Share PANDUAN CARA BERGABUNG DENGAN QUIPPER SCHOOL INDONESIA.pdf - 838 KB

Share PANDUAN CARA BERGABUNG DENGAN QUIPPER SCHOOL INDONESIA.pdf - 838 KB

 Terbitkan Entri

Salam Pendidikan, Bapak/Ibu guru di manapun Anda berada. Pada kesempatan kali ini, saya
Muhammad Luthfi Hidayat SPd.Si selaku Ambassador Quipper School Indonesia akan
menyampaikan panduan cara pendaftaran sekolah Anda sebagai bagian dari jejaring pembelajaran
E-Learning gratis dan menarik, Quipper School.
 

Saya ingin menjelaskan langkah demi langkah yang paling mudah agar sekolah Anda, Anda,
rekan-rekan guru sejawat, dan siswa-siswa Anda dapat melaksanakan pembelajaran yang menarik,
seru, dan mudah.
 

Rantai Transpor Elektron

Rantai transpor elektron (alias RTE) adalah proses di mana NADH dan [FADH2] dihasilkan selama glikolisis, B-oksidasi, dan proses katabolik lainnya teroksidasi sehingga melepaskan energi dalam bentuk ATP. Mekanisme yang ATP terbentuk dalam ETC disebut phosphorolation kemiosmotik.
Pengantar

Produk sampingan dari proses katabolik kebanyakan NADH dan [FADH2] yang merupakan bentuk pengurangan (reduksi). Proses metabolisme menggunakan NADH dan [FADH2] untuk mengangkut elektron dalam bentuk ion hidrida (H-). Elektron ini melewati dari NADH atau [FADH2] untuk pembawa elektron terikat membran yang kemudian diteruskan kepada pembawa elektron lain sampai mereka akhirnya diberikan kepada oksigen yang mengakibatkan produksi air. Sebagaimana elektron berlalu dari satu operator elektron ke yang lain ion hidrogen diangkut ke ruang antarmembran di tiga titik-titik tertentu dalam rantai. Pengangkutan ion hidrogen menciptakan konsentrasi yang lebih besar dari ion hidrogen dalam ruang antarmembran dibandingkan dalam matriks yang kemudian dapat digunakan untuk menggerakkan ATP Sintase dan menghasilkan ATP (molekul energi tinggi).

Ikhtisar

Dalam diagram terletak di bawah ada transporter elektron utama yang bertanggung jawab untuk membuat energi dalam ETC.
Transfer Elektron

•     I (NADH-ubiquinone oxidioreductase): Sebuah protein integral yang menerima elektron dalam bentuk ion hidrida dari NADH dan melewati mereka ke ubiquinone
      II (suksinat-ubiquinone oxidioreductase alias dehidrogenase suksinat dari siklus TCA): Sebuah protein perifer yang menerima elektron dari suksinat (perantara metabolit siklus TCA) untuk menghasilkan fumarat dan [FADH2]. Dari suksinat elektron diterima oleh [FAD] (kelompok prostetik protein) yang kemudian menjadi [FADH2]. Elektron tersebut kemudian dilewatkan ke ubiquinone.
      Q (Ubiquinone / ubiquinol): Ubiquinone (bentuk teroksidasi molekul) menerima elektron dari beberapa operator yang berbeda, dari I, II, dehidrogenase Gliserol-3-fosfat, dan ETF. Sekarang bentuk tereduksi (ubiquinol) yang melewati elektronnya pergi ke III.
      III (ubiquinol-sitokrom c oxidioreductase): Sebuah protein integral yang menerima elektron dari ubiquinol yang kemudian diteruskan ke sitokrom c
      IV (sitokrom c oksidase): Sebuah protein integral yang yang menerima elektron dari sitokrom c dan mentransfernya ke oksigen untuk menghasilkan air dalam matriks mitokondria.
      ATP Synthas: Sebuah protein terpisahkan terdiri dari beberapa subunit yang berbeda. Protein ini bertanggung jawab langsung untuk produksi ATP melalui phosphorolation kemiosmotik. Ia menggunakan gradien proton yang dibuat oleh beberapa operator lain di ETC untuk menggerakkan rotor mekanis. Energi dari rotor yang kemudian digunakan untuk phosphorolate ADT menjadi ATP.
      ETF (Elektron-transfer flavoprotein) dehidrogenase: Ini protein perifer terletak di sisi matriks dari membran dalam merupakan bagian siklus B-oksidasi. Elektron dari asil-CoA yang disumbangkan ke flavoprotien-transfer elektron yang kemudian ditransfer ke ETF (Elektron-transfer flavoprotein) dehidrogenase dalam bentuk [FADH2]. ETF dehidrogenase kemudian melewati mereka elektron dari [FADH2] untuk ubiquinone dan melalui RTE.
      Dehydrogenas gliserol-3-fosfat: Ini protein perifer terletak di sisi ruang antarmembran dari membran dalam merupakan bagian dari sistem transportasi gliserol-3-fosfat. Ia menerima sebuah proton dari gliserol-3-fosfat ke [FAD] kelompok prostetik yang menghasilkan [FADH2]. Dari [FADH2] elektron tersebut kemudian diberikan kepada ubiquinone dan melalui RTE.

Arus elektron

Perlu dicatat dari diagram di bawah ini yang ubiquinone (pembawa hidrofobik yang berada dalam membran) menerima elektron dari beberapa pembawa elektron yang berbeda. Sitokrom c (dengan pembawa hidrofilik ditemukan dalam ruang antarmembran) di sisi lain hanya transfer elektron dari III sampai IV. Penggerak RTE adalah kenyataan bahwa setiap pembawa elektron memiliki potensial reduksi standar yang lebih tinggi daripada yang ia menerima elektron dari. Potensial reduksi standar adalah ukuran dari kemampuan untuk menerima atau menyumbangkan elektron. Oksigen memiliki potensial reduksi tertinggi (paling positif) standar yang berarti yang paling mungkin untuk menerima elektron dari operator lain. Itulah tepatnya mengapa ditemukan pada akhir ETC.
Gaya Motif Proton

Gaya motif Proton mengacu pada energi yang diperoleh dari gradien proton yang dibuat oleh beberapa pembawa elektron. Hanya tiga dari empat pembawa elektron disebutkan mampu mengangkut proton dari matriks ke ruang antarmembran: I, III, dan IV. Ini adalah ini gradien proton yang mendorong phosphorolation ADP menjadi ATP serta beberapa sistem transportasi penting lainnya. Sebagaimana konsentrasi proton menumpuk di ruang antarmembran gradien dibuat dan proton yang diangkut dari tinggi ke konsentrasi rendah. Energi dari transfer proton digunakan untuk mengubah ADP menjadi ATP meskipun phosphorolation. ATP sintase adalah protein yang bertanggung jawab untuk ADP phosphorolation.

Hal ini juga penting untuk konsentrasi yang tepat dari substrat untuk dipertahankan dalam dan tanpa mitokondria untuk memungkinkan phosphorolation kemiosmotik. Dua jenis utama dari protein yang bertanggung jawab untuk menjaga konsentrasi substrat yang tepat adalah symporters piruvat dan fosfat dan ADP / ATP antiporters.

Reaksi Terang dan Reaksi Gelap pada Fotosintesis

Fotosintesis dibagi menjadi dua tahap. Tahap pertama, yang disebut reaksi terang, di mana energi cahaya ditangkap oleh molekul klorofil dan diproses untuk membuat senyawa energi tinggi yang digunakan nanti dalam reaksi gelap (tercakup dalam bagian yang berikut). Tahap kedua, yang dikenal sebagai siklus Calvin yang dinamai dari penemunya, juga dikenal sebagai reaksi gelap, karena menggunakan energi yang diciptakan dalam reaksi cahaya untuk ikatan rantai karbon bersama-sama untuk membentuk gula, karbohidrat lainnya, protein, lipid, dan asam nukleat .

Reaksi terang terjadi dalam empat proses yang berbeda yang terus berjalan jika kondisi memungkinkan:

• Energi cahaya diserap oleh molekul klorofil dan ditransfer untuk membuat elektron energi tinggi.
• Elektron energi tinggi memasuki rantai transpor elektron di mana energi mereka ditransfer ke akseptor elektron.
• Air teroksidasi untuk menghasilkan ion hidrogen dan gas limbah, oksigen.
• Senyawa energi tinggi, ATP dan NADH, terbentuk.

Mekanisme untuk empat proses melibatkan interaksi antara struktur dan fungsi. Dalam membran tilakoid adalah kelompok molekul berpigmen (disebut fotosistem), selain klorofil, yang bekerja sama untuk menangkap dan memproses energi cahaya. Ada dua fotosistem yang mengandung 200 hingga 400 molekul klorofil dan pigmen pendukung lainnya yang secara kolektif mentransfer energi cahaya untuk menciptakan elektron energi tinggi (s). Anehnya, mereka disebut fotosistem 1 dan fotosistem 2, meskipun fotosistem 2 biasanya diawal reaksi.

