Informasi Modul
Mata Pelajaran: Biologi
Kelas: XI
Alokasi Waktu: 3 Γ 45 menit
Penyusun: Rifki Aldiansyah & Tika Suci RP
Kompetensi Dasar
3.3 Menganalisis mekanisme regulasi dan homeostasis pada makhluk hidup tingkat sel, jaringan, organ, dan organisme.
4.3 Menyajikan hasil analisis mekanisme regulasi dan homeostasis pada tanaman.
Tujuan Pembelajaran
Setelah mempelajari modul ini, kamu akan mampu:
- β Memahami konsep regulasi dan homeostasis pada tanaman padi
- β Mengidentifikasi protein kunci dalam mekanisme regulasi
- β Menganalisis sistem antioksidan tanaman
- β Memberikan contoh adaptasi padi terhadap stres lingkungan
Istilah Penting
Peta Konsep Regulasi & Homeostasis
Pengertian Regulasi dan Homeostasis
Regulasi adalah kemampuan makhluk hidup untuk mengatur berbagai fungsi tubuh agar tetap bekerja normal. Pada tanaman padi, ini mencakup pengaturan aliran air, ion, aktivitas enzim, hingga pengendalian pembukaan stomata.
Homeostasis adalah proses menjaga kestabilan kondisi internal, seperti suhu sel, kadar air, dan konsentrasi ion.
Stres Lingkungan pada Tanaman Padi
Berkurangnya tekanan air, stomata menutup, fotosintesis terhambat
Akar kekurangan oksigen, respirasi sel terganggu
Ion NaβΊ berlebih merusak membran sel
Protein terdenaturasi, metabolisme tidak stabil
Kerusakan jaringan dan gangguan metabolik
Mekanisme Regulasi Molekuler
Sistem Antioksidan Tanaman Padi
Saat kondisi stres, sel tanaman menghasilkan molekul reaktif seperti ROS (Reactive Oxygen Species), termasuk HβOβ. ROS dapat merusak membran dan protein jika jumlahnya berlebih.
Superoksida dismutase - Mengubah radikal superoksida menjadi molekul yang lebih aman
Katalase - Menguraikan HβOβ menjadi air dan oksigen
Peroksidase - Menghilangkan senyawa oksidatif lainnya
Penugasan Mandiri: Observasi Homeostasis Tanaman
Langkah Kerja:
- Pilih satu tanaman (cabai, tomat, bunga, atau tanaman hias)
- Lakukan pengamatan pertama saat siang hari (cuaca panas)
- Siram tanaman secukupnya, tunggu 10-20 menit
- Lakukan pengamatan kedua setelah disiram
- Catat perubahan yang terjadi
Tabel Pengamatan:
| Waktu Pengamatan | Kondisi Daun | Posisi/Turgiditas | Warna Daun | Catatan |
|---|---|---|---|---|
| Sebelum disiram | ||||
| Setelah disiram |
Pertanyaan Analisis:
1. Bagaimana kondisi tanaman sebelum disiram saat cuaca panas? Jelaskan komponen abiotik yang memengaruhi.
2. Bagaimana kondisi tanaman setelah disiram? Jelaskan perubahan yang terjadi.
3. Kapan tanaman menunjukkan kemampuan homeostasis yang lebih stabil? Jelaskan berdasarkan konsep tekanan turgor.
Kuis Interaktif
Jawab pertanyaan berikut untuk menguji pemahamanmu!
1. Tanaman padi pada siang hari menunjukkan daun menggulung dan sedikit layu. Setelah disiram, daun kembali membuka dalam 15 menit. Fenomena ini menunjukkan...
2. Varietas padi A memiliki ekspresi HKT lebih tinggi dan tetap tumbuh normal di lahan berkadar garam tinggi. Kondisi ini menunjukkan...
3. Jika aktivitas enzim CAT menurun saat stres panas, akibat yang paling mungkin adalah...
4. Tanaman X menghasilkan HSP dalam jumlah besar saat suhu tinggi, sedangkan tanaman Y tidak. Dampak pada tanaman Y adalah...
