 8 juta metric ton asam nitrit (Anon, 2000). Perkiraan pembakaran meliputi oksidasi organik-N pada batubara dan minyak untuk NO. Walaupun ini bukan fiksasi N2, beberapa peneliti merasakan itu adalah setara dengan fiksasi N2 sebab organik N akan tidak tersedia untuk siklus di biosphere (Vitousek et al., 1997).
    Asimilasi N dan fiksasi N saling berhubungan.

  4. Selamat sore ibu…
    Ini jawaban saya dari tugas yang ibu berikan,
    Sebelumnya saya akan mengomentari bahan kuliah yang ada diblog ibu
    Menurut saya bahan kuliah yang ada diblog ibu mengenai pengambilan unsur hara dan assimilasi sudah baik, dengan membaca bahan yang ibu berikan maka dapat memahami tanah sebagai media nutrisi tanaman, dapat mendeskripsikan unsur-unsur fisika – kimia tanah dan pengaruhnya dalam ketersediaan unsur hara, dapat menjelaskan proses pengambilan ion dan status ion tanaman, dapat menjelaskan proses fotosintesis dan assimilasi karbon dioksida dalam hubungannya dengan pengambilan hara, serta dapat menjelaskan assimilasi nitrogen dan sulfur, mengetahui teori carier dan pompa ion, dan sebagainya.
    Akan tetapi lebih baik lagi kalau ada ringkasannya, dengan demikian akan mengetahui isi tulisan secara garis besar. Sehingga lebih memudahkan bagi pengunjung di blog ibu.

    1. Hubungkan bentuk asimilasi N dengan asimilasi lainnya
    Nitrogen adalah unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa penting di
    dalam sel, termasuk protein, DNA dan RNA. Tanaman harus mengekstraksi
    kebutuhan nitrogennya dari dalam tanah. Sumber nitrogen yang terdapat dalam
    tanah, makin lama makin tidak mencukupi kebutuhan tanaman, sehingga perlu
    diberikan pupuk sintetik yang merupakan sumber nitrogen untuk mempertinggi
    produksi. Keinginan menaikkan produksi tanaman untuk mencukupi kebutuhan
    pangan, berakibat diperlukannya pupuk dalam jumlah yang banyak. Industri pupuk
    yang ada belum dapat memenuhi kebutuhan pupuk yang semakin meningkat. Untuk
    itu perlu dicari pupuk nitrogen alternatif dan rekayasa gen hijau kelihatannya dapat
    memberikan harapan untuk memenuhi kebutuhan pupuk di masa yang akan datang.
    Udara yang menyelubungi bumi mengandung gas nitrogen sebanyak 80 %,
    sebahagian besar dalam bentuk N2 yang tidak dapat dimanfaatkan. Tanaman dan
    kebanyakan mikroba tidak mempunyai cara untuk mengikat nitrogen menjadi
    senyawa dalam selnya. Tanaman dan mikroba umumnya mendapatkan nitrogen dari
    senyawa seperti ammonium (NH4+) dan nitrat (NO3-). Untuk memanfaatkan nitrogen
    dalam bentuk gas, pakar bioteknologi memusatkan perhatiannya pada hubungan
    antara tanaman dengan jenis mikroba tertentu yang dapat menambat nitrogen dari
    udara dan menyusun atom nitrogen kedalam molekul ammonium, nitrat, atau
    senyawa lain yang dapat digunakan oleh tumbuhan (Prentis, 1984).

    Pada umumnya mekanisme dasar dari asimilasi N03 pada jaringan tumbuhan hijau terjadi pada siang hari. Terdapat dua enzim yang terlibat dalam proses tersebut adalah enzim nitrat dan nitrit reduktase (Hewitt, 1975 , Beevers, 1976).
    Perolehan C02 tidak hanya berasal dari asimilasi yang dilakukan oleh tumbuh tumbuhan yang mampu mensintesis C02 dalam bentuk organik dari bahan anorganik. Hal ini sama dengan asimilasi unsur N dan S yang merupakan unsur esensial bagi semua organisme. Nitrogen ada dalam bentuk asam asam amino, protein, koenzim; belerang terdapat dalam beberapa protein asam amino dan koenzim. Proses proses yang dilakukan tersebut oleh tumbuhan yaitu perubahan dari bahan anorganik N (N03 , NH4+, N2) dan bahan anorganik S (S02 2 ) menjadi bentuk organik yang sangat penting dalam kehidupan. Pada hewan, kebutuhan unsur unsur organik N dan S berasal dari bahan makanan berupa trumbuh tumbuhan dan mikroorganisme.

    Asimilasi nitrogen
    Sumber: NN22, NH, NH33, n, nitratitrat((NNOO33))= Organisme : Fotoautotrof, , khemoautotrof, , khemolitotrof..= Terdiridari2 tahap: : Fiksasi N2, , AminasiAminasi􀂄OrganismeOrganisme: : bakteribakteri, blue green algae., algae.􀂄PerluPerluenzimenzimnitrogenasenitrogenase=======>=======>intiintiMolybdenMolybden(Mo)(Mo)􀂄ProsesProses: : NN22diaktivasidiaktivasioleholehenzenz. . Nitrogenase, , kemudianddireduksi oleh NADPH2 2 melalui fferedoksin.

    Jadi, asimilasi N berhubungan dengan asimilasi lainnya, seperti asimilasi S, C

    2. Hubungan asimilasi N dengan fiksasi N

    Asimilasi nitrogen terselenggara oleh 2 sistem. Pertama fiksasi N. N2 diabsorbsi dari atmosfer tanah dan direduksi dalam bintil menggunakan energi pemecahan hasil fotosintesis yang ditransport dari daun. N reduksi ditransditransport ke sink (tempat penyimpanan). Sehubungan dengan itu maka tidak banyak menggunakan N yang diberikan setelah tanaman berumur 3-4 minggu. Fiksasi N maksimum terjadi selama perkembangan awal biji atau polong (Brun, 1978 cit. Whigham, 1983). Kedua, nitrat reduktase. Di luar asimilasi N sebagai kacang-kacangan, sistem nitrat reduktase diberikan
    sama seperti pada tanaman yang lain. N diserap akar dan ditransport ke daun, yang kemudian direduksi menjadi N amino. N Amino dikombinasi menjadi berbagai bentuk asam amino. Bahan tersebut kemudian dikombinasikan menjadi protein dalam daun atau tempat penyimpanan yang lain (Brun, 1978 cit. Whigham, 1983 ). Asimilasi N oleh system nitrat reduktase berkembang hingga maksimum saat pembungaan penuh dan menurun setelah penuaan. Sistem asimilasi N saling melengkapi karena pada saat yang berbeda selama perkembangan tanaman. Pada awal siklus hidup kedelai, sistem nitrat
    reduktase penting untuk memberikan N pada awal perkembangan yang baik, namun terlalu banyak N dari sistem nitrat reduktase atau pupuk N tidak baik bagi fiksasi nitrogen.

    Fiksasi N adalah proses dimana N2 di atmosfir dikonversi ke campuran yang dapat digunakan oleh tananam. Itu adalah suatu proses alami yang difasilitasi oleh jasad renik tertentu dan proses industri yang memerlukan sejumlah energi yang besar. Walaupun semua organisme memerlukan campuran N, sangat sedikit yang bisa menggunakan N2, yang paling melimpah bentuk unsur yang siap dimanfaatkan. Kebanyakan organisme memerlukan bentuk N yang difiksasi dalam wujud NH3, NO3-, NO2-, atau N organik. Jumlah N yang difiksasi mungkin adalah faktor kunci yang membatasi didalam kemampuan bumi untuk mendukung kehidupan.

    Molekul N2 secara relatif tidak reaktif dan lemah. Itu berkombinasi dengan unsur-unsur lain hanya pada temperatur dan tekanan tinggi atau dihadapan suatu katalisator. N dapat difiksasi dalam wujud beberapa oksida. Dua sumber N oksida adalah mesin pembakaran internal dan pencahayaan. Mesin pembakaran internal menghasilkan NO dan NO2 sebab temperatur internal yang tinggi dan disebabkan tekanan N2 di atmosfir dan O2 untuk bereaksi. Lucutan elektris tegangan tinggi, seperti petir, dapat mengoxidasi N2. Cyanobacteria (Blue-Green algae) dan bakteri berhubungan dengan kacang-kacangan dapat memperbaiki N2 dengan menguranginya ke ammoniacal (seperti amoniak) N, kebanyakan dalam wujud asam amino. N2 direduksi menjadi NH3 yang secara industri menggunakan temperatur tinggi, tekanan, dan suatu katalisator. Produksi NH3 industri bahan kimia kedua terbesar di Amerika Serikat, dengan produksi tahunan 17.2 juta metric ton (14.2 juta metric ton N).

    Pada waktu sebelum industrial, fiksasi alami dari gas N2 di atmosfir diperkirakan mencapai 40 sampai 200 juta metric ton N/Tahun oleh ekositem laut dan 90 sampai 130 juta metric ton N/Tahun oleh ekosistem daratan/terestrial (Galloway, 1998). Petir menghasilkan kira-kira 9.4 juta metric ton N oksida setiap tahun. Perkiraan[dari fiksasi N2 yang global anthropogenik meliputi 80 juta metrik tons/tahun bahan kimia pupuk N, 20 juta metric ton N/Tahun yang dilepaskan oleh pembakaran, 25 juta metric ton N/Tahun yang difiksasi oleh tananaman pertanian penfiksasian N kacang-kacangan, dan 25 juta ton N yang didaur ulang dengan kurang baik menggambarkan limbah anthropogenik (Kinzig dan Socolow, 1994; Galloway et al., 1995; Galloway, 1998; Smil, 1999). Produksi USA pada Tahun 1999 mencakup kira-kira 17 juta metric ton dari NH3 anhydous, 7 juta metric ton ammonium nitrat, 3 juta metric ton ammonium sulfat, dan 8 juta metric ton asam nitrit (Anon, 2000). Perkiraan pembakaran meliputi oksidasi organik-N pada batubara dan minyak untuk NO. Walaupun ini bukan fiksasi N2, beberapa peneliti merasakan itu adalah setara dengan fiksasi N2 sebab organik N akan tidak tersedia untuk siklus di biosphere (Vitousek et al., 1997).

  5. selamat malam buk made…

    Saya jayantri , akan menjawab pertanyaan dari ibuk, namun sebelumnya saya mau mengomentari bahan ajar “pengambilan unsur hara dan asimilasi” menurut say ablog yang ibuk buwat sudah sangat baik, Dalam hal ini baik dalam pemaparannya, singkat dengan bahasa yang tidak terlalui rumit untuk dipahami, singkat tetapi mencakup secara umum, spesific tapi tidak berbelit. Namun akan lebih mudah dimenertoi lagi bila ibuk menampilkan gambar dalam blog ibuk.sekian komentar saya terima kasih.

    selanjutnya saya akan menjawab pertanyaan ibuk :

    1. Hubungkan bentuk asimilasi N dengan asimilasi lainnya

    dalam menjawab pertanyaan ibuk saya akan mencabo memaparkannya dalam bnetuk contoh pada tanaman kacang – kacangan. :

    Asimilasi nitrogen terselenggara oleh 2 sistem.
    Pertama fiksasi N. Perbedaan kacang-kacangan
    adalah karena dapat mengasimilasi N dalam
    bintil akar akibat bersimbiosis antara sel-sel
    akar kedelai dengan Rhizobium japonicum. N2
    diabsorbsi dari atmosfer tanah dan direduksi dalam
    bintil menggunakan energi pemecahan hasil fotosintesis
    yang ditransport dari daun. N reduksi ditransport
    ke sink (tempat penyimpanan). Sehubungan
    dengan itu maka tidak banyak menggunakan N
    yang diberikan setelah tanaman berumur 3-4 minggu.
    Fiksasi N maksimum terjadi selama perkembangan
    awal biji atau polong (Brun, 1978 cit.
    Whigham, 1983). Kontribusi sistem fiksasi N pada
    total N yang digunakan kedelai antara 25-75%.
    Kedua, nitrat reduktase. Di luar asimilasi N sebagai
    kacang-kacangan, sistem nitrat reduktase diberikan
    sama seperti pada tanaman yang lain. N diserap
    akar dan ditransport ke daun, yang kemudian
    direduksi menjadi N amino. N Amino dikombinasi
    menjadi berbagai bentuk asam amino. Bahan tersebut
    kemudian dikombinasikan menjadi protein dalam
    daun atau tempat penyimpanan yang lain (Brun,
    1978 cit. Whigham, 1983 ). Asimilasi N oleh sistem
    nitrat reduktase berkembang hingga maksimum
    saat pembungaan penuh dan menurun setelah
    penuaan.
    Sistem asimilasi N saling melengkapi karena
    pada saat yang berbeda selama perkembangan tanaman.
    Pada awal siklus hidup kedelai, sistem nitrat
    reduktase penting untuk memberikan N pada awal
    perkembangan yang baik, namun terlalu banyak
    N dari sistem nitrat reduktase atau pupuk N tidak
    baik bagi fiksasi nitrogen. Produksi kedelai lebih
    murah dengan hanya menggunakan satu sistem asimilasi
    N, dibanding bila kedua sistem diaktifkan
    (Deibert et al., 1979 cit. Whigham, 1983).