Ketika sebuah foton cahaya mengenai fotosistem, molekul berpigmen menyerap energi dan transfer ke salah satu dari dua molekul klorofil pusat: P700, yang mengaktifkan fotosistem 1, atau P680, yang mengaktifkan fotosistem 2. P700 dan P680 referensi dua jenis molekul klorofil. P singkatan dari “pigmen” dan angka mengacu pada panjang gelombang cahaya yang mengaktifkan mereka.

Dalam model saat ini, fotosistem 2 menciptakan ATP dan NADH, keduanya senyawa energi tinggi. Setiap kali sebuah foton cahaya yang terperangkap oleh molekul P680, mereka mentransfer energi ke salah satu elektron. Ini energi atau “menggairahkan” elektron ke tingkat energi luar gaya tarik inti, dan ia meninggalkan molekul P680 untuk segera diterima oleh molekul elektron akseptor, yang saluran masuknya ke rantai transpor elektron. Ini molekul P680 klorofil teroksidasi dan molekul elektron akseptor tereduksi.

Rantai transpor elektron, yang terletak pada membran tilakoid, adalah serangkaian molekul yang secara sistematis menghilangkan energi dari elektron ketika bergerak dari molekul ke molekul. Energi yang dikurangi dari elektron digunakan untuk memindahkan proton (ion hidrogen, H +) dalam tilakoid tersebut. Proton tambahan (yang diciptakan ketika air dioksidasi) dalam membran tilakoid membentuk gradien energi potensial, seperti air ketika disita di belakang bendungan. Karena ion hidrogen mendorong dan kembali melalui jalur protein gerbang di membran, ini gerbang protein khusus menggunakan energi kinetik untuk mengkatalisis reaksi fosforilasi yang menambahkan gugus fosfat berenergi tinggi pada molekul ADP, menciptakan ATP.

Sementara itu, energi cahaya juga diserap oleh klorofil P700 molekul dalam fotosistem 1, yang juga transfer energi untuk elektron, yang menggairahkan mereka untuk memasuki rantai transpor elektron yang berbeda. Ini molekul P700 yang teroksidasi kemudian langsung menarik elektron longgar dan kaya energi yang dibuat dalam fotosistem 2 rantai transpor elektron untuk mengisi awan elektronnya. Ini elektron penuh energi dari fotosistem 1 menggabungkan untuk mengurangi NADP+ ke NADH senyawa kaya energi. Mengacu pada Model ilustrasi fotosistem.

Singkatnya, dalam reaksi terang, ada aliran kontinu elektron dari air ke fotosistem 2, yang menciptakan ATP kaya energi dan menyediakan energi habis elektron untuk fotosistem 1, yang kemudian menggantikan elektron bersemangat yang masuk rantai transpor elektron yang berbeda untuk membuat NADH. Reaksi terang memanfaatkan energi cahaya dan transfer ke energi kimia dari molekul.

Siklus Calvin atau Reaksi Gelap

Siklus Calvin disebut reaksi gelap karena tidak perlu cahaya untuk membuat biomolekul dari energi dibuat dalam reaksi terang. Siklus Calvin dijelaskan dalam tiga langkah:

1. Pembentukan PGA, sebuah molekul tiga karbon
2. Konversi PGA ke PGAL
3. Pemulihan bahan awal dan pembentukan senyawa organik

Pada Langkah 1, ikatan karbon dioksida dengan RUDP lima karbon (difosfat ribulosa) molekul untuk membuat sebuah molekul enam karbon sementara yang segera terbagi menjadi dua, molekul tiga-C disebut PGA.

Pada Langkah 2, PGA menerima gugus fosfat berenergi tinggi dari ATP (de-energizing ATP menjadi ADP, yang kemudian dapat digunakan kembali dalam reaksi terang). Selanjutnya, NADH menambahkan proton (ion hidrogen) dan melepaskan gugus fosfat, sehingga menciptakan PGAL dan sekarang molekul miskin energi NADP.

Pada Langkah 3, sebagian besar PGAL yang baru dibuat diubah menjadi RUDP, yang kemudian bisa kembali masuk dan restart siklus Calvin. Namun, satu dari setiap enam molekul PGAL diubah menjadi senyawa organik yang dibutuhkan di tempat lain oleh sel.

Secara statistik, enam revolusi dari siklus Calvin yang dibutuhkan seiring dengan penambahan enam molekul karbon dioksida untuk membuat gula enam-karbon seperti glukosa. Jadi, secara teknis, persamaan sederhana untuk fotosintesis benar, meskipun, tidak jelas. Sebuah representasi yang lebih baik adalah sebagai berikut:

Reaksi terang: Air + ADP + NADP + Phosphate + Energi cahaya → ATP + NADH + Oksigen

Siklus Calvin: ATP + NADPH + RuDP + Karbon dioksida → PGAL + NADP⁺

Anatomi Stomata

Bentuk dan posisi stomata pada daun beragam, tergantung spesies tumbuhannya. Secara teknis, yang dimaksud dengan stomata adalah celah yang ada diantara dua sel penjaga (guard cell), sedangkan aparatus stomata adalah kedua sel penjaga tersebut. Berdampingan dengan sel penjaga terdapat sel-sel epidermis yang juga telah termodifikasi, yang disebut sebagai sel pendukung (subsidiary cell).

Dalam proses transpirasi, air menguap dari dinding sel parenkhima palisade dan parenkhima spongy ke ruang interseluler. Kedua jenis sel-sel parenkhima ini secara kolektif disebut sebagai sel-sel mesofil. Rongga udara yang relativ luas yang berada di bawah posisi stomata di dalam daun disebut sebagai rongga substomatal.

Stomata umumnya terdapat pada permukaan bawah daun. Tetapi ada beberapa spesies tumbuhan di mana stomata dapat dijumpai pada kedua permukaan daunnya (atas dan bawah). Ada pula tumbuhan yang hanya mempunyai stomata pada permukaan atas daunnya, misalnya pada bunga lili air. Untuk tumbuhan dalam air tidak memiliki stomata sama sekali.

Sel penjaga pada tanaman dikotil umumnya berbentuk seperti sepasang ginjal. Keunikan dari sel penjaga ini adalah bahwa serat halus selulosa (cellulose microfibril) pada dinding selnya tersusun melingkari sel penjaga, pola susunan yang demikian disebut sebagai miselasi radial (radial micellation). Karena serat selulosa ini relatif tidak elastis, maka jika sel penjaga menyerap air, maka sel ini tidak dapat membesar diameternya, tetapi dapat memanjang. Karena sepasang sel penjaga ini melekat satu sama lain pada kedua ujungnya, maka jika keduanya memanjang (akibat menyerap air) maka keduanya akan melengkung ke arah luar. Kejadian ini akan menyebabkan celah stomata membuka.

 

Selain itu juga telah diketahui sejak lama bahwa ketebalan dinding sel penjaga berbeda antara sisi yang bersebelahan dengan celah stomata dan sisi yang jauh dari celah stomata. Dinding sel pada sisi stomata lebih tebal dibanding sisi yang jauh dari celah stomata. Keunikan ini juga memberikan kontribusi terhadap pelengkungan sel penjaga saat tekanan turgornya meningkat. Akan tetapi sebagian ahli berpendapat bahwa kontribusi miselasi radial lebih besar disbanding beda ketebalan dinding sel terhadap pelengkungan sel penjaga.

Sumber:

Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan

Benyamin Lakitan

PT Raja Grafindo Persada, Jakarta, 2007

Sumber gambar : 

http://sciencevogel.wikispaces.com/file/view/stomata_1.jpg/33020793/stomata_1.jpg

Konsep Simplas dan Apoplas

Konsep dan istilah apoplas (apoplast) dan simplas (symplast) pertama diperkenalkan oleh E. Munch dari Jerman pada tahun 1930. Beliau mengemukakan bahwa dinding sel dari keseluruhan bagian tanaman dan pembuluh xilem dapat dianggap sebagai suatu sistem tunggal yang disebut sebagai apoplas. Pada dasarnya bagian apoplas ini merupakan bagian yang “mati” dari tanaman. Kecuali pada bagian Pita Casparian pad sel-sel endodermis, air (bersama bahan yang terlarut di dalamnya) dapat bergerak sepenuhnya pada bagian apoplas ini.

Bagian tanaman lainnya (selain dinding sel dan pembuluh) merupakan bagian yang hidup dari tanaman. Munch menyebutnya sebagai bagian simplas. Bagian ini meliputi sitoplasma sel bersama organel-organel yang terdapat didalamnya. Beberapa ahli menganggap bahwa vakuola bukan merupakan bagian simplas. Bagian simplas dalam jaringan tanaman merupakan satu kesatuan, karena sitoplasma sel saling berhubungan satu sama lain dengan adanya celah plasmodermata pada dinding sel.

Uraian diatas mengisyaratkan bahwa air bersama bahan-bahan yang terlarut didalamnya, termasuk unsur-unsur hara diangkut pada lintasan radial melalui dinding sel atau bagian apoplas kecuali pada sel-sel endodermis dimana air bergerak melalui bagian simplas (masuk ke dalam sitoplasma sel) karena adanya Pita Casparian yang tidak dapat ditembus air.

Sumber:

Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan

Benyamin Lakitan

PT Raja Grafindo Persada, Jakarta, 2007

Fotosintesis pada tanaman C3 dan C4

A. Tumbuhan C3
Tanaman C3 lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi. Sebagian besar tanaman pertanian, seperti gandum, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapas merupakan tanaman dari kelompok C3.

