LAPORAN PRAKTIKUM FISIOLOGI TUMBUHAN STOMATA RIZKY YANUARISTA (1509 100 027) Jurusan Biologi Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2011 ABSTRAK Stomata merupakan lubang-lubang kecil yang berbentuk lonjong yang dikelilingi oleh dua sel penjaga yang berfungsi untuk pertukaran gas di atmosfer dengan ruang antar sel pada daun tumbuhan. Praktikum stomata bertujuan untuk untuk mengetahui pengaruh turgor terhadap membuka dan menutupnya stomata. Praktikum stomata menggunakan daun Zingiber officinale Jika zat yang masuk ke dalam stomata berupa air, sel penutup akan mengembang dan menjadi kencang atau turgid. Sedangkan jika air keluar dan zat terlarut (gula) masuk ke dalam stomata, sel penutup akan menjadi lembek atau flacid. Keadaan turgid sel penutup tersebut menyebabkan terbukanya stomata, sedangkan flacidnya sel penutup membuat stomata menutup. Hal ini menandakan bahwa tekanan turgor mempengaruhi proses membuka dan menutupnya stomata dan Zingiber officinale. Praktikum ini dilakukan dengan cara membuat sayatan epidermis bawah daun dan diletakkan pada gelas obyek dengan setetes air kemudian diganti air gula dan selanjutnya ditutup dengan gelas penutup dan diamati di bawah mikroskop. Tipe dan perubahan keadaan stomata diamati. Hasil praktikum menunjukkan bahwa bahwa stomata pada daun Zingiber officinale adalah sel penutup dikelilingi 4-6 sel tetangga. Kata Kunci: Stomata, Sel Penutup, Turgid, Flacid, Tekanan Turgor, Zingiber officinale. ABSTRACT Stomata are small holes that shape oval surrounded by two guard cells that function for the exchange of gases in the atmosphere with the space between cells in the leaves of plants. Practicum stomata aimed to determine the effect of turgor stomata open and closed stomata. Practicum using a sheet of Zingiber officinale. If the substances that enter the stomata of water, cover the cells will swell and become firm or turgid. Whereas if the water out and the solute (sugar) into the stomata, the cover will be a wet cell or flacid. Turgid state of the cells led to the closure of stomata opening, while closing the stomata cells flacidnya make closure. This indicates that the turgor pressure affects the process of opening and closing of stomata and Zingiber officinale.Practicum is performed by making an incision beneath the epidermis of the leaves and is placed in an object of glass with a drop of water was replaced water with sugar and then covered with a glass cover and observed under a microscope. Type and changes in stomatal circumstances observed. The results of laboratory showed that stomata by leaves Zingiber officinale is the guard cell surrounded 46 neighboring cells. Keyword : Stomata, Guard cell, Turgid, Flacid, Pressure turgescence, Zingiber officinale. PENDAHULUAN Pada epidermis terdapat lubang kecil yang dibatasi oleh dua sel khusus, yang disebut sel penutup. Sel penutup dengan lubangnya disebut stoma. Pada beberapa tumbuhan, stoma ada yang mempunyai sel tetangga. Stomata ini secara morfologi berbeda dari sel epidermis lainnya. Pada umumnya stomata terdapat pada daun. Namun, semua bagian tumbuhan yang memiliki klorofil biasanya memiliki stomata, misalnya pada batang dan rimpang (Mulyani, 2006).

Stomata tumbuhan pada umumnya membuka saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap. Proses pembukaan berlangsung 1 jam dan penutupan berlangsung secara bertahap sepanjang sore. Banyak sekali faktor yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata. Faktor lingkungan merupakan faktor krusial yang dapat mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata. Misalnya kelembaban udara, intensitas cahaya, dan suhu udara. Bila intensitas cahaya tinggi, suhu yang dihasilkan juga tinggi artinya kelembaban rendah dan hal ini menyebabkan stomata membuka. Sebaliknya, bila intensitas cahaya rendah, suhu rendah dan kelembaban udara tinggi, stomata akan menutup (Salisbury, 1999). Telah diketahui bahwa stomata merupakan lubang tempat keluar masuknya air dan udara pada tumbuhan. Keluar masuknya air dan udara ini dilakukan dengan cara osmosis atau difusi dimana ketika proses tersebut berlangsung keadaan sel akan berubah sesuai dengan konsentrasi zat yang masuk atau keluar, baik zat pelarut maupun zat terlarut. Apabila konsentrasi air di luar sel lebih tinggi, maka air akan masuk ke dalam sel hingga keadaan sel menjadi turgid. Begitu pula dengan zat terlarut (misalnya gula) yang konsentrasinya lebih tingi di luar sel, zat terlarut tersebut akan masuk ke dalam sel. Akan tetapi, zat terlarut itu tidak akan membuat sel menjadi turgid atau kencang, namun menjadikan sel lembek atau flacid. Keadaan turgid dan flacidnya sel ini diindikasikan menjadi salah satu penyebab membuka dan menutupnya stomata. Permasalahan yang dihadapi dalam percobaan ini adalah bagaimana mengetahui pengaruh tekanan turgor tehadap membuka dan menutupnya stomata Zingiber officinale. Praktikum ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh tekanan turgor terhadap membuka dan menutupnya stomata daun Zingiber officinale.