  6. Selamat buk made…
    Saya jayantri marselia akan menjawab pertanyaan yang ibuk berikan, sebelumnya saya akan mengomentari sedikit bahan ajar “pengambilan unsur hara dan asimilasi”

    Menurut saya, bahan ajar ibuk mengulas dengan singkat dan baik, Dalam hal ini pengurain bahsan di dalamnya walau pun singkat namun mencakup garis besar dari pokok pembahasan tentang “pengambilan unsur hara dan asimilasi”, tulisan ibuk memaparkan hal yang tidaj terlalu rumit untuk dicerna khusus untuk bahan pembahsan yang rumit seperti ini. Singkat, tepat, lebih mudah dipahami, namun tidak menyeluruh. Akan lebih gamapang lagi untuk dicerna bila ibuk menghadirkan gambar dalam blog ibuk, Demikian komentar tentang blog .

    selajutnya saya akan menjawab pertanyaan ibuk :

    1. Hubungan asimilasi N dengan fiksasi N

    Dalam hal ini saya akan menjelaskan keterkaitan asimilasi N dan Fiksasi N terhadap Tanaman kacang – kacangan, Agar terlihat dengan jelas hubungannya.

    Asimilasi nitrogen terselenggara oleh 2 sistem.
    Pertama fiksasi N. Perbedaan kacang-kacangan
    adalah karena dapat mengasimilasi N dalam
    bintil akar akibat bersimbiosis antara sel-sel
    akar kedelai dengan Rhizobium japonicum. N2
    diabsorbsi dari atmosfer tanah dan direduksi dalam
    bintil menggunakan energi pemecahan hasil fotosintesis
    yang ditransport dari daun. N reduksi ditransport
    ke sink (tempat penyimpanan). Sehubungan
    dengan itu maka tidak banyak menggunakan N
    yang diberikan setelah tanaman berumur 3-4 minggu.
    Fiksasi N maksimum terjadi selama perkembangan
    awal biji atau polong (Brun, 1978 cit.
    Whigham, 1983). Kontribusi sistem fiksasi N pada
    total N yang digunakan kedelai antara 25-75%.
    Kedua, nitrat reduktase. Di luar asimilasi N sebagai
    kacang-kacangan, sistem nitrat reduktase diberikan
    sama seperti pada tanaman yang lain. N diserap
    akar dan ditransport ke daun, yang kemudian
    direduksi menjadi N amino. N Amino dikombinasi
    menjadi berbagai bentuk asam amino. Bahan tersebut
    kemudian dikombinasikan menjadi protein dalam
    daun atau tempat penyimpanan yang lain (Brun,
    1978 cit. Whigham, 1983 ). Asimilasi N oleh sistem
    nitrat reduktase berkembang hingga maksimum
    saat pembungaan penuh dan menurun setelah
    penuaan.
    Sistem asimilasi N saling melengkapi karena
    pada saat yang berbeda selama perkembangan tanaman.
    Pada awal siklus hidup kedelai, sistem nitrat
    reduktase penting untuk memberikan N pada awal
    perkembangan yang baik, namun terlalu banyak
    N dari sistem nitrat reduktase atau pupuk N tidak
    baik bagi fiksasi nitrogen. Produksi kedelai lebih
    murah dengan hanya menggunakan satu sistem asimilasi
    N, dibanding bila kedua sistem diaktifkan
    (Deibert et al., 1979 cit. Whigham, 1983).

    2. Hubungkan bentuk asimilasi N dengan asimilasi lainnya

    Nitrogen adalah unsur yang diperlukan untuk membentuk senyawa penting di
    dalam sel, termasuk protein, DNA dan RNA
    Asimilasi N menjadi NO3- terjadi akibat proses reduksi dan proses persenyawaan. Amonium -N dalam proses asimilasi juga melibatkan proses persenyawaan. Proses Persenyawaan N dari molekul N2 tergantung pada proses awal dari N2 menjadi NH3 yang selanjutnya dimetabolisme oleh proses persenyawaan. Asimilasi sulfat (S) menjadi NO3 -N seperti pada reduksi SO42- menjadi gugus -SH. Sulfur tidak saja diperoleh dari larutan tanah dalam bentuk SO42- tetapi juga diabsorpsi dari SO2 dari atmosfir. Reaksi C,H,O,N,dan S menjadi molekul merupakan proses metabolisme fisiologis yang sangat penting bagi tumbuhan.

    terima kasih….
    selamat malam…
    enjoyed your night,,,

  7. Selamat pagi bu, ini Tugas nutrisi tanaman Suci
    Tolong di baca ya bu!!!

    Bahan yang ibu berikan di blog ini sangat menguntungkan bagi saya dan menambah wawasan saya akan nutrisi tanaman, dari bahan yang ibu berikan ini dapat di simpulkan.
    Tanaman mengabsorbsi hara dari dalam tanah dalam bentuk ion, baik ion dalam bentuk kation maupun anion yang terdapat disekitar akar dan berada dalam bentuk yang tersedia bagi tanaman. Didalam tanah terdapat dua bentuk hara tanaman yang tersedia yaitu (a) hara yang diabsorbsi pada permukaan koloid dan (b) garam yang larut dalam larutan tanah.
    Didalam tanah juga terdapat bentuk lain yang tidak tersedia bagi tanaman yaitu bentuk kompleks dan bentuk organik. Melalui proses dekomposisi dan juga proses pelapukan, bentuk ini akan menjadi lebih sederhana dan tersedia bagi tanaman.
    Berdasarkan kebutuhannya bagi tanaman maka unsur hara dapat digolongkan menjadi unsur hara makro dan unsur hara mikro. Hingga sekarang telah dikenal 6 jenis unsur hara makro yang berasal dari tanah yaitu N, P, K, Ca, Mg, dan S: sedangkan unsur mikro adalah Mn, Cu, Zn, Mo, B, Cl dan Fe. Unsur hara makro sering terdapat dalam kondisi kritis dalam tanaman, karena samping dibutuhkan dalam jumlah yang banyak oleh tanaman juga banyak hilang melalui pencucian, erosi dan penguapan.. Unsur hara mikro juga sering kritis dalam tanah. Hal ini disebabkan ole beberapa faktor yaitu ( 1) tanah berpasir, ( 2) tanah organik (3) tanah sangat alkalis.
    Setiap unsur hara mempunyai peranan yang tertentu terhadap pertumbuhan dan perkembangan tanaman. Dengan demikian bila terdapat kekurangan salah satu unsur tersebut maka akan menyebabkan timbulnya kelainan- kelainan tanaman.
    Tanaman dapat mengabsorbsi unsur hara baik melalui akar, batang dan daun. Serapan hara melalui akar akan berlangsung bila hara tersebut berada pada permukaan akar. Pergerakan hara ke permukaan akar terjadi melalui tiga cara yaitu: (1) intersepsi akar, (2) aliran massa dan (3) difusi.
    Dalam proses serapan hara oleh akar diperlukan adanya suatu carierr, yaitu suatu usaha untuk membawa ion dari luar sel kedalam sel tanaman. Dalam proses tersebut ada beberapa syarat yaitu (1) tidak permeabel terhadap ion bebas ( 2) perlu adanya transport elektron (3) metabolisme harus berjalan lancar
    Didalam tanah terdapat dua bentuk hara tanaman yang tersedia yaitu :( 1) unsur hara yang diadsorpsikan pada permukaan koloid dan (2) garam yang larut dalam larutan tanah. Sehubungan kedua hal ini unsur hara berada dalam bentuk ion seperti K+, Cl‾, dan SO4. Ion yang bermuatan negatif dan sebagian kecil kation berada dalam bentuk larutan . Proses assimilasi yang dilakukan dari hara anorganik, padaa kenyataannya memerlukan energi. Pada tanaman hijau kebutuhan energi dapat terpenuhi dengan adanya penyerapan cahaya. Kemampuan yang unik dari sel tanaman hijau untuk mengabsorbsi cahaya dan mengkonversikan menjadi energi kimia adalah proses biologi yang terpenting. Semua organisme dengan pengecualian beberapa organisme sangat tergantung kepada energi konversi ini.

    Adanya hubungan antara asimilasi nitrogen dengan asimilasi lainnya, seperti asimilasi sulfur, di mana Nitrogen ada dalam bentuk asam asam amino, protein, koenzim sedangkan belerang terdapat dalam beberapa protein asam amino dan koenzim. Proses proses yang dilakukan tersebut oleh tumbuhan yaitu perubahan dari bahan anorganik N (N03 , NH4+, N2) dan bahan anorganik S (S02 2 ) menjadi bentuk organik yang sangat penting dalam kehidupan. Pada hewan, kebutuhan unsur unsur organik N dan S berasal dari bahan makanan berupa trumbuh tumbuhan dan mikroorganisme. Jadi adanya saling keterkaitan antara asimilasi Nitrogen dan asimilasi sulfur. Proses assimilasi yang dilakukan dari hara anorganik, pada kenyataannya memerlukan energi. Pada tanaman hijau kebutuhan energi dapat terpenuhi dengan adanya penyerapan cahaya. Kemampuan yang unik dari sel tanaman hijau untuk mengabsorbsi cahaya dan mengkonversikan menjadi energi kimia adalah proses biologi yang terpenting. Semua organisme dengan pengecualian beberapa organisme sangat tergantung kepada energi konversi ini. Konversi dari energi cahaya ke energi kimia sangat berhubungan erat dengan konversi CO2 menjadi ikatan majemuk. Untuk beberapa dekade kedua reaksi yaitu konversi energi dan fiksasi CO2, dikenal dengan dengan satu reaksi sesuai dengan persamaan:
    6CO2 + 6H2O light energi C6H12O6 + 6 O2
    —–®
    Sekarang sudah dapat dibedakan dengan jelas antara konversi enegi dan assimilasi CO2.
    Pada terminologi modern, istilah fotosintesis telah digunakan untuk suatu proses dimana sistem pigment menyerap radiasieletromagnetik dan mengubahnya menjadi suatu bentuk energi kimia yang dapat digunakan untuk pertumbuhan di dalam suatu lingkungan tumbuh. Dapat di simpulkan bahwa hasil dari assimilasi Co2 ini dapat di manfaatkan lagi bagi assimilasi nitrogen dan sulfur.

    Hubungan fiksasi N dan asimilasi N
    Bentuk atau komponen N di atmosfir dapat berbentuk ammonia (NH3), molekul nitrogen (N2), dinitrit oksida (N2O), nitrogen oksida (NO), nitrogen dioksida (NO2), asam nitrit (HNO2), asam nitrat (HNO3), basa amino (R3-N) dan lain-lain dalam bentuk proksisilnitri (Soderlund dan Rosswall, 1980). Dalam telaah kesuburan tanah proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu mineralisasi senyawa nitrogen komplek, amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan volatilisasi ammonium (Mas’ud, 1992).

    Sejumlah organisme mampu melakukan fiksasi N dan N-bebas akan berasosiasi dengan tumbuhan. Senyawa N-amonium dan N-nitrat yang dimanfaatkan oleh tumbuhan akan diteruskan ke hewan dan manusia dan kembali memasuki sistem lingkungan melalui sisa-sisa jasad renik. Proses fiksasi memerlukan energi yang besar, dan enzim (nitrogenase) bekerja dan didukung oleh oksigen yang cukup. Kedua faktor ini sangat penting dalam memindahkan N-bebas dan sedikit simbiosis oleh organisme (Rompas, 1998).
    Fiksasi nitrogen berlangsung dengan bantuan kompleks enzim nitrogenase. Reaksinya sbb:

    N2 + 6e – → 2NH3 (DG’0 = +150 kkal/mol = +630 kJ/mol)

    Fiksasi N dilakukan oleh beberapa bakteri yang hidup bebas maupun bersimbiosis dengan akar tanaman, misal: Clostridium pasteuranium, Klebisella, Rhodobacter, Rhizobium. Fiksasi N diatur oleh sistem operon gen yang rumit, termasuk gen nif . Fiksasi berlangsung apabila di lingkungan konsentrasi ammonia menurun/rendah.
    Nitrogen merupakan komponen utama protein dan asam nukleat, yaitu sebesar lebih kurang 10 persen dari berat kering sel bakteri. Nitrogen mungkin disuplai dalam bentuk yang berbeda, dan mikroorganisme beragam kemampuannya untuk mengasimilasi nitrogen. Hasil akhir dari seluruh jenis asimilasi nitrogen adalah bentuk paling tereduksi yaitu ion ammonium (NH4+).

