Tiket Masuk Praktikum Fisiologi Tanaman

Tinjauan pustaka dari laporan-laporan praktikum Fisiologi Tanaman. Semoga bermanfaat...

KLOROFIL

2.1 Definisi Klorofil

v  Klorofil adalah  pigmen utama yang berfungsi menyerap cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia yang dibutuhkan dalam mereduksi karbon dioksida menjadi karbohidrat dalam proses fotosintesis.

(Sitompul, S.M, 1998)

v  Klorofil adalah kelompok pigmen fotosintesis yang terdapat dalam tumbuhan, menyerap cahaya merah, biru dan ungu, serta merefleksikan cahaya hijau yang menyebabkan tumbuhan memperoleh ciri warnanya. Terdapat dalam kloroplas dan memanfaatkan cahaya yang diserap sebagai energi untuk reaksi-reaksi cahaya dalam proses fotosintesis.

(Anonymous^b, 2011)

v  Chlorophyll is a green pigment found in almost all plants, algae, and cyanobacteria.

(Anonymous^d, 2011)

v  Chlorophyll any of a group of green pigments, containing a magnesium-porphyrin complex, that are involved in oxygen-producing photosynthesis. Preparations of water-soluble chlorophyll derivatives are sometimes applied topically for deodorization purposes. They may also be administered orally to deodorize ulcerative lesions as well as urine and feces in colostomy, ileostomy, or incontinence.

(Anonymous^e, 2011)

v  Chlorophyll is a green pigment found in most plants, algae, and certain bacteria. As all leaves and thus all leafy vegetables contain chlorophyll, it is one of the oldest and most widely consumed pigments in our diet. As it has been in the human diet forever, it can be considered one of the most safe food components.

(Anonymous^g, 2011)

2.2 Peran Klorofil

Beberapa peranan klorofil pada proses fotosintesis tanaman adalah sebagai berikut:

-     Mampu memanfaatkan cahaya matahari sebagai sumber energi utama dalam proses fotosintesis tanaman.

-     Memicu fiksasi karbondioksida menjadi karbohidrat.

-     Menyediakan energi dasar atau energi pokok bagi ekosistem secara keseluruhan.

-     Mampu menampung energi cahaya yang diserap oleh pigmen cahaya atau pigmen lainnya melalui fotosintesis.

-     Mampu menyerap dan mengubah tenaga cahaya menjadi tenaga kimia, yang kemudian dimanfaatkan dalam proses fotosintesis.

-     Mampu mengubah energi cahaya matahari menjadi energi kimia dalam bentuk ATP melalui serangkaian proses yang melibatkan eksitasi elektron.

-     Sebagai katalisator fotosintesis yang penting.

-     Sebagai pigmen pusat proses fotosintesis.

(Lakitan, 1993)

2.3 Macam Pigmen Daun Tanaman

Macam-macam pigmen daun tanaman adalah sebagai berikut:

1.      Leukoplast, yaitu merupakan pigmen warna bening (tak berwrna). Leukoplast ini teriri dari tiga macam, yaitu:

-          Amiloplast         : berfungsi untuk pembentukan dan penyimpanan amilum.

-          Elaioplast           : berfungsi untuk pembentukan dan penyimpanan lemak.

-          Proteoplast        : berfungsi untuk pembentukan dan penyimpan protein.

organel khusus hanya ditemukan pada sel tumbuahn yang terdiri dari badan Kristal protein dan dapat menjadi tempat aktivitas enzim protein yang mengikut  sertakan mereka, contoh : kacang tanah.

(Solomon, 1993)

2.         Kromoplast, yaitu merupakan pigmen warna selain warna hijau dan bening. Kromoplast ini terdiri dari tiga macam, yaitu:

-        Karoten           : penyebab warna jingga atau orange pada worrtel.

-        Xantofil           : penyebab warna kuning.

-        Fitosianin         : penyebab warna biru pada Lyanaphyta.

-        Fikoeritrin        : penyebab warna merah pada Rhodophyta.

-        Fikosantin        : penyebab warna pirang pada Dhoephyta.

3.      Kloroplast, yaitu merupakan pigmen warna hijau, dankloroplast ini terdiri dari dua macam, yaitu:

-        Klorofil a         : menyebabkan warna daun menjadi hijau kebiruan.

-        Klorofil b         : menyebabkan warna daun menjadi hijau kekuningan.

                                                                                                      (Saiful, 2007)

2.4 Perbedaan Klorofil a dan Klorofil b

Pembeda	Klorofil a	Klorofil b
Rumus Kimia	C55 H72 O5 N4 Mg	C55H70O6N4 Mg
Gugus pengikat	CH3	CH
Cahaya yang diserap	menyerap cahaya biru-violet dan merah.	menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau.
Panjang gelombang	λ 430 – λ 660	λ 455 – λ 640
Letak	paling banyak terdapat pada Fotosistem II	paling banyak terdapat pada Fotosistem I

(Haryono, 2009)

2.5 Mekanisme Penyerapan cahaya oleh klorofil

Di dalam kloroplas terdapat beberapa macam klorofil & pigmen lain, seperti klorofil a yang berwarna hijau muda, klorofil b yang berwarna hijau tua, karoten yang berwarna kuning hingga jingga. Pigmen tersebut mengelompok dalam membran tilakoid dan membentuk perangkat pigmen yang berperan penting dalam proses fotosintesis.

Fotosistem merupakan tahap pertama dari proses fotosintesis. Ketika klorofil menyerap energi foton dari cahaya, elektron pada klorofil akan terlepas ke orbit luar (tereksitasi). Elektron ini akan ditangkap oleh penerima elektron yaitu plastokuinon. Jadi unit penangkapan elektron inilah yang disebut dengan fotosistem.

Ketika elektron ditangkap oleh plastokuinon, akibatnya jumlah elektron di dalam klorofil menjadi tidak stabil. Untuk itu klorofil harus disuplai elektron dari molekul lain. Dalam waktu yang bersamaan, H₂O terpecah menjadi 2H⁺, OH^-, dan elektron (fotolisis). Elektron dari air inilah yang dipakai untuk menstabilkan klorofil.Jadi secara sederhana, unit yang mampu untuk menangkap energi cahaya matahari, yaitu klorofil yang melepaskan elektron dan menyerap foton (energi cahaya dengan panjang gelombang yang sesuai), disebut dengan fotosintesis.