Pembentukan stomata Stomata berasal dari hasil diferensiasi sel epidermis. Dimana stomata (mulut daun) berfungsi sebagai jalan keluar masuknya gas-gas sedangkan trikom berfungsi mencegah penguapan yang terlalu banyak dari batang. Pada epidermis terdapat lubang kecil yang dibatasi oleh dua sel khusus, yaitu disebut sel penutup. Sel penutup dengan lubang-lubangnya disebut stoma (stomata). Pada beberapa tumbuhan stomata ada yang mempuntai sel tetangga. Secara morfologis berbeda dari sel epidermis lain, yaitu terdiri atas dua atau lebih sel tetangga yang mengelilingi sel penutup yang tampaknya berhubungan secara fungsi. Stomata dengan sel tetangga biasanya disebut stoma apparatus atau stomata kompleks. Sel tetangga biasanya berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stoma, tetapi dapat juga berkembang dari saudara sel induk (Hidayat, 1995). Osilasi stomata telah digambarkan sebagai mekanisme yang efektif untuk mencegah hilangnya air, menurunkan laju transpirasi dan digunakan untuk meningkatkan efisiensi dalam kondisi air yang mengalami kekeringan yang parah. Penelitian terdahulu telah menunjukkan bahwa stomata diinduksi oleh H2O2 yang diproduksi oleh ABA dan H2O2 pompa Ca2+ diaktifkan adalah mekanisme yang penting dalam osilasi stomatal yang diinduksi oleh ABA (Zhang, 2009). Fungsi stomata sebagai penghalang antara tanaman dan lingkungan atmosfer. Osilasi stomata, sebagai gerakan ritmis khusus stomata, dapat mempertahankan penyerapan CO2 pada tingkat yang cukup dan mengurangi kehilangan air pada saat yang sama, menunjukkan potensi peningkatan efisiensi penggunaan air (Upadhyaya 1988, Pei et al. 2000, Kaiser and Kappen 2001, Wang et al. 2001, Yang et al. 2003) (Zhang, 2009). Anatomi Stomata Stomata dapat dibagi menjadi beberapa bagian diantaranya, yaitu:

a. Bagian sel penutup/sel penjaga (guard cell). b. Bagian yang merupakan sel tetangga. c. Ruang udara dalam (Loveless, 1991). Sel penutup terdiri dari sepasang sel yang kelihatannya semetris, umumnya berbentuk ginjal, pada dinding sel atas dan bawah tampak adanya alat yang berbentuk birai (ledges), kadang-kadang birai tersebut hanya terdapat pada dinding sel bagian atas. Adapun fungsi birai pada dinding sel bagian atas itu adalah sebagai pembatas ruang depan (Front Cavity) diatas porusnya sedangkan pembatas ruang belakang (Basic Cavity) antara porus dengan ruang udara yang terdapat dibawahnya. Keunikan dari sel penjaga adalah serat halus sellulosa (cellulose microfibril) pada dinding selnya tersusun melingkari sel penjaga, pola susunan ini dikenal sebagai miselasi Radial (Radial Micellation). Karena serat sellulosa ini relatif tidak elastis, maka jika sel penjaga menyerap air mengakibatkan sel ini tidak dapat membesar diameternya melainkan memanjang. Akibat melekatnya sel penjaga satu sama lain pada kedua ujungnya memanjang akibat menyerap air maka keduanya akan melengkung ke arah luar. Kejadian ini yang menyebabkan celah stomata membuka (Kertasaputra, 1988).