Pada tanaman C3, enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP (RuBP merupakan substrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis) dalam proses awal assimilasi, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi ( fotorespirasi adalah respirasi,proses pembongkaran karbohidrat untuk menghasilkan energi dan hasil samping, yang terjadi pada siang hari) . Jika konsentrasi CO2 di atmosfir ditingkatkan, hasil dari kompetisi antara CO2 dan O2 akan lebih menguntungkan CO2, sehingga fotorespirasi terhambat dan assimilasi akan bertambah besar.

Tumbuhan C3 tumbuh dengan karbon fiksasi C3 biasanya tumbuh dengan baik di area dimana intensitas sinar matahari cenderung sedang, temperature sedang dan dengan konsentrasi CO2 sekitar 200 ppm atau lebih tinggi, dan juga dengan air tanah yang berlimpah. Tumbuhan C3 harus berada dalam area dengan konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi sebab Rubisco sering menyertakan molekul oksigen ke dalam Rubp sebagai pengganti molekul karbondioksida. Konsentrasi gas karbondioksida yang tinggi menurunkan kesempatan Rubisco untuk menyertakan molekul oksigen. Karena bila ada molekul oksigen maka Rubp akan terpecah menjadi molekul 3-karbon yang tinggal dalam siklus Calvin, dan 2 molekul glikolat akan dioksidasi dengan adanya oksigen, menjadi karbondioksida yang akan menghabiskan energi.
Pada tumbuhan C3,CO2 hanya difiksasi RuBP oleh karboksilase RuBP. Karboksilase RuBP hanya bekerja apabila CO2 jumlahnya berlimpah
Contoh tanaman C3 antara lain : kedelai, kacang tanah, kentang, dll.

Fiksasi Karbondioksida
Melvin Calvin bersama beberapa peneliti pada universitas calivornia berhasil mengidentivikasi produk awal dari fiksasi CO2. Produk awal tersebut adalah asam 3-fosfogliserat atau sering disebut PGA, karena PGA tersusun dari 3 atom karbon.

Hasil penelitian itu menunjukkan bahwa tidak ada senyawa dengan 2 atom C yang terakumulasi. Senyawa yang terakumulasi adalah senyawa dengan 5 atom C yakni Ribulosa – 1.5 – bisfosfat (RUBP). Reaksi antara CO2 dengan RUBP dipacu oleh enzim ribulosa bisfosfat karboklsilase (RUBISCO).
Rubisco adalah enzim raksasa yang berperan sangat penting dalam reaksi gelap fotosintesis tumbuhan. Enzim inilah yang menggabungkan molekul ribulosa-1,5-bisfosfat (RuBP, kadang-kadang disebut RuDP) yang memiliki tiga atom C dengan karbondioksida menjadi atom dengan enam C, untuk kemudian diproses lebih lanjut menjadi glukosa, molekul penyimpan energi aktif utama pada tumbuhan.

Siklus Calvin
Siklus Calvin disebut juga Reaksi gelap yang merupakan reaksi lanjutan dari reaksi terang dalam fotosintesis. Reaksi gelap adalah reaksi pembentukan gula dari CO2 yang terjadi di stroma. Reaksi ini tidak membutuhkan cahaya. Reaksi terjadi pada bagian kloroplas yang disebut stroma.

Tempat terjadinya Reaksi gelap
Bahan reaksi gelap adalah ATP dan NADPH, yang dihasilkan dari reaksi terang, dan CO2, yang berasal dari udara bebas. Dari reaksi gelap ini, dihasilkan glukosa (C6H12O6), yang sangat diperlukan bagi reaksi katabolisme. Reaksi ini ditemukan oleh Melvin Calvin dan Andrew Benson, karena itu reaksi gelap disebut juga reaksi Calvin-Benson.

Secara umum, reaksi gelap dapat dibagi menjadi tiga tahapan (fase), yaitu fiksasi, reduksi, dan regenerasi. Reaksi gelap dimulai dengan pengikatan atau fiksasi 6 molekul CO2 ke 6 molekuk gula 5 karbon yaitu ribulosa 1,5 bifosfat, dikatalisis oleh enzim ribulosa bifosfat karboksilase/oksigenase(rubisco) yang kemudian membentuk 6 molekul gula 6 karbon. Molekul 6 karbon ini tidak stabil maka pecah menjadi 12 molekul 3 karbon yaitu 3 fosfogliserat. 3 fosfogliserat kemudian difosforilasi oleh 12 ATP membentuk 1,3 bifosfogliserat. 1,3 bifosfogliserat difosforilasi lagi oleh 12 NADPH membentuk 12 molekul gliseradehida 3 fosfat/PGAL. 2 PGAL digunakan untuk membentuk 1 molekul glukosa atau jenis gula lainnya, sedangkan 10 molekul lainnya difosforilasi oleh 6 ATP untuk kembali membentuk 6 molekul Ribulosa 1,5 bifosfat. Proses pengikatan CO2 ke RuBP disebut fiksasi, proses pemecahan molekul 6 karbon menjadi molekul 3 karbon disebut reduksi dan proses pembentukan kembali RuBP dari PGAL disebut regenerasi.

Fotosintesis ini disebut mekanisme C3, karena molekul yang pertama kali terbentuk setelah fiksasi karbon adalah molekul berkarbon 3, 3-fosfogliserat. Kebanyakan tumbuhan yang menggunakan fotosintesis C3 disebut tumbuhan C3.

Padi, gandum, dan kedelai merupakan contoh-contoh tumbuhan C3 yang penting dalam pertanian.
Kondisi lingkungan yang mendorong fotorespirasi ialah hari yang panas, kering, dan terik-kondisi yang menyebabkan stomata tertutup. Kondisi ini menyebabkan CO2 tidak bisa masuk dan O2 tidak bisa keluar sehingga terjadi fotorespirasi.

B.     Tumbuhan C4
Tumbuhan C4 dan CAM lebih adaptif di daerah panas dan kering. Pada tanaman C4, CO2 diikat oleh PEP (enzym pengikat CO2 pada tanaman C4) yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2. Lokasi terjadinya assosiasi awal ini adalah di sel-sel mesofil (sekelompok sel-sel yang mempunyai klorofil yang terletak di bawah sel-sel epidermis daun). CO2 yang sudah terikat oleh PEP kemudian ditransfer ke sel-sel “bundle sheath” (sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem) dimana kemudian pengikatan dengan RuBP terjadi. Karena tingginya konsentasi CO2 pada sel-sel bundle sheath ini, maka O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RuBP, sehingga fotorespirasi sangat kecil and G sangat rendah, PEP mempunyai daya ikat yang tinggi terhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 di bawah 100 m mol m-2 s-1 sangat tinggi. , laju assimilasi tanaman C4 hanya bertambah sedikit dengan meningkatnyaCO2. Sehingga, dengan meningkatnya CO2 di atmosfir, tanaman C3 akan lebih beruntung dari tanaman C4 dalam hal pemanfaatan CO2 yang berlebihan. Contoh tanaman C4 adalah jagung, sorgum dan tebu
Tetapi pada sintesis C4,enzim karboksilase PEP memfiksasi CO2 pada akseptor karbon lain yaitu PEP. Karboksilase PEP memiliki daya ikat yang lebih tinggi terhadap CO2 daripada karboksilase RuBP. Oleh karena itu,tingkat CO2 menjadi sangat rendah pada tumbuhan C4,jauh lebih rendah daripada konsentrasi udara normal dan CO2 masih dapat terfiksasi ke PEP oleh enzim karboksilase PEP. Sistem perangkap C4 bekerja pada konsentrasi CO2 yang jauh lebih rendah.

Tumbuhan C4 dinamakan demikian karena tumbuhan itu mendahului siklus Calvin yang menghasilkan asam berkarbon -4 sebagai hasil pertama fiksasi CO2 dan yang memfiksasi CO2 menjadi APG di sebut spesies C3, sebagian spesies C4 adalah monokotil (tebu, jagung, dll)

Reaksi dimana CO2 dikonfersi menjadi asam malat atau asam aspartat adalah melalui penggabugannya dengan fosfoeolpiruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat dan Pi.
Enzim PEP-karboksilase ditemukan pada setiap sel tumbuhan yang hidup dan enzim ini yang berperan dalam memacu fiksasi CO2 pada tumbuhan C4. enzim PEP-karboksilase terkandung dalam jumlah yang banyak pada daun tumbuhan C4, pada daun tumbuhan C-3 dan pada akar, buah-buah dan sel – sel tanpa klorofil lainnya ditemukan suqatu isozim dari PEP-karboksilase.

Reaksi untuk mengkonversi oksaloasetat menjadi malat dirangsang oleh enzim malat dehidrogenase dengan kebutuhan elektronnya disediakan oleh NHDPH. Oksaleasetat harus masuk kedalam kloroplas untuk direduksi menjadi malat.

Pembentukkan aspartat dari malat terjadi didalam sitosol dan membutuhkan asam amino lain sebagai sumber gugus aminonya. Proses ini disebut transaminasi.
Pada tumbuhan C-4 terdapat pembagian tugas antara 2 jenis sel fotosintetik, yakni :

    sel mesofil
    sel-sel bundle sheath/ sel seludang-berkas pembuluh.