(Anonymous^a, 2011)

2.6 Metode Penentuan Kadar Klorofil

Untuk memisahkan zat-zat warna yang terdapat pada suatu tumbuhan dapat dilakukan dengan berbagai cara, tetapi teknik kromatografi merupakan teknik yang banyak digunakan. Kromatografi pertama kali diberikan oleh Michael Tswett, seorang ahli botani Rusia, pada tahun 1906. Kromatografi berasal dari bahasa Yunani ‘Kromatos’ yang berarti warna dan

Kromatografi mencakup berbagai proses yang berdasarkan pada perbedaan distribusi dari penyusunan cuplikan antara dua fasa, salah satu diantaranya bergerak secara berkesinambungan dalam arah tertentu dan di dalamnya zat-zat itu menunjukkan perbedaan mobilitas disebabkan adanya perbedaan dalam absorpsi, partisi, kelarutan, tekanan uap, ukuran molekul atau kerapatan muatan ion dinamakan kromatografi sehingga masing-masing zat dapat diidentifikasi atau ditetapkan dengan metode analitik.

Pada dasarnya, teknik kromatografi ini membutuhkan zat terlarut terdistribusi di antara dua fase, satu diantaranya diam (fase diam), yang lainnya bergerak (fase gerak). Fase gerak membawa zat terlarut melalui media, hingga terpisah dari zat terlarut lainnya yang tereluasi lebih awal atau lebih akhir. Umumnya zat terlarut dibawa melewati media pemisah oleh cairan atau gas yang disebut eluen. Fase diam dapat bertindak sebagai zat penyerap atau dapat betindak melarutkan zat terlarut sehingga terjadi partisi antara fase diam dan fase gerak (Anonim, 1995).

Prosedur kromatografi masih dapat digunakan, jika metode klasik tidak dapat dilakukan karena jumlah cuplikan rendah, kompleksitas campuran yang hendak dipisahkan atau sifat berkerabat zat yang dipisah.

Kromatografi ada bermacam-macam diantaranya kromatografi kertas, kromatografi lapis tipis, penukar ion, penyaringan gel dan elektroforesis. Macam-macam kromatografi:

a. Kromatografi Lapis Tipis

Yaitu kromatografi yang menggunakan lempeng gelas atau alumunium yang dilapisi dengan lapisan tipis alumina, silika gel, atau bahan serbuk lainnya. Kromatografi lapis tipis pada umumnya dijadikan metode pilihan pertama pada pemisahan dengan kromatografi.

b. Kromatografi Penukar Ion

Merupakan bidang khusus kromatografi cairan-cairan. Seperti namanya, system ini khusus digunakan untuk spesies ion. Penemuan resin sintetik dengan sifat penukar ion sebelum perang Dunia II telah dapat mengatasi pemisahan rumit dari logam tanah jarang dan asam amino.

c. Kromatografi Penyaringan Gel

Merupakan proses pemisahan dengan gel yang terdiri dari modifikasi dekstran-molekul polisakarida linier yang mempunyai ikatan silang. Bahan ini dapat menyerap air dan membentuk susunan seperti saringan yang dapat memisahkan molekul-molekul berdasarkan ukurannya. Molekul dengan berat antara 100 sampai beberapa juta dapat dipekatkan dan dipisahkan. Kromatografi permeasi gel merupakan teknik serupa yang menggunakan polistirena yang berguna untuk pemisahan polimer.

d. Elektroforesis

Merupakan kromatografi yang diberi medan listrik disisinya dan tegak lurus aliran fasa gerak. Senyawa bermuatan positif akan menuju ke katode dan anion menuju ke anoda. Sedangkan kecepatan gerak tergantung pada besarnya muatan.

e. Kromatografi Kertas

Merupakan kromatografi cairan-cairan dimana sebagai fasa diam adalah lapisan tipis air yang diserap dari lembab udara oleh kertas jenis fasa cair lainnya dapat digunakan. Teknik ini sangat sederhana. Prinsip dasar kromatografi kertas adalah partisi multiplikatif suatu senyawa antara dua cairan yang saling tidak bercampur. Jadi partisi suatu senyawa terjadi antara kompleks selulosa-air dan fasa mobil yang melewatinya berupa pelarut organik yang sudah dijenuhkan dengan air atau campuran pelarut.

Cara melakukannya, ciplikan yang mengandung campuran yang akan dipisahkan diteteskan/diletakkan pada daerah yang diberi tanda di atas sepotong kertas saring dimana ia akan meluas membentuk noda yang bulat. Bila noda telah kering, kertas dimasukkan dalam bejana tertutup yang sesuai dengan satu ujung, dimana tetesan cuplikan ditempatkan, tercelup dalam pelarut yang dipilih sebagai fasa bergerak (jangan sampai noda tercelup karena berarti senyawa yang akan dipisahkan akan terlarut dari kertas).

Pelarut bergerak melalui serat dari kertas oleh gaya kapiler dan menggerakkan komponen dari campuran cuplikan pada perbedaan jarak dalam arah aliran pelarut. Bila permukaan pelarut telah bergerak sampai jarak yang cukup jauhnya atau setelah waktu yang telah ditentukan, kertas diambil dari bejana dan kedudukan dari permukaan pelarut diberi tanda dan lembaran kertas dibiarkan kering. Jika senyawa-senyawa berwarna maka mereka akan terlihat sebagai pita atau noda yang terpisah. Jika senyawa tidak berwarna harus dideteksi dengan cara fisika dan kimia. Yaitu dengan menggunakan suatu pereaksi-pereaksi yang memberikan sebuah warna terhadap beberapa atau semua dari senyawa-senyawa. Bila daerah dari noda yang terpisah telah dideteksi, maka perlu mengidentifikasi tiap individu dari senyawa. Metoda identifikasi yang paling mudah adalah berdasarkan pada kedudukan dari noda relatif terhadap permukaan pelarut, menggunakan harga Rf.

Nilai Rf

Beberapa senyawa dalam campuran bergerak sejauh dengan jarak yang ditempuh pelarut; beberapa lainnya tetap lebih dekat pada garis dasar. Jarak tempuh relative pada pelarut adalah konstan untuk senyawa tertentu sepanjang anda menjaga segala sesuatunya tetap sama, misalnya jenis kertas dan komposisi pelarut yang tepat.