8. rigi luar 9. rigi dalam Sel tetangga pada stomata adalah selsel yang mengelilingi sel penutup (guard cell). Sel-sel tetangga ini terdiri dari dua buah sel atau lebih yang secara khusus melangsungkan fungsi secara berasosiasi dengan sel-sel penutup. Ruang udara dalam (substomatal chamber) merupakan suatu ruang antar sel (intersellular space) yang besar, yang berfungsi ganda bagi fotosintesis dan transpirasi (Kertasaputra, 1988). Macam-macam Stomata a. Berdasarkan ontogeni Stomata dapat dibedakan menjadi 3 macam berdasarkan hubungan ontogeni antara sel penutup dan sel tetangga, yaitu: 1. Stomata mesogen, sel tetangga yang mempunyai asal-usul sama dengan sel penutup. 2. Stomata perigen, sel tetangga yang berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stomata. 3. Stomata mesoperigen, sel disekeliling stomata, yaitu satu atau lebih sel tetangga yang mempunyai asal-usul yang sama dengan sel penutup, sedangkan sel yang lain tidak. (Mulyani, 2006). b. Berdasarkan letak sel penutup Stomata dibedakan menjadi 2 macam berdasarkan letak sel penutupnya, antara lain : 1. Stomata phanerophore Stomata yang sel-sel penutupnya terletak pada permukaan daun, seperti pada tumbuhtumbuhan hidrophyt. Stoma yang letaknya dipermukaan daun ini dapat menimbulkan banyaknya pengeluaran secara mudah dan selain itu epidermisnya tidak mempunyai lapisan kutikula.

Gambar 1. Susunan anatomi penampang melintang stomata Keterangan : 1. sel penutup 2. sel tetangga 3. porus 4. dinding perut 5. dinding punggung 6. dinding luar 7. dinding dalam

Gambar 2. Stomata phanerophore 2. Stomata kriptophore Stomata yang sel penutupnya berada jauh di permukaan daun, biasanya terdapat pada tumbuhan yang hidup di daerah kering yang dapat langsung menerima radiasi matahari. Dengan demikian fungsinya untuk mengurangi penguapan yang berlebihan, membantu fungsi epidermis, mempunyai lapisan kutikula yang tebal serta rambut-rambut. Stomata jenis ini biasanya sering terdapat pada tumbuhan golongan kaktus.

Gambar 5. Tipe anisositik 3. Tipe parasitik (Rubiaceous) Setiap sel penutup didampingi oleh satu atau lebih sel tetangga yang letaknya sejajar dengan stomata. Tipe ini biasa terdapat pada Magnoliaceae, Papilionaceae seperti Arachis, Phaseolus.

Gambar 6. Tipe parasitik 4. Tipe diasitik (Caryophillaceous) Setiap stomata dikelilingi oleh dua sel tetangga yang letaknya memotong stomata. Tipe ini terdapat pada Caryophyllaceae dan Acanthaceae.

Gambar 3. Stomata kriptophore c. Berdasarkan letak sel tetangga Pada tumbuhan dikotil, stomata dibagi menjadi 5 macam berdasarkan letak sel tetangga, yaitu: 1. Tipe anomositik (Ranunculaceous) Sel penutup dikelilingi sejumlah sel tertentu yang tidak dapat dibedakan bentuk dan ukurannya dari sel epidermis yang lain. Tipe ini biasa terdapat pada Cucurbitaceae, Malvaceae dll

Gambar 7. Tipe diasitik 5. Tipe aktinositik Merupakan variasi dari tipe diasit. Stomatanya dikelilingi sel tetangga yang teratur menjari. Tipe ini antara lain terdapat pada teh (Camellia sinensis).

Gambar 4. Tipe Anomositik 2. Tipe anisositik (Cruciferous) Sel penutup dikelilingi oleh tiga sel tetangga yang tidak sama ukurannya. Tipe ini antara lain terdapat pada Nicotiana, Solanum, dan Sedum.

Gambar 8. Tipe aktinositik (Mulyani, 2006). Pada monokotil, stomata dibagi menjadi empat macam, yaitu : 1. Sel penutup dikelilingi oleh 4 sampai 6 sel tetangga. Tipe ini biasa terdapat pada Araceae, Musaceae, Cannaceae, dan Zingiberaceae.

2. Sel penutup dikelilingi oleh 4 sampai 6 sel tetangga, 2 diantaranya berbentuk bulat dan lebih kecil dari yang lain, terletak pada ujung sel penutup. Tipe ini terdapat pada spesies dari Palmae, Pandanaceae, dan Cyclanthaceae. 3. Sel penutup didampingi oleh 2 sel tetangga. Tipe ini terdapat pada Pontederiaceae, Flagellariaceae, Butomales, Alismatales, Cyperales. 4. Sel penutup tidak mempunyai sel tetangga. Tipe ini terdapat pada Liliales (kecuali Pontederiaceae), Dioscorales, Amaryllidales, Iridales, dan Orchidales. (Mulyani, 2006). Penyebaran stomata Ada 5 type penyebaran stomata pada tanaman, yaitu : 1. Type apel atau murbei dimana stomata didapatkan hanya tersebar pada sisi bawah daun saja, seperti pada apel, peach, murbei, kenari dan lain-lain. 2. Type kentang dimana stomata didapatkan tersebar lebih banyak pada sisi bawah daun dan sedikit pada sisi atas daun seperti pada kentang, kubis, buncis, tomat, pea dan lainlain. 3. Type oat, yaitu stomata tersebar sama banyak baik pada sisi atas maupun pada sisi bawah daun, misalnya pada jagung, oat, rumput dan lain-lain. 4. Type lily hutan, yaitu stomata hanya terdapat pada epidermis atas saja, misalnya lily air dan banyak tumbuhan air. 5. Type potamogeton yaitu stomata sama sekali tidak ada atau kalau ada vestigial, misalnya pada tumbuhan-tumbuhan bawah air. (Pandey dan Sinha,1983). METODOLOGI Alat dan Bahan Alat Peralatan yang dibutuhkan dalam praktikum ini antara lain yaitu mikroskop, gelas