    Banyak mikroorganisme memiliki kemampuan untuk mengasimilasi nitrat (NO3) dan nitrit (NO2) secara reduksi dengan mengubahnya menjadi amoniak (NH3). Jalur asimilasi ini berbeda dengan jalur dissimilasi nitrat dan nitrit. Jalur dissimilasi digunakan oleh organisme yang menggunakan ion ini sebagai elektron penerima terminal dalam respirasi, proses ini dikenal sebagai denitrifikasi, dan hasilnya adalah gas nitrogen (N2), yang dikeluarkan ke atmosfer.

    Kemampuan untuk mengasimilasi N2 secara reduksi melalui NH3, yang disebut fiksasi nitrogen, adalah sifat untuk prokariota, dan relatif sedikit bakteri yang memiliki kemampuan metabolisme ini. Proses tersebut membutuhkan sejumlah besar energi metabolik dan tidak dapat aktif dengan adanya oksigen. Kemampuan fiksasi nitrogen ditemukan pada beragam bakteri yang berevolusi sangat berbeda dalam strategi biokimia untuk melindungi enzim fixing-nitrogen nya dari oksigen.

    Kebanyakan mikroorganisme dapat menggunakan NH4+ sebagai sumber nitrogen utama, dan banyak organisme memiliki kemampuan untuk menghasilkan NH4+ dari amina (R-NH2) atau dari asam amino (RCHNH2COOH). Produksi amoniak dari deaminasi asam amino disebut ammonifikasi. Amoniak dimasukkan ke dalam bahan organik melalui jalur biokomia yang melibatkan glutamat dan glutamine.

  8. selamat sore bu…
    saya akan mencoba untuk menjawab pertanyaan yang ibu berikan tadi di kelas, mengenai asimilasi Sulfur!
    jawab :
    Metabolisme adalah seluruh transformasi yang terjadi dalam sel termasuk di dalamnya sel bakteri , atau protozoa untuk membuat sel baru dan membentuk populasi bakteri. Proses metabolisme pada umumnya terdiri dari konservasi energi, biosintesis, asimilasi, dan pemeliharaan sel.

    namun dalam hal ini , kita akan mengkaji mengenai asimilasi, diamana
    Asimilasi adalah transport komponen metabolik terlarut dari luar ke dalam lingkungan sel, baik secara pasif (difusi) maupun transport aktif. Sel yang mendapatkan semua komponen metabolic melalui asimilasi disebut osmotrof, contohnya jamur, algae, dan bakteri. Asimilasi dipenuhi dengan mekanisme transportasi dengan energi pasif (energi netral) dan energi aktif (energi konsumsi). Transport pasif dilakukan berdasarkan driving force yang berupa gradient konsentrasi, dengan mekanisme difusi. Proses ini bersifat spontan, tidak membutuhkan energi dari luar dan akan berlangsung sampai konsentrasi di area perbatasan sel dengan daerah luar menjadi homogen . Transport pasif akan terjadi hanya ketika molekul mampu berdifusi melalui membran sel.

    Sulfur adalah komponen asam amino yang dibutuhkan untuk sintesis protein. Beberapa organisme dapat memperoleh sulfur melalui asimilasi reduksi sulfat, sebagian lagi memperoleh sulfur melalui reduksi senyawa sulfur seperti H2S.

    sulfur terdapat di alam..berupa sedimen/batuan yang ada di kerak bumi.. melalui pergerakan bumi lapisan yang membawa sedimen sulfur naik keatas permukaan.. melalui proses pelapukan, baik oleh mikroba, air dan udara sulfur menjadi partikel lebih kecil dan kemudian digunakan oleh tumbuhan untuk melakukan proses asimilasi/fotosintesis.. lalu terjadilah proses rantai makanan.. sisa hasil metabolisme kembali ketanah.. sulfur ini larut dalam air..
    sulfur dalam bentuk gas menguap ke atmosfer…
    sulfur ini bisa terdeposisi,, baik dalam bentu kering maupun basah.

  9. Akbar Wira Hadikusuma

    Selamat sore bu’ made…
    Nama saya Akbar Wira Hadikusuma, saya ingin mencoba mengomentari isi dari blog ibu mengenai sel tumbuhan sekaligus saya ingin mencoba menjelaskan sedikit tentang masalah asimilasi dan fiksasi N…
    Pertama-tama saya ingin terlebih dahulu mengomentari isi dari blog ibu…
    Blog ibu mengenai materi sel tumbuhan, saya rasa sudah sangat lengkap, sekaligus dengan mambaca dan memahami tentang sel tumbuhan dapat menambah wawasan saya sendiri mengenai sel tumbuhan tersebut. Kini saya mengerti di dalam satu tanaman terdapat ratusan bahkan ribuan sel-sel tumbuhan yang memiliki kehidupan masing-masing yang saling berhubungan secara kompleks satu sama lainnya, sehingga apabila ada suatu bagian dari tanaman tersebut hilang, maka bagian tanaman lainnya akan dapat merespon dengan cepat, apa yang dialami bagian tanaman yang hilang tersebut, sehingga dapat dilakukan langkah-langkah antisipasi agar tidak berdampak negative / fatal terhadap proses pertumbuhan tanaman, misalnya proses pembentukan kalus, ketikan bagian tanaman mengalami perlukaan. Dengan mempelajari sel tumbuhan sendiri, kita dapat lebih menghormati tanaman itu sendiri. Sebelum belajar sel tumbuhan, saya akui saya sering bersikap acuh tak acuh terhadap tanaman, tetapi setelah mempelajari sel tumbuhan saya baru menyadari bahwa ternyata tanaman tersebut merupakan makhluk hidup juga sama seperti kita MANUSIA, sehingga sudah sepantasnya kita sebagai manusia juga menghormati tanaman. Apabila kita sudah menghormati tanaman sebagai bagian dari makhluk hidup, maka tanaman sendiri akan mengucapkan rasa terima kasihnya dalam bentuk hasil panen yang melimpah. Semua itu tergantung dari tindakan kita terhadap tanaman.

    Yang kedua, saya ingin mencoba menjelaskan sedikit tentang asimilasi dan fiksasi N didalam daur Nitrogen..
    Di alam, Nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa organik seperti urea, protein, dan asam nukleat atau sebagai senyawa anorganik seperti ammonia, nitrit, dan nitrat.
    Tahap pertama
    Daur nitrogen adalah transfer nitrogen dari atmosfir ke dalam tanah. Selain air hujan yang membawa sejumlah nitrogen, penambahan nitrogen ke dalam tanah terjadi melalui proses fiksasi nitrogen. Fiksasi nitrogen secara biologis dapat dilakukan oleh bakteri Rhizobium yang bersimbiosis dengan polong-polongan, bakteri Azotobacter dan Clostridium. Selain itu ganggang hijau biru dalam air juga memiliki kemampuan memfiksasi nitrogen.
    Tahap kedua
    Nitrat yang di hasilkan oleh fiksasi biologis digunakan oleh produsen (tumbuhan) diubah menjadi molekul protein.
    Selanjutnya jika tumbuhan atau hewan mati, mahluk pengurai merombaknya menjadi gas amoniak (NH3) dan garam ammonium yang larut dalam air (NH4+). Proses ini disebut dengan amonifikasi. Bakteri Nitrosomonas mengubah amoniak dan senyawa ammonium menjadi nitrat oleh Nitrobacter. Apabila oksigen dalam tanah terbatas, nitrat dengan cepat ditransformasikan menjadi gas nitrogen atau oksida nitrogen oleh proses yang disebut denitrifikasi.
    Terima kasih bu’ made, telah menyempatkan waktunya membaca komentar dari saya..
    Selamat sore..^_^

  10. Akbar Wira Hadikusuma

    Selamat sore bu’ made….
    Akbar wira hadikusuma lagi nih bu’…
    sekarang saya ingin mencoba menjelaskan secara singkat pertanyaan bu’ made di kelas tadi mengenai fiksasi S…

    Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.
    Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).
    Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.
    Daur psfor
    Posfor merupakan elemen penting dalam kehidupan karena semua makhluk hidup membutuhkan posfor dalam bentuk ATP (Adenosin Tri Fosfat), sebagai sumber energi untuk metabolisme sel.
    Posfor terdapat di alam dalam bentuk ion fosfat (PO43-). Ion Fosfat terdapat dalam bebatuan. Adanya peristiwa erosi dan pelapukan menyebabkan fosfat terbawa menuju sungai hingga laut membentuk sedimen. Adanya pergerakan dasar bumi menyebabkan sedimen yang mengandung fosfat muncul ke permukaan. Di darat tumbuhan mengambil fosfat yang terlarut dalam air tanah
    Herbivora mendapatkan fosfat dari tumbuhan yang dimakannya dan karnivora mendapatkan fosfat dari herbivora yang dimakannya. Seluruh hewan mengeluarkan fosfat melalui urin dan feses.
    Bakteri dan jamur mengurai bahan-bahan anorganik di dalam tanah lalu melepaskan pospor kemudian diambil oleh tumbuhan.

    demikianlah penjelasan singkat saya mengenai fiksasi S di dalam daur sulfur,
    terima kasih bu’ made telah menyempatkan waktunya membaca komentar dari saya..
    selamat sore bu’ made ..
    ^_^

  11. Fiksasi Nitrogen oleh Bakteri

    Sumber utama nitrogen adalah nitrogen bebas (N2) yang terdapat di atmosfir, yang takarannya mencapai 78 %volume, dan sumber lainnya yang ada di kulit bumi dan perairan. Nitrogen juga terdapat dalam bentuk yang kompleks, tetapi hal ini tidak begitu besar sebab sifatnya yang mudah larut dalam air.
    Pada umumnya derivat nitrogen sangat penting bagi kebutuhan dasar nutrisi, tetapi dalam kenyataannya substansi nitrogen adalah hal yang menarik sebagai polutan di lingkungan. Terjadinya perubahan global di lingkungan oleh adanya interaksi antara nitrogen oksida dengan ozon di zona atmosfir. Juga adanya perlakuan pemupukan (fertilization treatment) yang berlebihan dapat mempengaruhi air tanah (soil water), sehingga dapat mempengaruhi kondisi air minum bagi manusia.
    Bentuk atau komponen N di atmosfir dapat berbentuk ammonia (NH3), molekul nitrogen (N2), dinitrit oksida (N2O), nitrogen oksida (NO), nitrogen dioksida (NO2), asam nitrit (HNO2), asam nitrat (HNO3), basa amino (R3-N) dan lain-lain dalam bentuk proksisilnitri (Soderlund dan Rosswall, 1980). Dalam telaah kesuburan tanah proses pengubahan nitrogen dapat dilakukan dengan berbagai cara, yaitu mineralisasi senyawa nitrogen komplek, amonifikasi, nitrifikasi, denitrifikasi, dan volatilisasi ammonium (Mas’ud, 1992).
    Sejumlah organisme mampu melakukan fiksasi N dan N-bebas akan berasosiasi dengan tumbuhan. Senyawa N-amonium dan N-nitrat yang dimanfaatkan oleh tumbuhan akan diteruskan ke hewan dan manusia dan kembali memasuki sistem lingkungan melalui sisa-sisa jasad renik. Proses fiksasi memerlukan energi yang besar, dan enzim (nitrogenase) bekerja dan didukung oleh oksigen yang cukup. Kedua faktor ini sangat penting dalam memindahkan N-bebas dan sedikit simbiosis oleh organisme (Rompas, 1998).
    Nitrogenase mengandung protein besi-belerang dan besi-molibdenum, dan mereduksi nitrogen dengan koordinasi dan transfer elektron dan proton secara kooperatif, dengan menggunakan MgATP sebagai sumber energi. Karena pentingnya reaksi ini, usaha-usaha untuk mengklarifikasi struktur nitrogenase dan mengembangkan katalis artifisial untuk fiksasi nitrogen telah dilakukan secara kontinyu selama beberapa tahun. Baru-baru ini, struktur pusat aktif nitrogenase yang disebut dengan kofaktor besi-molibdenum telah ditentukan dengan analisis kristal tunggal dengan sinar-X.
    Nitrogen organic diubah menjadi mineral N-amonium oleh mikroorganisasi dan beberapa hewan yang dapat memproduksi mineral tersebut seperti : protozoa, nematoda, dan cacing tanah. Serangga tanah, cacing tanah, jamur, bakteri dan aktinbimesetes merupakan biang penting tahap pertama penguraian senyawa N-organik dalam bahan organic dan senyawa N-kompleks lainnya (Mas’ud, 1993).
    Semua mikroorganisme mampu melakukan fiksasi nitrogen, dan berasosiasi dengan N-bebas yang berasal dari tumbuhan. Nitrogen dari proses fiksasi merupakan sesuatu yang penting dan ekonomis yang dilakukan oleh bakteri genus Rhizobium dengan tumbuhan Leguminosa termasuk Trifollum spp, Gylicene max (soybean), Viciafaba (brand bean), Vigna sinensis (cow-pea), Piscera sativam (chick-pea), dan Medicago sativa (lucerna) (Rompas,1998).
    Menurut Maier , dkk (2000) bakteri dalam genus Rhizobium merupakan bakteri gram negatif, berbentuk bulat memanjang, yang secara normal mampu memfiksasi nitrogen dari atmosfer. Umumnya bakteri ini ditemukan pada nodul akar tanaman leguminosae.
    Rhizobium berasal dari dua kata yaitu Rhizo yang artinya akar dan bios yang berarti hidup. Rhizobium adalah bakteri yang bersifat aerob, bentuk batang, koloninya berwarna putih berbentuk sirkular, merupakan penambat nitrogen yang hidup di dalam tanah dan berasosiasi simbiotik dengan sel akar legume, bersifat host spesifik satu spesies Rhizobium cenderung membentuk nodul akar pada satu spesies tanaman legume saja. Bakteri Rhizobium adalah organotrof, aerob, tidak berspora, pleomorf, gram negatif dan berbentuk batang. Bakteri rhizobium mudah tumbuh dalam medium pembiakan organik khususnya yang mengandung ragi atau kentang. Pada suhu kamar dan pH 7,0 – 7,2.
    Morfologi Rhizobium dikenal sebagai bakteroid. Rhizobium menginfeksi akar leguminoceae melalui ujung-ujung bulu akar yang tidak berselulose, karena bakteri Rhizobium tidak dapat menghidrolisis selulose.
    Rhizobium yang tumbuh dalam bintil akar leguminoceae mengambil nitrogen langsung dari udara dengan aktifitas bersama sel tanaman dan bakteri, nitrogen itu disusun menjadi senyawaan nitrogen seperti asam-asam amino dan polipeptida yang ditemukan dalam tumbuh-tumbuhan, bakteri dan tanak disekitarnya. Baik bakteri maupun legum tidak dapat menambat nitrogen swcara mandiri, bila Rhizobium tidak ada dan nitrogen tidak terdapat dalam tanah legum tersebut akan mati.