Sel seludang berkas pembuluh disusun menjadi kemasan yang sangat padat disekitar berkas pembuluh. Diantara seludang-berkas pembuluh dan permukaan daun terdapat sel mesofil yang tersusun agak longgar. Siklus calvin didahului oleh masuknya CO2 ke dalam senyawa organic dalam mesofil.

Langkah pertama ialah penambahan CO2 pada fosfoenolpirufat (PEP) untuk membentuk produk berkarbon empat yaitu oksaloasetat, Enzim PEP karboksilase menambahkan CO2 pada PEP. Karbondioksida difiksasi dalam sel mesofil oleh enzim PEP karboksilase. Senyawa berkarbon-empat-malat, dalam hal ini menyalurkan atom CO2 kedalam sel seludang-berkas pembuluh, melalui plasmodesmata. Dalam sel seludang –berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat melepaskan CO2 yang diasimilasi ulang kedalam materi organic oleh robisco dan siklus Calvin.

Dengan cara ini, fotosintesis C4 meminimumkan fotorespirasi dan meningkatkan produksi gula. Adaptasi ini sangat bermanfaat dalam daerah panas dengan cahaya matahari yang banyak, dan dilingkungan seperti inilah tumbuhan C4 sering muncul dan tumbuh subur

C.    Tumbuhan CAM
Tumbuhan C4 dan CAMlebih adaptif di daerah panas dan kering. Crassulacean acid metabolism ( CAM), tanaman ini mengambil CO2 pada malam hari, dan mengunakannya untuk fotosistensis pada siang harinya. Meski tidak menguarkan oksigen dimalam hari, namun dengan memakan CO2 yang beredar, tanaman ini sudah membantu kita semua menghirup udara bersih, lebih sehat, menyejukkan dan menyegarkan bumi, tempat tinggal dan ruangan. Jadi, cocok buat taruh di ruang tidur misalnya. Sayang, hanya sekitar 5% tanaman jenis ini. Tumbuhan CAM yang dapat mudah ditemukan adalah nanas, kaktus, dan bunga lili.

Tanaman CAM , pada kelompok ini penambatan CO2 seperti pada tanaman C4, tetapi dilakukan pada malam hari dan dibentuk senyawa dengan gugus 4-C. Pada hari berikutnya ( siang hari ) pada saat stomata dalam keadaan tertutup terjadi dekarboksilase senyawa C4 tersebut dan penambatan kembali CO2 melalui kegiatan Rudp karboksilase. Jadi tanamanCAMmempunyai beberapa persamaan dengan kelompok C4 yaitu dengan adanya dua tingkat sistem penambatan CO2.
Pada C4 terdapat pemisahan ruang sedangkan pada CAM pemisahannya bersifat sementara. Termasuk golongan CAM adalah Crassulaceae, Cactaceae, Bromeliaceae, Liliaceae, Agaveceae, Ananas comosus, dan Oncidium lanceanum.

Beberapa tanaman CAM dapat beralih ke jalur C3 bila keadaan lingkungan lebih baik.
Beberapa spesies tumbuhan mempunyai sifat yang berbeda dengan kebanyakan tumbuhan lainnya, yakni Tumbuhan ini membuka stomatanya pada malam hari dan menutupnya pada siang hari. Kelompok tumbuhan ini umumnya adalah tumbuhan jenis sukulen yang tumbuh da daerah kering. Dengan menutup stomata pada siang hari membantu tumbuhan ini menghemat air, dapat mengurangi laju transpirasinya, sehingga lebih mampu beradaptasi pada daerah kering tersebut.
Selama malam hari, ketika stomata tumbuhan itu terbuka, tumbuhan ii mengambil CO2 dan memasukkannya kedalam berbagai asam organic. Cara fiksasi karbon ini disebut metabolisme asam krasulase, atau crassulacean acid metabolism (CAM).

Dinamakan demikian karena metabolisme ini pertama kali diteliti pada tumbuhan dari famili crassulaceae. Termasuk golongan CAM adalah Crassulaceae, Cactaceae, Bromeliaceae, Liliaceae, Agaveceae, Ananas comosus, dan Oncidium lanceanum.
Jalur CAM serupa dengan jalur C4 dalam hal karbon dioksida terlebih dahulu dimasukkan kedalam senyawa organic intermediet sebelum karbon dioksida ini memasuki siklus Calvin. Perbedaannya ialah bahwa pada tumbuhan C4, kedua langkah ini terjadi pada ruang yang terpisah. Langkah ini terpisahkan pada dua jenis sel. Pada tumbuhan CAM, kedua langkah dipisahkan untuk sementara. Fiksasi karbon terjadi pada malam hari, dan siklus calvin berlangsung selama siang hari.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2009. Klasifikasi Tanaman. http://agroteknologi.blogspot.com /2009/03/
klasifikasi-tanaman.

Lakitan, Benyamin. 2007. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan.  PT.Raja Grafindo Persada. Jakarta

Lehninger, Albert . L. 1982. Dasar-Dasar Biokimia. Penerbit Erlangga

Mayang. 2009. Fiksasi Karbondioksida  pada tanaman C3, C4, dan CAM. http://mayangx.wordpress.com/

Salisbury, Frank. B dan C.W. Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Penerbit ITB.Bandung

Pokok Pikiran Teori Evolusi Charles Darwin

Pokok-pokok pikiran evolusi Darwin didasarkan pada hal-hal berikut.

1. Setiap kelompok atau populasi setiap kelompok atau populasi mengandung keragaman; tidak ada individu yang sama persis, meskipun anak kembar.
2. Keragaman diturunkan dari induk kepada anaknya melalui kebakaan (hereditas).
3. Melimpahnya keturunan secara alami membawa kepada persaingan terus-menerus untuk bertahan dalam setiap populasi.
4. Organisme individu dengan keragaman yang membantunya bertahan hidup dan bereproduksi cenderung hidup lebih lama dan memiliki keturunan lebih banyak dari organisme denagn sifat yang kurang berguna.
5. Keturunan dari hewan yang bertahan hidup mewarisi keragaman yang berguna, dan proses yang sama terjadi generasi baru, sampai keragaman itu menjadi sifat yang umum.
6. Saat lingkungan berubah, organisme di dalamnya akan beradaptasi dan berubah menyesuaikan kondisi kehidupan yang baru.
7. Selama jangka waktu yang panjang, setiap spesies organisme dapat mengakumulasi sangat banyak perubahan sehingga menjadi spesies baru, serupa tetapi tidak sama dengan spesies aslinya.
8. Semua spesies di bumi telah muncul dengan cara seperti ini, sehingga semuanya berkerabat.
9. Adanya peristiwa seleksi alam. Berbincang tentang seleksi alam, tentu tepat jika menukil hasil penelitian para ekolog di tahun 1900 tentang ngengat Biston betularia di Inggris.

Pada awal abad 19, sebagian besar ngengat Biston berwarna cerah. Sebagian kecil ngengat yang berwarna agak gelap menempel di kulit kayu. Namun saat revolusi industri, cerobong asap pabrik menyemburkan sangat banyak asap batubara ke udara, sehingga pencemaran tidak hanya membunuh lumut kerak, tetapi juga menutupi pohon dengan jelaga. Lingkungan ngengat berubah. Ketika ngengat bersayap terang menempel di pohon-pohon, burung lokal yang senang memangsa ngengat ini, dengan mudah menemukan dan memakan ngengat Biston cerah tersebut. Sedangkan ngengat bersayap gelap lebih mampu berkamuflase dan selamat dari pemangsa. Ngengat gelap itu bertahan, bereproduksi, dan mewariskan sayap gelapnya pada keturunannya.

Para ekolog bertahun-tahun memelajari ngengat ini. Mereka menghitung, hampir 98% ngengat yang hidup saat revolusi industri berwarna gelap. Sebagian besar ngengat bersayap terang telah dimangsa dan tidak lagi banyak bereproduksi. Darwin tidak mengetahui ini,p dahal peristiwa ini terjadi tidak jauh dari tempatnya tinggal. Penelitian ngengat belum selesai. Mulai tahun 1950, Inggris meloloskan hukum pencemaran udara yang dengan tegas membatasi jumlah gas buang pabrik industri. Pada tahun 1990, sebagian besar pencemaran telah hilang dan udara lebih bersih dari jelaga. Akibatnya, situasi berbalik. Ngengat bersayap gelap terlihat jelas di latar yang cerah, dan burung-burung memakannya. Berbeda dengan ngengat bersayap cerah yang lebih tersamar di latar yang bersih. Hasilnya, ngengat berwarna cerah mendominasi dalam hal jumlah dibanding warna gelap!

Badai Pertentangan

On the Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favoured Races in The Struggle for Life oleh Charles Darwin diterbitkan pada tanggal 24 November 1859. Buku ini sangat laris, bahkan langsung cetak ulang. Buku itu dicetak hingga enam edisi. Darwin sangat bangga, karena ia pernah menduga buku itu akan gagal. Sebenarnya bukan oplah buku yang ia tunggu hasilnya, tetapi bagaimana pendapat masyarakat waktu itu. Karena menurutnya buku yang ia terbitkan cukup kontroversial. Oleh karena itu, ia usahakan supaya bahasa dan susunan bukunya sehalus mungkin.