obyek dan penutupnya, pipet tetes, silet dan kertas saring. Bahan Bahan-bahan yang dibutuhkan pada praktikum ini antara lain yaitu larutan gula 50%, air, daun Zingiber officinale segar. Cara Kerja Praktikum ini dilakukan dengan cara membuat sayatan epidermis bawah daun Zingiber ovicinale kemudian diletakkan pada gelas obyek dengan setetes air dan selanjutnya ditutup dengan gelas penutup. Setelah itu diamati di bawah mikroskop apakah stomata dalam keadaan membuka atau menutup, kemudian didokumentasikan dengan menggunakan kamera lalu pada setiap preparat tersebut, airnya diganti dengan larutan gula 50% dengan cara meneteskan pada sisi gelas penutup dan menghisapnya dengan kertas saring pada sisi yang lain, setelah itu diamati perubahan apa yang terjadi dan dibandingkan dengan stomata yang sebelumnya. PEMBAHASAN Praktikum stomata ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh turgor terhadap membuka dan menutupnya stomata. Stomata merupakan pori-pori kecil pada permukaan daun baik atas maupun bawah yang mengontrol pertukaran gas antara bagian dalam daun dengan atmosfer. Stomata diapit oleh sepasang sel penjaga. Sel-sel penjaga dikelilingi oleh sel tetangga epidermal disekitar ruangan udara sampai ke jaringan ruangan udara pada daun (Haniff, 2006). Praktikum ini dilakukan dengan daun jahe atau Zingiber officinale. Epidermis bagian bawah daun disayat karena merupakan tanaman yang hidup di daerah stomata banyak terdapat di bagian bawah daun. Stomata tidak banyak terdapat pada epidermis atas karena tumbuhan akan menambah proses transpirasi. Kemudian sayatan epidermis diletakkan di kaca obyek dan ditetesi dengan aquades, lalu ditutup dengan kaca penutup. Preparat diamati di

bawah mikroskop, dan diamati stomatanya. Sayatan sangat tipis dan transparan. Aquades digunakan untuk melihat adanya mekanisme membuka-menutupnya stomata, serta pengaruh tekanan turgor terhadap membuka dan menutupnya stomata. Kemudian akuadest diganti dengan larutan gula 50% dengan cara meneteskan pada sisi gelas penutup, dihisap dengan tissue pada sisi yang lain. Kemudian diamati di bawah mikroskop. Larutan gula merupakan larutan pembanding larutan aquades yang konsentrasinya lebih tinggi daripada aquades sehingga dapat diamati pengaruh tekanan turgor yang terjadi. Adanya penggantian air dengan larutan gula menyebabkan stomata menjadi menutup, karena konsentrasi zat terlarut di dalam sel penjaga naik sehingga terjadi osmosis ke luar sel penjaga yang membuat tekanan turgor pada vakuola sel penjaga turun dan stomata menutup. Hal ini membuktikan bahwa membuka dan menutupnya stomata dipengaruhi oleh tekanan turgor. Ketika sel penutup terisi air, maka stomata membuka yang berarti tekanan turgor naik. Ketika ditetesi air gula, stomata mengkerut atau menutup. Hal ini dikarenakan konsentrasi air gula lebih tinggi daripada aquades, sehingga ketika ditetesi air gula, aquades akan terserap ke air gula dan sel penutup kosong kembali dan akhirnya menutup. Berdasarkan hasil praktikum, maka didapatkan bahwa stomata pada daun Zingiber officinale stomatanya yang dikelilingi 4-6 sel tetangga, hal ini dikarenakan Zingiber officinale merupakan tumbuhan monokotil Klasifikasi Tanaman Jahe

Regnum Divisio Classis Ordo Familia Genus Species

: Plantae : Spermatophyta : Monocotyledoneae : Zingiberales : Zingiberaceae : Zingiber : Zingiber officinale (Tjitrosoepomo, 2010).

