C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

20
C3 C4 CAM (crassulacean acid metabolism) lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi adaptif di daerah panas dan kering adaptif di daerah panas dan kering enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi CO2 diikat oleh PEP yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2 Pada malam hari asam malat tinggi, pada siang hari malat rendahLintasan karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung. tidak mengikat karbon dioksida secara langsung tidak mengikat karbon dioksida secara langsung Disebut tumbuhan C3 karena senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat) Sel seludang pembuluh berkembang dengan baik dan banyak mengandung kloroplas Umumnya tumbuhan yang beradaptasi pada keadaan kering seperti kaktus, anggrek dan nenas Sebagian besar tumbuhan tinggi masuk ke dalam kelompok tumbuhan C3 Fotosintesis terjadi di dalam sel mesofil dan sel seludang pembuluh Reduksi karbon melalui lintasan C4 dan C3 dalam sel mesofil tetapi waktunya berbeda Apabila stomata menutup akibat stress terjadi peningkatan fotorespirasi pengi katan O2 oleh enzim Rubisco Pengikatan CO2di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus C3) di dalam sel seludang pembuluh Pada malam hari terjadi lintasan C4 pada siang hari terjadi suklus C3 Produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam 3- fosfogliserat atau PGA Produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam oksaloasetat, malat, dan aspartat ( hasilnya berupa asam-asam yang Memiliki daun yang cukup tebal sehingga laju transpirasinya rendah

description

llplllllllllllpppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppppokkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

Transcript of C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

Page 1: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

C3 C4 CAM (crassulacean acid metabolism)

lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi

adaptif di daerah panas dan kering

adaptif di daerah panas dan kering

enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi

CO2 diikat oleh PEP yangtidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2

Pada malam hari asam malat tinggi, pada siang hari malat rendahLintasan

karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung.

tidak mengikat karbon dioksida secara langsung

tidak mengikat karbon dioksida secara langsung

Disebut tumbuhan C3 karena senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)

Sel seludang pembuluh berkembang dengan baik dan banyak mengandung kloroplas

Umumnya tumbuhan yang beradaptasi pada keadaan kering seperti kaktus, anggrek dan nenas

Sebagian besar tumbuhan tinggi masuk ke dalam kelompok tumbuhan C3

Fotosintesis terjadi di dalam sel mesofil dan sel seludang pembuluh

Reduksi karbon melalui lintasan C4 dan C3 dalam sel mesofil tetapi waktunya berbeda

Apabila stomata menutup akibat stress terjadi peningkatan fotorespirasi pengikatan O2 oleh enzim Rubisco

Pengikatan CO2di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus C3) di dalam sel seludang pembuluh

Pada malam hari terjadi lintasan C4 pada siang hari terjadi suklus C3

Produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam 3-fosfogliserat atau PGA

Produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam oksaloasetat, malat, dan aspartat ( hasilnya berupa asam-asam yang berkarbon C4)

Memiliki daun yang cukup tebal sehingga laju transpirasinya rendah

Terdiri atas sekumpulan reaksi kimia yang berlangsung di dalam stroma kloroplas yang tidak membutuhkan energi dari cahaya mataharai secara langsung.

Reaksinya berlangsung di mesofil daun, yang terlebih dahulu bereaksi dengan H2O membentuk HCO3 dengan bantuan enzim karbonik anhidrase

Stomatanya membuka pada malam hari

Sumber energi yang diperlukan berasal dari fase terang fotosintesis

Memiliki sel seludang di samping mesofil

Pati diuraikan melalui proses glikolisis dan membentuk PEP

Page 2: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

Memerlukan energi sebanyak 3 ATP

Tiap molekul CO2 yang difiksasi memerlukan 2 ATP

CO2 yang masuk setelah bereaksi dengan air seperti pada tanaman C4 difiksasi oleh PEP dan diubah menjadi malat

PGAL yang dihasilkan dapat digunakan dalam peristiwa yaitu sebagai bahan membangun komponen struktural sel, untuk pemeliharaan sel dan disimpan dalam bentuk pati

Tanaman c4 juga mengalami siklus calvin seperti peda tanaman C3 dengan bantuan enzim Rubisko

Pada siang hari malat berdifusi secara pasif keluar dari vakuola dan mengalami dekarboksilasi

Melakukan proses yang sama dengan tanaman C3 pada siang hari yaitu daur CalvinMelakukan proses yang sama dengan tanaman C4 pada malam hari yaitu daur Hatch – Slack.