Jarak relative pada pelarut disebut sebagai nilai Rf. Untuk setiap senyawa berlaku rumus sebagai berikut:

Rf = jarak yang ditempuh oleh senyawa/ jarak yang ditempuh oleh pelarut

Harga Rf merupakan parameter karakteristik kromatografi kertas dan kromatografi lapis tipis. Harga ini merupakan ukuran kecepatan migrasi suatu senyawa pada kromatogram dan pada kondisi konstan merupakan besaran karakteristik dan reprodusibel. Harga Rf didefinisikan sebagai perbandingan antara jarak senyawa dari titik awal dan jarak tepi muka pelarut dari titik awal.

Rf = Jarak titik tengah noda dari titik awal. Jarak tepi muka pelarut dari titik awal. Ada beberapa faktor yang menentukan harga Rf yaitu:

ü  Pelarut, disebabkan pentingnya koefisien partisi, maka perubahan-perubahan yang sangat kecil dalam komposisi pelarut dapat menyebabkan perubahan-perubahan harga Rf.

ü  Suhu, perubahan dalam suhu merubah koefisien partisi dan juga kecepatan aliran.

ü  Ukuran dari bejana, volume dari bejana mempengaruhi homogenitas dari atmosfer jadi mempengaruhi kecepatan penguapan dari komponen-komponen pelarut dari kertas. Jika bejana besar digunakan, ada tendensi perambatan lebih lama, seperti perubahan komposisi pelarut sepanjang kertas, maka koefisien partisi akan berubah juga. Dua faktor yaitu penguapan dan kompisisi mempengaruhi harga Rf.

ü  Kertas, pengaruh utama kertas pada harga Rf timbul dari perubahan ion dan serapan, yang berbeda untuk macam-macam kertas. Kertas mempengaruhi kecepatan aliran juga mempengaruhi kesetimbangan partisi.

ü  Sifat dari campuran, berbagai senyawa mengalami partisi diantara volume-volume yang sama dari fasa tetap dan bergerak. Mereka hampir selalu mempengaruhi karakteristik dari kelarutan satu terhadap lainnya hingga terhadap harga Rf mereka.

(Anonymous^f,2011)

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous^a, 2011. Mekanisme Penyerapan Cahaya. Available@http://mekanisme-cahaya blogspot.com. Diakses tanggal 30 September 2011

Anonymous^b, 2011. Pengertian Klorofil. Available@ http://adaaja.com/pengertian-klorofil/. Diakses tanggal 30 September 2011

Anonymous^c, 2011. Klorofil. Available@http://images.google.com/. Diakses tanggal 1 Oktober 2011

Anonymous^d. 2011. Chlorophyll. Available@http://en.wikipedia.org/wiki/Chlorophyll. Diakses tanggal 2 Oktober 2011

Haryono, cindy. 2009. Perbedaan pigmen klorofil a dan klorofil b. http://cindyharyono. wordpress.com/perbedaan-pigmen-klorofil-a-dan-klorofil-b/. Diakses 30 September 2011

Lakitan, B. 1993. Fisiologi Tumbuhan. Jakarta.

Saiful, Bahri. 2007. Klorofil, Diktat Kuliah Kapita Selekta Kimia Organik. Universitas Lampung; Lampung.

Sitompul, S.M. 1998. Penuntun Praktikum Dasar Fisiologi Tumbuhan. Brawijaya University Press. Malang.

Solomon, Berg, Martin, Villie, Biology, Saunders College Publishing, 1993, hal 192- 193 52. Temel Britannica Ansiklopedisi, Vol. 7, hal 1653.

----------

FOTOSINTESIS

2.1 Pengertian Fotosintesis

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari (Anonymous¹. 2011).

Fotosintesis adalah suatu proses biokimia anabolisme, pembentukan zat makanan atau energi yaitu glukosa yang dilakukan tumbuhan, alga, dan beberapa jenis bakteri dengan menggunakan zat hara, karbondioksida, dan air serta dibutuhkan bantuan energi cahaya matahari (Mustahib, 2010).

Photosynthesis is the process by which plants, some bacteria, and some protistans use the energy from sunlight to produce sugar, which cellular respiration converts into ATP, the "fuel" used by all living things (Anonymous², 2011).

Fotosintesis adalah proses dimana tumbuhan, beberapa bakteri, dan beberapa protistans menggunakan energi dari sinar matahari untuk menghasilkan gula, yang respirasi sel mengkonversi ke ATP, "bahan bakar" yang digunakan oleh semua makhluk hidup.

Photosynthesis is the process of converting light energy to chemical energy and storing it in the bonds of sugar. This process occurs in plants and some algae (Kingdom Protista). Plants need only light energy, CO₂, and H₂O to make sugar. The process of photosynthesis takes place in the chloroplasts, specifically using chlorophyll, the green pigment involved in photosynthesis (Anonymous³, 2011).

Fotosintesis adalah proses mengubah energi cahaya menjadi energi kimia dan menyimpannya dalam ikatan gula. Proses ini terjadi pada tanaman dan beberapa ganggang (Kerajaan Protista). Tanaman hanya perlu energi cahaya, CO2, dan H2O untuk membuat gula. Proses fotosintesis terjadi di kloroplas, khususnya dengan menggunakan klorofil, pigmen hijau yang terlibat dalam fotosintesis.

2.2 Tahapan Fotosintesis

Fotosintesis adalah proses dua tahap. Proses pertama adalah reaksi terang (Reaksi Cahaya), memerlukan energi langsung dari cahaya untuk membuat molekul pembawa energi yang digunakan dalam proses kedua. Proses reaksi gelap terjadi ketika produk-produk dari reaksi cahaya digunakan untuk membentuk ikatan kovalen C—C  karbohidrat. Reaksi gelap biasanya dapat terjadi dalam gelap jika pembawa energi dari proses cahaya telah ada. Bukti terbaru menunjukkan bahwa enzim utama dari reaksi gelap secara tidak langsung dirangsang oleh cahaya, sehingga istilah reaksi gelap agak keliru. Reaksi terang terjadi di Grana dan reaksi gelap terjadi pada stroma dari kloroplas (Anonymous², 2011).