Buku The Origin of Species berisi 14 bab. Dua bab awal dimaksudkannya untuk memaparkan bahwa antara spesies peliharaan dan liar menunjukkan keragaman yang besar. Kemudian ia menyajikan konsep seleksi alam. Stelah itu ia paparkan kelemahan-kelemahan teori tersebut, seperti tidak adanya bentuk peralihan. Bab tujuh menjelajahi kemungkinan bahwa naluri dan perilaku juga berevolusi_tidak hanya ciri fisik. Kemudian ia melakukan yang terbaik untuk mengungkapkan misteri pewarisan sifat sebelum meluangkan beberapa bab tentang geologi dan umur bumi. Bab terakhir dipergunakannya untuk menunjukkan bahwa kesamaan spesies merupakan bukti dari sebuah kekerabatan.

Ia mengajak pembacanya untuk selangkah demi selangkah untuk memahami poin-poin dalam buku sehingga tak ada pembacanya yang salah mengerti, bahwa: Seleksi alam memengaruhi keanekaragaman untuk menghasilkan transmutasi spesies (evolusi) dalam rentang waktu yang panjang.

Namun, tentu saja, tidak semua orang senang dengan buku tersebut. Bahkan Adam Sedgewick [1] marah atas tulisan Darwin tersebut. Ia berpendapat bahwa kepercayaan akan evolusi merupakan jalan menuju kesesatan. Bahkan teman-teman Darwin yang dulu membantunya untuk meneliti spesimen dari Beagle juga ada yang berbalik dan menyerangnya. Richard Owen[2] menghujat buku Darwin tersebut lewat tulisan, sehingga perdebatan tentang teori Darwin tersebut meluas dan mencapai puncak terpanasnya pada tahun 1860. Pada tahun itu di Oxford, diadakan pertemuan Asosiasi Bangsa Britania untuk Kemajuan Sains, sebuah konvensi ilmiah terpenting di tahun itu.

Tidak semuanya kontra dengan buku Darwin, ada beberapa temannya, antara lain Thomas Huxley, Charles Lyell, Asa Grey, dan John Henslow yang mendukung dan siap memperjuangkan teori “Darwinisme” itu. Di antara mereka, Thomas Huxley lah yang paling depan berdiri dan dengan tegas akan memperjuangkan teori Darwin hingga tuntas. Oleh masyarakat ilmiah Inggris ia dijuluki Darwin Bulldog, karena begitu kerasnya membela Darwin dan tulisannya. Hingga pada salah satu debat terbuka antara Huxley dan uskup Wimberforce[3], terucaplah sebuah kalimat yang tidak disinggung Darwin sebelumnya di dalam buku The Origin.

Wiberforce mengejek Huxley dengan kalimat, ”Apakah kakek, atau mungkin nenekmu yang merupakan keturunan monyet?” Huxley, sebagai profesor sains yang tidak bisa diremehkan retorikanya, membalas, “Jika aku ditanya apakah lebih suka memiliki kakek seekor kera yang buruk, atau seseorang yang kaya dan berpengaruh, tetapi mempergunakannya untuk tujuan mengenalkan penghinaan dan menyesatkan dalam diskusi ilmiah_ Tanpa ragu sedikitpun aku lebih memilih kakek kera!” Perang semakin menganga, dengan segera surat kabar dan majalah di Inggris menyulut gelombang keberpihakan. Darwin telah berusaha semampunya untuk tidak menyebutkan manusia dan kera dalam bukunya, tetapi debat dua orang tadi terlanjur membahas kera sebagai inti perdebatan.

Darwin yang sensitif, takut terhadap kritik, dan anti kontroversi akhirnya mulai membuat perubahan dalam buku Origin. Sedikit demi sedikit ia melemahkan pendapatnya, agar orang tidak marah padanya. Pada saat buku itu terbit dalam edisi ke enam, pendapatnya hampir tidak kuat. Ia mengubah banyak kata yang mulai bertentangan dengan pendapatnya sendiri. Ia kurang percaya diri. Sekarang para ahli berpendapat bahwa edisi pertama lah yang terbaik .

Karya-karya Darwin yang lain

Darwin terus bekerja dan meneliti di laboratorium pribadinya, ia adalah tipe orang yang ketika menyenangi sesuatu, akan sangat terobsesi karenanya dan melupakan yang lain. Sementara The Origin nya menjelajahi pemikiran para ilmuwan di dunia, ia justru asyik dengan penelitian lainnya. Karya-karya Darwin lain, yang mendukung teori transmutasi spesies (evolusi), sebelum kematiannya antara lain:

1. On the Various Contrivances by Which British and Foreign Orchids are Fertilized by Insect (1862)

2. The Variation of Animals and Plants Under Domestication (1868)

3. The Descent of Man, and Selection in Relation to Sex (1871). Mungkin, buku inilah yang dianggap oleh para ahli sebagai buku yang paling berani. Dalam buku tersebut Darwin dengan lugas menyatakan bahwa manusia yang sekarang adalah-seperti spesies lainnya- telah berevolusi dari bentuk awal yang sekarang telah punah. Kutipan tulisan Darwin di halaman 178.

Di masa mendatang, tidak sampai berabad-abad lagi, ras-ras manusia beradab hampir dipastikan akan memusnahkan dan menggantikan ras-ras biadab di seluruh dunia. Pada saat yang sama, kera-kera antropomorfus (menyerupai manusia)... tak diragukan lagi akan musnah.

Selanjutnya jarak antara manusia dengan padanan terdekatnya akan lebih lebar, karena jarak ini akan memisahkan manusia dalam keadaan yang lebih beradab - kita dapat berharap bahkan lebih dari Kaukasian - dengan jenis-jenis kera serendah babun, tidak seperti sekarang yang hanya memisahkan negro atau penduduk asli Australia dengan gorila.[4]

4. The Expression of The Emotion in Man and Animals (1872).

5. Insectivorous Plants (1875).

6. The Power of Movement Plants (1876).

7. The Effects of Cross and Self Fertilisation in the Vegetable Kingdom (1876)

8. The Formation of Vegetable Mould, Through the Actions of Worms (1881). Buku ini sangat laris, hingga penerbit kewalahan mencetak ulang, sekaligus karya terakhir Darwin sebelum menghembuskan nafas yang terakhir pada tanggal 19 April 1882.

Darwin meninggal di Downe, dengan dikelilingi anggota keluarganya setelah lama menderita sakit. Awalnya Emma Darwin dan keluarga ingin agar Charles Darwin dikebumikan di dekat kediaman Downhouse, namun atas saran dari sekelompok anggota parlemen, Darwin diberikan kehormatan untuk dimakamkan di Westminster Abbey, tempat para bangsawan, keluarga ratu, dan ilmuwan terkenal seperti Sir Isaac Newton dimakamkan.

---

[1] Seorang geolog, yang mengajari Charles Darwin tentang ilmu geologi pertama kalinya.

[2] Salah satu ilmuwan yang paling dihormati do Inggris dan seorang ahli fosil yang dulu membantu Darwin meneliti spesimen tulang dan fosil dari ekspedisi HMS Beagle.

[3] Salah satu uskup Katolik,pemimpin para pendeta yang dianggap ahli debat paling menakutkan di Inggris.

[4] Charles Darwin, The Descent of Man, 2. Aufl., New York, A.L. Burt Co., 1874, S. 178

JAN INGENHOUSZ (1730 - 1799) Penemu Proses Fotosintesis

Jan Ingenhousz adalah seorang dokter Inggris kelahiran Belanda pada 8 Desember 1730. Ia lahir di Breda, Nederland. Jan Ingenhousz atau Ingen-Housz adalah seorang ahli ilmu faal, biologi dan kimia Belanda. Ingenhousz menjadi terkenal karena penemuan proses fotosintesis tanaman. Menurut temuannya, di bawah sinar matahari tanaman hijau menyerap karbon dioksida dan melepaskan oksigen. Ia juga menemukan bahwa tumbuhan, sebagaiamana halnya hewan, melakukan respirasi atau bernapas.

Prestasinya sebagai dokter juga dikenal luas di kalangan masyarakat. Terlebih setelah ia berhasil melakukan inokulasi virus cacar untuk menyembuhkan anggota keluarga Habsburg di Wina pada 1768 dari serangan penyakit yang dikenal sebagai smallpox itu. Berkat prestasinya itu, Ingenhousz diangkat menjadi penasihat dan dokter pribadi Ratu Austria, Maria Theresa.

Pendidikan dan Riwayat Hidup

Sejak semula memang Jan Ingenhousz ingin belajar tentang ilmu kedokteran. Oleh karena itu, menginjak usia 16 tahun ia melanjutkan studi kedokteran di Universitas Leuven hingga memperoleh gelar dokter di tahun 1753. Ia belajar dua tahun lagi di Universitas Leiden untuk memperdalam ilmunya, hingga suatu ketika ia menghadiri kuliah oleh sejumlah ilmuwan, salah satunya, Pieter van Musschenbroek. Tokoh inilah yang kelak akan memberi inspirasi seorang Ingenhousz untuk memiliki minat seumur hidup pada sains listrik.