C3 C4 CAM (crassulacean acid metabolism)

lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi

adaptif di daerah panas dan kering

adaptif di daerah panas dan kering

enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk prosesfotorespirasi

CO2 diikat oleh PEP yangtidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2

Pada malam hari asam malat tinggi, pada siang hari malat rendah Lintasan

karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung.

tidak mengikat karbon dioksida secara langsung

tidak mengikat karbon dioksida secara langsung

Disebut tumbuhan C3 karena senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)

Sel seludang pembuluh berkembang dengan baik dan banyak mengandung kloroplas

Umumnya tumbuhan yang beradaptasi pada keadaan kering seperti kaktus, anggrek dan nenas

Sebagian besar tumbuhan tinggi masuk ke dalam kelompok tumbuhan C3

Fotosintesis terjadi di dalam sel mesofil dan sel seludang pembuluh

Reduksi karbon melalui lintasan C4 dan C3 dalam sel mesofil tetapi waktunya berbeda

Apabila stomata menutup akibat stress terjadi peningkatan fotorespirasi pengikatan O2 oleh enzim Rubisco

Pengikatan CO2di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus C3) di dalam sel seludang pembuluh

Page 3: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

TANAMAN C3(DAUR CALVIN)

TANAMAN C4(DAUR HATCH-SLACK)

TANAMAN CAM(METABOLISME ASAM

CRASSULACEAE)

  Produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam 3-fosfogliserat atau PGA.

  Terdiri atas sekumpulan reaksi kimia yang berlangsung di dalam stroma kloroplas yang tidak membutuhkan energi dari cahaya mataharai secara langsung.

  Sumber energi yang diperlukan berasal dari fase terang fotosintesis.

  Memerlukan energi sebanyak 3 ATP.  PGAL yang dihasilkan dapat digunakan

dalam peristiwa yaitu sebagai bahan membangun komponen struktural sel, untuk pemeliharaan sel dan disimpan dalam bentuk pati.

  Reaksi yang terjadi adalah:2C3H5O3-P   →   P-C6H10O6-P                                    ↓→ P                              C6H11O6-P → C6H11O6

                                                 ↓                                                 P

  Produk awal reduksi CO2 (fiksasi CO2) adalah asam oksaloasetat, malat, dan aspartat ( hasilnya berupa asam-asam yang berkarbon C4).

  Reaksinya berlangsung di mesofil daun, yang terlebih dahulu bereaksi dengan H2O membentuk HCO3 dengan bantuan enzim karbonik anhidrase.

  Memiliki sel seludang di samping mesofil.

  Tiap molekul CO2 yang difiksasi memerlukan 2 ATP.

  Tanaman c4 juga mengalami siklus calvin seperti peda tanaman C3 dengan bantuan enzim Rubisko

  Reaksi yang terjadi adalah:6CO2 + 30 ATP + 12NADPH 12H+ + 24H2O                                 ↓      C6H12O6 + 30ADP + 30Pi + NADPH+

  Memiliki daun yang cukup tebal sehingga laju transpirasinya rendah.

  Stomatanya membuka pada malam hari.

  Pati diuraikan melalui proses glikolisis dan membentuk PEP.

  CO2 yang masuk setelah bereaksi dengan air seperti pada tanaman C4 difiksasi oleh PEP dan diubah menjadi malat.

  Pada siang hari malat berdifusi secara pasif keluar dari vakuola dan mengalami dekarboksilasi.

  Melakukan proses yang sama dengan tanaman C3 pada siang hari yaitu daur Calvin.

  Melakukan proses yang sama dengan tanaman C4 pada malam hari yaitu daur

Perbedaan Tanaman C3, C4 dan CAMFaktor pembeda C3 C4 CAM

Enzim Enzim RuBP karboksilase,enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP (RuBP merupakansubstrat untuk pembentukan karbohidrat dalam proses fotosintesis)

Enzim PEP-karboksilase,Enzim pengikat CO2 yangtidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2

PEP karboksilase,enzim yang berperan dalam penambatan CO2 menjadi malat pada malam hari.Rubisco, menambat kembali CO2 yang hilang dari asam organic (asam malat), aktif pada siang hari.

Senyawa pertama yang dihasilkan

Senyawa  berkarbon 3 3-fosfogliseratPGA (C3)

Senyawa berkarbon empatOxaloacetic acid (C4)

senyawa 4-C asamoksaloasetat (OAA)

Senyawa pengikat CO2 nya

RuBP PEP PEP Karboksilase

Habitat adaptasi pada kawasan sejuk, lembab ke panas,

adaptasi pada kawasan panas,  keadaan kering

adaptasi di daerah panas dan kering, airnya

Page 4: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

dan keadaan yang lembab dan lembab terbatas atau sulit didapat, dan daerah epifit

Contoh tanamannya Gandum, padi, kentang, kedelai, kacang-kacangan, dan kapas

jagung, sorgum,family rumput, dan tebu

tumbuhan sukulen (penyimpan air), kaktus, nenasCrassulaceae, Cactaceae, Bromeliaceae, Liliaceae, Agaveceae, Ananas comosus, dan Oncidium lanceanum.