Reaksi Terang

Reaksi terang adalah proses untuk menghasilkan ATP dan reduksi NADPH₂. Reaksi ini memerlukan molekul air dan cahaya matahari. Proses diawali dengan penangkapan foton oleh pigmen sebagai antena.

Reaksi terang melibatkan dua fotosistem yang saling bekerja sama, yaitu fotosistem I dan II. Fotosistem I (PS I) berisi pusat reaksi P700, yang berarti bahwa fotosistem ini optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 700 nm, sedangkan fotosistem II (PS II) berisi pusat reaksi P680 dan optimal menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nm.

Mekanisme reaksi terang diawali dengan tahap dimana fotosistem II menyerap cahaya matahari sehingga elektron klorofil pada PS II tereksitasi dan menyebabkan muatan menjadi tidak stabil. Untuk menstabilkan kembali, PS II akan mengambil elektron dari molekul H₂O yang ada disekitarnya. Molekul air akan dipecahkan oleh ion mangan (Mn) yang bertindak sebagai enzim. Hal ini akan mengakibatkan pelepasan H+ di lumen tilakoid. Dengan menggunakan elektron dari air, selanjutnya PS II akan mereduksi plastokuinon (PQ) membentuk PQH₂. Plastokuinon merupakan molekul kuinon yang terdapat pada membran lipid bilayer tilakoid. Plastokuinon ini akan mengirimkan elektron dari PS II ke suatu pompa H⁺ yang disebut sitokrom b₆-f kompleks Reaksi keseluruhan yang terjadi di PS II adalah:

2H₂O + 4 foton + 2PQ + 4H^- → 4H⁺ + O₂ + 2PQH₂

Sitokrom b₆-f kompleks berfungsi untuk membawa elektron dari PS II ke PS I dengan mengoksidasi PQH₂ dan mereduksi protein kecil yang sangat mudah bergerak dan mengandung tembaga, yang dinamakan plastosianin (PC). Kejadian ini juga menyebabkan terjadinya pompa H⁺ dari stroma ke membran tilakoid. Reaksi yang terjadi pada sitokrom b₆-f kompleks adalah:

2PQH₂ + 4PC(Cu²⁺) → 2PQ + 4PC(Cu⁺) + 4 H⁺ (lumen)

Elektron dari sitokrom b₆-f kompleks akan diterima oleh fotosistem I. Fotosistem ini menyerap energi cahaya terpisah dari PS II, tapi mengandung kompleks inti terpisahkan, yang menerima elektron yang berasal dari H₂O melalui kompleks inti PS II lebih dahulu. Sebagai sistem yang bergantung pada cahaya, PS I berfungsi mengoksidasi plastosianin tereduksi dan memindahkan elektron ke protein Fe-S larut yang disebut feredoksin. Reaksi keseluruhan pada PS I adalah:

Cahaya + 4PC(Cu⁺) + 4Fd(Fe³⁺) → 4PC(Cu²⁺) + 4Fd(Fe²⁺)

Selanjutnya elektron dari feredoksin digunakan dalam tahap akhir pengangkutan elektron untuk mereduksi NADP⁺ dan membentuk NADPH. Reaksi ini dikatalisis dalam stroma oleh enzim feredoksin-NADP⁺ reduktase. Reaksinya adalah :

4Fd (Fe²⁺) + 2NADP⁺ + 2H⁺ → 4Fd (Fe³⁺) + 2NADPH

Ion H⁺ yang telah dipompa ke dalam membran tilakoid akan masuk ke dalam ATP sintase. ATP sintase akan menggandengkan pembentukan ATP dengan pengangkutan elektron dan H⁺ melintasi membran tilakoid. Masuknya H⁺ pada ATP sintase akan membuat ATP sintase bekerja mengubah ADP dan fosfat anorganik (Pi) menjadi ATP. Reaksi keseluruhan yang terjadi pada reaksi terang adalah sebagai berikut :

Sinar + ADP + Pi + NADP⁺ + 2H₂O → ATP + NADPH + 3H⁺ + O₂

(Anonymous¹. 2011)

Reaksi Gelap

Reaksi gelap pada tumbuhan dapat terjadi melalui dua jalur, yaitu siklus Calvin-Benson dan siklus Hatch-Slack. Pada siklus Calvin-Benson tumbuhan mengubah senyawa ribulosa 1,5 bisfosfat menjadi senyawa dengan jumlah atom karbon tiga yaitu senyawa 3-phosphogliserat. Oleh karena itulah tumbuhan yang menjalankan reaksi gelap melalui jalur ini dinamakan tumbuhan C-3. Penambatan CO₂ sebagai sumber karbon pada tumbuhan ini dibantu oleh enzim rubisco. Tumbuhan yang reaksi gelapnya mengikuti jalur Hatch-Slack disebut tumbuhan C-4 karena senyawa yang terbentuk setelah penambatan CO₂ adalah oksaloasetat yang memiliki empat atom karbon. Enzim yang berperan adalah phosphoenolpyruvate carboxilase (Anonymous¹. 2011).

            Siklus Calvin-Benson

Mekanisme siklus Calvin-Benson dimulai dengan fiksasi CO₂ oleh ribulosa difosfat karboksilase (RuBP) membentuk 3-fosfogliserat. RuBP merupakan enzim alosetrik yang distimulasi oleh tiga jenis perubahan yang dihasilkan dari pencahayaan kloroplas. Pertama, reaksi dari enzim ini distimulasi oleh peningkatan pH. Jika kloroplas diberi cahaya, ion H⁺ ditranspor dari stroma ke dalam tilakoid menghasilkan peningkatan pH stroma yang menstimulasi enzim karboksilase, terletak di permukaan luar membran tilakoid. Kedua, reaksi ini distimulasi oleh Mg²⁺, yang memasuki stroma daun sebagai ion H⁺, jika kloroplas diberi cahaya. Ketiga, reaksi ini distimulasi oleh NADPH, yang dihasilkan oleh fotosistem I selama pemberian cahaya.