  12. Selamat Sore Bu’!!!

    Berikut Ini adalah Jawaban Dari tugas yang telah ibu berikan tentang Sulful( belerang ) dan Asimilasi sulfur tersebut.

    Sulfur atau belerang (pengucapan / sʌlfər / SUL-fər, lihat ejaan di bawah) adalah unsur kimia yang memiliki nomor atom 16. Hal ini ditandai dengan simbol S. Ini adalah berlimpah, multivalent non-logam. Sulfur, dalam bentuk asli, adalah kuning cerah kristal padat. Di alam, dapat ditemukan sebagai unsur murni dan sebagai sulfida dan sulfat mineral. Ini adalah elemen penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino: sistein dan metionin. Secara komersial terutama dalam menggunakan pupuk, tetapi juga banyak digunakan dalam hitam bubuk mesiu, korek api, insektisida dan fungisida. Elemental sulfur kristal umumnya dicari oleh kolektor mineral berwarna cerah mereka polyhedron bentuk. Dalam konteks nonscientific, itu juga dapat disebut sebagai belerang.

    Lihat siklus sulfur untuk lebih pada anorganik dan organik sulfur transformasi alam. Sulfur adalah komponen penting dari semua yang hidup sel. Sulfur anorganik merupakan bagian dari gugus besi-sulfur, dan sulfur adalah menjembatani ligan di Cu Sebuah situs sitokrom c oksidase, substansi dasar yang terlibat dalam pemanfaatan oksigen oleh semua kehidupan aerobik.

    Sulfur dapat juga berfungsi sebagai sumber makanan kimia untuk beberapa organisme primitif: beberapa bentuk bakteri menggunakan hidrogen sulfida (H 2 S) di tempat air sebagai elektron donor dalam primitif fotosintesis-proses seperti di mana oksigen adalah reseptor elektron. Yang fotosintetik sulfur hijau dan ungu bakteri dan beberapa chemolithotrophs menggunakan unsur oksigen untuk melaksanakan oksidasi seperti hidrogen sulfida untuk menghasilkan unsur belerang (S O), bilangan oksidasi = 0. Bakteri primitif yang tinggal di sekitar laut dalam ventilasi vulkanik mengoksidasi hidrogen sulfida dengan cara ini dengan oksigen: lihat cacing tabung raksasa untuk contoh organisme besar (dari bakteri) membuat metabolisme penggunaan hidrogen sulfida sebagai makanan yang akan teroksidasi. Yang disebut bakteri belerang, sebaliknya, “bernapas sulfat” bukannya oksigen. Mereka menggunakan sulfur sebagai akseptor elektron, dan mengurangi berbagai senyawa belerang teroksidasi kembali ke sulfida, sering menjadi hidrogen sulfida. Mereka juga dapat tumbuh di sejumlah lainnya senyawa belerang teroksidasi sebagian (e. g. thiosulfates, thionates, polysulfides, sulfites). Hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh bakteri ini bertanggung jawab untuk bau gas usus dan beberapa produk dekomposisi.

    Sulfur adalah bagian dari molekul pertahanan banyak bakteri. Sebagai contoh, meskipun sulfur bukan bagian dari lactam cincin, itu adalah bagian dari sebagian besar beta lactam antibiotik, termasuk penisilin, cephalosporins, dan monobactams.

    Sulfur diserap oleh tanaman melalui akar dari tanah sebagai sulfat ion dan direduksi menjadi sulfida sebelum dimasukkan ke dalam sistein dan senyawa sulfur organik lainnya (lihat sulfur asimilasi untuk perincian proses ini).

    Belerang dianggap sebagai tanaman meskipun makro sekunder persyaratan untuk belerang yang sama dengan dan kadang-kadang melebihi orang-orang untuk fosfor. Namun sulfur diakui sebagai salah satu nutrisi utama yang penting untuk pertumbuhan tanaman, pembentukan nodul akar tumbuhan polong dan mekanisme perlindungan tanaman. Kekurangan sulfur telah menyebar luas di banyak negara di Eropa. [28] [29] [30] Karena input atmosfer sulfur akan terus menurun, defisit dalam belerang input / output cenderung meningkat, kecuali pupuk belerang digunakan.

    Dalam tumbuhan dan hewan yang asam amino sistein dan metionin mengandung sulfur, seperti semua polipeptida, protein, dan enzim yang mengandung asam amino ini. Homocysteine dan taurin yang lain yang mengandung asam belerang yang mirip dalam struktur, tetapi yang tidak disandikan oleh DNA, dan bukan bagian dari struktur primer protein. Glutathione adalah penting mengandung belerang tripeptide yang berperan dalam sel sebagai sumber potensi pengurangan kimia di dalam sel, melalui sulfhidril (-SH) separoh. Banyak penting enzim selular menggunakan kelompok prostetik berakhir dengan-SH moieties untuk menangani melibatkan reaksi biokimia yang mengandung asil: dua contoh umum dari metabolisme dasar koenzim A dan alpha-lipoic.

    Ikatan disulfida (SS ikatan) terbentuk antara residu sistein pada rantai peptida sangat penting dalam perakitan dan struktur protein. Ini ikatan kovalen yang kuat antara rantai peptida protein memberikan banyak ekstra ketangguhan dan ketahanan. Sebagai contoh, kekuatan tinggi dan bulu-bulu rambut di bagian karena mereka kandungan tinggi SS obligasi dan kandungan tinggi sistein dan belerang (telur belerang tinggi karena jumlah besar dari elemen yang diperlukan untuk pembentukan bulu). Isi disulfida yang tinggi rambut dan bulu kontribusi indigestibility mereka, dan juga bau mereka ketika dibakar.

    Elemental sulfur yang tidak beracun, namun dapat membakar oxidizer atau sebagai agen pereduksi, menghasilkan produk-produk pembakaran yang beracun, seperti karbon disulfida, oxysulfide karbon, hidrogen sulfida, dan sulfur dioksida.

    Meskipun belerang dioksida cukup aman untuk digunakan sebagai bahan tambahan makanan dalam jumlah kecil, pada konsentrasi tinggi bereaksi dengan uap air untuk membentuk asam belerang dalam jumlah yang cukup yang dapat membahayakan paru-paru, mata atau jaringan. Dalam organisme tanpa paru-paru seperti serangga atau tanaman, jika tidak mencegah respirasi. Hidrogen sulfida yang beracun. Walaupun pada awalnya sangat tajam, dengan cepat mematikan indra penciuman, sehingga calon korban mungkin tidak menyadari keberadaannya sampai kematian atau gejala lain terjadi. Sulfur trioksida, cairan yang mudah menguap pada suhu dan tekanan standar, adalah sangat berbahaya, terutama berhubungan dengan air, yang bereaksi dengan itu untuk membentuk asam sulfat dengan generasi banyak panas. Asam sulfat ekstrim menimbulkan bahaya bagi banyak benda-benda dan bahan-bahan.

    Dampak lingkungan

    Pembakaran batu bara dan / atau minyak bumi oleh industri dan pembangkit listrik menghasilkan sulfur dioksida (S O 2), atmosfer yang bereaksi dengan air dan oksigen untuk menghasilkan asam sulfat (H 2 SO 4). Asam sulfat ini adalah sebuah komponen dari hujan asam yang menurunkan pH dari tanah dan badan air tawar, kadang-kadang mengakibatkan kerusakan besar pada lingkungan dan pelapukan kimia patung dan struktur. Standar bahan bakar belerang semakin membutuhkan akan diekstraksi dari bahan bakar fosil untuk mencegah pembentukan hujan asam. Ini sulfur diekstrak kemudian disempurnakan dan mewakili sebagian besar produksi belerang. Dalam listrik tenaga batubara, gas cerobong kadang-kadang disucikan. Dalam pembangkit listrik yang lebih modern yang menggunakan gas sintesis sulfur diekstrak gas sebelum dibakar.

    Terimah kasih bu’
    mohon maaf bila jawaban saya masih banyak yang perlu diperbaiki!

  13. Selamat Sore Bu’!!!

    Berikut Ini adalah Jawaban Dari tugas yang telah ibu berikan tentang Sulful( belerang ) dan Asimilasi sulfur tersebut.

    Sulfur atau belerang adalah unsur kimia yang memiliki nomor atom 16. Hal ini ditandai dengan simbol S. Ini adalah berlimpah, multivalent non-logam. Sulfur, dalam bentuk asli, adalah kuning cerah kristal padat. Di alam, dapat ditemukan sebagai unsur murni dan sebagai sulfida dan sulfat mineral. Ini adalah elemen penting untuk kehidupan dan ditemukan dalam dua asam amino: sistein dan metionin. Secara komersial terutama dalam menggunakan pupuk, tetapi juga banyak digunakan dalam hitam bubuk mesiu, korek api, insektisida dan fungisida. Elemental sulfur kristal umumnya dicari oleh kolektor mineral berwarna cerah mereka polyhedron bentuk. Dalam konteks nonscientific, itu juga dapat disebut sebagai belerang.

    Lihat siklus sulfur untuk lebih pada anorganik dan organik sulfur transformasi alam. Sulfur adalah komponen penting dari semua yang hidup sel. Sulfur anorganik merupakan bagian dari gugus besi-sulfur, dan sulfur adalah menjembatani ligan di Cu Sebuah situs sitokrom c oksidase, substansi dasar yang terlibat dalam pemanfaatan oksigen oleh semua kehidupan aerobik.

    Sulfur dapat juga berfungsi sebagai sumber makanan kimia untuk beberapa organisme primitif: beberapa bentuk bakteri menggunakan hidrogen sulfida (H 2 S) di tempat air sebagai elektron donor dalam primitif fotosintesis-proses seperti di mana oksigen adalah reseptor elektron. Yang fotosintetik sulfur hijau dan ungu bakteri dan beberapa chemolithotrophs menggunakan unsur oksigen untuk melaksanakan oksidasi seperti hidrogen sulfida untuk menghasilkan unsur belerang (S O), bilangan oksidasi = 0. Bakteri primitif yang tinggal di sekitar laut dalam ventilasi vulkanik mengoksidasi hidrogen sulfida dengan cara ini dengan oksigen: lihat cacing tabung raksasa untuk contoh organisme besar (dari bakteri) membuat metabolisme penggunaan hidrogen sulfida sebagai makanan yang akan teroksidasi. Yang disebut bakteri belerang, sebaliknya, “bernapas sulfat” bukannya oksigen. Mereka menggunakan sulfur sebagai akseptor elektron, dan mengurangi berbagai senyawa belerang teroksidasi kembali ke sulfida, sering menjadi hidrogen sulfida. Mereka juga dapat tumbuh di sejumlah lainnya senyawa belerang teroksidasi sebagian (e. g. thiosulfates, thionates, polysulfides, sulfites). Hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh bakteri ini bertanggung jawab untuk bau gas usus dan beberapa produk dekomposisi.

    Sulfur adalah bagian dari molekul pertahanan banyak bakteri. Sebagai contoh, meskipun sulfur bukan bagian dari lactam cincin, itu adalah bagian dari sebagian besar beta lactam antibiotik, termasuk penisilin, cephalosporins, dan monobactams.

    Sulfur diserap oleh tanaman melalui akar dari tanah sebagai sulfat ion dan direduksi menjadi sulfida sebelum dimasukkan ke dalam sistein dan senyawa sulfur organik lainnya (lihat sulfur asimilasi untuk perincian proses ini).

