Transpirasi sangat
ditentukan oleh membukanya stomata. Stomata penting kalau air dari sel penutup
keluar ke sel – sel sekitarnya. Perubahan – perubahan nilai potensial osmotik
di dalam sel penutup disebabkan oleh perubahan kimia yang terjadi din dalam sel
penutup tersebut, yang selanjutnya akan mengubah potensial airnya. Sehubungan
dengan terjadinya perubahan kimia ini, beberapa teori telah ditemukan.
Stomata
membuka jika tekanan turgor sel penutup tinggi, dan menutup jika tekanan turgor
sel penutup rendah. Ketika air dari sel tetangga memasuki sel
penutup, sel penutup akan memiliki tekanan turgor yang tinggi. Sementara itu,
sel tetangga yang telah kehilangan air akan mengerut, sehingga menarik sel
pennutup kebelakang, maka stomata terbuka. Sebaliknya, ketika air meninggalkan
sel penutup dan menuju ke dalam sel tetangga, maka tekanan turgor di dalam sel
penutup akan menurun (rendah). Sementara itu, sel tetangga yang mengakumulasi
lebih banyak air akan menggelembung, sehingga mendorong sel penutup ke depan,
maka stomata tertutup.
Menutupnya
stomata 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.
Mekanisme membuka dan
menutupnya stomata akibat tekanan Turgor. Tekanan turgor adalah tekanan dinding
sel oleh isi sel, banyak sedikitnya isi selberhubungan dengan besar kecilnya
tekanan pada dinding sel. Semakin banyak isi sel, semakin besar tekanan dinding
sel. Tekanan turgor terbesar terjadi pada pukul 04.00-08.00. 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 potensiosmotic 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 dalamsel tersebut
harus ditingkatkan.
Ada beberapa faktor yang
mempengaruhi membuka dan menutupnya stomata yaitu :
1. Faktor
eksternal : Intensitas cahaya matahari, konsentrasi CO2 dan
asam absisat (ABA). Cahaya matahari merangsang sel penutup menyerap ion K+ dan
air,sehingga stomata membuka pada pagi hari. Konsentrasi CO2 yang
rendah di dalam daun juga menyebabkan stomata membuka.
1.
Karbon dioksida, tekanan parsial CO2 yang rendah dalam daun akan
menyebabkan pH sel menjadi tinggi. Pada pH yang tnggi 6-7 akan merangsang
penguraian pati menjadi gula, sehingga stomata terbuka.
2.
Air, apabila tumbuhan mengalami kekurangan air, maka potensial air
pada daun akan turun, termasuk sel penutupmya sehingga stomata akan tertutup.
3.
Cahaya, dengan adanya cahaya maka fotosintesis akan berjalan,
sehingga CO2 dalam daun akan berkurang dan stomata terbuka.
4.
Suhu, naiknya suhu akan meningkatkan laju respirasi sehingga kadar
CO2 dalam daun meningkat, pH akan turun dan stomata tertutup.
5.
Angin, angin berpengaruh terhadap membuka dan menutupnya stomata
secara tidak langsung. Dalam keadaaan angin yang 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.
2. Faktor
internal (jam biologis) : Jam biologis memicu serapan ion pada pagi hari
sehingga stomata membuka, sedangkan malam hari terjadi pembasan ion yang
menyebabkan stomata menutup.
Stomata pada tumbuhan
berbeda karena perbedaan keadaan letak sel penutup, penyebarannya, bentuk dan
letak penebalan dinding sel penutup serta arah membukanya sel penutup, jumlah
dan letak sel tetangga pada tumbuhan dikotildan monokotil, letak sel-sel
penutup terhadap permukaan epidermis, dan antogene/asal-usulnya.
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 selyang 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 potensiosmotic sel akan
semakin rendah. Dengan demikian, jika tekanan turgor seltersebut tetap, maka
secara keseluruhan potensi air sel akan menurun. Untuk memacu agar air masuk ke
sel penjaga, maka jumlah bahan yang terlarut di dalamsel tersebut harus
ditingkatkan.
Aktivitas stomata
terjadi karena hubungan air dari sel-sel penutup dan sel-selpembantu. Bila
sel-sel penutup menjadi turgid dinding sel yang tipis menggembungdan 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.
Pada beberapa tumbuhan
misalnya kelompok tumbuhan CAM stoma membuka pada malam hari sedangkan pada
siang hari stoma menutup. 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.
1. Pengaruh Pompa Ion Kalium
1. Pengaruh Pompa Ion Kalium
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.
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.
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.
Ketika ion kalium masuk
ke dalam sel penjaga, sejumlah yang sama ion hydrogen keluar, dimana ion
hidrogen 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.
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.
2. Pengaruh Fotosintesis
Adanya 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 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.
3. Perubahan Pati
Menjadi Gula
Pada
sel penutup terjadi akumulasi gula dan hal ini terjadi pada siang hari.
Terakumulasinya gula ini pada siang hari telah menyebabkan potensial
osmotik/potensial air sel penutup menjadi rendah, sehingga air dapat masuk ke
sel penutup dari sel tetangganya, turgornya naik dan stomata terbuka. Pada
malam hari gula ini hilang dari sel penutup yang menyebabkan potensial air sel
penutup menjadi tinggi, sehingga air keluar dari sel penutup, turgornya turun
dan stomata menutup. Timbul dan hilangnya gula ini dari sel penutup kemudian
diketahui disebabkan terjadinya perubahan gula menjadi pati dan sebaliknya.
Perubahan pati menjadi gula ini dipengaruhi oleh enzim fosforilase yang
mereaksinya.
Enzim
fosforilase ini dapat berfungsi mempengaruhi reaski yang bolak – balik, yaitu
mempengaruhi pengubahan pati menjadi gula dan gula menjadi pati. Pada saat pati
diubah menjadi glukosa, berarti terjadi perubahan dari zat tidak larut menjadi
zat yang mudah larut dan berarti pula telah terjadi perubahan jumlah partikel
di dalam sel penutup, sehingga sel penutup dapat menarik air dari sel – sel
sekitarnya (sel tetangga), turgornya naik dan stomata terbuka. Sebaliknya
apabila glukosa diubah menjadi pati, akan terjadi pengenceran di dalam sel
penutup, sehingga air dari sel penutup akan mengalir ke sel – sel sekitarnya.,
turgornya menurun dan stomata tertutup.
Aktivitas enzim
fosforilase bergantung pada pH di dalam sel tersebut. Pati diubah menjadi
glukosa oleh enzim ini pada pH 6-7. Hal ini dimungkinkan oleh adanya proses
fotosintesis yang banyak pengikat CO2, sehingga pH dalm sel menjadi
agak tinggi. Pada malam hari karena tidak ada fotosintesis, CO2 yang ada dalam
seakan bereaksi dengan air menghasilkan asam karbonat yang selanjtnya akan
terurai menjadi H+ dan HCO3-.Terkumpulnya proton dalam
sel akan menyebabkan kondisi dalam sel menjadi lebih asam dan pHnya rendah
menjadi sekitar 4-5. Pada pH 4-5 aktivitas enzim fosforilase mengubah glukosa
menjadi pati kembali.
2 komentar:
Nilai ku rendah uwau
Rendah nilai ku
Posting Komentar