Waktu Stomata membuka pada siang hari, menutup pada malam hari

Stomata membuka pada siang hari, menutup pada malam hari

Stomata membuka pada malam hari dan menutup pada siang hari

Tempat Mesofil Mesofil dan seludang pembuluh

mesofil

Siklus

b) Struktur Jaringan dalam Daun

1) Epidermis DaunEpidermis berupa satu lapis sel yang dindingnya mengalami penebalan dari zat kutin (kutikula) atau kadang dari lignin. Pada epidermis terdapat stomata (mulut daun) yang diapit oleh dua sel penutup. Stomata ada yang terletak di permukaan atas saja, misalnya pada tumbuhan yang daunnya terapung (pada daun teratai), ada yang di permukaan bawah saja, dan ada pula yang terdapat di kedua permukaan daun (atas dan bawah). Tanaman Ficus mempunyai epidermis yang tersusun atas dua lapis sel. Alat-alat tambahan yang terdapat di antara epidemis daun, antara lain trikoma (rambut) dan sel kipas. Bentuk epidermis dan stomata dapat Anda amati pada Gambar 2. dan 3.

Gambar 2. Epidermis dengan stomata

Gambar 3.Penampang melintang stomata

2) Mesofil Daun (Jaringan dasar)

Page 5: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

Mesofil terdiri dari sel-sel parenkim yang tersusun renggang dan banyak ruang antarsel. Pada kebanyakan daun Dikotil, mesofil terdiferensiasi menjadi parenkim palisade (jaringan tiang) dan parenkim spons (jaringan bunga karang). Sel-sel palisade bentuknya memanjang, mengandung banyak kloroplas, dan tersusun rapat. Parenkim spons bentuknya tidak teratur, bercabang, mengandung lebih sedikit kloroplas, dan tersusun renggang.

3) Berkas Pengangkut DaunBerkas pengangkut terdapat pada tulang daun yang berfungsi sebagai alat transpor dan sebagai penguat daun.

4) Jaringan Tambahan DaunJaringan tambahan meliputi sel-sel khusus yang umumnya terdapat pada mesofil daun, misalnya sel-sel kristal dan kelenjar.

Sekarang kita akan mempelajari perbedaan struktur jaringan penyusun daun Monokotil dan Dikotil tersebut dengan lebih rinci.

1) Struktur Jaringan Penyusun Daun DikotilBentuk daun Dikotil bermacam-macam, bertangkai daun, dan urat daunnya menyirip atau menjari. Struktur daun Dikotil dapat Anda amati pada Gambar 4.

Gambar 4.Struktur jaringan daun dan urat daun tumbuhan Dikotil

Adapun macam jaringan daun Dikotil, letak, fungsi, dan ciri-ciri dijelaskan dalam Tabel 1 berikut

Tabel 1. Jaringan Penyusun Daun Dikotil Beserta Letak, Fungsi, dan Ciri-CirinyaNo Jaringan Letak Fungsi Ciri - Ciri

a) EpidermisMenyusun lapisan

permukaanatas dan bawah daun.

– Melindungi lapisan sel dibagian dalam dari

kekeringan.– Menjaga bentuk daun agar

 tetap.

Terdiri dari satu lapis sel kecualitanaman Ficus (tanaman karet).

b) KutikulaMelapisi permukaanatas dan bawah daun.

Zat kutin pada kutikulamencegah penguapan airmelalui permukaan daun.

Penebalan dari zat kutin.

c)Stomata

Melapisi permukaanatas dan bawah daun

– Sebagai jalan masuk dankeluarnya udara.

– Sel penjaga sebagai pengatur

membuka dan

Mulut daun pada epidermisdengan dua sel penutup

Page 6: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

menutupnya stomata.

d)Rambut dan

kelenjarPermukaan atas dan

bawah daun.Alat pengeluaran. Alat tambahan pada epidermis

e) MesofilDi antara lapisan epidermis

atas danbawah.

Tempat berlangsungnyafotosintesis.

– Terdiri dari sel parenkim,banyak ruang antarsel.– Kebanyakan berdiferensiasimenjadi palisade (jaringantiang) dan spons (jaringanbunga karang).– Sel-sel jaringan tiang berbentuksilinder, tersusun rapat,dan mengandung klorofil.– Sel-sel jaringan bunga karangbentuknya tidak teratur, bercabang-cabang dan berisikloroplas, susunannya renggang.

f) Urat daun Pada helai daun. Transportasi zat. Menyirip atau menjari.

