TRANSPOR ELEKTRON

BAB 1

Pendahuluan

A.    LATAR BELAKANG

MEKANISME TRANSPOR MELALUI MEMBRAN

Sel merupakan unit terkecil penyusun makhluk hidup. Dengan kata lain, sel juga merupakan jaringan penyusun jaringan tubuh hewan dan tumbuhan. Jaringan dapat bekerja secara optimal karena adanya mekanisme kerja sel yang baik. Dalam melakukan fungsinya, sel memerlukan interaksi antara sel yang satu dengan sel yang lainnya, terutama dalam hal transpor zat-zat yang diperlukan untuk proses metabolisme tubuh. Transpor zat-zat tersebut dilakukan oleh membran plasma.

Membran plasma bersifat selektif permeable (semipermeabel) yang artinya membran plasma dapat dilalui oleh molekul atau ion tertentu, seperti glukosa, asam amino, gliserol, dan yang lainnya. Perpindahan ion atau molekul melalui membran ada dua macam, yaitu transpor pasif dan transpor aktif.

Transpor pasif merupakan perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan energi sel. Perpindahan molekul terjadi secara spontan mengikuti gradien konsentrasi dari yang berkonsentrasi tinggi ke rendah. Transpor pasif ada 2, yaitu difusi dan osmosis.

Pada transpor aktif terjadi pemompaan molekul melewati membran dan melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif memerlukan energi untuk melawan gradien konsentrasi. Transpor aktif meliputi pompa natriun-kalium, endositosis, dan eksositosis.

Berdasarkan penjelasan singkat yang kami dapat tentang transpor zat tersebut, kami terdorong untuk melakukan penelitian ini guna mengetahui lebih lanjut mengenai transpor zat tersebut, terutama tentang transpor pasif, proses difusi dan osmosis. Serta ingin menyaksikan secara lansung bagaimana transpor zat tersebut berlangsung serta untuk dapat lebih mengagumi betapa besar kekuasaan ALLAH yang telah menciptakan segala sesuatu dengan sangat sempurna beserta masing-masing fungsinya.

B.      PERUMUSAN MASALAH

1.      Apakah transpor pasif itu ?

2.      Apakah proses difusi itu ?

3.      Apakah proses osmosis itu ?

C.      TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

Tujuan :

1.      Agar siswa dapat mengetahui tentang transpor pasif secara mendalam

2.      Agar siswa dapat mengamati bagaimana proses transpor pasif terjadi secara langsung

3.      Agar siswa dapat membedakan apa yang dimaksud dengan proses difusi dan osmosis, serta dapat memahaminya

Manfaat :

1.      Siswa dapat memahami secara lebih mendalam tentang transpor pasif

2.      Siswa dapat mengetahui apa itu difusi dan osmosis, serta dapat membedakannya

3.   Menambah kekaguman terhadap Allah SWT.

BAB 2

Tinjauan Pustaka

A.    PENGERTIAN DAN FUNGSI MEMBRAN PLASMA

     Membran plasma merupakan bagian terluar sel yang melindungi protoplasma. Membran plasma bersifat selektif permeable, artinya hanya dapat dilalui oleh molekul-molekul tertentu seperti glukosa, asam amino, gliserol dan berbagai ion. Membran plasma berfungsi untuk melindungi sel, mengatur keluar masuknya berbagai zat, dan sebagai tempat reaksi respirasi oksidasi.

      Membran plasma terdiri atas lapisan protein dan lapisan lipid (lipoprotein). Lapisan lipid disusun oleh fosfolipid, glikolipid, dan sterol. Lapisan protein membran sel terdiri atas glikoprotein. Lapisan protein membentuk dua macam lapisan yaitu lapisan protein perifer dan lapisan protein integral.

A.    MEKANISME TRANSPOR PADA MEMBRAN DAN PEMBAGIANNYA

Setiap sel yang hidup harus selalu memasukkan materi yang diperlukan dan membuang sisa-sisa metabolismenya. Untuk mempertahankan konsentrasi ion-ion di dalam sitoplasma, sel juga selalu memasukkan dan mengeluarkan ion-ion tertentu. Pengaturan keluar masuknya materi dari dan menuju ke dalam sel sangat dipengaruhi oleh permeabilitas membran.

Membran plasma bersifat selektif permeable, artinya hanya dapat dilalui oleh molekul molekul tertentu seperti glukosa, asam amino, gliserol, dan berbagai ion. Bagian dalam lapisan lipid bilayer bersifat hidrofobik, sehingga tidak dapat ditembus oleh molekul-molekul polar dan substansi yang larut dalam air. Transpor materi-materi yang larut didalam air dan bermuatan diperankan oleh protein integral membran.