    Belerang dianggap sebagai tanaman meskipun makro sekunder persyaratan untuk belerang yang sama dengan dan kadang-kadang melebihi orang-orang untuk fosfor. Namun sulfur diakui sebagai salah satu nutrisi utama yang penting untuk pertumbuhan tanaman, pembentukan nodul akar tumbuhan polong dan mekanisme perlindungan tanaman. Kekurangan sulfur telah menyebar luas di banyak negara di Eropa. [28] [29] [30] Karena input atmosfer sulfur akan terus menurun, defisit dalam belerang input / output cenderung meningkat, kecuali pupuk belerang digunakan.

    Dalam tumbuhan dan hewan yang asam amino sistein dan metionin mengandung sulfur, seperti semua polipeptida, protein, dan enzim yang mengandung asam amino ini. Homocysteine dan taurin yang lain yang mengandung asam belerang yang mirip dalam struktur, tetapi yang tidak disandikan oleh DNA, dan bukan bagian dari struktur primer protein. Glutathione adalah penting mengandung belerang tripeptide yang berperan dalam sel sebagai sumber potensi pengurangan kimia di dalam sel, melalui sulfhidril (-SH) separoh. Banyak penting enzim selular menggunakan kelompok prostetik berakhir dengan-SH moieties untuk menangani melibatkan reaksi biokimia yang mengandung asil: dua contoh umum dari metabolisme dasar koenzim A dan alpha-lipoic.

    Ikatan disulfida (SS ikatan) terbentuk antara residu sistein pada rantai peptida sangat penting dalam perakitan dan struktur protein. Ini ikatan kovalen yang kuat antara rantai peptida protein memberikan banyak ekstra ketangguhan dan ketahanan. Sebagai contoh, kekuatan tinggi dan bulu-bulu rambut di bagian karena mereka kandungan tinggi SS obligasi dan kandungan tinggi sistein dan belerang (telur belerang tinggi karena jumlah besar dari elemen yang diperlukan untuk pembentukan bulu). Isi disulfida yang tinggi rambut dan bulu kontribusi indigestibility mereka, dan juga bau mereka ketika dibakar.

    Elemental sulfur yang tidak beracun, namun dapat membakar oxidizer atau sebagai agen pereduksi, menghasilkan produk-produk pembakaran yang beracun, seperti karbon disulfida, oxysulfide karbon, hidrogen sulfida, dan sulfur dioksida.

    Meskipun belerang dioksida cukup aman untuk digunakan sebagai bahan tambahan makanan dalam jumlah kecil, pada konsentrasi tinggi bereaksi dengan uap air untuk membentuk asam belerang dalam jumlah yang cukup yang dapat membahayakan paru-paru, mata atau jaringan. Dalam organisme tanpa paru-paru seperti serangga atau tanaman, jika tidak mencegah respirasi. Hidrogen sulfida yang beracun. Walaupun pada awalnya sangat tajam, dengan cepat mematikan indra penciuman, sehingga calon korban mungkin tidak menyadari keberadaannya sampai kematian atau gejala lain terjadi. Sulfur trioksida, cairan yang mudah menguap pada suhu dan tekanan standar, adalah sangat berbahaya, terutama berhubungan dengan air, yang bereaksi dengan itu untuk membentuk asam sulfat dengan generasi banyak panas. Asam sulfat ekstrim menimbulkan bahaya bagi banyak benda-benda dan bahan-bahan.

    Dampak lingkungan

    Pembakaran batu bara dan / atau minyak bumi oleh industri dan pembangkit listrik menghasilkan sulfur dioksida (S O 2), atmosfer yang bereaksi dengan air dan oksigen untuk menghasilkan asam sulfat (H 2 SO 4). Asam sulfat ini adalah sebuah komponen dari hujan asam yang menurunkan pH dari tanah dan badan air tawar, kadang-kadang mengakibatkan kerusakan besar pada lingkungan dan pelapukan kimia patung dan struktur. Standar bahan bakar belerang semakin membutuhkan akan diekstraksi dari bahan bakar fosil untuk mencegah pembentukan hujan asam. Ini sulfur diekstrak kemudian disempurnakan dan mewakili sebagian besar produksi belerang. Dalam listrik tenaga batubara, gas cerobong kadang-kadang disucikan. Dalam pembangkit listrik yang lebih modern yang menggunakan gas sintesis sulfur diekstrak gas sebelum dibakar.

    Terimah kasih bu’
    mohon maaf bila jawaban saya masih banyak yang perlu diperbaiki!

  14. Malam Bu,
    Ini tugas terjemahan suci, dari buku Principles Of Nutrition, Hal 149, Paragraf 2. dan tugas makalah tentang asimilasi sulfur dan nitrogen.

    Enzim nitrat reduktase secara terus menerus tersedia dari aktivitas NADH (Gambar 3.24). Ini dihasilkan dalam sitoplasma dimana tempat reduks] N03 oleh oksidasi dari gliseraldehid 3 phospat menjadi asam 3 phospogliseral dalam proses glikolisis atau oleh oksidasi malat menjadi oksaloasetat. Substrat untuk proses glikolisis adalah gula pospat yang disintesis sewaktu teradi fotosintesis dan ditranslokasikan ke dalam sitoplasma yang kekurangan gula pospat. DI sini ada suatu keterkaitan yang erat antara reduksi N03 dengan asimilasi C02 (aktivitas fotosintesis) dalam sel tumbuhan hijau.
    Tahap kedua dari proses proses asimilasi nitrat adalah reduksi N02 menjadi NO3.
    N02 + 6H+ + 6e → ion NH3 + H20 + OH
    Hal ini terjadi di dalam kloroplas dan dikatalisis oleh adanya enzim nitrat reduktase, reaksi ini berlangsung pada bagian luar membran tilakoid. Pada tahap ini hasil reduksi sangat sempurna, dan dalam sel tumbuhan hijau yang dilengkapi dengan molekul berat, Fe yang rendah yang berisi campuran bahan ferredoksin. Ferredoksin menerima elektron secara langsung dalam rangkaian transpor elektron dalam proses fotosintesis. Enzim nitrat reduktase pada saat im diyakini berupa, suatu protein tunggal dalam kelompok Fe porpirin prostetik oleh fungsi fungsi enzim dalam transfer 6 elektron sekaligus secara langsung (Murphy et al. 1974). Hal ini bertentangan dengan laporan penemuan terdahulu dimana hiponitrit dan hidroksilamin dibuktikan sebagai intermediet dalam perubahan N02 menjadi NH3-.
    Reduksi nitrat dapat terjadi dalam akar tumbuhan. NADH tersedia dalam tahapan reduksi pada N02 akibat adanya respirasi oleh akar. Reduksi N02ˉ terjadi dalam proplastid (Dalling et al, 1972), walaupun mekanisme reduksi belum jelas. Dimana ferredoksin belum dildentifikasidalam akar dan pemberi elektron untuk enzim nitrat reduktase belum diketahui. Dalam reduksi ini menunjukkan adanya keterlibatan NADH dan juga rangkalan ATP (Hewitt, 1975). Ini merupakan hasil pengamatan observasi yang menunjukkan bahwa proplastid sangat berpotensial sebagai sumber yang baik untuk NADPH , dapat mengindikasikan adanya enzim pada pentosa pospat (Beevers, 1976). Selanjutnya ditambahkan pula bahwa NADPH mungkin di produksl di dalam akar oleh transhidrogenase ( NADH ® NADPH ), yang dihubungkan dengan fiksasi C02 pada waktu gelap dan dekarboksilase (Ting dan Dugger, 1965).
    Hasil kombinasi antara nitrat dan nitrit reduktase dapat ditulis sebagai berikut:
    N03 + 8H+ + 8e → NH3 + 2H20 + OH-

    Asimilasi nitrogen
    Nitrogen diperlukan terutama untuk sintesis asam amino dan nukleotida. Sumber nitrogen dapat diperoleh dari organik maupun anorganik sumber, tetapi tujuan keseluruhan adalah sama; memindahkannya ke dalam sel dan kemudian mengubahnya menjadi amonia dan asam amino.
    Sumber organik
    Protein yang tersedia dalam lingkungan ditindaklanjuti oleh protease melepaskan peptida yang selanjutnya dipecah menjadi asam aminoAsam amino kemudian diangkut ke dalam sel. Asam amino ini dapat digunakan secara langsung untuk sintesis protein dan beberapa juga berkontribusi terhadap biosintesis nukleotida. Lain sumber-sumber organik yang mengandung nitrogen (urea, nukleotida atau amina tidak digunakan dalam sintesis protein) dapat ditindaklanjuti oleh enzim (deaminases, decarboxylases dan aminotransferases) untuk melepaskan amonia dan membuatnya tersedia untuk biosintesis.
    Pengurangan nitrat
    Bentuk nitrogen anorganik juga dapat berfungsi sebagai sumber nitrogen. Salah satu senyawa yang paling umum digunakan adalah nitrat. Banyak bakteri, tumbuhan dan jamur mampu pengurangan nitrat assimilatory ini. Nitrat direduksi menjadi nitrit oleh enzim nitrat reduktase dan nitrit kemudian direduksi menjadi amonia dalam rangkaian dua elektron transfer oleh nitrit reduktase. Produk akhir yang amonia yang mudah dimasukkan ke dalam asam amino.
    Fiksasi nitrogen
    Nitrat dalam lingkungan alam yang relatif langka. Mikroba mampu menggunakan sumber nitrogen alternatif memiliki keuntungan dan subset dari mikroba yang mampu memperoleh nitrogen yang mereka butuhkan dari gas nitrogen. Membentuk gas nitrogen sekitar 79% dari atmosfer kita dan mudah tersedia. Molekul nitrogen adalah gas tidak reaktif yang stabil dengan tiga ikatan antara dua atom dan pengurangan untuk amonia adalah proses mahal energi. Sejumlah besar ATP, proton elektron s dan diperlukan untuk mengurangi hanya satu molekul gas nitrogen.
    N 2 + 8H + + 8e – + 16ATP N 2 + 8H + + 8e – + 16ATP 2 NH 3 + H 2 + 16ADP + 16P i 2 NH 3 + H 2 + 16ADP + 16P i
    Enzim yang mengkatalisis reaksi disebut nitrogenase dan terbuat dari dua komponen protein yang terpisah, dinitrogenase reduktase dan dinitrogenase. Reduktase Dinitrogenase menyiapkan dan menyumbangkan dua elektron potensi tinggi pada suatu waktu untuk dinitrogenase. Ini mengandung Fe-S pusat yang memegang elektron sebelum sumbangan. Sebenarnya Dinitrogenase mengkatalisis reduksi N 2. Mekanisme pengurangan tidak diketahui, tetapi diduga melibatkan tiga 2e – transfer ke nitrogen. Pembentukan gas hidrogen selalu menyertai pembentukan amonia oleh dinitrogenase dan merupakan proses boros. Beberapa mikroorganisme memiliki hydrogenases bahwa memulihkan energi yang hilang ini. Baru-baru ini menyelesaikan struktur kristal dinitrogenase terpecahkan. Ini adalah usaha keras mengingat dinitrogenase adalah enzim yang sangat besar kompleks (240,000 Dalton s). Pengetahuan tentang struktur dinitrogenase harus mengarah pada pemahaman yang lebih baik mekanisme pengurangan nitrogen pada enzim.
    Asosiasi
    Fiksasi nitrogen adalah penting untuk manusia karena dua alasanPemahaman yang lebih baik dari proses biologis yang berlangsung pada pH 7,0 pada sekitar 37 ° C bisa menyebabkan metode sintesis kimia yang lebih baik daripada yang saat ini bekerja yang membutuhkan suhu dan tekanan tinggi. Sekitar 1% dari energi yang dihasilkan oleh manusia digunakan untuk membuat pupuk nitrogen, biasanya dalam bentuk nitrat. Kedua, beberapa bentuk mikroba nitrogen koperasi (simbiotik) hubungan dengan tanaman. Mikroba fixes nitrogen untuk tanaman dan tanaman menyediakan karbon dan energi untuk mikroba. Tanaman yang mampu membentuk hubungan simbiotik ini disebut polong-polongan. Banyak tanaman kacang-kacangan yang penting termasuk kacang kedelai, kacang polong dan kacang-kacangan. Pemahaman yang lebih baik dari simbiosis dan biokimia fiksasi nitrogen harus mengarah pada peningkatan hasil panen dan kurang memerlukan pupuk nitrogen yang mencemari lingkungan kita.
    Peraturan
    Fiksasi nitrogen adalah mahal bagi mikroba dan karena ini, ekspresi dan aktivitas yang berada di bawah pengawasan ketat. Dengan keberadaan bentuk-bentuk tetap nitrogen, ammonia atau nitrat, sintesis dari produk gen nitrogenase, dinitrogenase dan dinitrogenase reduktase, yang cepat mematikan. Pada beberapa spesies, dinitrogenase reduktase secara kovalen dimodifikasi dengan penambahan ADP-ribosyl sebuah unit. Profesor Paulus Ludden dari University of Wisconsin studi proses ini.