2) Struktur Jaringan Penyusun Daun MonokotilDaun Monokotil berbentuk seperti pita dan pada pangkalnya terdapat lembaran yang membungkus batang, serta urat daunnya sejajar. Struktur daun Monokotil dapat Anda amati pada Gambar 5.

Gambar 5. Struktur jaringan daun dan urat daun Monokotil

Adapun macam, letak, fungsi, dan ciri-ciri jaringan penyusun daun Monokotil, dijelaskan dalam Tabel 2. berikut.

Tabel 2. Jaringan Penyusun Daun Monokotil Beserta Letak, Fungsi, dan Ciri-CirinyaNo Jaringan Letak Fungsi Ciri - Ciri

a)Epidermis

dankutikula

Lapisan permukaan atas

dan bawah daun.

– Melindungi lapisan sel dibagian dalam dari

kekeringan.– Mencegah penguapan airmelalui permukaan daun.

Terdiri dari satu sel dengan penebalandari zat kutin.

b) StomataBerderet di antara urat

daun.Sebagai jalan masuk dan

keluarnya udara.Mulut daun dengan dua sel penutup.

c) Mesofil Pada cekungan di Membuat zat makanan Tidak mengalami diferensiasi,

Page 7: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

antara urat daun.melalui

fotosintesis.

bentuknyaseragam kecuali mesofil berkaspengangkut lebih besar, kloroplasnyalebih sedikit, dindingnya lebih tebal.

d) Urat daun Pada helai daun. Transportasi zat. Sejajar.

STRUKTUR DAUN

Kutikula adalah lapisan pelindung lilin pada sisi atas daun, hal ini membantu tanaman menahan air.Epidermis Atas (botani: epidermis bawah daun) ini terdiri dari sel-sel epidermal jelas hanya lapisan tebal sel tunggal. Sel-sel ini rapat berperan dalam perlindungan dari dunia luar. sel epidermal berisi salah satu dari prekursor (cutin) untuk kutikula. Sel-sel epidermal juga bertanggung jawab untuk bagian struktur dalam pada tanaman mengalami modifikasi menjadi trikoma alias rambut halus , spina duri , bulu akar dll.Di bawah epidermis terdapat jaringan Parenkim Palisade sel mesofil. rapat membentuk pagar / tiang didalamnya terdapat klorofil (sel-sel hijau daun) berisi kloroplas untuk fotosintesis dengan menyerap sinar matahari, dan mengubah air dan CO2 menjadi gula.Jaringan Parenkim spons adalah sekelompok sel yang longgar yanpa bentuk digunakan untuk pertukaran gas.Jaringan pengangkut yang terkandung di dalam lapisan mesofil. berupa Xilem adalah pembuluh pengangkut air dan mineral berupa nutrisi yang dibawa dari akar ke daun. Floem adalah salutan transportasi yang berisi hasil fotosintesis yang dibuat oleh fotosintesis yang terjadi di daunEpidermis bawah (botani: Abaxial epidermis) berisi 2 jenis sel, dan sel penjaga stomata:Stoma (jamak: stomata) adalah pori antara sepasang sel penjaga yang memungkinkan tanaman untuk bernapas. Daun perlu CO2 (karbon dioksida) untuk fotosintesis, dan membuat O2 (oksigen) sebagai hasil sampingan suatu.Karena dalam tanaman sebagian besar terdiri dari air, dalam rangka pengambilan CO2 maka tanaman harus menggantikannya ke lyngkungan dengan uap air dari dalam daun, ini disebut transpirasi/ evaporasi .Guard Sel adalah sel-sel berbentuk kacang yang mengontrol stomata. Mereka mengandung kloroplas, sehingga mereka bisa fotosintesis membuat gula, tugas mereka adalah untuk mengetahui berapa jumlah air yang diperlukan dalam proses dan menutup stomata untuk menghentikan transpirasi.

Page 8: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

Faktor Lingkungan yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata. Beberapa faktor lingkungan dapat mempengaruhi proses membuka dan menutupnya stomata, yaitu :      1.   Karbondioksida (CO2)    Tekanan parsial CO2 yang rendah dalam daun akan menyebabkan pH sel menjadi tinggi. Pada pH yang tinggi (6-7) akn merangsang penguraian pati menjadi gula,  sehingga stomata terbuka.       2.   CahayaDengan adanya cahaya maka fotosintesis akan berjalan, sehingga CO2 dalam daun akan berkurang dan stomata terbuka          3.   Water StressApabila tumbuhan menderita kekurangan air, maka potensial air pada daun akan turun, termasuksel penutupnya sehingga stomata akan tertutup.  4.   SuhuNaiknya suhu akan meningkatkan laju respirasi sehingga kadar CO2 dalam daun meningkat, pH akan turun dan stomata     tertutup. 5.   AnginAngin berpengaruh terhadap membuka dan menutupnya stomata secara tidak langsung. Dalam keadaan angin bertiup kencang, pengeluaran air melalui transpirasi seringkali melebihi kemampuan tumbuhan untuk menggantinya, akibatnya daun dapat mengalami kekurangan air sehingga turgornya turun dan stomata akan tertutup.          

