Advertisement

Pengambilan Ion Secara Aktif, Walaupun pengambilan ion secara cepat melalui pengambilan pasif dapat menjelaskan dengan baik akumulasi garam di dalam jaringan tumbuhan, tetapi tidak cukup menjelaskan akumulasi total yang berlangsung. Banyak ion terus-menerus memasuki jaringan dengan kecepatan sangat rendah, lama setelah tahap awal difusi bebas ini berhenti. Ion-ion demikian memasuki sitoplasma dan berakumulasi dalam vakuola, dari sana ion-ion ini tidak mudah bergerak kembali menuju larutan luar. Akumulasi ion yang lambat tetapi mantap terhadap sebuah gradasi konsentrasi tampaknya memerlukan energi metabolisme, sebab jika aktivitas metabolisme jaringan terhalangi, kecepatan pengambilan ion juga terhambat. Tahap pengambilan ion ini, yang mempunyai Qio antara 2 dan 3, disebut pengambilan ion secara aktif, sebab sel-sel harus bekerja menggerakkan ion-ion itu. Banyak bukti yang menyatakan bahwa energi yang diperlukan pada akhirnya berasal dari respirasi (yaitu menggunakan energi ATP). Kebanyakan percobaan dilakukan dengan menggunakan kepingan jaringan yang berbentuk cakram yang diiris dari organ penyimpanan seperti umbi kentang (Solanum tuberosum) dan akar wortel (Daucus carota), yang sel-selnya berisi butir-butir pati yang melimpah. J ika potongan cakram segar direndam dalam larutan suatu asam anorganik, kecepatan respirasi garamnya akan rendah. Namun, jika larutan itu dialiri udara, maka pati dalam sel mulai menghilang dan kecepatan respirasi pengambilan garam secara serempak akan naik. Dengan membuat variasi persentase oksigen dalam aliran gas yang diisikan ke dalam larutan, akan tampak bahwa terdapat korelasi positif antara kecepatan respirasi dan kecepatan pengambilan ion (  19.2), yaitu makin tinggi kecepatan respirasi semakin cepat akumulasi ion anorganik. Kebergantungan pengambilan garam pada respirasi didukung oleh kenyataan bahwa jika respirasi terhalang oleh racun pernapasan, misalnya sianida, pengambilan garam pun terhalang.

Segera setelah berada di dalam vakuola tengah, ion tidak dapat langsung kembali ke ruang bebas sel, sehingga patut diduga bahwa sitoplasma membentuk penghalang permeabili-tas dan untuk menembusnya ion harus ‘didorong’ oleh energi yang disediakan oleh respirasi. Mekanisme lewatnya ion melalui sitoplasma dan berakumulasi dalam vakuola tidak selurtihnya dimengerti, tetapi kebanyakan teori mendalilkan adanya kegiatan apa yang disebut pembawa (carrier). Zat ini dapat dibayangkan sebagai zat yang mirip enzim bertempat di dalam atau pada kedua selaput sel, plasmalema dan tonoplas. Diduga bahwa pada permukaan luar selaput pembawa Dergabung dengan ion dari larutan luar, mengangkutnya melintasi selaput lalu melepaskannya kembali pada permukaan dalam (  19.3). Setelah dibawa melintasi selaput, ion tidak dapat melintasi kembali, sebab selaput hanya permeabel terhadap gabungan pembawa-ion. Namun, pembawa itu kembali ke permukaan luar selaput untuk kemudian siap kembali mengulangi daur ini. J ika diduga lebih lanjut bahwa pembawa tertentu hanya dapat bergabung dengan ion tertentu, maka konsep pembawa ini memberi suatu dasar kemungkinan untuk menjelaskan penyerapan selektif berbagai ion yang berbeda. Untuk menjelaskan kebergantungan pengambilan ion secara aktif pada respirasi, didalilkan bahwa pembawa hanya mampu bertindak selama metabolisme aktif. Sebuah teori bahkan menyatakan bahwa pembawa itu sendiri merupakan perantara yang terlibat dalam respirasi. Menurut teori ini pembawa dianggap berada dalam keadaan teroksidasi (yaitu melepaskan elektron) pada permukaan luar selaput, jadi mampu menerima sebuah ion negatif, tetapi ketika gabungan pembawa-ion mencapai permukaan-dalam selaput, pembawa ini direduksi sehingga melepaskan ion negatif. J ika benar demikian, lalu energi yang diperlukan untuk akumulasi ion melawan gradasi konsentrasi langsung datang dari respirasi, tetapi apakah penggandengan itu benar berlangsung demikian, masih harus dibuktikan.

Advertisement

 

Advertisement