Stomata yang cenderung menutup pada siang hari ditemukan pada tumbuhan

Tumbuhan C3, C4, dan CAM berbeda dalam proses fotosintesis yang terjadi pada sel-selnya. Fotosintesis merupakan proses penting bagi tumbuhan untuk menghasilkan karbohidrat yang diperlukan untuk membangun tubuh. Fotosintesis memerlukan bahan berupa CO2 dan air, serta menggunakan energi sinar matahari untuk menghasilkan kerbohidrat. Proses fotosintesis terbagi menjadi dua tahapan yaitu reaksi terang dan reaksi gelap. Fotosintesis pada tumbuhan C3, C4, dan CAM memiliki bahan yang serupa hanya berbeda pada beberapa langkah-langkah yang terjadi. Perbedaan ini terdapat pada tahapan reaksi gelap dari fotosintesis tersebut, sedangkan reaksi terangnya memiliki proses yang serupa.

Stomata yang cenderung menutup pada siang hari ditemukan pada tumbuhan
Contoh tumbuhan C3 adalah padi, C4 adalah jagung, CAM adalah nanas
Perbedaan utama fotosintesis tumbuhan C3, C4, dan CAM adalah sebagai berikut.

  • Tumbuhan C3 menangkap CO2 dan menghasilkan molekul berkarbon 3 (molekul 3-fosfogliserat).
  • Tumbuhan C4 menangkap CO2 dan menghasilkan molekul berkarbon 4 (oksaloasetat), dengan penangkapan CO2 di mesofil dan siklus calvin di sel seludang pembuluh.
  • Tumbuhan CAM menghasilkan molekul berkarbon 4 (oksaloasetat), dengan penangkapan CO2 di malam hari dan siklus calvin di siang hari.


Penjelasan fotosintesis tumbuhan C3, C4, dan CAM adalah sebagai berikut.


Tumbuhan C3

Sebagian besar tumbuhan di bumi merupakan tipe C3, dengan contoh yang paling umum adalah padi, gandum, dan kedelai. Disebut tumbuhan C3 karena enzim rubisco akan menangkap CO2 dan menggabungkannya dengan ribulosa bifosfat menjadi 3-fosfogliserat yang merupakan molekul berkarbon 3. Molekul berkarbon 3 ini selanjutnya akan menjalani serangkaian proses siklus calvin dan melepaskan glukosa sebagai hasilnya. Pada siang hari tumbuhan C3 akan menutup sebagian stomata untuk mengurangi penguapan. Akibatnya konsentrasi CO2 di dalam jaringan akan berkurang dan konsentrasi O2 hasil fotosintesis akan meningkat. Hal ini akan memicu terjadinya fotorespirasi yang kurang menguntungkan bagi tumbuhan. Fotorespirasi akan mengikat O2 untuk diolah untuk menghasilkan CO2 namun dengan menggunakan ATP yang justru membuang-buang energi tumbuhan. Tumbuhan C3 rentan mengalami fotorespirasi di siang hari yang panas.

Selengkapnya tentang fotorespirasi dapat dibaca pada Pengertian dan Fungsi Fotorespirasi.

Stomata yang cenderung menutup pada siang hari ditemukan pada tumbuhan
Siklus calvin tumbuhan C3

Tumbuhan C4 Tumbuhan yang masuk kategori C4 dalam fotosintesisnya adalah jagung, tebu, dan keluarga rumput-rumputan lainnya. Disebut tumbuhan C4 karena enzim PEP karboksilase akan menangkap CO2 dan menggabungkannya dengan fosfoenolpiruvat menjadi oksaloasetat yang merupakan molekul berkarbon 4. Penangkapan CO2 ini terjadi di mesofil daun, kemudian molekul berkarbon 4 tersebut akan diubah menjadi malat dan menuju sel seludang pembuluh untuk melepaskan CO2. Setelah dilepaskan, CO2 akan menjalani siklus calvin di sel seludang pembuluh tersebut dan menghasilkan karbohidrat. Patut untuk diperhatikan bahwa reaksi gelap dalam tumbuhan C4 terjadi di 2 sel yang berbeda. Penangkapan CO2 terjadi di sel mesofil daun, sedangkan siklus calvin terjadi di sel seludang pembuluh. Hal ini akan menjadikan konsentrasi CO2 di seludang pembuluh selalu tinggi sehingga mencegah atau mengurangi terjadinya fotorespirasi yang kurang menguntungkan. Tumbuhan C4 umumnya hidup di tempat dengan kondisi cuaca yang panas dengan intensitas cahaya matahari yang tinggi.
Stomata yang cenderung menutup pada siang hari ditemukan pada tumbuhan
Perbandingan fotosintesis tumbuhan C4 dan CAM