Setelah merampungkan studinya, Ingenhousz pulang ke Breda di tahun 1755 untuk memulai praktek dokter umum.

After the death of his father in July 1764, Ingenhousz intended to travel through Europe for study, starting in England where he wanted to learn the latest techniques in inoculation against smallpox. Via John Pringle, who had been a family friend since the 1740s, he quickly made many valuable contacts in London, and in due time became a master inoculator. In 1767, he inoculated 700 village people in a successful effort to combat an epidemic in Hertfordshire. In 1768, Empress Maria Theresa read a letter by Pringle on the success in the fight against smallpox in England, whereas in the Austrian empire the medical establishment vehemently opposed inoculations. She decided to have her own family inoculated first (a cousin had already died), and requested help via the English royal house. On Pringle's recommendation, Ingenhousz was selected and requested to travel to Austria. He had planned to inoculate the Royal Family by pricking them with a needle and thread that were coated with smallpox germs taken from the pus of a smallpox-infected person. The idea of the inoculation was that by giving a few germs to a healthy body the body would develop immunisation from smallpox. The inoculation was a success and he became Maria Theresia's court physician. He settled in Vienna, where in 1775 he married Agatha Maria Jacquin.

Setelah kematian ayahnya pada bulan Juli 1764, Ingenhousz ingin kembali melanjutkan studinya ke beberapa Negara Eropa. Negara pertama yang ingin dikunjunginya adalah Inggris, di mana ia ingin mempelajari teknik-teknik terbaru dalam inokulasi terhadap cacar. Melalui bantuan koleganya, John Pringle, yang pernah menjadi teman keluarga sejak 1740-an, Ingenhousz dengan cepat ia bisa belajar inokulasi pada ahlinya di London, dan akhirnya ia berhasil menjadi inokulator utama.

Pada 1767, ia menginokulasi 700 orang desa dalam upayanya memerangi epidemi di Hertfordshire. Pada 1768, Ratu Maria Theresa membaca surat Pringle tentang keberhasilan seorang dokter berkebangsaan Belanda dalam memerangi penyakit cacar di Inggris. Sebenarnya Ratu Maria Theresa ingin juga keluarganya yang terjangkit virus itu disembuhkan, tetapi aturan medis di kekaisaran Austria sangat menentang inokulasi. Oleh karena itu dia memutuskan untuk mencobakan inokulasi kepada keluarganya sendiri. Inokulasi pertama dilakukan pada sepupunya, tetapi meninggal sehingga Ratu tersebut meminta bantuan kerajaan Inggris.

Berdasarkan rekomendasi Pringle, Ingenhousz terpilih dan diminta untuk melakukan perjalanan ke Austria. Dia telah merencanakan untuk menyuntik keluarga kerajaan dengan menusuk mereka menggunakan jarum dan benang yang dilapisi dengan kuman cacar yang diambil dari nanah orang yang terinfeksi cacar. Ide inokulasi yaitu dengan menularkan kuman ke tubuh yang sehat, tubuh yang sehat akan mengembangkan imunisasi cacar secara alami. Dan hasilnya inokulasi pada kelauraga kerajan Austria itu sukses, sehingga Ingenhousz ditunjuk menjadi dokter istana keluarga kerajaan Austria.

Setelah pengangkatan tersebut, Ingehousz menetap di Wina, Austria. Di Negara itu pula ia bertemu dengan gadis cantik bernama Agatha Maria Jacquin, adik ahli botani Wina, Nicholas Jacquin. Jan Ingenhousz menikahinya pada tahun 1775, tetapi dari pernikahan itu mereka belum dikaruniai anak.

Penelitian Tanaman

Pada 1770-an Ingenhousz menjadi tertarik pada pertukaran gas tanaman setelah membaca karya ilmiah Joseph Priestley (1733-1804), ilmuwan kimia dan filsuf Inggris, yang menemukan bahwa tanaman menghasilkan dan menyerap gas.

Gambar: Alat-alat uji Priestly yang diuji ulang oleh Ingenhousz untuk membuktikan bahwa tumbuhan menghasilkan udara (oksigen).

Berdasarkan temuan Priestly tersebut, Ingenhousz kemudian merancang sebuah penelitian untuk menguji ulang. Seperti halnya ilmu sains lainnya, sebuah sains harus retestable, atau bisa diuji ulang.

Sebagai informasi tambahan, gas oksigen ditemukan oleh setidaknya tiga ilmuwan yang membuka jalan bagi ditemukannya gas api tersebut. Mereka adalah apoteker Swedia C.W Scheele, Pendeta dan ilmuwan Inggris Joseph Priestley, dan Lavoiser.

Joseph Priestley mempunyai andil besar dalam perkembangan ilmu pengetahuan dan penemuan oksigen. Ia melakukan percobaan dengan menyelidiki udara-udara yang dihasilkan dari pembakaran sejumlah besar zat padat. Priestley mengumpulkan gas yang dilepaskan oleh oksida merah dari air raksa yang dipanaskan, ia menyebut gas tersebut sebagai nitrooksida. Pada tahun 1775, setelah melakukan hasil pengujian terus-menerus ia menyebutkan bahwa gas tersebut merupakan gas biasa dengan kuantitas flogiston (CO₂) yang tidak biasa.

Sementara Lavoiser melakukan eksperimennya berdasar atas percobaan dari J. Priestley pada tahun 1774. Pada tahun 1775 Lavoiser melaporkan bahwa gas yang diperoleh dari pembakaran oksida merah dari air raksa adalah “udara itu sendiri tanpa ada perubahan, tetapi udara tersebut keluar lebih murni dan lebih baik digunakan untuk pernapasan”. Pada tahun 1777, lavoiser menyimpulkan bahwa gas tersebut merupakan jenis yang berbeda dan merupakan salah satu dari unsur utama atmosfer. Kesimpulan tersebut tidak dapat diterima oleh Priestley.

Kembali pada percobaan yang dilakukan Igenhousz untuk menguji tumbuhan mengeluarkan dan menyerap udara, berikut desain uji yang dirancang Ingenhousz untuk membuktikannya.

Gambar: Percobaan Ingenhousz yang sering diuji ulang di laboratorium sekolah untuk membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan udara (oksigen).

Berdasarkan serangkaian percobaan tersebut, pada tahun 1779, Ingenhousz menemukan bahwa, dengan adanya cahaya, tanaman mengeluarkan gelembung dari bagian hijau mereka sementara, di tempat yang terlindung dari sinar matahari, gelembung akhirnya berhenti. Ia mengidentifikasi gas oksigen. Ingenhousz juga menemukan bahwa, dalam gelap, tanaman mengeluarkan karbon dioksida. Dia menyadari juga bahwa jumlah oksigen yang dilepaskan dalam cahaya yang lebih dari jumlah karbon dioksida yang dilepaskan dalam gelap. Ini menunjukkan bahwa beberapa massa tanaman berasal dari udara, tidak hanya dari tanah.

Selain berkarya di Belanda dan Wina, Ingenhousz menghabiskan waktu di Perancis, Inggris, Skotlandia, dan Swiss. Dia melakukan penelitian di listrik, konduksi panas, dan kimia, dan dekat dan sering berhubungan korespondensi dengan Benjamin Franklin dan Henry Cavendish. Pada tahun 1785, ia menggambarkan gerakan tidak teratur debu batubara pada permukaan alkohol dan karena itu memiliki mengklaim sebagai penemu apa yang kemudian dikenal sebagai gerak Brown. Ingenhousz terpilih sebagai Fellow dari Royal Society of London pada tahun 1779.

 

Karya-karyanya

Selain dari penemuan fotosintesis, penemuan lain dari Ingenhousz yang penting dalam bidang botani antara lain: "Experiments upon Vegetables Discovering Their Great Power of Purifying the Common Air in the Sunshine" (London, 1779; German, 1780, 1786-1790; Dutch, 1780; French, 1780, 1785); dan An Essay on the Food of Plants and the Renovation of Soils (London, 1796; German, 1798; Dutch, 1797).

Pada 7 September 1799, di usianya yang 68 tahun, Ingenhousz meninggal dunia di Bowood, Wiltshire, Inggris. Ia kemudian dikebumikan di Calne, Inggris. Istrinya meninggal pula setahun kemudian.

 

Referensi

Beale and Beale, Echoes of Ingen Housz, 2011

Gest, Howard (2000). "Bicentenary homage to Dr Jan Ingen-Housz, MD (1730-1799), pioneer of photosynthesis research". Photosynthesis Research 63 (2): 183–90. doi:10.1023/A:1006460024843. PMID 16228428.

Geerd Magiels, Dr. Jan Ingenhousz, or why don't we know who discovered photosynthesis, 1st Conference of the European Philosophy of Science Association 2007

Howard Gest (1997). "A 'misplaced chapter' in the history of photosynthesis research; the second publication (1796) on plant processes by Dr Jan Ingen-Housz, MD, discoverer of photosynthesis. A bicentenniel 'resurrection'". Photosynthesis Research 53: 65–72. doi:10.1023/A:1005827711469.