    ASIMILASI SULFUR

    Reduksi sulfat dan asimilasi dalam tanaman (APS, adenosin 5′-phosphosulfate; Fdred, Fdox, dikurangi dan dioksidasi ferredoxin; RSH, RSSR, dikurangi dan glutation teroksidasi; SQDG, sulfoquinovosyl diasilgliserol)
    Sulfur adalah penting unsur untuk pertumbuhan dan fisiologis fungsi tanaman Namun, isinya tanaman sangat bervariasi antara spesies dan itu berkisar 0,1-6% dari tanaman ‘berat kering. Sulfate diambil oleh akar merupakan sumber utama untuk pertumbuhan belerang , meskipun itu harus direduksi menjadi sulfida sebelum dimetabolisme lebih lanjut. Root plastida berisi semua sulfat pengurangan enzim Namun, reduksi sulfat untuk sulfida dan penggabungan ke dalam sistein berikutnya terutama mengambil tempat di menembak di kloroplas. Sisteina merupakan prekursor atau donor sulfur mengurangi sebagian besar senyawa-senyawa belerang organik pada tumbuhan. Proporsi yang dominan sulfur organik hadir dalam protein fraksi (hingga 70% dari total belerang), seperti sistein dan metionin residu. Sistein dan metionin adalah sangat signifikan dalam struktur, konformasi dan fungsi dari protein. Tanaman besar berisi berbagai senyawa belerang organik lainnya, sebagai thiols (glutathione), sulfolipids dan sekunder senyawa belerang (alliins, glucosinolates, phytochelatins), yang memainkan peran penting dalam fisiologi dan perlindungan terhadap stres lingkungan dan hama. Senyawa sulfur juga sangat penting bagi kualitas makanan dan untuk produksi nabati farmasi. Sulfur kekurangan akan mengakibatkan hilangnya produksi tanaman, kebugaran dan ketahanan terhadap stres lingkungan dan hama.
    Sulfate pengambilan oleh tumbuhan
    Sulfat yang diambil oleh akar dengan afinitas tinggi dan tingkat penyerapan sulfat maksimal umumnya sudah mencapai pada tingkat sulfat 0,1 mM dan lebih rendah. Pengambilan sulfat oleh akar dan transportasi ke menembak secara ketat dikontrol dan tampaknya menjadi salah satu situs peraturan utama asimilasi sulfur. Sulfat secara aktif diambil ke seberang membran plasma dari akar sel, kemudian dimasukkan ke dalam xilem pembuluh darah dan diangkut ke menembak oleh transpirasi sungai. Pengambilan dan pengangkutan sulfat adalah energi tergantung (didorong oleh gradien proton yang dihasilkan oleh ATPase) melalui sebuah proton / sulfat co-transport. Dalam menembak sulfat dibongkar dan diangkut ke tempat kloroplas berkurang. Sulfat yang tersisa dalam jaringan tanaman ini sebagian besar hadir dalam vakuola, karena konsentrasi sulfat dalam sitoplasma adalah terus agak konstan. Sulfat transporter protein berbeda menengahi pengambilan, transportasi dan distribusi subselular sulfat.
    Menurut mereka subselular seluler dan ekspresi gen, dan mungkin berfungsi dengan sulfat transporter keluarga gen telah diklasifikasikan dalam hingga 5 kelompok yang berbeda. Beberapa kelompok dinyatakan secara eksklusif dalam akar atau tunas atau diungkapkan baik dalam akar dan tunas. Kelompok 1 adalah ‘transporter sulfat afinitas tinggi’, yang terlibat dalam pengambilan sulfat ke akar-akarnya. Kelompok 2 adalah vaskular transporter dan ‘afinitas rendah sulfat transporter’. Kelompok 3 adalah apa yang disebut ‘kelompok daun’, bagaimanapun, masih sedikit yang diketahui tentang karakteristik kelompok ini. Grup 4 transporter terlibat dalam effluks dari sulfat dari vakuola, sedangkan fungsi Grup 5 sulfat transporter belum diketahui. Peraturan dan ekspresi dari mayoritas transporter sulfat dikontrol oleh sulfur gizi status tanaman. Setelah sulfat perampasan, penurunan yang cepat root sulfat secara teratur disertai dengan peningkatan yang sangat ekspresi gen transporter paling sulfat (hingga 100 kali lipat), disertai dengan peningkatan secara substansial sulfat kapasitas penyerapan. Hal ini belum terpecahkan, apakah itu sendiri atau metabolisme sulfat produk dari asimilasi sulfur (O-asetil-serin, sistein, glutation) bertindak sebagai sinyal dalam regulasi sulfat pengambilan oleh root dan transportasi ke menembak, dan di ekspresi dari transporter sulfat yang terlibat.
    Sulfate pengurangan pada tumbuhan
    Meskipun akar plastida berisi semua pengurangan sulfat enzim, pengurangan sulfat pra-dominan mengambil tempat di daun kloroplas. Reduksi sulfat untuk sulfida terjadi dalam tiga langkah. Sulfat harus diaktifkan untuk adenosin 5′-phosphosulfate (APS) sebelum dengan pengurangan sulfit. Pengaktifan sulfat dikatalisis oleh ATP sulfurylase, afinitas terhadap sulfat yang agak rendah (Km sekitar 1 mM) dan di situ sulfat konsentrasi dalam kloroplas yang paling mungkin salah satu yang membatasi / regulasi langkah-langkah dalam pengurangan belerang. APS kemudian dikurangi menjadi sulfit, dikatalisis oleh APS reduktase dengan kemungkinan glutathione sebagai reduktor. Reaksi yang terakhir dianggap salah satu poin peraturan utama dalam pengurangan sulfat, karena aktivitas APS terendah reduktase adalah enzim dari sulfat pengurangan jalur dan memiliki tingkat turnover yang cepat. Sulfit adalah dengan afinitas tinggi dikurangi dengan sulfit reduktase untuk sulfida dengan ferredoxin sebagai reduktor. Sulfat yang tersisa dalam jaringan tanaman akan ditransfer ke dalam vakuola. The remobilization dan redistribusi dari cadangan sulfat vacuolar tampak agak lambat dan tanaman kekurangan belerang mungkin masih mengandung kadar sulfat dideteksi.
    Sintesis dan fungsi senyawa sulfur pada tumbuhan
    Sulfida adalah dimasukkan ke dalam sistein, dikatalisis oleh O-acetylserine (tiol) lyase, dengan O-acetylserine sebagai substrat. Sintesis O-acetylserine dikatalisis oleh serin acetyltransferase dan bersama-sama dengan O-acetylserine (tiol) lyase dikaitkan sebagai kompleks enzim bernama sistein sintase. Pembentukan sistein adalah langkah kopel langsung antara sulfur (belerang metabolisme) dan asimilasi nitrogen pada tumbuhan. Sistein sulfur donor untuk sintesis metionin, utama yang mengandung belerang lain asam amino hadir pada tumbuhan. Hal ini terjadi melalui jalur transsulfuration dan metilasi dari homosistein. Baik sistein dan metionin adalah belerang yang mengandung asam amino dan sangat penting dalam struktur, konformasi dan fungsi dari protein dan enzim, tetapi tingkat tinggi asam amino ini juga mungkin hadir dalam penyimpanan benih protein. Para kelompok tiol residu sistein protein dapat teroksidasi menghasilkan disulfida sistein lain jembatan dengan rantai samping (dan membentuk sistin) dan / atau keterkaitan dari polipeptida. Jembatan disulfida (disulfida obligasi) memberikan kontribusi penting bagi struktur protein. The tiol kelompok juga sangat penting dalam pengikatan substrat enzim, logam-gugus sulfur dalam protein (misalnya ferredoxins) dan dalam peraturan protein (misalnya thioredoxins).
    Glutathione
    Glutathione atau homolog, misalnya homoglutathione di Fabaceae; hydroxymethylglutathione di Poaceae adalah larut air besar non-protein tiol senyawa hadir dalam jaringan tanaman dan account selama 1-2% dari total belerang. Isi glutation dalam jaringan tanaman berkisar 0,1-3 mM. Sistein adalah pendahulu langsung untuk sintesis glutathione (dan homolog). . Pertama, γ-glutamylcysteine disintesis dari sistein dan glutamat dikatalisis oleh gamma-glutamylcysteine sintetase. Kedua, glutathione disintesis dari γ-glutamylcysteine dan glisin (dalam glutathione homolog, β-alanin atau serin) dikatalisis oleh glutathione sintetase. Kedua langkah dari sintesis ATP glutathione adalah reaksi bergantung. Glutathione dipertahankan dalam bentuk dikurangi oleh NADPH-dependent glutation reduktase dan rasio penurunan glutation (GSH) untuk teroksidasi glutation (GSSG) umumnya melebihi nilai 7. Glutathione memenuhi berbagai peranan dalam tanaman berfungsi. Dalam metabolisme sulfur berfungsi sebagai reduktor dalam pengurangan APS untuk sulfit. Itu juga merupakan bentuk transportasi utama mengurangi sulfur pada tumbuhan. Mungkin akar sangat tergantung untuk mengurangi pasokan belerang di tembak / root glutathione transfer melalui Floem, karena pengurangan belerang terjadi terutama di kloroplas. Glutathione secara langsung terlibat dalam pengurangan dan asimilasi selenite ke selenocysteine.
    Lebih jauh lagi, glutathione adalah sangat penting dalam perlindungan tanaman terhadap stres oksidatif dan lingkungan dan menekan / scavenges beracun pembentukan spesies oksigen reaktif, misalnya superoksida, hidrogen peroksida dan lipid hydroperoxides. Glutathione functions as reductant in the enzymatic detoxification of reactive oxygen species in the glutathione- ascorbate cycle and as thiol buffer in the protection of proteins via direct reaction with reactive oxygen species or by the formation of mixed disulfides. Glutathione berfungsi sebagai reduktor dalam detoksifikasi enzimatik spesies oksigen reaktif dalam glutathione-askorbat tiol siklus dan sebagai penyangga dalam perlindungan protein melalui reaksi langsung dengan spesies oksigen reaktif atau oleh pembentukan campuran disulfides. Potensi glutathione sebagai protectant berkaitan dengan ukuran kolam glutathione, para negara redoks (GSH / GSSG rasio) dan aktivitas glutation reduktase. Glutathione adalah prekursor untuk sintesis phytochelatins, yang disintesis secara enzimatik oleh phytochelatin konstitutif sintase. Jumlah glutamil-γ-residu sistein dalam phytochelatins mungkin berkisar antara 2 – 5, terkadang sampai 11.
    Terlepas dari kenyataan bahwa phytochelatins membentuk kompleks yang beberapa logam berat, yaitu. Kadmium, diasumsikan bahwa senyawa-senyawa ini berperan dalam logam berat homeostasis dan detoksifikasi oleh buffer dari cytoplasmatic konsentrasi logam berat esensial. Glutathione juga terlibat dalam detoksifikasi xenobiotics, senyawa tanpa nilai gizi langsung atau signifikansi dalam metabolisme, yang pada tingkat yang terlalu tinggi dapat berdampak negatif pada tanaman berfungsi. Mungkin Xenobiotics didetoksifikasi dalam reaksi konjugasi dengan glutation dikatalisis oleh glutathione S-transferase, aktivitas yang konstitutif; berbeda dapat mendorong berbeda xenobiotics isoform enzim. Glutathione S-transferases memiliki signifikansi yang besar dalam herbisida detoksifikasi dan toleransi di bidang pertanian dan induksi oleh herbisida penangkal ( ‘safeners’) adalah langkah untuk menentukan induksi toleransi terhadap herbisida pada banyak tanaman tanaman. Di bawah kondisi alam glutathione S-transferases diasumsikan mempunyai arti penting dalam detoksifikasi lipid hydroperoxides, dalam endogen konjugasi dari metabolit, hormon dan DNA produk degradasi, dan dalam transportasi flavonoid.
    Sulfolipids
    Sulfolipids adalah lipid yang mengandung belerang. Sulfoquinovosyl diacylglycerols adalah sulfolipids dominan hadir pada tumbuhan. Daun isinya terdiri dari hingga 3 – 6% dari total belerang hadir. Sulfolipid ini hadir dalam plastid membran dan kemungkinan terlibat dalam kloroplas berfungsi. Rute biosintesis dan fungsi fisiologis sulfoquinovosyl diasilgliserol masih dalam penyelidikan. Dari studi-studi baru-baru ini jelas bahwa sulfit sulfur itu kemungkinan prekursor untuk pembentukan sulfoquinovose kelompok lipid ini.
    Sekunder senyawa belerang
    Brassica spesies mengandung glucosinolates, yang mengandung belerang senyawa sekunder. Glucosinolates terdiri dari β-thioglucose separoh, sebuah sulfonated oxime dan rantai samping. Sintesis glucosinolates dimulai dengan oksidasi dari asam amino orangtua ke aldoxime, diikuti dengan penambahan kelompok tiol (melalui konjugasi dengan sistein) untuk menghasilkan thiohydroximate. Transfer dari glukosa dan melengkapi separoh sulfat pembentukan glucosinolates. Arti fisiologis glucosinolates masih ambigu, meskipun mereka dianggap berfungsi sebagai senyawa tenggelam dalam situasi belerang berlebihan. Setelah glucosinolates gangguan jaringan yang enzimatik terdegradasi oleh myrosinase dan dapat menghasilkan berbagai produk biologis aktif seperti isothiocyanate, tiosianat, Nitril dan oxazolidine-2-thiones. The glucosinolate-sistem myrosinase diasumsikan memainkan peranan dalam pabrik-herbivora dan tanaman-patogen interaksiLebih jauh lagi, glucosinolates bertanggung jawab atas sifat-sifat rasa Brassicaceae dan baru-baru ini telah menerima perhatian dalam melihat potensi mereka anti-karsinogenik properti. Isi yang mengandung belerang ini senyawa sekunder sangat tergantung pada tahap perkembangan tanaman, suhu, ketersediaan air dan tingkat nitrogen dan belerang gizi. Dalam bawang bulbs konten mereka mungkin rekening untuk 80% dari belerang organik fraksi.
    Sedikit yang diketahui tentang kandungan senyawa belerang sekunder dalam tahap pembibitan tanaman. Diasumsikan bahwa sebagian besar adalah alliins disintesis di daun, dari mana mereka kemudian ditransfer ke skala bola lampu terpasang. Jalur biosintetik sintesis γ-glutamylpeptides dan alliins masih ambigu. γ-Glutamylpeptides dapat dibentuk dari sistein (melalui γ-glutamylcysteine atau glutathione) dan dapat dimetabolisme menjadi alliins yang sesuai melalui oksidasi dan selanjutnya hydrolyzation oleh γ-glutamil transpeptidases. Namun, rute lain yang mungkin dari sintesis γ-glutamylpeptides dan alliins mungkin tidak dapat dikesampingkan. Alliins dan γ-glutamylpeptides diketahui memiliki utilitas terapeutik dan mungkin memiliki nilai potensi sebagai phytopharmaceutics. Para alliins dan produk pemecahan (misalnya allicin) adalah prekursor untuk rasa bau dan rasa spesies. Rasa hanya dilepaskan ketika sel-sel tumbuhan terganggu dan enzim alliinase dari vakuola dapat mendegradasi alliins, menghasilkan berbagai volatile dan non-volatile yang mengandung senyawa belerang. Fungsi fisiologis glutamylpeptides dan γ-alliins agak tidak jelas.
    Sulfur metabolisme pada tumbuhan dan polusi udara
    Pertumbuhan ekonomi yang cepat, industrialisasi dan urbanisasi yang terkait dengan peningkatan kuat permintaan energi dan emisi polutan udara termasuk sulfur dioksida (lihat juga hujan asam) dan hidrogen sulfida, tanaman yang dapat mempengaruhi metabolisme. Sulfur berpotensi nabati gas beracun, mereka juga dapat dimetabolisme dan digunakan sebagai sumber belerang dan bahkan dapat bermanfaat jika sulfur pembuahan dari akar tidak cukup. Membentuk tunas tanaman wastafel untuk atmosfer belerang gas, yang dapat langsung diambil oleh dedaunan (deposisi kering. The foliar pengambilan belerang dioksida umumnya langsung tergantung pada tingkat pembukaan stomates, karena resistansi internal gas ini rendah. Sulfur sangat larut dalam apoplastic air dari mesofil, di mana berdisosiasi bawah pembentukan bisulfit dan sulfit. Sulfit dapat langsung memasukkan jalur pengurangan belerang dan direduksi menjadi sulfida, dimasukkan ke dalam sistein, dan kemudian menjadi senyawa belerang lainnya. Sulfit juga dapat teroksidasi menjadi sulfat, ekstra-dan intracellularly oleh peroxidases atau non-enzimatik dikatalisis oleh ion logam atau superoksida radikal dan kemudian dikurangi dan berasimilasi lagi. Sulfat yang berlebihan akan ditransfer ke dalam vakuola; peningkatan kadar sulfat foliar karakteristik untuk tanaman terbuka.
    The foliar pengambilan hidrogen sulfida tampaknya secara langsung tergantung pada tingkat metabolisme menjadi sistein dan kemudian menjadi senyawa belerang lainnya. Ada bukti kuat bahwa O-asetil-serin (tiol) lyase secara langsung bertanggung jawab atas fiksasi aktif atmosfer hidrogen sulfida oleh tanaman. Tanaman mampu mentransfer dari sulfat ke atmosfer diserap foliar belerang sulfur sebagai sumber dan tingkat dari 60 ppb atau lebih tinggi tampaknya cukup untuk menutup kebutuhan belerang tanaman. Ada interaksi antara atmosfer dan pemanfaatan pedospheric belerang. Sebagai contoh, hidrogen sulfida eksposur dapat mengakibatkan penurunan aktivitas APS reduktase dan pengambilan sulfat tertekan.