Tumbuhan CAM Tumbuhan yang masuk kategori CAM adalah kelompok sukulen (menyimpan air) seperti lidah buaya, kaktus, dan nanas yang umumnya hidup di lingkungan kering. CAM adalah singkatan dari crassulacean acid metabolism, karena proses ini petama dijumpai pada keluarga Crassulaceae. Tumbuhan CAM akan menangkap CO2 dan digabungkan dengan molekul lain menghasilkan asam organik. Stomata tumbuhan CAM akan terbuka di malam hari dan akan tertutup di siang hari. Ketika malam hari CO2 akan ditangkap untuk membentuk asam organik yang kemudian disimpan hingga pagi tiba. Ketika pagi dan stomata mulai menutup, CO2 akan dilepaskan untuk menjalani siklus calvin menghasilkan karbohidrat. Tumbuhan C4 dan CAM memiliki kemiripan dimana CO2 yang masuk tidak langsung menjalani siklus calvin tetapi ditangkap untuk membentuk molekul lain terlebih dahulu. Namun pada tumbuhan C4 penangkapan CO2 dan siklus calvin terjadi di sel yang berbeda, sedangkan pada tumbuhan CAM penangkapan CO2 dan siklus calvin terjadi pada waktu yang berbeda.

5 Perbedaan fotosintesis tumbuhan C3, C4, dan CAM




  • Setelah menangkap CO2, tumbuhan C3 menghasilkan molekul berkarbon 3, Tumbuhan C4 menghasilkan molekul berkarbon 4, dan tumbuhan CAM menghasilkan molekul berkarbon 4.
  • Reaksi gelap pada tumbuhan C3 terjadi pada sel mesofil, pada tumbuhan C4 penangkapan CO2 terjadi di mesofil dan siklus calvin terjadi di sel seludang pembuluh, sedangkan pada tumbuhan CAM penangkapan CO2 terjadi di malam hari dan siklus calvin terjadi di siang hari.
  • Untuk menghasilkan 1 molekul glukosa tumbuhan C3 membutuhkan 12 NADPH dan 18 ATP,  12 NADPH dan 30 ATP di tumbuhan C4, serta 12 NADPH dan 39 ATP di tumbuhan CAM.
  • Suhu optimum untuk fotosintesis tumbuhan C3 adalah 15-25 derajat C, 30-40 derajat C pada tumbuhan C4, dan 40 derajat C lebih pada tumbuhan CAM.
  • Penerima CO2 pertama kali pada tumbuhan C3 adalah ribulosa bifosfat, sedangkan pada C4 dan CAM adalah fosfoenolpiruvat.

Terakhir di edit 11/09/2019

Stomata yang cenderung menutup pada siang hari ditemukan pada tumbuhan

Stomata adalah bukaan-bukaan kecil di daun yang jika membuka secara maksimal hanya selebar 0,0001 mm.[1] Stomata diapit oleh sepasang sel penjaga yang mirip dengan dua sosis yang melengkung.[1] Pada tumbuhan darat, stomata banyak terdapat pada bagian bawah daun, sedangkan pada tumbuhan yang hidup di air stomata banyak terdapat pada permukaan atas daun.[2] Jumlah stomata per mm² berbeda-beda pada setiap tumbuhan.[3] Daun dikotil yang memiliki pertulangan menyirip stomatanya tersebar, sedangkan pada daun monokotil stomata terletak bersusun sejajar.[3]

Stoma

Stoma adalah bentuk tunggal dari stomata berfungsi sebagai organ respirasi.[4] Stoma mengambil CO2 dari udara untuk dijadikan bahan fotosintesis.[4] Stoma juga mengeluarkan O2 sebagai hasil dari fotosintesis.[4] Stoma ibarat hidung bagi tumbuhan, akan tetapi stoma mengambil CO2 dan mengeluarkan O2, sementara hidung manusia mengambil O2 dan mengeluarkan CO2.[4] Selain stoma, tumbuhan tingkat tinggi juga menggunakan lentisel untuk bernafas.[4]

Aktivitas stomata

Sekitar 90% air yang dikeluarkan oleh tumbuhan keluar melalui stomata.[5] Sel-sel penjaga berfungsi mempengaruhi stomata untuk membuka atau menutup.[1] Membuka atau menutupnya stomata dipengaruhi oleh tekanan turgor.[3] Ada pula yang mengatakan bahwa susunan menjari mikroserabut selulosa pada dinding sel penutup turut mempengaruhi membuka menutupnya stomata.[3] Cahaya dapat mempengaruhi pembukaan stomata dengan cara mendorong fotosintesis dalam kloroplas sel penjaga untuk menyediakan ATP supaya terjadi transpor aktif ion hidrogen.[5] Faktor kedua yang menyebabkan stomata membuka adalah kehilangan CO2 di dalam ruangan udara pada daun, yang dimulai ketika fotosintesis terjadi di mesofil.[5] Faktor ketiga yang mempengaruhi pembukaan stomata adalah jam internal yang berada dalam daun, artinya stomata itu sendiri telah memiliki ritme harian untuk membuka dan menutup dalam kondisi apapun.[5] Suhu tinggi dan transpirasi yang berlebih dapat pula menjadi penyebab menutupnya stomata di siang hari.[5]