Gambar 9. Zingiber officinale

Deskripsi Tanaman Jahe Jahe merupakan salah satu jenis tanaman obat yang berpotensi besar untuk dikembangkan sebagai bumbu, bahan obat tradisional, dan bahan baku minuman serta makanan. Jahe banyak dimanfaatkan sebagai obat antiinflamasi, obat nyeri sendi dan otot, tonikum, serta obat batuk. Jahe juga diandalkan sebagai komoditas ekspor nonmigas dalam bentuk jahe segar, jahe kering, minyak atsiri, dan oleoresin (Sari, 2006). Terna perenial dengan rimpang yang kadang-kadang berbentuk seperti umbi yang biasanya mengandung minyak menguap hingga berbau aromatik. Batang di atas tanah sering kali hanya pendek dan mendukung bungabunga saja. Daun tunggal mengandung sel-sel minyak menguap, tersusun dalam 2 baris, kadang-kadang jelas mempunyai 3 bagian berupa helaian, tangkai, dan upih, selain itu juga lidah-lidah. Helaian biasanya lebar dengan ibu tulang yang tebal dan tulang-tulang cabang yang sejajar dan rapat satu sama lain dengan arah yang serong ke atas. Tangkai daun pendek atau tidak terdapat, upih terbuka atau tertutup, lidah-lidah pada batas antara helaian dengan tangkai atau antara helaian dengan upih. Bunga-bunga terpisah tersususn dalam bunga majemuk tunggal atau berganda, kebanyakan banci, zigomorf atau asimetrik. Hiasan bunga dapat dibedakan dalam kelompok dengan 3 daun kelopak dan mahkota yang terdiri atas 3 daun mahkota yang berlekatan pada bagian pada bagian bawahnya membentuk suatu buluh dengan bentuk dan warna yang kadang-kadang cukup atraktif. Benang sari 1 dengan 3-5 benang sari mandul yang kadang-kadang bersifat

seperti daun mahkota. Bakal buah tenggelam, beruang 3, jarang 2 dengan tembuni di ketiak, taua beruang 1 dengan tembuni pada dinding atau dasarnya. Tangkai putik di ujung, tidak terbagi, bebas atau terdapat dalam suatu alur pada benang sari yang fertil, ada kalanya berbibir atau bergigi 2. Bakal biji banyak. Buahnya buah kendaga yang berkatup 3 atau berdaging tidak membuka. Biji bulat atau berusuk, mempunyai salut biji, endosperm banyak (Tjitrosoepomo, 2010). Mekanisme Membuka Menutupnya Stomata Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air kedalam 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) didalam cairan sel tersebut. Semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi osmotik 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 (Lakitan, 2004). 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 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, 1999). Pada saat stomata membuka akan terjadi 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, 1999).+ +

Gambar 10. Mekanisme membuka dan menutup stomata Stomata tumbuhan pada umumnya membuka pada saat matahari terbit dan menutup saat hari gelap sehingga memungkinkan masuknya CO2 yang diperlukan

untuk fotosintesis pada siang hari. Umumnya, proses pembukaan memerlukan waktu 1 jam dan penutupan berlangsung secara bertahap sepanjang sore. Stomata menutup lebih cepat jika tumbuhan ditempatkan dalam gelap secara tiba-tiba (Salisbury, 1999). Loveless (1991) dalam literaturnya menyebutkan terbukanya stomata pada siang hari tidak terhambat jika tumbuhan itu berada dalam udara tanpa karbon dioksida, yaitu keadaan fotosintesis tidak dapat terlaksana. Berdasarkan hasil praktikum, stomata membuka pada saat sayatan daun Zingiber officinale ditetesi dengan air. Stomata menutup, ketika daun Zingiber officinale ditetesi dengan larutan gula. Hal tersebut disebabkan karena larutan gula dapat mengakibatkan tekanan turgor pada stomata, sehingga berpengaruh terhadap proses membuka dan menutupnya stomata. Faktor Faktor Yang Mempengaruhi Membuka dan Menutupnya Stomata Stomata pada umumnya membuka pada saat matahari terbit dan menutup pada saat hari gelap, sehingga masuknya CO2 yang diperlukan untuk fotosintesis pada siang hari. Umumnya pada proses pembukaan stomata memerlukan waktu selama satu jam. Stomata juga peka terhadap kelembaban atmosfer. Stomata akan menutup jika selisih kandungan uap air di udara dan dalam ruang antar sel melebihi kritis (Purwanti, 2008). Pergerakan pori stomata disebabkan oleh perubahan volume sel penjaga yang diatur oleh keluar masuknya ion K+ dan ion-ion lain dari dan ke sel penjaga selama proses pembukaan dan penutupan stomata. Selain itu cahaya, konsentrasi CO2, kelembaban, dan hormon tumbuhan merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata. Cahaya menyebabkan membukanya stomata sedangkan keadaan gelap dapat meningkatkan konsentrasi CO2 dan turunnya kelembaban yang berakibat padatertutupnya stomata. Diantara sekian