1.      Transpor Molekul - Molekul Kecil

Pengangkutan molekul-molekul kecil melalui membran dilakukan secara pasif (transpor pasif / tidak  melibatkan energi) maupun secara aktif (transpor aktif / melibatkan energi). Kedua macam transpor ini dilakukan secara terpadu untuk mempertahankan kondisi intraseluler agar tetap konstan.

a)      Transpor pasif

Transpor pasif merupakan perpindahan molekul atau ion melalui membran sel tanpa menggunakan energi sel. Perpindahan molekul terjadi secara spontan mengikuti gradient konsentrasi dari konsentrasi dari konsentrasi tinggi ke rendah atau sebaliknya. Contoh transpor pasif adalah difusi dan osmosis.

1)      Mekanisme difusi

Difusi adalah perpindahan  molekul-molekul dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah baik melalui membran plasma maupun tidak melalui membran plasma. Difusi dibedakan menjadi 2, yaitu difusi sederhana dan difusi terbantu.

Difusi sederhana melalui membran berlangsung karena molekul -molekul yang berpindah atau bergerak melalui membran bersifat larut dalam lemak (lipid) sehingga dapat menembus lipid bilayer pada membran secara langsung. Membran sel permeabel terhadap molekul larut lemak seperti hormon steroid, vitamin A, D, E, dan K serta bahan-bahan organik yang larut dalam lemak, Selain itu, membran sel juga sangat permeabel terhadap molekul anorganik seperti O, CO₂ , HO, dan H₂O.

Beberapa molekul kecil khusus yang terlarut dalam serta ion-ion tertentu, dapat menembus membran melalui saluran atau chanel. Saluran ini terbentuk dari protein transmembran, semacam pori dengan diameter tertentu yang memungkinkan molekul dengan diameter lebih kecil dari diameter pori tersebut dapat melaluinya.

Sementara itu, molekul – molekul berukuran besar seperti asam amino, glukosa, dan beberapa garam – garam mineral, tidak dapat menembus membran secara langsung, tetapi memerlukan protein pembawa atau transporter untuk dapat menembus membran. Proses masuknya molekul besar yang melibatkan transforter dinamakan difusi difasilitasi.

2)      Mekanisme Difusi dan Difasilitasi

Difusi difasiltasi (facilitated diffusion) adalah pelaluan zat melalui rnembran plasma yang melibatkan protein pembawa atau protein transforter. Protein transporter tergolong protein transmembran yang memliki tempat perlekatan terhadap ion atau molekul yang akan ditransfer ke dalam sel. Setiap molekul atau ion memiliki protein transforter yang khusus, misalnya untuk pelaluan suatu molekul glukosa diperlukan protein transforter yang khusus untuk mentransfer glukosa ke dalam sel.

Protein transporter untuk glukosa banyak ditemukan pada sel-sel rangka, otot jantung, sel-sel lemak dan sel-sel hati. Karena sel – sel tersebut selalu membutuhkan glukosa untuk diubah menjadi energi.

3)      Mekanisme osmosis

Mekanisme osmosis

 Osmosis adalah proses perpindahan atau pergerakan molekul zat pelarut, dari larutan yang konsentrasi zat pelarutnya tinggi menuju larutan yang konsentrasi zat pelarutya rendah melalui selaput atau membran selektif permeabel atau semi permeabel. Jika di dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel, jika dalam suatu bejana yang dipisahkan oleh selaput semipermiabel ditempatkan dua larutan glukosa yang terdiri atas air sebagai pelarut dan glukosa sebagai zat terlarut dengan konsentrasi yang berbeda dan dipisahkan oleh selaput selektif permeabel, maka air dari larutan yang berkonsentrasi rendah akan bergerak atau berpindah menuju larutan glukosa yang konsentrainya tinggi melalui selaput permeabel. Jadi, pergerakan air berlangsung dari larutan yang konsentrasi airnya tinggi menuju kelarutan yang konsentrasi airnya rendah melalui selaput selektif permiabel.

Larutan yang konsentrasi zat terlarutnya lebih tinggi dibandingkan dengan larutan di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipertonis, sedangkan larutan yang konsentrasinya sama dengan larutan di dalam sel disebut larutan isotonis. Jika larutan yang terdapat di luar sel, konsentrasi zat terlarutnya lebih rendah daripada di dalam sel dikatakan sebagai larutan hipotonis.

