Perpindahan Zat melalui Membran sel

Salah satu materi kelas 11 awal semester yang cukup menyita perhatian adalah materi perpindahan zat yakni transport aktif dan pasif.  meskipun sudah membaca dan menghafalkan pengertiannya, tetap saja measih keliru dalam penyelesain soalnya. sebelum menyelesaikan soal-soal tentang transport zat. kita harus menguasai dulu pengertin dan konsepnya.

 

Pengertian Membran Sel

Fungsi membran sel yaitu sebagai pengatur keluar masuknya zat. Pengaturan inii memungkinkan sel untuk memperoleh pH yang sesuai, dan konsentrasi zat-zat menjadi terkendali. 

Sel juga dapat memperoleh masukan zat-zat dan ion-ion yang diperlukan serta membuang zat-zat yang tidak diperlukan. Semua pengontrolan itu bergantung pada transpor lewat membran.

Transpor zat dibagi menjadi 2 jenis. Yakni Transpor aktif dan transpor pasif.

Transpor pasif adalah perpindahan molekul atau ion tanpa menggunakan energi sel. Perpindahan molekul tersebut terjadi secara spontan, dari konsentrasi tinggi ke rendah. Jadi, pejalan itu terjadi secara spontan. Contoh transpor pasif adalah difusi, osmosis, dan difusi terfasilitasi.

Intinya adalah bahwa ;
          Osmosis-----------> yang berpindah adalah PELARUTNYA.
                                           (dalam hal ini adalah Air dan Alkohol)

          Difusi--------------> yang berpindah adalah ZAT TERLARUTNYA

Transpor aktif adalah perpindahan molekul atau ion dengan menggunakan energi dari sel itu. Perpindahan tersebut dapat terjadi meskipun menentang konsentrasi. Contoh transpor aktif adalah pompa Natrium (Na⁺)-Kalium (K⁺), endositosis, dan eksositosis.

1. Difusi

Difusi adalah penyebaran molekul zat dari konsentrasi (kerapatan) tinggi ke konsentrasi rendah tanpa menggunakan energi. Secara spontan, molekul zat dapat berdifusi hingga mencapai kerapatan molekul yang sama dalam satu ruangan. Sebagai contoh, setetes parfum akan menyebar ke seluruh ruangan (difusi gas di dalam medium udara). Molekul dari sesendok gula akan menyebar ke seluruh volume air di gelas meskipun tanpa diaduk (difusi zat padat di dalam medium air), hingga kerapatan zat tersebut merata.

Difusi

2. Osmosis

Osmosis adalah perpindahan ion atau molekul air (dari kerapatan tinggi ke kerapatan rendah dengan melewati satu membran. Osmosis dapat didefinisikan sebagai difusi lewat membran.

Osmosis

a. Zat yang dapat melewati membran sel

membran sel dapat dilewati zat-zat tertentu yang larut dalam lemak, zat-zat yang tidak bermuatan (netral), molekul-molekul asam amino, asam lemak, gliserol, gula sederhana, dan air. Zat-zat yang merupakan elektrolit lemah lebih cepat melewati membran daripada elektrolit kuat. Contoh zat-zat yang dapat melewati membran dari yang paling cepat hingga yang paling lambat antara lain: Na⁺, K⁺, Cl^‑, Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄^2-, Fe³⁺. Membran sel bersifat permeabel terhadap zat-zat yang mudah melewati membran.

b. Zat yang tidak dapat melewati membran

membran sel tidak dapat melewati zat-zat gula (seperti pati, polisakarida), protein, dan zat-zat yang mudah larut dalam pelarut organik. Membran bersifat impermeabel terhadap zat-zat tersebut. Oleh karena membran permeabel terhadap zat tertentu dan impermeabel terhadap terhadap zat yang lain maka dikatakan bersifat semipermeabel atau selektif permeabel.

Proses osmosis berlangsung dari larutan yang memiliki potensial air tertinggi menuju larutan dengan potensial air rendah. Potensial air adalah kemampuan air untuk berdifusi, yang nilainya dalam satuan tekanan. Sesuai kesepakatan, potensial air (PA) air murni adalah 0 atmosfer. Besarnya PA larutan bergantung pada potensial osmotik (PO) dan potensial tekanan (PT). Persamaannya :

PA = PO + PT

PA = potensial air

PO = potensial osmotik

PT = potensial tekanan

Potensial tekanan satu larutan adalah tambahan tekanan yang dapat meningkatkan nilai potensial airnya. Pada tumbuhan, potensial tekanan diperoleh dalam bentuk tekanan turgor. Tekanan turgor adalah tekanan balik dari dinding sel terhadap tekanan air isi sel. Tekanan turgor menyebabkan tumbuhan menjadi tegak dan segar. Sebaliknya jika tekanan turgor berkurang, maka tumbuhan menjadi lemas dan layu.

Potensial osmotik lebih menunjukkan satu status larutan, yaitu menunjukkan perbandingan antara pelarut dengan zat terlarut yang dinyatakan dalam satuan energi. Potensial osmotik menunjukkan kecenderungan molekul air pada satu larutan untuk melakukan osmosis berdasarkan konsentrasi molekulnya.

Plasmolisis, Krenasi, dan Lisis

Adakalanya, proses osmosis dapat membahayakan sel. Sel yang mempunyai sitoplasma pekat (berarti kerapatan airnya rendah), jika berada dalam kondisi hipotonis akan kemasukan air hingga tekanan osmosis sel menjadi tinggi. Keadaan yang demikian dapat memecah sel tersebut. Dikatakan bahwa sel tersebut mengalami lisis, yaitu hancurnya sel karena rusak atau robeknya membran plasma.