5. Tanaman padi yang disiram teratur tetap segar saat cuaca panas ekstrem. Alasan yang paling tepat adalah...
Hasil Kuis
Daftar Pustaka
Referensi terpilih dari jurnal bereputasi dengan DOI (8 tahun terakhir):
Wang, H., Charagh, S., Dong, N., Lu, F., Wang, Y., Cao, R., Ma, L., Wang, S., Jiao, G., Xie, L., Shao, G., Sheng, Z., Hu, S., Zhao, F., Tang, S., Chen, L., Hu, P., & Wei, X. (2024). Genome-wide analysis of heat shock protein family and identification of their functions in rice quality and yield. International Journal of Molecular Sciences, 25(22), 11931. https://doi.org/10.3390/ijms252211931
Chen, Y., Zhang, R., Wang, R., Li, J., Wu, B., Zhang, H., & Xiao, G. (2024). Overexpression of OsRbohH enhances heat and drought tolerance through ROS homeostasis and ABA mediated pathways in rice (Oryza sativa L.). Plants, 13(17), 2494. https://doi.org/10.3390/plants13172494
Li, X., Wang, H., Zhang, Y., Xu, J., Zhao, M., & Hua, K. (2025). Small heat shock proteins: Key genes for regulating heat stress responses in rice. Discover Plants, 2, 10. https://doi.org/10.1007/s44372-025-00353-7
Hossain, M. M., Ahmed, S., Alam, M. S., & Hossain, A. (2024). Adverse effects of heat shock in rice (Oryza sativa L.) and approaches to mitigate it for sustainable rice production under the changing climate: A comprehensive review. Heliyon, 10(24), e41072. https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e41072
Singh, S., Praveen, A., Dudha, N., & Bhadrecha, P. (2024). Integrating physiological and multi-omics methods to elucidate heat stress tolerance for sustainable rice production. Physiology and Molecular Biology of Plants, 30(7), 1185-1208. https://doi.org/10.1007/s12298-024-01480-3
Sackey, O. K., Feng, N., Mohammed, Y. Z., Dzou, C. F., Zheng, D., Zhao, L., & Shen, X. (2025). A comprehensive review on rice responses and tolerance to salt stress. Frontiers in Plant Science, 16, 1561280. https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1561280
Tamanna, T., Islam, M. M., Singha, K. K., Rahman, M. M., & Majumder, A. L. (2024). Comparative metabolite profiling of salt sensitive Oryza sativa and the halophytic wild rice Oryza coarctata under salt stress. Plant-Environment Interactions, 5(5), e10155. https://doi.org/10.1002/pei3.10155
Zuccolo, C., Braidot, E., Petrussa, E., Bertolini, A., KrajΕΓ‘kovΓ‘, J., Soto, G., Fox, T., Rinalducci, S., & Vianello, A. (2024). Physiological responses to salt stress at the seedling stage in wild (Oryza rufipogon Griff.) and cultivated (Oryza sativa L.) rice. Plants, 13(4), 511. https://doi.org/10.3390/plants13040511
Kakar, K., Kumari, K., Dhar, Y. V., & Das, S. (2024). Salinity tolerance in Oryza sativa L. and its wild relatives. ScienceAsia, 50(3), 2024068. https://doi.org/10.2306/scienceasia1513-1874.2024.068
Zhang, X., Li, Y., Wang, H., & Chen, W. (2025). The responses and adaptations of rice (Oryza sativa L.) to drought stress: A review. Environmental and Experimental Botany, 230, 106113. https://doi.org/10.1016/j.envexpbot.2025.106113
Sato, Y., & Yokoya, S. (2008). Enhanced tolerance to drought stress in transgenic rice plants overexpressing a small heat-shock protein, sHSP17.7. Plant Cell Reports, 27(2), 329-334. https://doi.org/10.1007/s00299-007-0470-0
Azad, M., Tohidfar, M., Ghanbari Moheb Seraj, R., Mosavi, S. S., Vahdati, K., Heidari, P., Kadkhodaei, S., Mahdavi, S. S., Amini, S., & Mehr, R. J. (2024). Identification of responsive genes to multiple abiotic stresses in rice (Oryza sativa): A meta-analysis of transcriptomics data. Scientific Reports, 14, 5463. https://doi.org/10.1038/s41598-024-54623-7
Buti, M., Baldoni, E., Formentin, E., Milc, J., Frugis, G., Lo Schiavo, F., Genga, A., & Francia, E. (2019). A meta-analysis of comparative transcriptomic data reveals a set of key genes involved in the tolerance to abiotic stresses in rice. International Journal of Molecular Sciences, 20(22), 5662. https://doi.org/10.3390/ijms20225662
Zhang, Y., Li, Z., Wang, X., Chen, Y., Liu, H., Zhou, Y., Gong, Z., & Zhu, J. K. (2024). The molecular mechanism of cold-stress tolerance: Cold responsive genes and their mechanisms in rice (Oryza sativa L.). Biology, 13(6), 419. https://doi.org/10.3390/biology13060419
Zhang, Y., Li, X., Wang, A., Zhang, H., Hua, K., Zhao, M., & Xu, J. (2024). Effects of nutritional stress on soil fertility and antioxidant enzymes of rice in different growth periods. Frontiers in Plant Science, 15, 1471682. https://doi.org/10.3389/fpls.2024.1471682
Ahmad, S., Wei, X., Sheng, Z., Hu, P., & Tang, S. (2025). Oxidative stress in rice (Oryza sativa): Mechanisms, impact, and adaptive strategies. Plants, 14(10), 1463. https://doi.org/10.3390/plants14101463
Ghatak, A., Chaturvedi, P., & Weckwerth, W. (2023). Regulation of reactive oxygen species during salt stress in plants and their crosstalk with other signaling molecules. Plants, 12(4), 864. https://doi.org/10.3390/plants12040864