FISIOLOGI TUMBUHAN

LAPORAN PRAKTIKUM

FISIOLOGI TUMBUHAN

PERCOBAAN IV

STOMATA DAN FOTOSINTESIS

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Fotosintesis adalah suatu proses yang hanya terjadi pada tumbuhan yang berklorofil dan bakteri fotosintetik, dimana energi matahari (dalam bentuk foton) ditangkap dan diubah menjadi energi kimia (ATP dan NADPH). Energi kimia ini akan digunakan untuk fotosintesa karbohidrat dari air dan karbon dioksida. Jadi, seluruh molekul organik lainnya dari tanaman disintesa dari energi dan adanya organisme hidup lainnya tergantung pada kemampuan tumbuhan atau bakteri fotosintetik untuk berfotosintesis.

Klorofil adalah pigmen hijau fotosintetis yang terdapat dalam tanaman, Algae

dan Cynobacteria. Nama chlorophyl berasal dari bahasa Yunani kuno: choloros= green (hijau), and phyllon= leaf (daun). Fungsi krolofil pada tanaman adalah menyerap energi dari sinar matahari untuk digunakan dalam proses fotosintetis yaitu suatu proses biokimia dimana tanaman mensintesis karbohidrat (gula menjadi pati), dari gas karbon dioksida dan air dengan bantuan sinar matahari.

Fotosintesis yang dilakukan tumbuhan terjadi dalam bagian daun dari tumbuhan itu sendiri yaitu bagian yang mengandung klorofil. Selain itu ada pula bagian dari dalam daun yang berperan dalam proses terjadinya fotosintesis tersebut yaitu stoma. Stoma merupakan mulut daun yang dalam fotosintesis ini berfungsi menangkap karbondioksida dari lingkungan yang berikutnya digunakan sebagai bahan fotosintesis.

Berdasarkan hal di atas maka dilakukanlah percobaan ini untuk melihat hubungan antara stomata dengan fotosintesis.

I.2 Tujuan

            Tujuan dilakukannya percobaan ini, yaitu untuk melihat hubungan antara stomata dengan fotosintesis dari tanaman tanjung Mimusops elengi.

I.3 Waktu dan Tempat

Percobaan ini berlangsung pada hari Jumat, tanggal 3 Desember 2010, pada pukul 14.00 – 17.00 WITA, bertempat di Laboratorium Botani, Jurusan Biologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanuddin, Makassar.

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Fotosintesis merupakan suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan, untuk memproduksi energi dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis ini dan akhirnya fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi. Fotosintesis juga berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi (Anonim, 2010).

Pada proses fotosintesa, terjadi penangkapan energi cahaya oleh zat hijau daun untuk pembentukan bahan organik. Fotosintesa hanya terjadi pada tanaman yang memiliki sel-sel hijau termasuk pada beberapa jenis bakteri (Darmawan dan Baharsyah, 1983).

Aksi dari cahaya hijau dan kuning yang menyebabkan fotosistem pada tumbuhan tingkat tinggi dan penyerapan panjang gelombang ini oleh daun sebenarnya relatif tinggi, lebih tinggi dari yang ditampakkan pada spektrum serapan klorofil dan karotenoid. Tetapi, bukan berarti bahwa ada pigmen lain yang berperan menyerap cahaya tersebut. Alasan utama mengapa spektrum aksi lebih tinggi dari spektrum serapan adalah karena cahaya hijau dan kuning yang tidak segera diserap akan dipantulkan berulang-ulang di dalam sel fotosintetik sampai akhirnya diserap oleh klorofil dan menyumbangkan energi untuk fotosintesis (Lakitan, 1993).

Laju fotosintesis berbagai spesies tumbuhan yang tumbuh pada berbagai daerah yang berbeda seperti gurun kering, puncak gunung, dan hutan hujan tropika, sangat berbeda. Perbedaan ini sebagian disebabkan oleh adanya keragaman cahaya, suhu, dan ketersediaan air, tapi tiap spesies menunjukkan perbedaan yang besar pada kondisi khusus yang optimum bagi mereka. Spesies yang tumbuh pada lingkungan yang kaya sumberdaya mempunyai kapasitas fotosintesis yang jauh lebih tinggi daripada spesies yang tumbuh pada lingkungan dengan persediaan air, hara, dan cahaya yang terbatas (Salisbury dan Ross, 1995).

Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis, yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700 nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510 - 600 nm), biru (410 - 500 nm) dan violet (< 400 nm). Masing-masing jenis cahaya berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini terkait pada sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda. Kloroplast mengandung beberapa pigmen. Sebagai contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah. Klorofil b menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara langsung berperan dalam reaksi terang (Anonim, 2010).

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) didalam 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 (Lakitan, 1993).

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 (Lakitan, 1993).