Fiksasi CO₂ ini merupakan reaksi gelap yang distimulasi oleh pencahayaan kloroplas. Fikasasi CO2 melewati proses karboksilasi, reduksi, dan regenerasi. Karboksilasi melibatkan penambahan CO₂ dan H₂O ke RuBP membentuk dua molekul 3-fosfogliserat(3-PGA). Kemudian pada fase reduksi, gugus karboksil dalam 3-PGA direduksi menjadi 1 gugus aldehida dalam 3-fosforgliseradehida (3-Pgaldehida). Reduksi ini tidak terjadi secara langsung, tapi gugus karboksil dari 3-PGA pertama-tama diubah menjadi ester jenis anhidrida asam pada asam 1,3-bifosfogliserat (1,3-bisPGA) dengan penambahan gugus fosfat terakhir dari ATP. ATP ini timbul dari fotofosforilasi dan ADP yang dilepas ketika 1,3-bisPGA terbentuk, yang diubah kembali dengan cepat menjadi ATP oleh reaksi fotofosforilasi tambahan. Bahan pereduksi yang sebenarnya adalah NADPH, yang menyumbang 2 elektron. Secara bersamaan, Pi dilepas dan digunakan kembali untuk mengubah ADP menjadi ATP.

Pada fase regenerasi, yang diregenerasi adalah RuBP yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO₂ tambahan yang berdifusi secara konstan ke dalam dan melalui stomata. Pada akhir reaksi Calvin, ATP ketiga yang diperlukan bagi tiap molekul CO₂ yang ditambat, digunakan untuk mengubah ribulosa-5-fosfat menjadi RuBP, kemudian daur dimulai lagi.

Tiga putaran daur akan menambatkan 3 molekul CO₂ dan produk akhirnya adalah 1,3-Pgaldehida. Sebagian digunakan kloroplas untuk membentuk pati, sebagian lainnya dibawa keluar. Sistem ini membuat jumlah total fosfat menjadi konstan di kloroplas, tetapi menyebabkan munculnya triosafosfat di sitosol. Triosa fosfat digunakan sitosol untuk membentuk sukrosa. (Anonymous¹. 2011).

Siklus Hatch-Slack

Berdasarkan cara memproduksi glukosa, tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan C3 dan C4. Tumbuhan C3 merupakan tumbuhan yang berasal dari daerah subtropis. Tumbuhan ini menghasilkan glukosa dengan pengolahan CO₂ melalui siklus Calvin, yang melibatkan enzim Rubisco sebagai penambat CO₂. Tumbuhan C3 memerlukan 3 ATP untuk menghasilkan molekul glukosa. Namun, ATP ini dapat terpakai sia-sia tanpa dihasilkannya glukosa. Hal ini dapat terjadi jika ada fotorespirasi, di mana enzim Rubisco tidak menambat CO₂ tetapi menambat O₂. Tumbuhan C4 adalah tumbuhan yang umumnya ditemukan di daerah tropis. Tumbuhan ini melibatkan dua enzim di dalam pengolahan CO₂ menjadi glukosa. Enzim phosphophenol pyruvat carboxilase (PEPco) adalah enzim yang akan mengikat CO₂ dari udara dan kemudian akan menjadi oksaloasetat. Oksaloasetat akan diubah menjadi malat. Malat akan terkarboksilasi menjadi piruvat dan CO₂. Piruvat akan kembali menjadi PEPco, sedangkan CO₂ akan masuk ke dalam siklus Calvin yang berlangsung di sel bundle sheath dan melibatkan enzim RuBP. Proses ini dinamakan siklus Hatch Slack, yang terjadi di sel mesofil. Dalam keseluruhan proses ini, digunakan 5 ATP (Anonymous¹, 2011).

2.3 Faktor-faktor  yang mempengaruhi fotosintesis

Berikut adalah beberapa faktor utama yang menentukan laju fotosintesis :

1. Intensitas cahaya
   Laju fotosintesis maksimum ketika banyak cahaya.
2. Konsentrasi karbon dioksida
   Semakin banyak karbon dioksida di udara, makin banyak jumlah bahan yang dapt digunakan tumbuhan untuk melangsungkan fotosintesis.
3. Suhu
   Enzim-enzim yang bekerja dalam proses fotosintesis hanya dapat bekerja pada suhu optimalnya. Umumnya laju fotosintensis meningkat seiring dengan meningkatnya suhu hingga batas toleransi enzim.
4. Kadar air
   Kekurangan air atau kekeringan menyebabkan stomata menutup, menghambat penyerapan karbon dioksida sehingga mengurangi laju fotosintesis.
5. Kadar fotosintat (hasil fotosintesis)
   Jika kadar fotosintat seperti karbohidrat berkurang, laju fotosintesis akan naik. Bila kadar fotosintat bertambah atau bahkan sampai jenuh, laju fotosintesis akan berkurang.
6. Tahap pertumbuhan
   Penelitian menunjukkan bahwa laju fotosintesis jauh lebih tinggi pada tumbuhan yang sedang berkecambah ketimbang tumbuhan dewasa. Hal ini mungkin dikarenakan tumbuhan berkecambah memerlukan lebih banyak energi dan makanan untuk tumbuh.

(Anonymous¹. 2011).

2.4 Teknik Pengujian Pati

Karbohidrat utama yang disimpan pada sebagian besar tumbuhan adalah pati dan selulosa. Pati atau amilum banyak terdapat pada kloroplas daun, yang merupakan tempat proses fotosintesis. Karbohidrat tersimpan dalam bentuk amiloplas, yang terbentuk sebagai hasil translokasi sukrosa atau karbohirat lain dari daun. Jumlah pati pada bagian jaringan bergantung pada banyaknya faktor genetik dan lingkungan serta lama cahaya. Pati terbentuk pada siang hari ketika fotosintesis melebihi laju gabungan antara respirasi dan translokasi, kemudian hilang pada waktu malam melalui kedua proses tersebut (Dwidjoseputro, 1990).

Pengangkutan amilum dari sel ke sel adalah dalam bentuk gula karena gula larut dalam air. Reaksi iodium dengan amilum menimbulkan warna biru kehitam-hitaman. Amilum terdiri atas 2 bagian, yaitu amilosa dan amilopektin. Amilosa lebih mudah larut dalam air. Untuk mengetahui adanya karbohidrat dalam tanaman dapat dilakukan suatu pengujian. Akumulasi pati dalam daun sebagai cadangan sementara mudah diperlihatkan.