Tipe-tipe stomata pada daun dikotil

Menurut Melcalfe dan Chalk (1950) dalam Mulyani (2006), secara morfologi ada 5 tipe stomata pada daun dikotil yaitu:

Tipe anomosit (Ranunculaceous)

Pada tipe anomosit sel penutup dikelilingi oleh sejumlah sel tertentu yang tidak dapat dibedakan bentuk dan ukurannya dari sel epidermis yang lain, tipe ini biasa terdapat pada ranunculaceae, geraniaceae, capparidaceae, cucurbitaceae, dan malvaceae.[3]

Tipe anisosit (Cruciferous)

Pada tipe anisosit sel penutup dikelilingi oleh sel tetangga yang tidak sama ukurannya,tipe ini biasa terdapat pada cruciferae, nicotiana, solanum dan sedum.[3]

Tipe parasit (rubiaceous)

Pada tipe parasit setiap sel penutup didampingi oleh satu atau lebih sel tetangga yang letaknya sejajar dengan stomata, tipe ini biasa terdapat pada rubiaceae, magnoliaceae, dan mimosaceae.[3]

Tipe diasit (Caryophillaceous)

Pada tipe diasit setiap stomata dikelilingi oleh dua sel tetangga yang letaknya memotong stomata, tipe ini biasa terdapat pada caryophillaceae, dan acanthaceae.[3]

Tipe aktinosit

Tipe aktinosit merupakan variasi dari tipe diasit, stomatanya dikelilingi sel tetangga yang teratur menjari, contoh dari tipe ini adalah tanaman teh (Camellia sinensis).[3]

Tipe-tipe stomata pada daun monokotil

Menurut Stebbins dan Kush (1961) dalam Mulyani (2006), secara morfologi ada 4 tipe stomata pada daun monokotil yaitu:

  • Sel penutup terdiri dari 4 sampai 6 sel tetangga, tipe ini biasa terdapat pada Araceae, Commelinaceae, dan Musaceae.[3]
  • Sel penutup terdiri dari 4 sampai 6 sel tetangga 2 diantaranya berbentuk bulat dan lebih kecil dibanding yang lain dan terletak pada ujung sel penutup, tipe ini biasa terdapat pada spesies dari palmae, pandanaceae, cyclanthaceae.[3]
  • Sel penutup didampingi oleh 2 sel tetangga, tipe ini terdapat pada pontederiaceae, butomales, alismatales, dan juncales.[3]
  • Sel penutup tidak mempunyai sel tetangga, tipe ini terdapat pada liliales, diocorales, iridales, dan orchidales.[3]

Adaptasi stomata pada daun xerofit

Xerofit adalah jenis tumbuhan yang dapat beradaptasi pada iklim yang kering, maka memiliki berbagai modifikasi untuk dapat mengurangi transpirasi salah satunya adalah modifikasi stomata.[5] Pada daun tanaman ini, stomata terkonsentrasi di permukaan bawah daun, sering kali terletak di crypt yaitu lekukan untuk melindungi stomata dari angin kering untuk mengurangi transpirasi.[5]

Rujukan

  1. ^ a b c George H. Fried (2006). Biologi. Jakarta: Penerbit Erlangga. ISBN 0-07-022405-6.  Parameter |coauthor= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan)
  2. ^ Saktiyono (2006). IPA Biologi. Jakarta: Penerbit Erlangga. ISBN 979-734-524-6. 
  3. ^ a b c d e f g h i j k l m Sri Mulyani E.S (2006). Anatomi Tumbuhan. Yogyakarta: Kanisius. ISBN 979-21-1049-6. 
  4. ^ a b c d e Deden Abdurahman (2008). Biologi. Bandung: Grafindo Media Pratama. ISBN 978-602-00-0190-6. 
  5. ^ a b c d e f g Neil A. Champbell, Jane B. Reece (2000). Biologi. Jakarta: Penerbit Erlangga. ISBN 979-688-469-0.  Parameter |coauthor= yang tidak diketahui mengabaikan (|author= yang disarankan) (bantuan)

Diperoleh dari "https://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Stoma&oldid=17671468"