banyak hormon tumbuhan, ABA (asam absisat) dan auksin merupakan hormon tumbuhan yang berpengaruh pada pergerakan stomata. ABAb (asam absisat) menyebabkan menutupnya stomata, sedangkan auksin menyebabkan terbukanya stomata (Pharmawati, 2008). Faktor-faktor lain yang menyebabkan membuka dan menutupnya stomata adalaha sebagai berikut : 1. Karbondioksida (CO2) Pembentukan stomata berkurang jika kadar CO2 diruang antar sel bertambah. Jika hasil fotosintesis bersih berkurang kadar CO2 diruang antar sel akan meningkat dan tahanan stomata akan meningkat. Sebaliknya jika fotosintesis bersih meningkat, ruang antar sel akan menyebabkan terbukanya ruang antar sel sehingga stomata terbuka. Tekanan parsial CO2 yang rendah dalam daun akan menyebabkan pH sel menjadi tinggi. Pada pH yang tinggi (6-7) akan merangsang penguraian pati menjadi gula, sehingga stomata terbuka 2. Cahaya Dengan adanya cahaya maka fotosintesis akan berjalan, sehingga CO2 dalam daun akan berkurang dan stomata terbuka. Pengurangan cahaya menyebabkan pembukaan celah stomata berkurang pada kebanyakan tumbuhan. Hal ini tidak tergantung pada tanggapan stomata terhadap kenaikan CO2 diruang antar sel akibat penurunan laju fotosintesis. 3. Suhu Stomata akan membuka lebih besar apabila suhu naik. Naiknya suhu akan meningkatkan laju respirasi sehingga kadar CO2 dalam daun meningkat, pH akan turun dan stomata tertutup. 4. Potensial air daun Pembukaan celah stomata biasanya berkurang jika potensial air daun menurun. Perubahan pembukaan air biasanya disebabkan oleh kenaikan kadar absisat yang dihasilkan dalam mesofil dengan laju yang tinggi atau oleh keduanya pada potensial daun berkurang.

5. Kelembaban Beberapa jenis tumbuhan menunjukkan tanggapan stomata secara langsung terhadap kelembapan, sehingga kenaikan kelembaban relative menyebabkan celah stomata mengecil. 6. Angin Pada banyak tanaman menaikkan kecepatan angin yang besar dapat menyebabkan stomata mengecil. Angin 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. 7. Laju fotosintesis Peranan laju fotosintesis akan mengurangi pembukaan stomata dan dengan demikian menahan air melalui pengurangan respirasi. (Pandey dan Sinha, 1983). Mekanisme Turgor Goldsworthy dan Fitter (1992), menyatakan bahwa perubahan dalam ukuran pori-pori stomata disebabkan oleh perubahan dalam kesimbangan turgor antar sel-sel penutup dan sel-sel tetangga atau sel-sel epidermis yang berdekatan. Suatu kenaikan turgor dalam sel penutup, atau suatu penurunan turgor dalam sel tetangga menghasilkan pembukaan stomata melalui gerakan-gerakan menjauhi dinding-dinding antiklinal sel penutup (Fitter, 1992). Stomata akan membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor sel penjaga disebabkan oleh masuknya air ke dalam sel penjaga. Proses masuknya air tersebut berasal dari tekanan tinggi ke daerah bertekanan rendah. Tinggi rendahnya potensial air ini bergantung pada jumlah bahan yang terlarut (solute) di dalam cairan sel. Semakin banyak jumlah bahan yang terlarut maka potensial

osmotik sel akan semakin rendah. Semakin rendah potensial osmotik sel maka semakin rendah pula turgiditas sel. Jika sel bersifat flacid (kendor), stomata akan menutup (Lakitan, 2004). Mekanisme tekanan turgor tersebut dapat dibuktikan dengan melihat hasil dari percobaan yang telah dilakukan. Ketika sayatan epidermis Zingiber officinale. Ditetesi air (aquades) dan diamati di bawah mikroskop, tampak sebuah celah kecil diantara sel penutup. Celah kecil tersebut merupakan pori stomata yang membuka. Artinya adalah konsentrasi air di dalam sel penutup lebih rendah daripada konsentrasi air di dalam sel. Sehingga air bergerak masuk ke dalam sel. Proses masuknya air yang menyebabkan turgidnya sel penutup ini dinamakan osmosis. Di sisi lain, stomata pada Zingiber officinale tersebut terlihat menutup ketika sayatan epidermis pada gelas objek ditetesi dengan larutan gula. Menutupnya stomata ini dikarenakan sel penutup yang menjadi flacid karena kekurangan air. Larutan gula ini menyebabkan bertambahnya molekul atau zat terlarut yang ada di dalam sel, tetapi mengurangi konsentrasi air di dalam sel penutup sehingga mengakibatkan turunnya tekanan turgor dan pada akhirnya akan menutup lubang stomata. Penurunan jumlah air menyebabkan sel kehilangan turgor sehingga terdapat kecenderungan bagi plasmalema untuk lepas dari dinding sel (plasmolisis). Pada proses pemanjangan sel, tanaman memerlukan keseimbangan air yang sesuai karena kekuatan pemanjangan sel merupakan akibat dari tekanan turgor. Salisbury dan Ross (1995) menyatakan bahwa adanya air akan meningkatkan turgor dinding sel yang mengakibatkan dinding sel mengalami peregangan sehingga ikatan antara dinding sel melemah. Hal inilah yang mendorong dinding dan membran sel bertambah besar, sehingga minimnya ketersediaan air akan menghambat pertumbuhan tanaman. Terbatasnya bahan