Apakah yang terjadi jika sel tumbuhan atau hewan, misalnya sel darah merah ditempatkan dalam suatu tabung yang berisi larutan dengan sifat larutan yang berbeda-beda? Pada larutan isotonis, sel tumbuhan dan sel darah merah akan tetap normal bentuknya. Pada larutan hipotonis, sel tumbuhan akan mengembang dari ukuran normalnya dan mengalami peningkatan tekanan turgor sehingga sel menjadi keras. Berbeda dengan sel tumbuhan, jika sel hewan/sel darah merah dimasukkan dalam larutan hipotonis, sel darah merah akan mengembang dan kemudian pecah /lisis, hal ini karena sel hewan tidak memiliki dinding sel. Pada larutan hipertonis, sel tumbuhan akan kehilangan tekanan turgor dan mengalami plasmolisis (lepasnya membran sel dari dinding sel), sedangkan sel hew'an/sel darah merah dalam larutan hipertonis menyebabkan sel hewan/sel darah merah mengalami krenasi sehingga sel menjadi keriput karena kehilangan air.

a)      Transpor aktif

Pada transpor aktif diperlukan adanya protein pembawa atau pengemban dan memerlukan energi metabolik yang tersimpan dalam bentuk ATP. Selama transpor aktif, molekul diangkut melalui gradien konsentrasi. Transpor aktif dibedakan menjadi dua, yaitu transpor aktif primer dan sekunder.

1)      Transpor aktif primer secara langsung berkaitan dengan hidrolisis ATP yang akan menghasilkan energi untuk transpor ini. contoh transpor aktif primer adalah pompa ion Na- dan ion K+. Konsentrasi ion K+ di dalam sel lebih besar dari pada di luar sel, sebaliknya konsentrasi ion Na+ diluar sel lebih besar daripada di dalam sel.

Untuk mempertahankan kondisi tersebut, ion-ion Na- dan K+ harus selalu dipompa melawan gradien konsentrasi dengan energi dari hasil hidrolisis ATP. Tiga ion Na+ dipompa keluar dan dua ion K+ dipompa ke dalam sel. Untuk hidrolis ATP diperlukan ATP-ase yang merupakan suatu protein transmembran yang berperan sebagai enzim.

2)      Tranpor aktif sekunder merupakan transpor pengangkutan gabungan yaitu pengangkutan ion-ion bersama dengan pengangkutan molekul lain. Misalnya pengangkutan asam amino dan glukosa dari lumen usus halus menembus membran sel epitel usus selalu bersama dengan pengangkutan ion-ion Na+. Pada transpor aktif sekunder juga melibatkan protein pembawa dan membutuhkan energi dari hasil hidrolisis ATP.

1.      Transpor Molekul-Molekul Besar

Molekul-molekul besar seperti protein, polinukleotida, dan polisakarida tidak akan dapat menembus membran dengan cara-cara seperti pada pengangkutan molekul-molekul kecil. Akan tetapi, sel memiliki kemampuan untuk memasukkan dan mengeluarkan makromolekul. Bahkan beberapa jenis sel mampu menelan partikel. Pemasukan makromolekul ke dalam sel melibatkan pembentukan vakuola atau vesikel endositik dengan cara endositosis. Ukuran vakuola yang terbentuk tergantung pada materi yang dimasukkan. Berdasarkan ukuran vakuolanya, endositosis dibedakan atas pinositosis dan fagositosis. Pada pinositosis, materi yang masuk berupa larutan dan vakuola endositik yang terbentuk berukuran kecil, yaitu kurang dari 150 nm. Vakuola yang terbentuk pada pinositosis dinamakan pinosom. Pada fagositosis, materi yang dimasukkan ke dalam sel berupa partikel dan vakuola yang terbentuk berukuran kurang dari 250 nm. Vakuola yang terbentuk pada fagositosis dinamakan fagosom.
Semua sel hewan mampu melakukan pinositosis, tetapi hanya sel-sel tertentu yang mampu melakukan fagositosis. Contoh sel pada mamalia yang mampu melakukan fagositosis adalah makrofag dan neutrofil. Untuk melakukan endositosis diperlukan energi. Oleh karena itu, baik pinositosis maupun fagositosis merupakan mekanisme aktif.

Pengeluaran makromolekul dari dalam sel dilakukan dengan cara eksositosis. Proses eksositosis merupakan kebalikan dari endositosis. Vakuola yang berisi makromolekul yang akan dikeluarkan, berfusi dengan membran plasma, selanjutnya isi vakuola akan dikeluarkan dari sel. Pengeluaran sekret oleh vesikel sekretori yang dihasilkan oleh Aparatus Golgi tergolong sebagai peristiwa eksositosis.

BAB 3

Metode Penelitian

1.      Alat, bahan, dan cara kerja

A.    Praktikum 1

Judul praktikum : proses terjadinya osmosis

Alat

Ø  Neraca Ohaus

Ø  Pisau

Ø  Gelas kimia

Bahan

Ø  Kentang

Ø  Larutan gula (10%)

Cara kerja :

                                                       I.            Kupas kentang lalu potong dadu

                                                    II.            Timbang kentang tersebut dengan neraca ohaus, dan catatlah hasil timbangan tersebut

                                                 III.            Kemudian masukkan kentang kedalam larutan gula, dan diamkan selama 30 menit

                                                 IV.            Setelah 30 menit, angkat kentang dan ditimbang kembali, catatlah hasil timbangannya

                                                    V.            Kemudian bandingkanlah hasil timbangan kentang sebelum dengan sesudah direndam pada larutan gula.

                                                 VI.            Catatlah menurut hasil pengamatan mu, dan tentukanlah proses apakah yang sudah terjadi pada percobaan tersebut.