Kandungan amilum dalam daun dapt diketahui melalui uji Iodium (larutan I-KI) yang

memberikan kenampakan warna ungu. (Anonymous⁴, 2011).

Sumber lain menjelaskan, Teknik uji pati secara kualitatif yang disarankan, yaitu :

1.      Uji Molisch

Semua jenis karbohidrat baik mono, di maupun polisakarida akan berwarna merah. Apabila larutannya (dalam air) dicampur dengan beberapa tetes larutan alpha naphtol dan kemudian dialirkan pada asam sulfat pekat dengan hati-hati sehingga tidak tercampur.

Warna merah akan tampak pada bidang batas antara campuran karbohidrat dengan α naphtol dan asam sulfat pekat. Sifat ini dipakai sebagai dasar uji kualitatif adanya karbohidrat dan dikenal sebagai uji Molish.

2. Uji Seliwanoff

3. Uji Anthrone

4. Uji Benedict

Gula reduksi dengan larutan Benedict (campuran garam Kupri Sulfat, Natrium Sitrat, Natrium Karbonat) akan terjadi reaksi reduksi oksidasi dan dihasilkan endapan berwarna merah dari kupro oksida.

5. Uji Barfoed

6. Uji Fehlings

Teknik uji pati secara kualitatif yang disarankan yaitu :

1. Uji Luff Schoorl

2. Uji Lane-Eynon

(Anonymous⁵, 2011)

Uji Pati Metode “Uji Sach”

1. Letakkan tumbuhan berdaun di tempat gelap sekitar 2 – 3 hari.
2. Setelah itu pilihlah sehelai daun yang lebar, tutuplah sebagian permukaan daun dengan aluminium foil. Gunakan klip untuk menjepitnya.
3. Letakkan pot tersebut di tempat yang terkena cahaya matahari langsung selama sekitar 5 jam.
4. Petiklah daun yang telah ditutup dengan aluminium foil tersebut dan lakukan pengujian dengan lugol.
5. Cara melakukan uji amilum / lugol:
6. Rebuslah daun dalam air mendidih selama beberapa menit hingga layu
7. Rebuslah daun dalam alkohol panas untuk melarutkan klorofilnya (lihat gambar)
8. Cucilah daun di bawah air mengalir
9. Tetesilah daun dengan larutan lugol / iodium dan amatilah perubahan warnanya 

(Mustahib, 2011)

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous¹. 2011. Fotosintesis (Online), http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis, diakses pada 9 Oktober 2011

Anonymous², 2011. What Is Photosynthesis? (Online), http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/biobk/biobookps.html#What%20is%20Photosynthesis?, diakses pada 9 Oktober 2011

 Anonymous³, 2011. Photosynthesis (Online), http://biology.clc.uc.edu/courses/bio104/photosyn.htm, diakses pada 9 Oktober 2011

Anonymous⁴, 2011. Pengujian Pati (Online), http://www.scribd.com/doc/19177429/KH-Tyckz, diakses pada 9 Oktober 2011

Anonymous⁵, 2011. Teknik uji pati secara kualitatif  (Online), http://praktikumbiologi.blogspot.com/2011/09/, diakses pada 11 Oktober 2011

Mustahib, 2010. Fotosintesis (Online), http://biologi.blogsome.com/2010/07/18/fotosintesis/, diakses pada 9 Oktober 2011

Mustahib, 2011. Uji Sach (Online), http://biologi.blogsome.com/2011/09/08/uji-sach/, diakses pada 9 Oktober 2011

Dwijdoseputro. 1990. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama.

----------

RESPIRASI

2.1 Definisi Respirasi

·         Respirasi dalam biologi adalah proses mobilisasi energi yang dilakukan jasad hidup melalui pemecahan senyawa energi bernergi tinggi (SET) untuk digunakan dalam menjalankan fungsi hidup (Suyitno, 2008).

·         respirasi adalah pemanfaatan energi bebas dalam makanan menjadi energi bebas yang ditimbun dalam bentuk ATP. Dalam sel, ATP digunakan sebagai sumber energi bagi seluruh aktivitas hidup yang memerlukan energi (Mahmuddin, 2009).

2.2 Macam-macam Respirasi

            2.2.1 Repirasi Aerob

      Respirasi aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan suasana aerobik sehingga dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi dalam jumlah besar. Energi ini dihasilkan dan disimpan dalam bentuk energi kimia yang siap digunakan, yaitu ATP. Pelepasan gugus posfat menghasilkan energi yang digunakan langsung oleh sel untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, reproduksi, dll.

Proses respirasiaerobberlangsungdalam 3 tahap yang berurutan, yaitu :

1.     Glikolisis
   Pemecahanmolekulglukosa (C6) menjadisenyawaasampiruvat (C3)
2.     Siklus Krebs
   ReaksireduksimolekulAsetil CoA menghasilkanasamsitratdanoksaloasetat
3.     Transporelektron
   Reaksireduksi-oksidasimolekul-molekul NADH₂dan FADH₂menghasilkan H₂O dansejumlah ATP.

(Anonymous³, 2011)

2.2.2 Respirasi Anaerob

Pada kondisi kurang oksigen, seperti saat tanah terlalu basah atau tergenang air, maka jaringan akar atau biji-biji yang terbenam di dalamnya akan mengalami kekurangan oksigen. Dalam keadaan seperti ini maka pada jaringan akan terjadi respirasi anaerobik. Respirasi an-aerobik pada tubuh kita akan menghasilkan timbunan asam laktat yang menjadi tanda kelelahan otot. Pada tumbuhan, respirasi an-aerobik akan lebih cenderung menghsilkan ethanol daripada asam laktat. Namun demikian, bahan sisa metabolisme tersebut dapat diubah kembali menjadi glukosa atau dapat dimanfaatkan kembali.