Proses membuka dan menutupnya stomata, salah satunya dapat dijelaskan melalui proses perubahan turgor sel penutup. Perubahan ini dipengaruhi oleh keadaan cairan penutup (penjaga). Turgor tinggi apabila ada air yang masuk (hal ini terjadi bila potensial air sel penutup lebih rendah dari sel sekitarnya). Stomata terbuka karena air dari sel tetangga masuk ke dalam sel penutup, sehingga turgornya naik. Kalau air dari sel penutup kembali ke sel tetangga, sel tetangga akan mengembang dan mendorong sel penutup ke muka sehingga stomata tertutup (Harso, 2011).Terdapat beberapa faktor yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata.   Antara lain kelembaban udara, temperatur, kecepatan angin, cahaya, dan ketersediaan air.  Faktor ketersediaan air berhubungan dengan turgiditas pada sel.  Bila tumbuhan kekurangan air, transpirasi akan berkurang karena stomata menutup akibat turunnya tekanan turgor sel penutup. Membuka dan menutupnya stomata penting bagi proses asimilasi CO2 dan juga keseimbangan air dalam tanaman.  Membuka menutupnya stomata tergantung pada perubahan turgor sel penjaga (sel stomata).  Turgor yang tinggi menyebabkan stomata membuka sebaliknya turgor yang rendah akan menyebabkan stomata menutup.  Mekanisme mebuka dan menutupnya stomata berdasarkan suatu perubahan turgor itu adalah akibat dari perubahan nilai osmosis dari isi sel-sel penutup (Ampara, 2009).Stomata akan membuka jika kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air ke dalam sel penjaga tersebut.  Pergerakan air dari satu sel ke sel lainnya akan selalu dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggi ke sel ke potensi air lebih rendah.  Tinggi rendahnya potensi air sel akan tergantung pada jumlah bahan yang terlarut (solute) di dalam cairan sel tersebut. Semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi osmotic sel akan semakin rendah. Dengan demikian, jika tekanan turgor sel tersebut tetap, maka secara keseluruhan potensi air sel akan menurun. Untuk memacu agar air masuk ke sel penjaga, maka jumlah bahan yang terlarut di dalam sel tersebut harus ditingkatkan (Antono, 2008).