organik juga menghambat pertumbuhan tinggi tanaman (Sari, 2006). Peran Ca2+ Dalam Mekanisme Pembukaan Stomata Hormon tumbuhan berperan sebagai pengatur kesetimbangan air melalui pengaruhnya terhadap gerakan stomata. Gerakan stomata salah satunya dipengaruhi oleh perubahan konsentrasi Ca2+ internal. Konsentrasi Ca2+ meningkat mendahului respon stomata terhadap hormon. Hal ini disebabkan karena dikeluarkannya Ca2+ dari tempat penyimpanan seluler (Pharmawati, 2008). Rhutenium red dan procaine merupakan zat yang menghambat pengeluaran Ca2+ dari penyimpanan intraseluler. Pada sel tumbuhan, vakuola mengandung Ca2+ dengan konsentrasi yang tinggi, sehingga saat saluran ion pada tonoplas terbuka, Ca2+ akan mengalir ke sitoplasma sehingga meningkatkan konsentrasi Ca2+ intraseluler. Rhutenium red akan mengurangi pengeluaran Ca2+ dengan cara menghambat cADP-ribosa yang merupakan perantara pada pengeluaran Ca2+ dari vakuola tumbuhan. Sedangkan procaine bekerja menghambat saluran yang melepaskan Ca2+ dari retikulum sarkoplasma dengan cara memperpanjang waktu menutupnya saluran ion. Dengan tertutupnya saluran ion maka Ca2+ tidak dapat dikeluarkan dari retikulum sarkoplasma ke sitoplasma sehingga konsentrasi Ca2+ intraselluler menjadi rendah. Hal ini menghambat pembukaan stomata oleh auksin (Pharmawati, 2008). Dengan demikian dapat dikatakan bahwa faktor yang dapat menyebabkan membukanya stomata tidak hanya hormon auksin atau faktor-faktor lain yang telah dijelaskan sebelumnya. Akan tetapi, keberadaan kalsium (Ca2+) juga dapat mempengaruhi terbukanya stomata yang diinduksi oleh auksin (Pharmawati, 2008). KESIMPULAN Setelah melakukan pengujian terhadap

daun Zingiber officinale, dapat disimpulkan bahwa mekanisme turgor dapat mempengaruhi terbuka dan tertutupnya stomata. Hasil yang diperoleh adalah stomata pada semua sayatan epidermis daun yang ditetesi air membuka ketika diamati di bawah mikroskop sedangkan epidermis daun yang ditetesi larutan gula menutup ketika diamati dibawah mikroskop. Tipe stomata Zingiber officinale adalah sel penutupnya dikelilingi oleh 4 sampai 6 sel tetangga, karena Zingiber officinale adalah tumbuhan monokotil. DAFTAR PUSTAKA Fitter. 1991. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Gajah Mada University Press: Yogyakarta. Haniff, M.H. 2006. Gas Exchange of Excised Oil Palm (Elaeis guineensis) Fronds. Asian Journal of Plant Science. Hidayat, Estiti. B. 1995. Anatomi Tumbuhan Berbiji. ITB : Bandung. Lakitan, B. 2004. Dasar-Dasar Fisiologi Tumbuhan. PT Raja Grafindo Persada: Jakarta. Loveless, A.R . 1991 . Prinsip-prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. PT. Gramedia: Jakarta. Mulyani, Sri. 2006. Anatomi Tumbuhan. Kanisius. Yogyakarta. Pandey, S. N. dan B. K. Sinha. 1983. Fisiologi Tumbuhan. Terjemahan dari Plant physiologi 3 edition. Oleh Agustinus ngatijo. Yogyakarta. Hal : 92 98. Pharmawati, Made, dkk. 2008. Ca2+ Intraseluler Terlibat Dalam Mekanisme Pembukaan Stomata Akibat Pengaruh Auxin. Jurusan Biologi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Udayana : Jimbaran, Bali. Purwanti, Devi. 2007. Pengaruh Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Terhadap Struktur Epidermis dan Stomata Daun Tanaman Pelindung Di Jalan Adi Sumarno Sampai Terminal Tirtonadi Surakarta. Fakultas Keguruan Dan Ilmuth