Dari gambaran proses kimia pada respirasi an-aerobik di atas tampak bahwa :

1) respirasi an-aerob merupakan pembongkaran glukosa yang tidak sempurna,

2) hanya menghasilkan 2 ATP dati tiap mol glukosa yang dibongkar,

3) Entropi besar karena hasil pembongkarannya menghasilkan sampah yang berupa senyawa yang masih menyimpan energi cukup besar, yaitu :

a) Ethanol + CO2 , atau

b) Asam laktat

4) Sebagian energi terbuang dalam bentuk panas

Dengan demikian, respirasi aerob merupakan pembongkaran yang jauh lebih efisien, karena :

1) Dapat membongkar jauh lebih sempurna dengan zat sisa berupa molekul kecil, yaitu CO2 dan H2O

2) Dapat menghasilkan 36 ATP dari setiap pembakaran 1 mol glukosa

3) Energi yang terbuang dalam bentuk panas sangat kecil

Pembongkaran glukosa sumber energi dalam suasana aerobik yang melibatkan prosesproses

glikolisis (di sitosol) dan daur Krebs (di matrik mitokondria) disebut peristiwa

pembakaran sempurna. (Suyitno, 2008)

2.3 Tahapan Respirasi

            2.3.1 Glikolisis

Glikolisis adalah peristiwa pemecahan satu molekul glukosa (senyawa beratom C 6 buah) menjadi 2 molekul asam piruvat (senyawa beratom C 3 buah). Peristiwa ini berlangsung di dalam sitosol (sitoplasma) sel hidup dalam kondisi anaerob (tanpa oksigen bebas) dikatalis oleh enzim-einzim antara lain: heksokinase, isomerase, fosfogliserokinase, piruvatkinase, dehidrogenase. Tahap ini menghasilkan 2 molekul ATP dan 2 molekul NADH₂.

Untuk memecah molekul glukosa menjadi asam piruvat ternyata melalui tahapan terbentuknya senyawa antara, berupa Phosfogliseraldehid (PGAL), yaitu senyawa beratom C6 yang mendapat tambahan posfat yang berasal dari 2ATP, artinya perubahan molekul glukosa memerlukan energi sebanyak 2 molekul ATP.

Pemecahan molekul PGAL menjadi asam piruvat akan melepaskan energi sebanyak 4 molekul ATP dan pelepasan 2 atom hidrogen yang berpotensi energi tinggi, selanjutnya hidrogen yang dilepaskan ini akan ditangkap oleh kofaktor berupa NAD⁺ dan membentuk senyawa 2NADH₂. Hasil akhir dari tahap Glikolisis menghasilkan 2 molekul asam piruvat, 2 molekul ATP, dan 2 molekul NADH₂. Selanjutnya senyawa asam piruvat memasuki membran mitokondria untuk tahap berikutnya.

Dekarboksilasi Oksidatif

Merupakan tahap antara Glikolisis dengan Siklus Krebs. Sebelum memasuki tahap berikutnya, senyawa asam piruvat akan mengalami oksidasi berupa pelepasan gugus karboksil (COOH) dalam suasana aerob yang disebut dekarboksilasi oksidatifdan penambahan molekul Coenzim-A (Co-A). Peristiwa ini berlangsung di dalam membran mitokondria dikatalisis oleh enzim piruvat-dehidrogenase dan menghasilkan Asetil Co-A, 2CO₂, dan 2NADH₂.

(Anonymous³, 2011)

            2.3.2 Siklus Krebs

Hans Krebs menemukan peristiwa pemecahan glukosa disederhanakan secara perlahan di dalam sel secara siklus yang dikenal Daur Asam sitrat, selanjutnya dinamakan Daur Krebs. Daur Krebs berlangsung di dalam matriks mitokondria secara anaeorob, dikatalis oleh enzim-enzim antara lain : sitratsintetase, dehidrogenase.

Siklus Krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratom C6).

Secara bertahap Asam sitrat melepaskan 2 atom C nya sehingga kembali menjadi asam oksaloasetat (beratom C4), peristiwa ini diikuti dengan reaksi reduksi (pelepasan elektron & ion hidrogen) oleh NAD⁺dan FAD⁺ menghasilkan 2 molekul NADH_2, 2 molekul FADH₂, dan 2 molekul ATP. Dari seluruh rangkaian peristiwa siklus Krebs dihasilkan : 4 molekul CO₂, 6 molekul NADH₂ , 2 molekul FADH₂, dan 2 molekul ATP. (Anonymous³, 2011)

2.3.3 Transfer Elektron

Tahap akhir dari respirasi aerob adalah sistem transpor elektron sering disebut juga sistem (enzim) sitokrom oksidase atau sistem rantai pernapasan yang berlangsung pada krista dalam mitokondria. Pada tahap ini melibatkan donor elektron, akseptor elektron, dan reaksi reduksi dan oksidasi (redoks). Donor elektron adalah senyawa yang dihasilkan selama tahap glikolisis maupun siklus Krebs dan berpotensi untuk melepaskan elektron, yaitu NADH₂ dan FADH₂.

Akseptor elektron adalah senyawa yang berperan sebagai penerima elektron yang dilepaskan oleh donor elektron, yaitu enzim sitokrom dan Oksigen.

Sebanyak 10 molekul NADH₂ dan 2 molekul FADH₂ dihasilkan selama tahap glikolisis dan siklus Krebs. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transpor elektron. Setiap pelepasan elektron akan menghasilkan energi berupa ATP, 1 molekul NADH₂ akan menghasilkan 3 molekul ATP, dan 1 molekul FADH₂ akan menghasilkan 2 molekul ATP.

Mula-mula molekul NADH₂ memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoprotein, keduanya melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron, peristiwa ini disebut reaksi oksidasi.

Selanjutnya elektron ini akan ditangkap oleh Fe⁺⁺⁺ sebagai akseptor elektron dan dikatalis oleh enzim sitokrom b, c, dan a. Peristiwa ini disebut reaksi reduksi. Reaksi reduksi dan oksidasi ini berjalan terus sampai elektron ini ditangkap oleh Oksigen (O₂) sehingga berikatan dengan ion Hidrogen (H⁺) menghasilkan H₂O (air). Hasil akhir dari sistem transpor elektron ini adalah 34 molekul ATP, 6 molekul H₂O (air).

Secara keseluruhan reaksi respirasi sel aerob menghasilkan 38 molekul ATP, 6 molekul H₂O, dan 2 molekul CO₂.

(Anonymous³, 2011)

DAFTARPUSTAKA

Abidin, Zainal. 1987. DasarPengetahuanIlmuTanaman. Bandung: Angkasa.

Anonymous¹. 2011. Cellular Respiration (Online), http://en.wikipedia.org/wiki/cellular repiration/  diaksespada 16 Oktober 2011.