  15. Akbar Wira Hadikusuma

    Selamat malam bu’ made…
    Nama saya Akbar Wira Hadikusuma…
    Saya ingin mencoba menyelesaikan tugas yang diberikan bu’ made kepada saya yaitu mentransletkan bahasa inggris ke bahasa Indonesia dengan materi yang masih berhubungan dengan Asimilasi nitrogen..

    Berikut hasil terjemahan saya..
    Fakta sebenarnya dari Pengurangan N2 adalah Mo Fe kompleks protein. Menurut penyelidikan CHATT et al (1975) satu molekul N2 dapat diserap ke kompleks dan berkurang pada satu situs Mo. yang mengurangi setara (elektron) yang disediakan oleh Fe-protein kompleks yang menerima elektron dari ferredoxin atau NADPH. Menurut Winter dan Burris (1976) mentransfer elektron dari Fe-protein kompleks membutuhkan ATP (lihat gambar 3,26). itu menganggap bahwa bentuk-bentuk Mg jembatan antara Fe dan ATP protein kompleks sehingga potensi redoks kemudian memungkinkan transfer elektron dari Fe protein kompleks pada Fe Mo kompleks. transfer aktual yang terkait dengan pemecahan ATP menjadi ADP dan anorganik P. sekarang seharusnya bahwa sekitar 4-5 molekul ATP yang diperlukan untuk pengurangan dari 1 molekul N2.

    Demikianlah hasil tugas yang dapat saya selesaikan…
    terima kasih bu’ made telah menyempatkan waktunya membaca komentar dari saya..
    selamat sore bu’ made ..
    ^_^

  16. Akbar Wira Hadikusuma

    Selamat malam bu’ made…
    Nama saya Akbar Wira Hadikusuma…
    Saya ingin mencoba menyelesaikan tugas yang diberikan bu’ made kepada saya yaitu mentransletkan bahasa inggris ke bahasa Indonesia dengan materi yang masih berhubungan dengan Asimilasi nitrogen..

    Berikut hasil terjemahan saya..
    Fakta sebenarnya dari Pengurangan N2 adalah Mo Fe kompleks protein. Menurut penyelidikan CHATT et al (1975) satu molekul N2 dapat diserap ke kompleks dan berkurang pada satu situs Mo. yang mengurangi setara (elektron) yang disediakan oleh Fe-protein kompleks yang menerima elektron dari ferredoxin atau NADPH. Menurut Winter dan Burris (1976) mentransfer elektron dari Fe-protein kompleks membutuhkan ATP (lihat gambar 3,26). itu menganggap bahwa bentuk-bentuk Mg jembatan antara Fe dan ATP protein kompleks sehingga potensi redoks kemudian memungkinkan transfer elektron dari Fe protein kompleks pada Fe Mo kompleks. transfer aktual yang terkait dengan pemecahan ATP menjadi ADP dan anorganik P. sekarang seharusnya bahwa sekitar 4-5 molekul ATP yang diperlukan untuk pengurangan dari 1 molekul N2.

    Demikianlah hasil tugas yang dapat saya selesaikan…
    terima kasih bu’ made telah menyempatkan waktunya membaca komentar dari saya..
    selamat malam bu’ made ..
    ^_^

  17. Rajjitha handayani

    Selamat malam ibu Made…
    Ini jawaban saya dari tugas mata kuliah nutrisi tanaman yang ibu berikan mengenai asimilasi S (sulfur) atau belerang dan tugas terjemahan dari buku yang berjudul “Principles of plant nutrien” (Mengel and Kirkby)
    Berikut hasil terjemahan dari buku yang berjudul “Principles of plant nutrien” (Mengel and Kirkby), halaman 148-149 (paragraf 1) :
    Menurut BEEVERS [1976], dalam beberapa kasus dimana reduksi dikatalisasi oleh NADPH ini tampak bahwa NADPH yang pertama terkonversi ke NADPH oleh fosfat nucleotide. Reduksi flavins FMNH 2 dan FADH 2 juga dapat berfungsi sebagai donor elektron pada proses reduksi. Sejumlah in vitro non-phy siological kimia seperti reduksi viologen mencelup dan dithionites juga mempengaruhi reduksi dengan bertindak sebagai donor elektron.

    Enzym nitrat reductase merupakan enzim yang mudah larut, bobot molekul sekitar 500,000 – 600,000 (BEEVERS [1976] . Enzin ini diyakini terdiri dari dua unit sub kombinasi: suatu komponen mentransfer elektron dari NADPH ke flavin yang berada dalam protein dan satu subunit lain mentransfer elektron melalui Mo ke nitrat. Enzim ini tidak memungkinkan terjadi pemisahan secara fisik dua komponen. Meskipun, ketika defisiensi Mo atau tidak aktif lagi namun enzim tersebut masih dapat: mentransfer elektron dari NADH untuk reduksi sitokrom c, walaupun enzim tersebut tidak mampu mereduksi nitrat. Ini menandai aktivitas bebas tak terikat dari flavin molety. Satu fitur tidak biasa dari enzim nitrat reductase adalah pada kenyataanya adalah enzim ini merupakan enzim yang inducibel dan hanya dapat di sintesis ketika nitrat sudah berada dalam sitoplasma. Hal ini telah dipergunakan oleh BAR-AKIVA [1970] sebagai cara untuk mengkaji status nutrisi N- pada tumbuhan (lihat halaman 94).

    Asimilasi adalah transport komponen metabolik terlarut dari luar ke dalam lingkungan sel, baik secara pasif (difusi) maupun transport aktif. Sel yang mendapatkan semua komponen metabolic melalui asimilasi disebut osmotrof, contohnya jamur, algae, dan bakteri. Asimilasi dipenuhi dengan mekanisme transportasi dengan energi pasif (energi netral) dan energi aktif (energi konsumsi). Transport pasif dilakukan berdasarkan driving force yang berupa gradient konsentrasi, dengan mekanisme difusi. Proses ini bersifat spontan, tidak membutuhkan energi dari luar dan akan berlangsung sampai konsentrasi di area perbatasan sel dengan daerah luar menjadi homogen . Transport pasif akan terjadi hanya ketika molekul mampu berdifusi melalui membran sel.
    Sulfur atau belerang diserap tanaman dalam bentuk sulfat ion ( SO4). Sebagian kecil diambil dalam bentuk SO2 melalui daun. SO2 adalah sangat beracun bagi tanaman walaupun dalam jumlah yang sangat rendah. Bentuk SO3 akan segera dioksidasikan menjadi bentuk sulfat.
    Dalam daur belerang misalnya, mikroorganisme yang bertanggung jawab dalam setiap trasformasi adalah sebagai berikut :
    1. H2S → S → SO4; bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu.
    2. SO4 → H2S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.
    3. H2S → SO4 (Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli.
    4. S organik → SO4 + H2S, masing-masing mikroorganisme heterotrofik
    aerobik dan anaerobik.

    Selain itu ada beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibro yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof aerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksida menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.
    Transformasi S oleh mikroba serupa dengan N. Sulfida dan ammonia merupakan produk dekomposisi dari senyawa organic. Keduanya dioksidasi oleh bakteri autotrofik, seperti : senyawa – senyawa S anorganik dan N yang tidak teroksidasi sempurna. Sulfat dan nitrat direduksi oleh mikroorganisme di bawah kondisi anaerobik
    Asimilasi S menjadi protoplasma selular merupakan reaksi utama dari organisme heterotrofik. Pada organisme lain, transformasi S dapat menyediakan energi untuk metabolisme dan senyawa S dapat bertindak sebagai donor atau aseptor hidrogen. Oleh karena reaksi ini, maka bakteri tertentu disebut bakteri S. Bakteri ini adalah autotrofik, dapat menggunakan S atau senyawa S anorganik yang tidak sempurna teroksidasi seperti senyawa pereduksi contohnya donor hidrogen langsung / tidak langsung, dan dapat mengasimilasi karbon dioksidasi sebagai satu – satunya sumber C.