Pendidikan Universitas Muhammadiyah: Surakarta. Salisbury, F. B. dan C. W. Ross. 1999. Fisiologi Tumbuhan. ITB: Bandung. Sari, Hefika Cipta, dkk. Pertumbuhan Tanaman Jahe Emprit (Zingiber Officinale Var. Rubrum) pada Media Tanam Pasir dengan Salinitas yang Berbeda. Laboratorium Biologi Struktur dan Fungsi Tumbuhan Jurusan Biologi FMIPA UNDIP Buletin Anatomi dan Fisiologi. Vol. XIV, No. 2, Oktober 2006. Tjitrosoepomo, Gembong. 2010. Taksonomi Tumbuhan (Spermathopyta). Gadjah Mada University Press: Yogyakarta Zhang, Hao.,et.all. The effect of sensitivity to abscisic acid on stomatal behaviour in Arabidopsis thaliana. EurAsian Journal of BioSciences EurAsia J BioSci 3, 10-16 (2009). DISKUSI 1. 2 1

stomata. karena itulah mengapa tekanan turgor dapat mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata. 3. Menurut hasil praktikum dapat dilihat bahwa ketika sayatan epidermis daun ditetesi air, stomata membuka. Sedangkan ketika sayatan epidermis ditetesi air gula stomata menutup. Hal tersebut berhubungan dengan mekanisme turgor pada sel. Saat air masuk, sel bersifat turgid , sedangkan ketika air keluar dan digantikan larutan gula, sel bersifat flacid. Artinya adalah keadaan turgor menyebabkan membukanya stomata, sedangkan keadaan flacid menyebabkan menutupnya stomata.

3 Gambar 11. Stomata Keterangan : a. Sel penutup / sel penjaga b. Sel tetangga c. Lubang stomata 2. Tekanan turgor adalah suatu keadaan dimana adanya ketegaran pada sel akibat tekanan vakuola sehingga sel menjadi turgid atau kencang. Tekanan turgor dapat mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata karena pada stomata terdapat vakuola (di sel penutupnya). Ketika air masuk ke dalam sel, sel akan mengembang dan terlihat kencang (turgid), mengembangnya sel penutup ini menyebabkan terbukanya stomata. Sedangkan ketika air keluar dan digantikan oleh zat-zat terlarut (misalnya : gula) keadaan sel penutup akan melembek atau flacid, lembeknya sel penutup ini menyebabkan tertutupnya lubang

No PERLAKUAN PENGAMATAN 1 Dibuat sayatan setipis mungkin pada Didapatkan sayatan setipis mungkin epidermis bawah daun Jahe atau Zingiber epidermis bawah daun daun Jahe atau officinale Zingiber officinale

2

Gambar 12. daun jahe disayat setipis mungkin Diletakkan pada kaca objek tiap daun yang Disayat bagian bawah daun, karena telah disayat setipis mungkin, ditetesi setetes stomata banyak terdapat di bagian bawah air, lalu ditutup dengan gelas penutup. daun.

3

Gambar 13. irisan daun yang ditetesi dengan air Diamati di bawah mikroskop cahaya, diganti Didapatkan hasil stomata tertutup pada air dengan larutan gula 50% dengan cara tiap daun yang diamati. meneteskan pada sisi gelas penutup, dihisap dengan tissue pada sisi yang lain.

Gambar 14. larutan gula yang digunakan untuk pengamatan stomata

6.

Gambar 15. pengamatan stomata dengan mikroskop Dicatat, didokumentasikan dan diperhatikan stomatanya, perubahan apa yan terjadi -

Zingiber officinale dengan aquadest, stomata terbuka. Zingiber officinale dengan larutan gula 50%, stomata tertutup.

NO 1

Gambar stomata Daun Jahe atau Zingiber ovicinale a. Zingiber ovicinale dengan tetesan air 3

Tipe dan keadaan stomata Stomata yang dikelilingi 4-6 sel tetangga Stomata sedikit membuka ketika ditetesi air Stomata menutup ketika ditetesi larutan gula Morfologi stomata Daun Zingiber ovicinale terlihat normal pada saat ditetesi air Morfologi stomata Daun Zingiber ovicinale terlihat tidak normal ketika ditetesi larutan gula 50%

2 1 3 2

1 Keterangan : 1. Sel tetangga 2. Celah stomata (porus) 3. Sel penjaga b. Zingiber ovicinale dengan tetesan air gula

2 3 1

3 2 1 Keterangan : 1. Sel tetangga 2. Celah stomata (porus) yang tetutup 3. Sel penjaga