Sebaliknya, jika sel dimasukkan ke dalam larutan hipertonis dibandingkan sel tersebut, maka air di dalam sel akan mengalami osmosis keluar sel. Sel akan mengalami krenasi yang menyebabkan sel berkeriput karena kekurangan air.

Kondisi yang ideal bagi sel tentu saja jika konsentrasi larutan sitoplasma seimbang dengan lingkungan sekitarnya (isotonis).

Pada sel tumbuhan, keluarnya air dari sitoplasma ke luar sel menyebabkan volume sitoplasma mengecil. Akibatnya membran plasma akan terlepas dari dinding sel. Peristiwa lepasnya membran plasma dari dinding sel disebut plasmolisis. Plasmolisis yang parah dapat menyebabkan kematian sel.

3. Difusi Terfasilitasi

Difusi dapat diperlancar oleh adanya protein pada membran sel . misalnya pada waktu proses pengangkutan glukosa dari lumen usus ke dalam pembuluh darah usus halus. Glukosa tidak dapat berdifusi secara spontan tanpa adanya protein pembawa. Prosesnya adalah sebagai berikut. Mula-mula molekul glukosa diikat oleh protein yang ada di membran sel. Selanjutnya, protein pembawa ini mengalami perubahan informasi dan mendorong glukosa ke dalam sel. Setelah itu protein pembawa kembali pada informasi semula.

Protein pembawa juga dapat membuat celah yang dapat dilalui oleh ion-ion  seperti Cl^- dan Ca²⁺.

Difusi Terfasilitasi

4. Pompa Natrium-Kalium

Pompa Natrium-Kalium tergolong transpor aktif, artinya sel mengeluarkan energi untuk mengangkut kedua macam ion tersebut. Pada transpor aktif, zat dapat berpindah dari konsentrasi rendah ke konsentrasi tinggi. Jadi perjalanan zat dapat melawan gradien konsentrasi atau gradien kadar.

Ion K⁺ penting untuk mempertahankan kegiatan listrik di dalam sel saraf dan memacu transpor aktif zat-zat lain. Meskipun ion Na⁺ dan K⁺ dapat melewati membran. Karena kebutuhan akan ion K⁺ sangat tinggi, maka diperlukan lagi pemasukan ion K⁺ ke dalam sel dan pengeluaran ion Na⁺ ke luar sel. Konsentrasi ion K⁺ di luar sel rendah, dan di dalam sel tinggi. Sebaliknya konsentrasi ion Na⁺ di dalam sel rendah dan di luar sel tinggi. Jika terjadi proses osmosis, maka akan terjadi osmosis ion K⁺ dari dalam sel ke luar dan osmosis ion Na⁺ dari luar ke dalam sel. Akan tetapi yang terjadi bukanlah osmosis, karena pergerakan ion-ion itu melawan gradien kadar, yaitu terjadi pemasukan ion K⁺ dan pengeluaran ion Na⁺. Untuk melawan gradien kadar itu diperlukan energi ATP dengan pertolongan protein yang terdapat pada membran. Setiap pengeluaran 3 ion Na⁺ dari dalam sel diimbangi dengan pemasukan 2 ion K⁺ dari luar sel. Karena itu disebut pompa natrium-kalium.

Pompa Natrium-Kalium

Zat-zat yang dapat diangkut secara transpor aktif misalnya gula, protein, enzim dan hormon.

5. Endositosis dan Eksositosis

Endositosis artinya pemasukan zat ke dalam sel, sedangkan eksostosis artinya pengeluaran zat dari dalam sel. Proses ini tergolong transpor aktif dan melawan dapat gradien kadar (dari konsentrasi rendah ke tinggi). Contoh endositosis adalah fagositosis dan pinositosis.

Fagositosis (phagein = memakan; chytos = sel) adalah proses di mana membran plasma satu sel membungkus partikel dari lingkungan luar dan menangkapnya dalam satu vakuola makanan. Vakuola kemudian menyatu dengan lisosom membentuk heterofagosom dan lisosom mencerna atau menghancurkan partikel tersebut. Contohnya sel darah putih dan sel ameba yang memakan bakteri. Sel-sel tersebut membungkus bakteri dan menangkapnya dalam satu vakuola makanan. Selanjutnya bakteri akan dicerna oleh lisosom.

Pinositosis (pinein = meminum) adalah peristiwa sel memakan sel memakan zat cair dan membentuk sebuah gelembung. Cairan yang dimakan itu dimasukkan dalam vakuola makanan.

Endositosis dan Eksositosis

Contoh eksostosis adalah proses pengeluaran zat dari dalam sel-sel kelenjar ada peristiwa sekresi, misalnya sel-sel penghasil enzim pencernaan mensekresikan enzim itu ke dalam usus. Caranya adalah enzim-enzim itu dimasukkan ke dalam vakuola atau kantong-kantong kecil. Vakuola itu menuju tepi sel, membrannya membuka dan mengeluarkan enzim-enzim tersebut dari sel. Proses pengeluaran enzim ini memerlukan energi sel. Tanpa energi, sel tidak akan mampu mengeluarkannya.

Referensi:

• Syamsuri, Istamar. 2007. Biologi 2A untuk SMA/MA kelas XI Semester 1. Jakarta : Erlangga

SEMOGA BERMANFAAT

Categories: Biologi