B.    Praktikum 2

Judul praktikum : difusi zat cair dalam air

Alat

Ø  Gelas kimia

Ø  Pipet tetes

Bahan

Ø  Akuades

Ø  Sirup kental

Cara kerja :

                                                       I.            Siapkan air dalam gelas kimia

                                                    II.            Ambil sirup menggunakan pipet, kemudian ditetes kan pada air

                                                 III.            Melakukan pengamatan terhdap penyebaran molekul sirup setelah jatuh ke air.

                                                 IV.            Catatlah menurut hasil pengamatan mu, dan tentukanlah proses apakah yang sudah terjadi pada percobaan tersebut.

C.     Waktu penelitian

Penelitian ini dilakukan pada hari selasa, 26 Juli 2011. Pada jam pelajaran biologi yang memerlukan waktu selama 2 x 45 menit di Laboratorium Biologi, SMAN 2 Kandangan. Mulai dari penyiapan bahan dan pelaksnaan praktikum.

BAB 4

Hasil dan Pembahasan

A.    Hasil

1)      Praktikum 1

Setelah melakukan pengamatan, ternyata berat kentang yang sebelum dengan yang sesudah direndam pada larutan gula berbeda. Sebelum direndam berat kentang 11,8 g, sedangkan setelah direndam pada larutan gula beratnya menjadi 12,025 g. Padahal menurut teori, berat kentang tersebut harusnya berkurang. Karena pada saat perendaman tersebut membran sel pada kentang rusak akibat adanya perpindahan molekul dari larutan gula dan kentang. Proses ini disebut proses Osmosis.

2)      Praktikum 2

Saat sirup diteteskan pada air, molekul sirup tersebut jatuh kedasar air dan langsung menyabar. Hal ini menujukkan proses Difusi, karena terjadi peerpindahan zat dari konsentrasi tinggi kekonsentrasi rendah.

B.    Pembahasan

Dari hasil praktikum tersebut, saya dapat mengetahui proses difusi dan osmosis secara langsung. Pada percobaan yang pertama, hasilnya tidak sesuai dengan teori yang sudah ada.  Pada hasil percobaan tersebut kentang yang telah direndam pada larutan gula beratnya bertambah, padahal seharusnya beratnya tersebut berkurang. Berkurangnya berat kentang itu dikarenakan rusaknya dinding sel atau membran sel pada kentang. Proses ini disebut proses osmosis. Kegagalan percobaan tersebut mungkin dikarenakan keterbatasan waktu perendaman kentang (waktu perendaman terlalu singkat), harusnya kentang direndam kurang lebih satu hari agar hasil yang didapat lebih akurat.

Sedangkan pada percobaan yang kedua, hasil yang didapat sudah sesuai dengan teori yang ada. Persebaran molekul sirupnya terlihat sangat jelas. Sehingga saya dapat mengetahui proses difusi secara langsung.

Walaupun dalam percobaan kali ini ada yang gagal, tapi saya merasa senang karena saya dapat melihat secara langsung proses difusi dan osmosis.

BAB 5

Penutup

A.    Kesimpulan

Dari hasil penelitian tersebut saya telah mengetahui apa itu transpor pasif. Transpor pasif terjadi akibat adanya perpindahan molekul secara spontan (tanpa menggunakan energi sel) mengikuti gradien konsentrasi, yaitu dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.

Selain itu juga, saya dapat mengatahui apa itu difusi dan osmosis. Dari hasil penelitian tersebut, difusi merupakan proses perpindahan molekul dari yang berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah {sirup (tinggi) ke air (rendah)}. Sedangkan osmosis yaitu perpindahan molekul dari yang berkonsentrasi rendah ke konentrasi tinggi {kentang (rendah) ke larutan gula (tinggi)}.

B.    Saran

1.      Penambahan waktu praktikum agar hasil yang didapat lebih akurat

2.      Jika waktu praktikum tidak banyak, maka sebaiknya kita menyiapkan bahannya terlebih dahulu. Seperti perendaman kentang yang membutuhkan waktu kurang lebih satu hari.

3. Menambah wawasan mengenai mekanika transpor tersebut, seperti membaca buku-buku, di internet, atau yang lainnya. Agar kita dapat membandingkan hasil praktikum dengan teori yang sudah ada.