Page 9: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

Aktivitas stomata terjadi karena hubungan air dari sel-sel penutup dan sel-sel pembantu.  Bila sel-sel penutup menjadi turgid dinding sel yang tipis menggembung dan dinding sel yang tebal yang mengelilingi lubang (tidak dapat menggembung cukup besar) menjadi sangat cekung, lubang stomata akan terbuka. Oleh karena itu membuka dan menutupnya stomata tergantung pada perubahan-perubahan turgiditas dari sel-sel penutup, yaitu kalau sel-sel penutup turgid lobang membuka dan sel-sel mengendor pori/lobang menutup.   Stomata membuka karena sel penjaga mengambil air dan menggembung dimana sel penjaga yang menggembung akan mendorong dinding bagian dalam stomata hingga merapat.  Stomata bekerja dengan caranya sendiri karena sifat khusus yang terletak pada anatomi submikroskopik dinding selnya.  Sel penjaga dapat bertambah panjang, terutama dinding luarnya, hingga mengembang ke arah luar.  Kemudian, dinding sebelah dalam akan tertarik oleh mikrofibril tersebut yang mengakibatkan stomata membuka (Ampara, 2008)2.2 Mekanisme Membuka dan Menutupnya StomataFaktor yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stoma yaitu: 1) faktor internal antara lain cahaya matahari, konsentrasi CO2, dan asam absisat (ABA), serta 2) faktor internal (jam biologis). Cahaya matahari merangsang sel penjaga menyerap ion K+ dan air, sehingga stoma membuka pada pagi hari. Konsentrasi CO2 yang rendah di dalam daun juga menyebabkan stoma membuka. Stomata akan menutup apabila terjadi cekaman air. Pada saat cekaman air, zat pengatur tumbuh ABA diproduksi di dalam daun yang menyebabkan membran menjadi bocor sehingga terjadi kehilangan ion K+ dari sel penjaga dan menyebabkan sel penjaga mengkerut sehingga stomata menutup. Faktor internal yaitu jam biologis memicu serapan ion pada pagi hari sehingga stoma membuka, sedangkanpada malam hari terjadi pembebasan ion yang menyebabkan stoma menutup. Stomata pada sebagian besar tanaman umumnya membuka pada siang hari dan menutup pada malam hari.Pada beberapa tumbuhan misalnya kelompok tumbuhan CAM stoma membuka pada malam hari sedangkan pada siang hari stoma menutup. Menutupnya stoma pada siang hari Membran plasma Pompa proton merupakan adaptasi untuk mengurangi proses penguapan tumbuhan yang hidup di daerah kering. Pada malam hari CO2 masuk ke dalam tanaman dan disimpan dalam bentuk senyawa C4. Selanjutnya senyawa C4 akan membebaskan CO2 pada siang hari sehingga dapat digunakan untuk fotosintesis. Adaptasi lainnya yang terdapat pada tumbuhan xerofit untuk mengurangi proses transpirasi yaitu memiliki daun dengan stoma tersembunyi (masuk ke bagian dalam) yang ditutupi oleh trikoma (rambut-rambut yang merupakan penjuluran epidermis. Pada saat matahari terik, jumlah air yang hilang melalui proses transpirasi lebih tinggi daripada jumlah air yang diserap oleh akar. Untuk mengurangi laju transpirasi tersebut stoma akan menutup.a)      Pengaruh Pompa Ion KaliumAktivitas stomata terjadi karena hubungan air dari sel-sel penutup dan sel-sel pembantu. Bila sel-sel penutup menjadi turgid dinding sel yang tipis menggembung dan dinding sel yang tebal yang mengelilingi lobang (tidak dapat menggembung cukup besar) menjadi sangat cekung, karenanya membuka lobang. Oleh karena itu membuka dan menutupnya stomata tergantung pada perubahan-perubahan turgiditas dari sel-sel penutup, yaitu kalau sel-sel penutup turgid lobang membuka dan sel-sel mengendor pori/lobang menutup.(Pandey dan Sinha, 1983).Stomata membuka karena sel penjaga mengambil air dan menggembung dimana sel penjaga yang menggembung akan mendorong dinding bagian dalam stomata hingga merapat. Stomata bekerja dengan caranya sendiri karena sifat khusus yang terletak pada anatomi submikroskopik dinding selnya. Sel penjaga dapat bertambah panjang, terutama dinding luarnya, hingga mengembang ke arah luar. Kemudian, dinding sebelah dalam akan tertarik oleh mikrofibril tersebut yang mengakibatkan stomata membuka (Salisbury dan Ross, 1995). Pada saat stomata membuka akan terjadi