Stomata berasal dari bahasa Yunani yaitu stoma yang berarti lubang atau porus, jadi stomata adalah lubang-lubang kecil berbentuk lonjong yang dikelilingi oleh dua sel epidermis khusus yang disebut sel penutup (Guard Cell), dimana sel penutup tersebut adalah sel-sel epidermis yang telah mengalami kejadian perubahan bentuk dan fungsi yang dapat mengatur besarnya lubang-lubang yang ada diantaranya (Kartasaputra, 1988).

Stomata pada umumnya terdapat pada bagian-bagian tumbuhan yang berwarna hijau, terutama sekali pada daun-daun tanaman. Pada submerged aquatic plant atau tumbuhan yang hidup dibawah permukaan air terdapat alat-alat yang strukturnya mirip dengan stomata, padahal alat-alat tersebut bukanlah stomata. Pada daun-daun yang berwarna hijau stomata terdapat pada satu permukaannya saja (Kertasaputra, 1988).

Ada 5 type penyebaran stomata pada tanaman, yaitu (Kertasaputra, 1988):

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 lain-lain.

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.

Adapun fungsi dari stomata, yaitu (Arifinbit, 2010):

·           Sebagai jalan masuknya CO2 dari  udara pada proses  fotosintesis.

·           Sebagai jalan penguapan (transpirasi).

·           Sebagai jalan pernafasan (respirasi).

Sel yang mengelilingi stomata biasa disebut dengan sel tetangga berperan dalam perubahan osmotik yang menyebabkan gerakan sel penutup. Sel penutup letaknya dapat sama tinggi, lebih tinggi atau lebih rendah dari sel epidermis lainnya. Bila sama tinggi dengan permukaan epidermis lainnya disebut faneropor, sedangkan jika menonjol atau tenggelam di bawah permukaan disebut kriptopor. Setiap sel penutup mengandung inti yang jelas dan kloroplas yang secara berkala menghasilkan pati. Dinding sel penutup dan sel penjaga sebagian berlapis lignin (Arifinbit, 2010).

Berdasarkan hubungan ontogenetik antara sel penjaga dan sel tetangga, stomata dapat dibagi menjadi tiga tipe, yaitu (Arifinbit, 2010):

1.    Stomata mesogen, yaitu sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama.

2.    Stomata perigen, yaitu sel tetangga berkembang dari sel protoderm yang berdekatan dengan sel induk stomata.

3.    Stomata mesoperigen, yaitu sel-sel yang mengelilingi stomata asalnya berbeda, yang satu atau beberapa sel tetangga dan sel penjaga asalnya sama, sedangkan yang lainnya tidak demikian.

Pada tumbuhan dikotil, berdasarkan susunan sel epidermis yang ada di samping sel penutup dibedakan menjadi empat tipe stomata, yaitu (Arifinbit, 2010):

1.    Anomositik, sel penutup dikelilingi oleh sejumlah sel yang tidak beda ukuran dan bentuknya dari sel epidermis lainnya. Umumnya pada Ranuculaceae, Cucurbitaceae, dan Mavaceae.

 

2.    Anisositik, sel penutup diiringi 3 buah sel tetangga yang tidak sama besar, misalnya pada Cruciferae, Nicotiana, dan Solanum.

 

3.    Parasitik, setiap sel penutup diiringi sebuah sel tetangga/ lebih dengan sumbu panjang sel tetangga itu sejajar sumbu sel penutup serta celah, misalnya pada Rubiaceae, Magnoliaceae, Convolvulaceae, dan Mimosaceae.

4.    Diasitik, setiap stoma dikelilingi oleh 2 sel tetangga yang tegak lurus terhadap sumbu panjang sel penutup dan celah, misalnya pada Caryophylaceae dan Acanthaceae.

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/ lubang menutup (Lakitan, 1993).

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 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).

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. Terbukanya stomata pada siang hari tidak terhambat jika tumbuhan itu berada dalam udara tanpa karbon dioksida, yaitu keadaan fotosintesis tidak dapat terlaksana (Salisbury dan Ross, 1995).

Stomata sangat erat kaitannya dengan proses fotosintesis. Fotosintesis terjadi pada daun yaitu pada bagian yang mengandung klorofil. Di daun terdapat stomata yang berfungsi untuk menangkap CO₂ yang dibutuhkan pada proses fotosintesis. Selain itu, stomata juga berfungsi sebagai jalan masuknya O₂ saat respirasi serta sebagai jalan penguapan. CO₂ dan air dengan bantuan dari cahaya matahari yang diikat oleh klorofil akan diubah menjadi gula dan energi yang nantinya akan digunakan sebagai sumber energi tumbuhan itu sendiri. Hasil sampingan dari proses fotosintesis yang berupa O₂ dan H₂O akan dikeluarkan melalui mulut daun atau stomata. Hasil sampingan ini sangat berguna bagi makhluk hidup lainnya (Lakitan, 1993).

BAB III

METODE PERCOBAAN

III.1 Alat

            Alat yang digunakan pada percobaan ini, yaitu mikroskop, objek gelas, dan silet.

III.2  Bahan

            Bahan yang digunakan pada percobaan ini yaitu daun tanjung Mimusops elengi dan vaselin.

III.3 Cara Kerja

1.        Mengambil dua daun dari spesies yang sama, dari tempat yang berbeda. Daun yang satu dari tempat yang berpolusi, dan daun yang satu lagi dari tempat tidak berpolusi.

2.        Mengoleskan vaselin pada permukaan kedua daun tersebut.

3.        Mengiris tipis permukaan daun bagian atas pada masing-masing daun yang berpolusi dan tidak berpolusi dengan menggunakan silet, lalu letakan di atas preparat.

4.        Mengamati bentuk serta tipe stomata pada irisan daun yang berpolusi maupun tidak berpolusi di bawah mikroskop.

5.        Menggambar hasil pengamatan.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil

Perbedaan	Daun berpolusi	Daun tidak berpolusi
Bentuk	Berukuran kecil	Berukuran besar
Warna	Hijau kehitaman	Hijau muda

Gambar :

    Daun yang terkena polusi                                      Daun yang tidak berpolusi

IV.2 Pembahasan

            Pada percobaan ini, digunakan daun tanjung Mimusops elengi yang diambil pada tempat yang berbeda yaitu dari tempat yang berpolusi dan tempat tidak berpolusi. Pengambilan daun mangga yang berbeda dimaksudkan supaya kita dapat melihat perbedaan antara bentuk stomata pada daun yang berpolusi dan tidak terkena polusi. Sebelum dilakukan pengamatan di bawah mikroskrop, kedua daun tersebut terlebih dahulu diolesi dengan vaselin pada permukaannya. Hal ini bertujuan untuk membersihkan dan memperjelas bentuk stomata pada daun.

            Berdasarkan hasil pengamatan, hasil yang diperoleh yaitu pada daun yang berpolusi mempunyai bentuk stomata yang berukuran kecil. Hal ini disebabkan oleh banyaknya karbon monoksida (CO) yang berasal dari lingkungan tempat tumbuhnya tanaman tersebut sehingga menutupi stomata. Sedangkan pada daun yang tidak berpolusi memiliki bentuk stomata yang berukuran lebih besar dibandingkan dengan daun yang terkena polusi karena kurangnya karbon dioksida yang menempel dan menutupi permukaan daun tersebut sehingga perbandingan laju fotosintesis antara daun yang berpolusi dan tidak berpolusi berbeda. Daun yang berpolusi memilik laju fotosintesis yang rendah karena memiliki stomata yang berukuran kecil sedangkan pada daun yang tidak berpolusi laju fotosintasisnya tinggi.

            Perbedaan lain antara daun yang terkena polusi dengan daun yang tidak berpolusi terlihat dari warna daunnya. Pada tanaman yang berpolusi daunnya berwarna hijau kehitaman. Warna ini menunjukkan banyaknya karbon monoksida yang menempel pada permukaan daun sedangkan daun yang tidak terkena polusi berwarna hijau muda.

Stomata merupakan celah atau lubang pada daun sebagai tempat masuknya cahaya untuk proses fotosintesis. Fotosintesis merupakan suatu proses pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbon dioksida, dan air serta bantuan energi cahaya matahari. Hubungan antara stomata dengan fotosintesis yaitu proses fotosintesis berlangsung di daun dengan bantuan sinar matahari, sedangkan stomata terdapat di daun pula yang merupakan lubang masuknya cahaya matahari serta suatu senyawa-senyawa (misalnya CO₂). Selain itu, stomata juga merupakan tempat masuknya oksigen saat respirasi pada tumbuhan berlangsung.

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

            Adapun kesimpulan dalam percobaan ini yaitu :

1.    Proses fotosintesis berlangsung pada daun dengan bantuan cahaya matahari, namun fotosintesis tidak akan terjadi tanpa adanya stomata sebab stomata merupakan celah atau lubang pada daun sebagai tempat masuknya cahaya matahari, karbon dioksida, dan senyawa-senyawa lainnya.

2.    Ukuran stomata pada daun yang berpolusi dan tidak terkena polusi berbeda. Daun yang tidak terkena polusi memiliki ukuran stomata yang lebih besar daripada daun yang terkena polusi.

V.2 Saran

            Sebaiknya alat yang digunakan dalam percobaan ini lebih diperhatikan lagi agar pengamatan berjalan lancar.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2010. Fotosintesis. http://id.wikipedia.org/. Diakses pada tanggal 26 November 2010 pukul 16.00 WITA.

Arifinbit, 2010. Stomata (Derivat Jaringan Epidermis). http://Arifinbits’sWeblog.htm. Diakses pada tanggal 26 November 2010 pukul 16.00 WITA.

Darmawan dan Baharsjah, 1983. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. PT. Gramedia, Jakarta.

Kartasaputra, A. G., 1998. Pengantar Anatomi Tumbuh-tumbuhan, tentang Sel dan Jaringan. Bina Aksara, Jakarta.

Lakitan, B., 1993. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Raja Grafindo Persada, Jakarta.

Salisbury, F. B., dan Ross, C. W., 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2. ITB Press, Bandung.