Housz JM, Beale N, Beale E. (2005). "The life of Dr Jan Ingen Housz (1730–99), private counsellor and personal physician to Emperor Joseph II of Austria". J Med Biogr 13 (1): 15–21. PMID 15682228.

Jan Ingenhousz, Experiments upon Vegetables, Discovering Their great Power of purifying the Common Air in the Sun-shine, and of Injuring it in the Shade and at Night. To Which is Joined, A new Method of examining the accurate Degree of Salubrity of the Atmosphere, London, 1779. From Henry Marshall Leicester and Herbert S. Klickstein, A Source Book in Chemistry 1400–1900, New York, NY: McGraw Hill, 1952. Excerpts Accessed 2008-06-24.

Smith, Edgar F. (1926). "Forgotten Chemists". Journal of Chemical Education 3: 29–40. Bibcode:1926JChEd...3...29S. doi:10.1021/ed003p29.

* Van Klooster, H. S. (1952). "Jan Ingenhousz". Journal of Chemical Education 29 (7): 353–355. Bibcode:1952JChEd..29..353V. doi:10.1021/ed029p353

Darwinisme Sosial

Darwin memang telah meninggal dunia, namun ide dan pemikirannya tentang evolusi terus berkembang. Gagasan tentang teori evolusi mulai populer di berbagai kalangan intelektual, bukan hanya dalam biologi, pada pertengahan abad ke-19. Dan sampai saat ini kita mengenal istilah evolusi sosial ala evolusi Darwin atau istilah lainnya adalah Darwinisme sosial [1].

Frasa “survival of the fittest” sendiri diciptakan oleh tokoh sosiologi Inggris Herbert Spencer (1820-1903) untuk menjelaskan perkembangan masyarakat menurut perspektif materialis-historis. Salah satu bentuk darwinisme sosial yang paling terkenal adalah eugenics (konsep pemisahan gen baik dan gen buruk). Eugenics terkenal di Inggris dan Amerika Serikat pada akhir abad kesembilan belas, di mana konsep ini kemudian digunakan untuk memisahkan individu keturunan yang baik dengan yang buruk. Misalnya, para kriminal, orang cacat, atau orang idiot harus dipisahkan dengan mereka yang berasal dari keturunan orang baik-baik. Eugenics juga pernah digunakan oleh Hitler dan partainya, NAZI, pada tahun 1930-an, sehingga terjadi pembantaian pada rakyat eropa timur yang, menurutnya, tidak sesuai dengan standar ras Arya yang unggul.

Pemikiran yang “memanfaatkan teori evolusi” sebagai pembenaran tindakan mereka pun mulai muncul di pelbagai penjuru eropa. Ideologi yang paling berdampak besar bagi wajah dunia adalah paham Darwinisme Sosial ini, karena disalahgunakan oleh para kapitalis untuk mengeruk untung sebesar-besarnya, dengan mengeksploitasi alam dan tenaga kerja demi keuntungan pribadi. Selain itu, para diktator eropa menyalahgunakannya untuk melakukan penjajahan dan perang. Karena menurut mereka, pertumpahan darah, pembunuhan, dan perbudakan adalah konsekuensi dari seleksi alam. Konsep yang membenarkan bahwa spesies terbaik akan beradaptasi dengan lingkungannya untuk mempertahankan hidup, dan suatu saat akan menghasilkan spesies baru yang unggul. Sedangkan spesies yang tidak mampu menyesuaikan diri akan punah.

Gagasan Darwinisme sosial sudah ditinggalkan oleh ilmu sosial modern, karena jelas bahwa tidak ada dasar ilmiah mengenai individu, ras, atau keturunan yang secara genetis lebih tinggi dibanding yang lain. Perbedaan dan keragaman adalah sebuah kewajaran, namun hal itu bukan alasan untuk merendahkan atau meninggikan yang lain.

---

[1] Menurut The Sage Dictionary of Sociology (2006: 60), Darwinisme sosial merupakan istilah yang menjelaskan proses evolusi masyarakat berdasarkan teori evolusi Charles Darwin.

ZONA BIOLOGI KITA: Mengenal Fakta-fakta Penyakit Meningitis

ZONA BIOLOGI KITA: Mengenal Fakta-fakta Penyakit Meningitis: Apakah penyakit Menigitis itu? Penyakit Meningitis adalah peradangan pada cairan dan selaput yang menutupi otak dan sumsum tulang belakan...

Jenis-jenis Sistem Imun

Sistem imun menyediakan kekebalan terhadap suatu penyakit yang disebut imunitas. Respon imun adalah suatu cara yang dilakukan tubuh untuk memberi respon terhadap masuknya patogen atau antigen tertentu ke dalam tubuh.
 

sel natural killer

Sistem perthanan tubuh terbagi atas 2 bagian yaitu :
1.    Sistem Imun Non Spesifik (Innate Immunity System)
a.    Pengertian Sistem Imun Non Spesifik (Innate Immunity System)
Innate immunity atau kekebalan alami adalah pertahanan paling awal pada manusia untuk mengeliminasi mikroba patogen bagi tubuh. Innatte immunity merupakan kekebalan non-spesifik. Artinya semua bentuk mikroba yang masuk akan dieliminasi tanpa memperhatikan jenis dari mikroba itu. Pada imunitas bawaan ini memiliki dua sistem pertahanan, pertahanan tingkat pertama dan pertahanan tingkat kedua. Pada pertahanan tingkat pertama tubuh akan dilindungi dari segala macam mikroba patogen yang menyerang tubuh secara fisik, kimia dan flora normal. 

Dan pertahanan kedua yang dilakukan oleh tubuh untuk melawan mikroba patogen meliputi fagosit, inflamasi demam dan substansi antimikroba. Yang termasuk sel fagosit adalah makrofag, sel dendrit, neutrofil. Sedangkan Inflamasi merupakan respon tubuh terhadap sel yang rusak. Repon ini ditandai dengan adanya kemerahan, nyeri, panas, bengkak. Tujuan inflamasi adalah untuk membatasi invasi oleh mikroba agar tidak menyebar lebih luas lagi, serta memperbaiki jaringan atau sel yang telah rusak oleh mikroba. Dan jenis pertahanan kedua yang terakhir yaitu substansi mikroba.
 

Substansi mikroba yang dimaksud adalah komplemen. Sistem komplemen merupakan sistem yang penting dalam innate immunity karena fungsinya sebagai opsonisator untuk meningkatkan fagositosis sel fagosit dan kemoatrtaktor untuk menarik sel-sel radang yang menyebabkan inflamasi.
 

Innate immunity, atau sering disebut imunitas alamiah, merupakan mekanisme pertama yang akan terjadi saat infeksi berlangsung, terjadi secara cepat terhadap infeksi mikrobia, dan terjadi antara jam ke-0 sampai jam ke-12 infeksi. Sistem imun turunan terdiri dari berbagai sel dan mekanisme yang mempertahankan tubuh suatu organisme dari infeksi organisme lain, secara non-spesifik. Ini berarti sel-sel dari sistem imun turunan mengenali dan merespon patogen dalam cara yang umum, namun tidak seperti sistem imun adaptif, sistem imun turunan tidak menyediakan kekebalan yang protektif dan jangka panjang bagi organisme yang memilikinya. Sistem imun turunan menyediakan pertahanan menengah melawan infeksi, dan dapat ditemukan pada semua tumbuhan dan hewan.

b.    Sifat-sifat Sistem imun nonspesifik
Sistem imun nonspesifik memiliki sifat-sifat sebagai berikut ini.
1)    Resistensi tidak berubah oleh infeksi berulang
2)    Umumnya efektif terhadap semua zat asing
3)    Terjadi pada awal infeksi untuk menghancurkan virus, mencegah atau mengendalikan infeksi
4)    Eksposur menyebabkan respon maksimal segera, berlangsung cepat
5)    Tidak ada memori imunologikal
6)    Respon tidak spesifik, umumnya efektif terhadap semua mikroba
 

c.    Macam-macam dan fungsi dari pertahanan humoral dan seluler dari sistem imun nonspesifik Sistem imun nonspesifik dibagi menjadi :
1)    Pertahanan Fisik/Mekanik
Dalam sistem pertahanan fisik, kulit, selaput lendir, silia saluran napas, batuk dan bersin, merupakan garis pertahanan terdepan terhadap infeksi.  Kulit yang rusak misalnya oleh luka bakar dan selaput lendir yang rusak oleh asap rokok akan meninggikan resiko infeksi.
 

2)    Pertahanan Biokimia
Bahan yang disekresi mukosa saluran nafas, kelenjar sebaseus kulit, kel kulit, telinga, spermin dalam semen, mengandung bahan yang berperan dalam pertahanan tubuh secara biokimiawi. Asam HCL dalam cairan lambung, lisozim dalam keringat, ludah, air mata dan air susu dapat melindungi tubuh terhadap berbagai kuman gram positif dengan menghancurkan dinding selnya. Air susu ibu juga mengandung laktoferin dan asam neuraminik yang mempunyai sifat antibacterial terhadap E. coli dan staphylococcus.

Lisozim yang dilepas oleh makrofag dapat menghancurkan kuman gram negatif dan hal tersebut diperkuat oleh komplemen. Laktoferin dan transferin dalam serum dapat mengikat zan besi yang dibutuhkan untuk kehidupan kuman pseudomonas.
 