Page 10: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

akumulasi ion kalium (K+) pada sel penjaga. Ion kalium ini berasal dari sel tetangganya. Cahaya sangat berperan merangsang masuknya ion kalium ke sel penjaga dan jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap, maka ion kalium akan kembali keluar sel penjaga (Lakitan, 1993).Ketika ion kalium masuk ke dalam sel penjaga, sejumlah yang sama ion hydrogen keluar, dimana ion hydrogen tersebut berasal dari asam-asam organic yang disintesis ke dalam sel penjaga sebagai suatu kemungkinan faktor penyebab terbukanya stomata. Asam organic yang disintesis umumnya adalah asam malat dimana ion-ion hydrogen terkandung didalamnya. Asam malat adalah hasil yang paling umum didapati pada keadaan normal. Karena ion hydrogen diperoleh dari asam organic, pH di sel penjaga akan turun (akan menjadi semakin asam), jika H+ tidak ditukar dengan K+ yang masuk (Salisbury dan Ross, 1995). Suatu penelitian menunjukkan bahwa turgor sel penjaga berkaitan dengan metabolisme penyerapan ion, terutama K+. Meningkatnya konsentrasi K+ pada sel penjaga, stomata membuka lebih lebar sebaliknya ketika menutup tidak terjadi akumulasi K+. Mekanisme membuka menutupnya stomata terutama tergantung pada akumulasi K+ pada sel stomata dan bukan semata-mata oleh adanya hidrolisa amilum menjadi gula sebagaimana dipercaya selama ini, hidrolisa amilum ini hanya faktor sekunder.Untuk akumulasi K+ ini disediakan sebagian oleh vakuola sel lateral dan sebagian lagi oleh sel epidermis. Akumulasi K+ ini akan berbalik bila stomata menutup, yaitu K+ berakumulasi di sel epidermis. Tidak ada perbedaan electro potential yang menyolok antara setiap sel epidermis dan bagaimanapun keadaan stomata, K+ ditransport secara aktif dan ketika stomata membuka atau menutup memerlukan energi. b)      Pengaruh FotosintesisAdanya klorofil pada sel penjaga mengakibatkan sel penjaga dapat melangsungkan proses fotosintesis yang menghasilkan glukosa dan mengurangi konsentrasi CO2. Glukosa larut dalam air sehingga air dari jaringan di sekitar sel penjaga akan masuk ke dalam sel penjaga yangmengakibatkan tekanan turgor sel penjaga naik sehingga stoma akan membuka. Pengamatan mikroskopis terhadap permukaan daun menunjukkan bahwa cahaya mempengaruhi pembukaan stomata. Pada saat redup atau tidak ada cahaya umumnya stoma tumbuhan menutup. Ketika intensitas cahaya meningkat stoma membuka hingga mencapai nilai maksimum. Mekanisme membuka dan menutupnya stomata dikontrol oleh sel penjaga. Dibawah iluminasi, konsentrasi solut dalam vakuola sel penjaga meningkat. Bagaimana konsentrasi solut tersebut meningkat ? Pertama, pati yang terdapat pada kloroplas sel penjaga diubah menjadi asam malat. Kedua, pompa proton pada membran plasma sel penjaga diaktifkan. Pompa proton tersebut menggerakkan ion H+, beberapa diantaranya berasal dari asam malat, melintasi membran plasma. Asam malat kehilangan ion H+ membentuk ion malat. Hal ini menaikkan gradien listrik dan gradien pH lintas membran plasma. Ion K+ mengalir ke dalam sel tersebut melalui suatu saluran sebagai respon terhadap perbedaan muatan, sedangkan ion Clberasosiasi dengan ion H+ mengalir ke dalam sel tersebut melalui saluran lainnya dalam merespon perbedaan konsentrasi ion H+. Akumulasi ion malat, K+, dan Cl- menaikkan tekanan osmotik sehingga air tertarik ke dalam sel penjaga. Signal yang mengaktifkan enzim yang membentuk malat dan mengaktifkan pompa proton di dalam membran plasma mencakup cahaya merah dan cahaya biru. Menutupnya stoma akan menurunkan jumlah CO2 yang masuk ke dalam daun sehingga akan mengurangi laju fotosintesis. Pada dasarnya proses membuka dan menutupnya stoma bertujuan untuk menjaga keseimbangan antara kehilangan air melalui transpirasi dengan pembentukan gula melalui fotosintesis. Namun pada Tanaman CAM membuka

Page 11: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

stomatanya malam hari, pada malam hari terjadi respirasi tidak sempurna dan KH diubah menjadi asam malat, dari respirasi tersebut CO2 tidak dilepaskan, tetap diikat, pH tetap tinggi (7), pati dalam sel penjaga dihidrolisis menjadi gula, Ψs nya menurun, terjadi endoosmosis, Ψp sel penjaga naik, turgor, dinding sel penjaga tertekan ke arah luar, stomata membuka. (Salisbury dan Ross, 1995).

) Struktur Jaringan luar Daun Secara morfologi daun terdiri dari:– Helaian daun ( lamina ).– Tangkai daun ( petiolus ), terdapat bagian yang menempel pada batang disebut pangkal tangkai daun. Ada tumbuhan tertentu yang daunnya tidak bertangkai daun, misalnya rumput.– Pelepah daun ( folius ), pada tumbuhan monokotil pangkal daun pipih dan lebar serta membungkus batangnya. Misalnya: pelepah daun pisang dan pelepah daun talas.

Gambar 1. Struktur luar daun.

Daun yang memiliki ketiga bagian tersebut disebut daun sempurna, misalnya daun pisang dan daun talas. Daun yang tidak memiliki satu atau lebih bagian daun disebut daun tidak sempurna, misalnya daun mangga dan daun jambu.

Pada lembaran permukaaan daun terdapat tulang atau urat daun. Tipe tulang daun ada empat macam, yaitu:– menyirip, misalnya pada daun mangga,– menjari, misalnya pada daun pepaya,– melengkung, misalnya pada daun gadung,– sejajar, misalnya pada daun jagung,

Tumbuhan dikotil umumnya memiliki daun dengan susunan tulang daun menyirip dan menjari. Sedangkan tumbuhan monokotil memiliki daun dengan susunan tulang daun sejajar atau melengkung.