    Semoga bermanfaat…
    Terima kasih bu

  18. Rajjitha handayani

    Selamat malam ibu Made…
    Ini jawaban saya dari tugas mata kuliah nutrisi tanaman yang ibu berikan mengenai asimilasi S (sulfur) atau belerang dan tugas terjemahan dari buku yang berjudul “Principles of plant nutrien” (Mengel and Kirkby)
    Berikut hasil terjemahan dari buku yang berjudul “Principles of plant nutrien” (Mengel and Kirkby), halaman 148-149 (paragraf 1) :
    Menurut BEEVERS [1976], dalam beberapa kasus dimana reduksi dikatalisasi oleh NADPH ini tampak bahwa NADPH yang pertama terkonversi ke NADPH oleh fosfat nucleotide. Reduksi flavins FMNH 2 dan FADH 2 juga dapat berfungsi sebagai donor elektron pada proses reduksi. Sejumlah in vitro non-phy siological kimia seperti reduksi viologen mencelup dan dithionites juga mempengaruhi reduksi dengan bertindak sebagai donor elektron.

    Enzym nitrat reductase merupakan enzim yang mudah larut, bobot molekul sekitar 500,000 – 600,000 (BEEVERS [1976] . Enzin ini diyakini terdiri dari dua unit sub kombinasi: suatu komponen mentransfer elektron dari NADPH ke flavin yang berada dalam protein dan satu subunit lain mentransfer elektron melalui Mo ke nitrat. Enzim ini tidak memungkinkan terjadi pemisahan secara fisik dua komponen. Meskipun, ketika defisiensi Mo atau tidak aktif lagi namun enzim tersebut masih dapat: mentransfer elektron dari NADH untuk reduksi sitokrom c, walaupun enzim tersebut tidak mampu mereduksi nitrat. Ini menandai aktivitas bebas tak terikat dari flavin molety. Satu fitur tidak biasa dari enzim nitrat reductase adalah pada kenyataanya adalah enzim ini merupakan enzim yang inducibel dan hanya dapat di sintesis ketika nitrat sudah berada dalam sitoplasma. Hal ini telah dipergunakan oleh BAR-AKIVA [1970] sebagai cara untuk mengkaji status nutrisi N- pada tumbuhan (lihat halaman 94).

    Asimilasi Sulfur
    Asimilasi adalah transport komponen metabolik terlarut dari luar ke dalam lingkungan sel, baik secara pasif (difusi) maupun transport aktif. Sel yang mendapatkan semua komponen metabolic melalui asimilasi disebut osmotrof, contohnya jamur, algae, dan bakteri. Asimilasi dipenuhi dengan mekanisme transportasi dengan energi pasif (energi netral) dan energi aktif (energi konsumsi). Transport pasif dilakukan berdasarkan driving force yang berupa gradient konsentrasi, dengan mekanisme difusi. Proses ini bersifat spontan, tidak membutuhkan energi dari luar dan akan berlangsung sampai konsentrasi di area perbatasan sel dengan daerah luar menjadi homogen . Transport pasif akan terjadi hanya ketika molekul mampu berdifusi melalui membran sel.
    Sulfur atau belerang diserap tanaman dalam bentuk sulfat ion ( SO4). Sebagian kecil diambil dalam bentuk SO2 melalui daun. SO2 adalah sangat beracun bagi tanaman walaupun dalam jumlah yang sangat rendah. Bentuk SO3 akan segera dioksidasikan menjadi bentuk sulfat.
    Dalam daur belerang misalnya, mikroorganisme yang bertanggung jawab dalam setiap trasformasi adalah sebagai berikut :
    1. H2S → S → SO4; bakteri sulfur tak berwarna, hijau dan ungu.
    2. SO4 → H2S (reduksi sulfat anaerobik), bakteri desulfovibrio.
    3. H2S → SO4 (Pengokaidasi sulfide aerobik); bakteri thiobacilli.
    4. S organik → SO4 + H2S, masing-masing mikroorganisme heterotrofik
    aerobik dan anaerobik.

    Selain itu ada beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibro yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof aerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur dioksida menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.
    Transformasi S oleh mikroba serupa dengan N. Sulfida dan ammonia merupakan produk dekomposisi dari senyawa organic. Keduanya dioksidasi oleh bakteri autotrofik, seperti : senyawa – senyawa S anorganik dan N yang tidak teroksidasi sempurna. Sulfat dan nitrat direduksi oleh mikroorganisme di bawah kondisi anaerobik
    Asimilasi S menjadi protoplasma selular merupakan reaksi utama dari organisme heterotrofik. Pada organisme lain, transformasi S dapat menyediakan energi untuk metabolisme dan senyawa S dapat bertindak sebagai donor atau aseptor hidrogen. Oleh karena reaksi ini, maka bakteri tertentu disebut bakteri S. Bakteri ini adalah autotrofik, dapat menggunakan S atau senyawa S anorganik yang tidak sempurna teroksidasi seperti senyawa pereduksi contohnya donor hidrogen langsung / tidak langsung, dan dapat mengasimilasi karbon dioksidasi sebagai satu – satunya sumber C.

    semoga bermanfaat
    terima kasih bu..

  19. selamat sore bu…
    titi akan mencoba menyelesaikan tugas translit yang ibu berikan pada hari senin kemarin. yaitu :

    Delapan elektron ekuifalen dan 8 ekuifalen dari H+ akan dipakai pada konsumsi pada pengurangan dari 1 mol ion NO3- ke NH3. hasil reaksi pada satu pelarutan akan mempengaruhi sebagai 1 ekuifalen OH- yang dihasilkan. Kalau pengurangan NO3- terjadi pada daun ini dipisahkan, akan merangsang akumulasi malate pada cytoplasma dan vacuola. ini sangatlah lekat berasosiasi dengan serapan ion dan translocation.( lihat halaman 120).

    Penerangan dapat dipengaruhi oleh satu peranan penting yaitu pada asimilasi NO3-. Ketika pada proses photosintesis tejadi pada daun dalam kondisi gelap, maka aktivitas dari nitrat reduktase akan ditekan, bahkan ketika nitrat hadir dalam jumlah cukup (BEEVERS and HAGEMAN (1972) HAGEMAN AND FLASHER (1960)). Akibatnya , saat bersamaan dengan satu penyusutan akan berkurang,karena absensi dari intensitas cahanya rendah. akumulasi nitrat dapat sering terjadi di hulu cemeti seperti hasil dari intensitas cahaya rendah dan ketinggian pemupukan NO3.sehingga dapat beresiko pada hara , hewan, petani maupun manusia ( lihat halaman 252).

    Asimilasi dari nitrat oleh daun dipengaruhi oleh hara bahan tambang dan khususnya oleh MO. Seperti yang telah sebutkan, MO adalah satu konstisi penting dari nitrat reduktase. ketika MO adalah kahat, akumulasi nitrat mengambil tempat dapat larut dalam amino n senyawa nya dapat ditekan (POSSINGHAM 1956) karena akibat kekurangan dari NH3 tersedia untuk sintesis asam amino (lihat halaman 154). batu kawi juga dapat secara tidak langsung mempengaruhi asimilasi nitrat. ini adalah penting di photosystem 2 dan pada aliran elektron saat menyiram melalui ferredoxin ke NO2- reductase.

    demikianlah tugas ini yang dapat titi sampaikan bu…
    terima kasih telah menyempatkan waktu untuk membaca tugas titi yach bu…
    semoga bermanfaat…

  20. Selamat malam Buk Made,
    Malam ini agak sedikit aneh…., tapi semoga malam ini ibuk dalam kondisi yang menyenangkan …..
    Saya Jayanti Marselia
    Ini adalah hasil tugas saya tentang asimilasi sulfur..

    Sulfur: Sulfur adalah komponen asam amino yang dibutuhkan untuk sintesis protein. Beberapa organisme dapat memperoleh sulfur melalui asimilasi reduksi sulfat, sebagian lagi memperoleh sulfur melalui reduksi senyawa sulfur seperti H2S.
    Sulfur terdapat dalam bentuk sulfat anorganik. Sulfur direduksi oleh bakteri menjadi sulfida dan kadang-kadang terdapat dalam bentuk sulfur dioksida atau hidrogen sulfida. Hidrogen sulfida ini seringkali mematikan mahluk hidup di perairan dan pada umumnya dihasilkan dari penguraian bahan organik yang mati.
    Tumbuhan menyerap sulfur dalam bentuk sulfat (SO4).
    Perpindahan sulfat terjadi melalui proses rantai makanan, lalu semua mahluk hidup mati dan akan diuraikan komponen organiknya oleh bakteri. Beberapa jenis bakteri terlibat dalam daur sulfur, antara lain Desulfomaculum dan Desulfibrio yang akan mereduksi sulfat menjadi sulfida dalam bentuk hidrogen sulfida (H2S). Kemudian H2S digunakan bakteri fotoautotrof anaerob seperti Chromatium dan melepaskan sulfur dan oksigen. Sulfur di oksidasi menjadi sulfat oleh bakteri kemolitotrof seperti Thiobacillus.

  21. Selamat malam ibuk Made,
    Semoga hari ini malam ini menyenagkan bagi ibuk,
    Baiklah, saya Jayantri Marselia ingin menyampaikan hasil terjemahan yang ibuk berikan. Berikut ini adalah hasil dari terjemahannya,

    Nitrat reductase terjadi sebagian besar pada cytoplasma dari sel meristematic. Daun-daun muda dan ujung akar adalah bagian yang kaya akan enzim. VAN EGMOND dan BRETELER (1972), menyatakan aktivitas nitrat reductase dikembangkan secara penuh pada bagian gula muda akan tertinggal 10 times lebih tinggi pada daun-daun lain. Sesuai dengan HEWITT (1970) nitrat reductase cenderung menyingsing untuk maksimum di bagian daun-daun muda. Di aktivitas maksimum akar terjadi pada tisu lebih muda dan kemerosotan dengan jelas pada pertumbuhan akar lebih tua. Perputaran dari enzim adalah cepat( Oaks et al. 1972 ). Sesuai dengan SCHRAHER umur-paruh akan 4 jam.
    Lokasi dari No3- reduksi membedakan di antara jenis tanaman . Di tanaman buah tomat, contohnya, antara 80 – 90% N pada air buah selaput kayu hadir pada bentuk dari No3-N sehingga yang No3- reduksi harus mengambil tempat terutama semata bagian tanaman yang hijau. Penemuan serupa telah dilaporkan oleh WALLACE dan PATE (1967) di cocklebur (Xanthium pennsylvaticum). Nitrat jenis ini aktivitas reductase tidak ditemukan pada akar. Jenis tanaman paling bagaimanapun, mampu untuk mengurangi No3- berada pada akar dan terpisah dari bagain tanaman. Sesuai dengan PATE (1971) yang menyelidiki pengurangan No3- pada sejumlah pertumbuhan jenis tanaman , proporsi dari No3- berkurang pada bagain akar yang menyusut.
    Terima kasih sudah membacanya, selamat malam Buk…

  22. Selamat pagi bu, ini tugas mata kuliah nutrisi tanaman.

    Suplai K+ juga mempengaruhi penyebaran / jumlah asparagin dan glutamin. Jumlah nutrisi K+ yang rendah dapat meningkatkan jumlah asparagin dan glutamin (Helal dan Mengel [1968]) karena mengurangi jumlah protein yang terbentuk dari Nitrogen. (Koch dan Mengel [1972]). Oleh karena itu, kekurangan unsur K dapat mengganggu metabolisme asam amino dan amino tersebut akan terakumulasi menjadi petrescin (Richards dan Coleman [1952]) dan agmatin (Smith dan Sinclair [1967]).

  23. Selamat siang Bu’

    Berikut ini adalah terjemahan dari tugasnutrisi tanaman yang telah ibu berikan!!

    Dari seluruh fiksasi N2 ,N2 diturunkan menjadi NH3 . Penurunan ini membutuhkan
    elektron dan ATP , kedua nya terdapat pada bakteri, seperti yang dapat dilihat pada gambar 3.25 dimana putaran dari acid trikarbolik pada bakteri dihubungkan dengan satu rantai pengangkutan electron.Proses ini memungkinkan pensuplaian feredoksin ke . nitrogenase, tempat reduksi N2. Perputaran acid trikarbolik juga menyebabkan system dengan oxoacid (x-oxoglurat dan oxalocerat) yang bereaksi dengan NH3 menjadibentuk amino acid(reduksi aminasi,lihat hal 155). Campuran campuran ini dapat digunakaan untuk sintesis nodul, namun demikian sejauh fraksi terbaik dari amino acid diangkut ketumbuhan utama, dimana ia digabungkan ke metabolisme nitrat.Bakteri juga mengandung hemoglobin. Hal ini dahulunya dijadikan prostenk grup utama pada proses reduksi.Saat ini leg haemoglobin elah ditentukan berfungsi sebagai O2 yang membawa rantai pengangkutan electron.Fungsi leg haemoglobin ini sama dengan haemoglobin dan myoglobin yaitu mengangkut zat O2 pada darah dan otot.

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s