3)    Pertahanan Humoral
Sistem imun nonspesifik ini menggunakan berbagai molekul larut tertentu yang diproduksi di tempat infeksi dan berfungsi lokal, misalnya peptida antimikroba (defensin, katelisidin, dan IFN dengan efek antiviral). Namun juga ada faktor larut lainnya yang diproduksi di tempat yang lebih jauh dan dikerahkan ke jaringan sasaran melalui sirkulasi seperti komplemen dan PFA (Protein Fase Akut).
Pertahanan humoral diperankan oleh komplemen, interferon dan CRP (C Reaktif Protein / protein fase akut), kolektin MBL 9 (Manan Binding Lectin):
a)    Komplemen
Komplemen mengaktifkan fagosit dan membantu destruktif bakteri dan parasit karena:
(1)    Komplemen dapat menghancurkan sel membran bakteri
(2)    Merupakan faktor kemotaktik yang mengarahkan makrofag ke tempat bakteri
(3)    Komponen komplemen lain yang mengendap pada permukaan bakteri memudahkan makrofag untuk mengenal dan memfagositosis (opsonisasi).
b)    Interferon
Interferon adalah suatu glikoprotein yang dihasilkan oleh berbagai sel manusia yang mengandung nukleus dan dilepaskan sebagai respons terhadap infeksi virus. Interveron mempunyai sifat anti virus dengan jalan menginduksi sel-sel sekitar sel yang terinfeksi virus sehingga menjadi resisten terhadap virus. Disamping itu, interveron juga dapat mengaktifkan Natural Killer cell (sel NK). Sel yang diinfeksi virus atau menjadi ganas akan menunjukkan perubahan pada permukaannya. Perubahan tersebut akan dikenal oleh sel NK yang kemudian membunuhnya. Dengan demikian penyebaran virus dapat dicegah.
c)    Reactive Protein (CRP)
Peranan CRP adalah sebagai opsonin dan dapat mengaktifkan komplemen. CRP dibentuk oleh badan pada saat infeksi. CRP merupakan protein yang kadarnya cepat meningkat (100 x atau lebih) setelah infeksi atau inflamasi akut. CRP berperanan pada imunitas non spesifik, karena dengan bantuan Ca++ dapat mengikat berbagai molekul yang terdapat pada banyak bakteri dan jamur.
d)    Kolektin MBL 9 (Manan Binding Lectin)
Lektin mannose-binding (MBL), juga disebut protein mannose-binding protein atau mannan-binding (MBP), merupakan lektin yang berperan dalam kekebalan bawaan. MBL milik kelas collectins dalam tipe C lektin superfamili, yang fungsinya tampaknya pengenalan pola pada baris pertama pertahanan dalam host pra-imun. MBL mengakui pola karbohidrat, ditemukan pada permukaan sejumlah besar patogen mikro-organisme, termasuk bakteri, virus, protozoa dan jamur. Pengikatan MBL ke mikro-organisme hasil di aktivasi jalur lektin dari sistem komplemen . Fungsi penting lain MBL adalah bahwa molekul ini mengikat pikun dan apoptosis sel dan meningkatkan terperosok keseluruhan, sel apoptosis utuh, serta puing-puing sel oleh fagosit.
 

4)    Pertahanan Selular
Sel-sel sistem imun nonspesifik ini dapat ditemukan dalam sirkulasi atau jaringan. Contoh sel yang dapat ditemukan di sirkulasi adalah neutrofil, eosinofil. basofil, monosit, sel T, sel B, sel NK, sel darah merah dan trombosit. Contoh sel yang dapat ditemukan di jaringan adalah eosinofil, sel mast, makrofag, sel T, sel plasma dan sel NK.
 

Pertahanan selular diperankan oleh sel-sel imun yang terdiri dari oleh fagosit, sel makrofag, sel dendrik, sel mastosit, sel mast, sel NK (Natural Kiler).
a)    Fagosit
Meskipun berbagai sel dalam tubuh dapat melakukan fagositosis tetapi sel utama yang berperaan dalam pertahanan non spesifik adalah sel mononuclear (monosit dan makrofag) serta sel polimorfonuklear seperti neutrofil. Dalam kerjanya sel fagosit juga berinteraksi dengan komplemen dan sistem imun spesifik. Penghancuran kuman terjadi dalam beberapa tingakt sebagai berikut: 

Kemotaksis, menangkap, memakan (fagosistosis), membunuh dan mencerna. Kemotaksis adalah gerakan fagosit ketempat infekis sebagai respon terhadap berbagai factor sperti produk bakteri dan factor biokimiawi yang dilepas pada aktivasi komplemen. Antibodi seperti pada halnya dengan komplemen C3b dapat meningkatkan fagosistosis (opsonisasi). Antigen yang diikat Antibodi akan lebih mudah dikenal oleh fagosit untuk kemudian dihancurkan. Hal tersebut dimungkinkan oleh adanya reseptor untuk fraksi Fc dari immunoglobulin pada permukaan fagosit. Yang termasuk sel fagosit adalah makrofag, sel dendrit, dan neutrofil.

Flu Burung di Indonesia

Flu Burung (Avian influenza) merupakan infeksi yang disebabkan oleh virus influenza A subtipe H5N1 (H=hemaglutinin; N=neuraminidase) yang pada umumnya menyerang unggas (burung dan ayam). Penyakit ini menular dari unggas ke unggas tetapi dapat juga menular ke manusia (zoonosis). Sebagian besar kasus infeksi pada manusia berhubungan dengan adanya riwayat kontak dengan peternakan unggas atau benda yang terkontaminasi. (Rini Savitri, 2008)

Sumber virus diduga berasal dari migrasi burung dan transportasi unggas yang terinfeksi. Kejadian avian influenza menyebar di seluruh dunia. World Health Organization (WHO) melaporkan negara-negara yang terjangkit avian influenza adalah: Hongkong, Cina, Belanda, Vietnam dan Thailand. Di Hongkong avian influenza menyerang ayam dan manusia (tahun 1997). Jumlah penderita sebanyak 18 orang dengan 6 kematian.

Kejadian ini merupakan pertama kali dilaporkan adanya penularan langsung dari unggas ke manusia. Sejak pertengahan tahun 2003 peternakan unggas di Indonesia mengalami kejadian luar biasa untuk avian influenza, terutama di Jawa Tengah dan Jawa Timur, namun kasus avian influenza pada manusia baru didapatkan pada bulan Juli 2005.  WHO menyatakan bahwa di Indonesia hingga tanggal 4 Juli 2006 telah didapatkan 52 kasus avian influenza pada manusia dan 40 diantaranya fatal.

Gejala Klinis Flu Burung

Masa inkubasi avian influenza sangat pendek, yaitu: 3 hari, dengan rentang 2-4 hari. Virus avian influenza dapat menyerang berbagai organ pada manusia, yaitu: paru-paru, mata, saluran pencernaan, dan sistem syaraf pusat. Manifestasi klinis avian influenza pada manusia terdiri dari:
• Gejala penyakit seperti influenza tipikal, yaitu: demam, batuk, sakit tenggorokan
dan nyeri otot, sakit kepala, malaise
• Infeksi mata (konjungtivitis)
• Pneumonia
• Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS)
• Gangguan pada saluran cerna, yaitu: diare
• Kejang dan koma1,2,7-10
 

Manifestasi klinis saluran nafas bagian bawah biasanya timbul pada awal penyakit. Dispnu timbul pada hari ke-5 setelah awal penyakit. Distress pernafasan dan takipnu sering dijumpai. Produksi sputum bervariasi dan kadang-kadang disertai darah. Hampir pada semua pasien menunjukkan gejala klinis pneumonia

LABORATORIUM
Kelainan laboratorium yang sering dijumpai adalah: leukopeni, limfopeni, trombositopeni dan peningkatan kadar aminotransferase. Di Thailand peningkatan resiko kematian berhubungan dengan penurunan jumlah leukosit, limfosit dan trombosit.
 

RADIOLOGI
Kelainan radiologi pada avian influenza berlangsung sangat progresif dan terdiri dari infiltrat yang difus dan multifokal, infiltrat pada interstisial dan konsolidasi pada segmen atau lobus paru dengan air bronchogram. Kelainan radiologis biasanya dijumpai 7 hari setelah demam.7,8,11 Efusi pleura jarang dijumpai, data mikrobiologi yang terbatas menyatakan bahwa efusi pleura terjadi apabila terdapat infeksi skunder bakteri ketika di rawat di RS. 

DIAGNOSIS
Diagnosis pasti avian influenza dapat dilakukan dengan biakan virus avian influenza. Pemeriksaan definitif lainnya adalah dengan pemeriksaan polymerase chain reaction (PCR). Pemeriksaan lain adalah imunofluoresen menggunakan H5N1 antibodi monoklonal, serta uji serologi menggunakan ELISA atau IFAT untuk mendeteksi antibodi spesifik. Tetapi berbagai pemeriksaan tersebut belum dapat dilakukan secara luas di Indonesia dan hanya dapat dilakukan di laboratorium Balitbang Depkes.