Page 12: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

Struktur dan Fungsi Organ Daun pada Tumbuhan

Oleh : Budiyanto | 1 Comment

Struktur dan Fungsi Organ Daun pada Tumbuhan- Daun adalah organ utama tumbuhan yang berperan menghasilkan karbohidrat melalui proses fotosintesis. Amati Gambar 2.11. Ada berapa jenis jaringan penyusun daun? Apakah kaitan antara fotosintesis dan jaringan penyusun daun?

Gambar 2.11 Jaringan pada daun. Proses fotosintesis lebih banyak terjadi di daun.

a. Epidermis Daun. Lapisan pertama pada daun yang melindungi lapisan lainnya adalah epidermis. Jaringan epidermis daun hanya terdiri atas satu lapis sel yang terdapat di bagian atas dan bawah daun. Di epidermis terdapat stomata yang berperan dalam pertukaran gas. Pada umumnya, stomata banyak ditemukan pada bagian bawah daun. Akan tetapi, pada tumbuhan air yang mengapung, seperti teratai, hanya memiliki stomata di permukaan atas daun. Kutikula pada daun dapat dilihat sebagai lapisan bening yang tahan air. Dengan bantuan mikroskop, pada permukaan daun dapat dilihat trikom dan rambut kelenjar. Trikom terdiri atas beberapa jenis, bentuknya pun amat unik bergantung jenis tumbuhannya (Gambar 2.12). Trikom pun merupakan modifikasi dari epidermis daun.

Gambar 2.12 Trikom merupakan modifikasi dari epidermis.

Dinding sel epidermis mengalami penebalan yang tidak merata. Dinding sel yang menghadap keluar biasanya berdinding tebal dan tertutup kutikula. Lapisan kutikula berfungsi untuk mengurangi penguapan. Pada permukaan lapisan epidermis ditemukan pula stomata, yang berfungsi untuk pertukaran udara dan mengatur transpirasi. Stomata dapat berada di kedua permukaan daun (amfistomatik) atau salah satu permukaan, antara lain di bagian bawah (hipostomatik). Pada daun terapung di air, stomata hanya terdapat di bagian atas (epistomatik). Letak stomata dapat sejajar dengan epidermis lainnya (stomata paneropor), tenggelam dibandingkan deretan epidermis (stomata kriptopor) atau kadang-kadang berada di atas permukaan sel-sel epidermis seperti pada daun terapung. Sel-sel kipas berfungsi untuk mengurangi penguapan pada peristiwa menggulungnya daun, misalnya terdapat pada suku rumput-rumputan. Sel litokis merupakan modifikasi epidermis, mengandung sistolit yang terdiri atas kristal kalsium karbonat.

Page 13: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk

b. Mesofil Daun. Mesofil mengisi bagian tengah daun. Pada umumnya, mesofil diisi oleh jaringan parenkim. Berdasarkan susunannya, bagian mesofil ini dapat dibagi menjadi dua bagian, yaitu mesofil tiang dan mesofil bunga karang. Mesofil tiang (palisade) tersusun atas sel-sel parenkim berbentuk silinder yang tersusun rapat. Sel-sel parenkim tersebut memiliki klorofil. Pada umumnya, mesofil tiang hanya terdapat di bagian atas daun. Namun, beberapa jenis tumbuhan ada yang memiliki mesofil tiang di bagian atas dan bawah daun. Seperti mesofil tiang, sel-sel mesofil bunga karang (spons) juga memiliki klorofil. Mesofil bunga karang terbentuk dari sel-sel parenkim yang bercabang-cabang dengan susunan yang renggang. Dengan demikian, banyak terdapat ruang antarsel di mesofil bunga karang. Pernahkah Anda memetik sebuah daun dan memerhatikan apa yang terjadi? Beberapa jenis daun mengeluarkan getah, beberapa yang lain mengeluarkan bau menyengat.

Getah memiliki saluran tersendiri yang dibentuk oleh sel-sel yang tersusun menyerupai saluran di antara mesofil bunga karang. Beberapa sel khusus, menyimpan bahan sekresi dalam vakuolanya. Oleh karena itu, ketika selnya terganggu atau rusak ketika dipetik, vakuola akan pecah dan isinya keluar.

c. Berkas Pembuluh Angkut pada Daun. Berkas pembuluh angkut pada daun dikelilingi oleh sel-sel parenkim sehingga membentuk selubung. Sel-sel parenkim yang menyelubungi berkas pembuluh tersebut memiliki kloroplas yang jauh lebih sedikit jumlahnya dibandingkan kloroplas pada sel-sel di mesofil. Sel-sel parenkim memiliki ukuran sel yang besar dengan penebalan di dinding selnya. Di dalam selubung yang dibentuk oleh sel-sel parenkim, terdapat jaringan pengangkut yang terdiri atas xilem dan floem.

Page 14: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk
Page 15: C3 editkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkkk