MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHANHubungan Tumbuhan dengan Air

Oleh:

Yoanda Reski Amallia (1301506)

Dosen Pembimbing:

Dr. Azwir Anhar, M.Si.Irma Leilani Eka Putri, S.Si., M.Si.

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI PADANG2015/2016

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis ucapkan pada Allah SWT yang telah melimpahkan

rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis telah dapat menyelesaikan makalah

Fisiologi Tumbuhan

Pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada :

1. Dosen pembimbing mata kuliah Fisiologi Tumbuhan

2. Teman-teman yang telibat dalam penilisan makalah ini.

Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas mata kuliah

Fisiologi Tumbuhan.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa makalah ini banyak terdapat kekurangan

,maka dari itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat

membangun demi kesempurnaan makalah ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat

bagi penulis khususnya dan umumnya bagi pembaca.

Padang, 1 September 2015

Penulis

DAFTAR ISI

Hal

KATA PENGANTAR ..................................................................................... i

DAFTAR ISI ................................................................................................... ii

BAB I. PENDAHULUAN ........................................................................... 1

A. Pengatar............................................................................................ 1

B. Tujuan............................................................................................... 2

BAB II. PEMBAHASAN................................................................................. 3

A. Transpor Air .................................................................................... 3

B. Transpirasi ....................................................................................... 8

C. Gutasi .............................................................................................. 12

BAB III. PENUTUP........................................................................................ 15

A. Kesimpulan....................................................................................... 15

DAFTAR PUSTAKA

BAB IPENDAHULUAN

A. Pengantar

Untuk hidup, tumbuhan membutuhkan air, gas-gas serta zat-zat hara

yang diambil dari lingkungannya. Tumbuhan memiliki akar, batang dan daun

dengan fungsinya masing-masing. Pada umumnya, air dan zat-zat hara tanah

diserap melalui akar. Sebagian zat yang lain terutama gas O2 dan CO2, diserap

melalui daun. Selanjutnya, zat-zat tersebut akan dibawa ke daun karena daun

merupakan pusat aktivitas penyusunan zat-zat yang dibutuhkan tumbuhan.

Tumbuhan mengeluarkan zat-zat tertentu ke lingkungannya. Zat-zat

tertentu tersebut di samping merupakan sisa metabolisme yang memang harus

keluar dari jaringan, juga beberaapa jenis zat yang lain dengan kepentingan tertentu.

Dengan kata lain, tumbuhan melakukan pertukaran zat.

Seperti halnya pada semua organisme, tumbuhan memiliki atau

mengembangkan alat khusus untuk melakukan pertukaran zat. Alat ini dapat

berupa unit organela sel tertentu, sel tertentu yang mengalami modifikasi, jaringan

tertentu yang terspesialisasi mendukung fungsi pengeluaran zat atau bahkan

merupakan organisasi tingkat organ. Daun merupakan organ paling penting untuk

pertukaran gas (Gambar).

Alat-alat pertukaran zat yang penting pada tumbuhan terutama adalah stomata.

Tumbuhan memiliki alat alat lain yang fungsinya lebih menonjol untuk pengeluaran,

seperti lentisel, hidatoda, sel-sel epidermis akar, trikomata dan sel-sel kelenjar.

Melalui kelenjar nektaria, tumbuhan mengeluarkan madu. Melalui trikomata,

tumbuhan melepaskan air atau zat-zat toksik tertentu yang digunakan untuk

pertahanan dari predator atau organisme pathogen. Melalui sel-sel khusus modifikasi

epidermis daun pada tumbuhan halofit, tumbuhan pantai mengeluarkan kelebihan

garamnya (Na+) ke lingkungannya. Jaringan epidermis akar juga digunakan untuk

mengeluarkan cairan atau exudat akar, yang berisi air dan bermacam-macam

bahan organik, antara lain asam-asam fenolat, asam amino, dan gula sederhana.

B. Tujuan Penulisan

1. Menjelaskan mengenai transpor air pada tumbuahan

2. Menjelaskan mengenai transpirasi pada tumbuhan

3. Menjelaskan mengenai gutasi pada tumbahan

BAB IIPEMBAHASAN

A. Transpor Air

Setelah zat-zat menembus masuk ke dalam jaringan akar, selanjutnya akan

diangkut menuju daun untuk diolah menjadi berbagai zat yang dibutuhkan dalam

tubuh seperti lemak, protein, vitamin dan zat-zat penting lainnya.

Pengangkutan zat pada tumbuhan berlangsung melalui dua cara, yakni :

1. di luar pembuluh angkut (ekstravaskuler)

2. di dalam pembuluh angkut (vaskuler/intravaskuler)

1. Pengangkutan ekstravaskuler

Pengangkutan ekstravaskuler merupakan pengangkutan air dimulai dengan

penyerapan oleh bulu akar, kemudian masuk menuju sel-sel epidermis. Dari

sel epidermis, air menuju korteks, dan diteruskan ke sel-sel endodermis.

Akhirnya, air masuk ke stele. Dari korteks, air didistribusikan menuju sel-sel

untuk proses metabolisme tubuh. Pengangkutan ekstravaskuler berlangsung

dalam dua cara, yakni :

a. Simplastik : Pengangkutan air dari sel ke sel melalui plasmodesmata

(pengangkutan melalui bagian yang hidup dari sel)

b. Apoplastik: pengangkutan dari ruang antar sel ke ruang antar sel lain

(melalui bagian yang tak hidup dari sel)

2. Pengangkutan Vaskuler

Pengangkutan zat secara fasikuler terjadi melalui pembuluh kayu

(xilem) dan pembuluh kulit (floem). Pengangkutan air dari akar ke batang

terjadi melalui pembuluh kayu, membentuk aliran air (benang air). Setelah

mencapai daun, sebagian dimanfaatkan oleh sel-sel daun untuk memasak

makananm. Sebagian air dan garam mineral yang lain dipindah ke floem,

menyatu dengan aliran sukrosa (asimilat).

Pada tumbuhan dikotil, bagian xilem berada di bagian kayu,

seddangkan floemnya berada di bagian kulit dekat kambium. Pada

monokotilseperti jagungdan tebu, xilem dan floem bersatu membentuk satu

berkas angkutan. Letaknya tersebar. Sedang pengangkutan hasil

fotosintesis dari daun ke bagian tubuh yang lain dilakukan melalui

pembuluh kulit (pembuluh tapis) dan membentuk aliran asimilat. Selain

asimilat, melalui floem juga diangkut bermacam-macam zat organik

lain, hormon dan juga ion-ion atau garam mineral yang berasal dari xilem.

a. Faktor-faktor Pengangkutan dalam xilem

Ada banyak faktor yang mempeengaruhi pengangutan air atau

larutan tanah dalam xilem. Faktor tersebut meliputi faktor internal dan

eksternal atau kesatuan sistem antara sistem tanah-jaringan – udara.

Faktor internal meliputi tekanan akar, daya kapilaritas dan daya hisap

daun.

1) Daya tekan akar.

Bila batang pisang dipotong, maka air akan keluar melalui

permukaan potongan batangnya. Air terdorong ke luar karena

adanya tekanan akar. Karena itu, tekanan akar menjadi salah satu

pendorong masuknya air dari tanah ke dalam akar.

2) Daya hisap daun.

Daya hisap daun terjadi sebagai akibat penguapan air di permukaan

daun yang disebut transpirasi. Besarnya penguapan air tergantung

pada luas permukaan daun. Makin luas permukaan daun makin besar

daya hisap daun.Karena air dalam tubuh tumbuhan membentuk

benang air, maka lepasnya molekul air pada daun akan diikuti

naiknya air pada akar dan batang. Selanjutnya air dari tanah juga

akan terserap masuk ke akar.

3. Daya kapilaritas.

Diameter xilem adalah sangat kecil sehingga menghasilkan

daya kapilaritas air di dalam xilem. Daya kapiler ini

berbanding terbalik dengan jari-jarinya. Dengan demikian, pada

buluh yang semakin kecil akan menghasilkan daya kapilaritas

semakin besar. Daya kapilaritas didukung oleh dua kekuatan pada

air, yaitu daya kohesi dan adhesi.

a) Daya kohesi air. Antar molekul air terjadi saling ikat yang

menyebabkan air akan membentuk seperti benang air. Bila salah

satu bagian air bergerak menyusup ke ruang-ruang antar sel,

maka akan diikuti oleh bagian air yang lain.

b) Daya adhesi air. Air dapat merambat melalui benda

yang dilewatinya, karena air memiliki daya ikat terhadap

permukaan benda lain. Daya adhesi air akan tergantung dari

sifat benda yang dilalui. Daya ikat air terhadap benda lain ini

disebut daya adhesi. Ingat, minyak dapat merambat melalui

sumbu, demikian pula air dapat merambat melalui dinding sel

akar yang dilewatinya.

4. Tingkat bukaan stomata. Derajat bukaan stomata akan

menentukan daya hantar (konduktivitas) gas-gas melewatinya

(pertukaran zat). Buka tutupnya stomata dipengaruhi oleh banyak

faktor, meliputi faktor klimatik, edafik, gas- gas di udara (O2, CO2)

dan faktor-faktor internal seperti fotosintesis, asam abskisat (ABA =

suatu hormon), kondisi cairan tubuh, dsb. Hal ini terkait langsung

dengan laju transpirasi.

b. Faktor eksternal

Faktor-faktor eksternal penting meliputi :

1) Faktor klimatik, meliputi suhu udara, kelembaban, cahaya

(intensitas & lama pencahayaan), kecepatan angin.

2) Faktor edafik, terutama kelembaban (kadar air tanah) dan suhu tanah

Keadaan di dalam jaringan dandi luar jaringan secara sistemik akan

menentukan terbentuknya beda (gradien) potensial air antara tanah-

jaringan-udara. Beda potensial air ini menjadi salah satu pendorong

aliran air (water stream) mulai dari penyerapan – pengangkutan –

pelepasan (transpirasi). Pengaturan atau kontrol laju pelepasan air

dilakukan tumbuhan dengan cara mengatur tingkat bukaan stomata.

c. Sifat pengangkutan di Floem

1) Terjadi dalam dua arah secara bersamaan (bidirectional transport)

2) Mengangkut asimilat berupa gula sukrosa, bukan berupa glukosa

3) Selain sukrosa, melalui floem diangkut pula ion-ion, air, asam-

asam organik, asam amino dan juga hormon tumbuhan.

4) Banyak teori tentang transpor dalam floem, di antaranya adalah

teori aliran massa (mass flow, bulk flow), yang terjadi karenaadanya

perbedaan (gradien) sukrosa antara bagiandaun – batang dan akar.

Teori ini sangat dikenal dengan teori Munk.

B. Transpirasi

Proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari jaringan hidup tanaman yang

terletak di atas permukaan tanah melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel.

80% air yang ditranspirasikan berjalan melewati lubang stomata, paling besar

peranannya dalam transpirasi.

Tabel 1. perbedaan Transpirasi dengan Evaporasi

Transpirasi Evaporasi

1. Proses fisiologis atau fisika yang termodifikasi

1. Proses fisika murni

2. Diatur bukaan stomata 2. Tidak diatur bukaan stomata

3. Diatur beberapa macam tekanan

3. Tidak diatur oleh tekanan

4. Terjadi di jaringan hidup 4. Tidak terbatas pada

jaringan hidup

5. Permukaan sel basah 5. Permukaan yang menjalankannya menjadi kering

1. Mekanisme Transpirasi

2. Macam Transpirasi

a. Stomater : 80-90% total transpirasi

b. Kutikuler: 20% total transpirasi

c. Lentikuler : 0,1% total transpirasi

3. Mekanisme Bukaan Stomata

Stomata membuka karena sel penjaga menyerap air dan mengembang.

Mekanisme membuka menutupnya stomata merupakanperistiwa yang

kompleks. Para Fisiolog sependapat bahwa membuka – menutupnya stoma

terjadi karena perubahan atau pengaturan turgor sel penutup. Tekanan turgor

terbentuk oleh adanya aliran air dari sel-sel sekitarnya. Keluar masuknya air

dari dan ke sel penutup pada dasarnya adalah peristiwa osmosis (difusai air

melalui membran). Masuknya air air secara osmotik ke sel penutup membuat

stoma membuka. Sebaliknya, stoma akanmenutup seiring dengan keluarnya air

dari sel penutup ke sel-sel sekitarnya.

Banyak faktor mempengaruhi aktivitas buka-tutupnya stoma. Kondisi

lingkungan tersebut antara lain seperti konsentrasi CO2, suhu, kelembaban

udara, intensitas pencahayaan, dan kecepatan angin. Pada umumnya stoma

membuka pada siang hari, kecuali tumbuhan gurun. Membukanya stomata

pada malam hari untuk tumbuhan gurun merupakan bentuk adaptasi fisiologis

untuk mengurangi resiko hilangnya air berlebihan.

Gambar. Faktor – faktor membuka menutupnya stoma

Arah pergerakan air ditentukan oleh perbedaan potensial air atau tekanan

osmotik antara sel penutup dengan sel-sel di sekitarnya. Bila tekanan osmotik sel

penutup lebih negatif (PO meningkat; cairan sel lebih pekat; potensial airnya lebih

rendah) daripada sekelilingnya, maka air dari sel-sel sekitarnya akan bergerak masuk

menuju sel penutup. Sebaliknya, jika PO sel penutup lebih rendah atau

potensialairnya lebih tinggi, maka air akan berosmosis dari sel penutup menuju sel

tetangga. Persoalannya adalah bagaimana mekanisme tumbuhan mengontrol PO yang

dinamis sesuai fluktuasi perubahan lingkungannya

Beberapa teori berusaha menjelaskan mekanisme buka – tutupnya stomata, di

antaranya adalah teori “gerakan atau pompa ion K”. Masuknya ion K terjadi

secara difusi melalui pertukaranion dengan Cl- dan H+. Telah diketahui bahwa K+

terlibat dalam metabolisme karbohidrat, karena perananya mendukung aktivitas

enzim fosforilase. Enzim ini berperan dalam konversi amilum menjadi glukosa. Bila

ion K meningkat pada sel penutup, aktivitas pengubahan amilum menjadi

glukosa juga meningkat. Dengan bertambahnya konsentrasi glukosa sel penutup maka

akan meningkatkan potensial osmotik selnya. Dengan demikian akan

menggerakkan air sel-sel sekitarnya berosmosis menuju sel penutup. Akibatnya,

tekanan turgor sel penutup meningkat dan stoma membuka.

Gambar : Perubahan K+ dan pH pada buka – tutup stoma

4. Faktor yang mempengaruhi laju Transpirasi

Tabel 2. Faktor yang mempengaruhi laju Transpirasi

 Faktor lingkungan  Faktor tanaman

1.  kelembaban udara

2. suhu

3. kecepatan angin

4. cahaya

5. tekanan udara

6. ketersediaan air tanah

7. debu

1. stomata: jumlah per satuan luas,

letak stomata (permukaan bawah

atau atas daun, timbul/

tenggelam), waktu bukaan

stomata

2. daun: berbulu/tidak, warna

daun(kandungan klorofil daun),

posisinya menghadap matahari

secara langsung atau tidak

5. Peranan Transpirasi

a. Pengangkutan air ke daun dan difusi air antar sel

b. Penyerapan dan pengangkutan air, hara

c. Pengangkutan asimilat

d. Membuang kelebihan air

e. Pengaturan bukaan stomata

f. Mempertahankan suhu daun , mendingikan daun

g. Memindahkan bahang kelingkungan

C. Gutasi

Merupakan proses pengeluaran air dalam bentuk tetesan melalui sebuah

celah yang disebut hidatoda. Hidatoda, yaitu suatu lubang yang terdapat pada

ujung urat daun yang sering kita jumpai pada spesies tumbuhan tertentu.

Tabel 3. Perbedaan Transpirasi dan Gutasi

Transpirasi Gutasi

1. terjadi pada siang hari 1. pada malam hari

2. air yang hilang berbentuk

uap air

2. air yang keluar berbentuk cair

3. yang dilepaskan uap air

murni

3. cairan mengandung solute,

seperti gula dan garam

4. terjadi melewati stomata,

lubang kutikula, dan lentisel

4. melewati hidatoda

5. terkendali oleh bukaan

stomata

5. tidak terkendali

6. menurunkan suhu

permukaan tanaman

6. tidak menurunkan suhu

permukaan

1. Faktor yang menyebabkan gutasi pada tumbuhan antara lain adalah:

a. Penyerapan air oleh akar secara terus-menerus atau akar mengalami

tekanan positif . Semakin banyak air yang diserap oleh akar, semakin

besar kemungkinan tumbuhan dalam melakukan gutasi. Semakin rendah

laju penyerapan air oleh akar, maka proses gutasi pada tumbuhan sangat

mungkin tidak akan terjadi. Karena itu tumbuhan yang paling banyak

mengalami gutasi adalah tumbuhan yang hidup di air.

b. Laju tranpirasi yang rendah. Tumbuhan yang memiliki laju transpirasi

rendah akan mengalami gutasi. Hal ini disebabkan karena sel-sel pada

jaringan telah kelebihan air disebabkan penyerapan akar yang terus-

menerus. Sehingga jika laju transpirasi rendah maka air keluar lewat

proses gutasi.

c. Kelembaban udara yang tinggi. Sel-sel jaringan tumbuhan akan

kelebihan air akibat kelembaban udara yang tinggi. Sehingga sel-sel

kaya akan air dan harus dikeluarkan agar tidak terjadi plasmolisis sel.

BAB IIIPENUTUP

A. Kesimpulan

1. Transpor air pada tumbuhan ada dua cara, yaitu pengangkutan ekstravaskuler

dan pengangkutan intravaskuler.

2. Pengangkutan ekstravaskuler terjadi melalui ruang antar sel, sedangkang

pengangkutan vaskuler melalui pembuluh angkut.

3. Factor yang mempengaruhi laju transpr air ada 4 yaitu: tekanan, daya hisap

daun, nukaan stomata dan daya kapilaritas.

4. Transpirasi merupakan proses hilangnya air dalam bentuk uap air dari

jaringan hidup tanaman yang terletak di atas permukaan tanah melewati

stomata, lubang kutikula, dan lentisel.

5. Transpirasi dipengaruhi oleh faktor lingkungan dan faktor tumbuhan itu

sendiri.

6. Peranan transpirasi:

a. Pengangkutan air ke daun dan difusi air antar sel

b. Penyerapan dan pengangkutan air, hara

c. Pengangkutan asimilat

d. Membuang kelebihan air

e. Pengaturan bukaan stomata

f. Mempertahankan suhu daun , mendingikan daun

g. Memindahkan bahang kelingkungan

7. Gutasi merupakan proses pengeluaran air dalam bentuk tetesan melalui

sebuah celah yang disebut hidatoda.

8. Perbedaan Transpirasi dan Gutasi

Transpirasi Gutasi

1. terjadi pada siang hari 1. pada malam hari

2. air yang hilang berbentuk uap air

2. air yang keluar berbentuk cair

3. yang dilepaskan uap air murni

3. cairan mengandung solute, seperti gula dan garam

4. terjadi melewati stomata, lubang kutikula, dan lentisel

4. melewati hidatoda

5. terkendali oleh bukaan stomata

5. tidak terkendali

6. menurunkan suhu permukaan tanaman

6. tidak menurunkan suhu permukaan