Anonymous². 2011. Respiration (Online), http://www.sambal.co.uk/respiration.html, diaksespada 16 Oktober 2011.

Anonymous³. 2011. RespirasiAerob (Online), http://idkf.bogor.net/yuesbi/e-DU.KU/edukasi.net/SMA/Biologi/Respirasi.Aerob/index.html, diaksespada 16 Oktober 2011.

Anonymous⁴. 2011. Faktor-Faktor yang MempengaruhiRespirasi (Online), http://zonabawah.blogspot.com/2011/04/faktor-faktor-yang-mempengaruhi_5880.html, diaksespada 16 Oktober 2011.

Anonymous⁵.2011. PerbedaanFotosintesisdanRespirasi(Online), http://biologigonz.blogspot.com/2010/07/beda-fotosintesis-respirasi.html, diaksespada 16 Oktober 2011.

FakulltasMatematikadanIlmuPengetahuanAlamUniversitasNegeri Yogyakarta

Mahmuddin.2009. Respirasi Seluler atau Respirasi Aerob(Online), http://mahmuddin.wordpress.com/2009/10/01/respirasi-seluler-atau-respirasi-aerob/, diaksespada 16 Oktober 2011.

Suyitno. 2008. RespirasiPadaTumbuhan.Yogyakarta : JurusanPendidikanBiologi

----------

RESISTENSI DIFUSI GAS

2.1  Pengertian Resistensi

Resistensi ialah kemampuan jasad pengganggu untuk tumbuh normal meskipun telah diberikan perlakuan pestisida dengan dosis yang biasa digunakan, dapat terjadi karena pemakaian jenis pestisida yang sama secara terus-menerus sehingga jasad pengganggu membentuk mekanisme atau sistem pertahanan tubuh dengan adaptasinya

 (Anonymous ^a, 2011).

Resistensi ialah ketahanan suatu gas akibat mengalirnya suatu gas dari konsentrasi tinggi menuju konsentrasi rendah

(Gardner, 1991).

Resistance the spread of gas from society to another. (Resistensi ialah penyebaran gas dari suatu kumpulan gas ke kumpulan gas lain).

 (Anonymous ^b, 2011).

Resistance is a behavior that indicates the position of an attitude to survive, and trying to fight (Resistensi ialah perilaku yang menunjukkan pada posisi sebuah sikap untuk bertahan, maupun berusaha untuk melawan)

(Soekartono, 1984).

2.2 Pengertian Difusi

       Difusi ialah perpindahan dari konsentrasi tinggi ke tempat berkonsentrasi rendah, tetapi hanya berlaku untuk gerakan suhu acak pada suatu molekul

 (Soekartono, 1984).

Difusi ialah perpindahan molekul atau ion, sebagai akibat gerak acaknya, dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah dengan konsentrasi rendah

(Kimball, 1983).

Diffusion is moment of dissolved of suspended particle from one place in the another of result of their heat energy (Difusi ialah perpindahan larutan atau partikel dari satu bagian ke bagian yang lain sebagai energi panas).

 (Filler, 1998).

Diffusion is the net movement from one point to another because of the radon kinetic activities of molecules or ions (Difusi ialah penyebaran molekul suatu zat dari poin ke yang lainnya yang ditimbulkan oleh suatu zat yang identik dengan energi kinetik).

 (Salisbury, 1995).

2.3    Pengertian Resistensi Difusi Gas

Resistensi difusi gas ialah ketahanan perpindahan molekul gas dari 1 kondentrasi ke konsentrasi yang lain pada tanaman.

 (Anonymous ^c, 2011).

Resistensi difusi gas ialah ketahanan suatu tanaman akibat mengalirnya suatu gas dari daerah konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah.

 (Dwidjosaputro, 1980).

Resistance is a gaseous diffusion plant resistance to the movement of gas from high concentration to low concentration through the mouth or the stomata of leaves (Resistensi difusi gas ialah suatu ketahanan tanaman terhadap pergerakan gas dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah melalui mulut daun atau stomata).

 (Anonymous ^d, 2011).

Gas diffusion resistance is the spread of substance and the gas / liquid high concentration (hipertonis) to the gas/liquid concentration is lower (hipotonis) (Resistensi difusi gas ialah penyebaran molekul zat dan gas/cairan yang konsentrasinya tinggi (hipertonis) ke gas / cairan yang konsentrasinya lebih rendah (hipotonis).

 (Anonymous ^e, 2011).

2.4    Macam-macam Resistensi Difusi Gas

a.     Resistensi Lapisan Batas (ra)

Merupakan hambatan luas dari daun yang timbul karena permukaan luas terhadap lapisan pembatas uap air difusi di rongga stomata di atmosfer (Sitompul, 1998).

b.    Resistensi Mesofil (rm)

Merupakan ukuran apa saja yang berhubungan dengan daun yang mempengaruhi pengambilan CO₂ kecuali tahanan lapisan batas daun stomata, karena apa saja yang mempengaruhi konsentrasi CO₂ ke dalam kloroplas di hitung sebagai tekanan sisa terhadap pengambilan CO₂ oleh daun

 (Gardner, 1991).

c.     Resistensi Stomata (rs)

Daya hantar secara langsung dipengaruhi oleh besarnya bukaan stomata. Semakin besar bukaan stomata maka daya hantarnya akan semakin tinggi. Pada beberapa tulisan digunakan beberap istilah resistensi stomata. Dalam hubungan ini daya hantar stomata berbanding dengan resistensi stomata. Stomata akan membuka jika tekanan turgor kedua sel penjaga meningkat. Peningkatan tekanan turgor oleh sel penjaga disebabkan oleh masuknya air kedalam sel penjaga tersebut. Pergerakan air antar sel akan selalu dari sel yang mempunyai potensi air lebih tinggi ke sel dengan potensi lebih rendah. Tinggi rendahnya potensi air sel tergantung pada jumlah bahan yang terlarut dari cairan tesebut, semakin banyak bahan yang terlarut maka potensi yang terjadi pada sel semakin rendah. Pertumbuhan dan hasil tanaman pada kondisi intensitas cahaya rendah juga dipengaruhi oleh kemampuan tanaman untuk memfiksasi CO₂ yang ada di atmosfer. Jika konsentrasi CO₂ di udara rendah maka net photosintesis antara yang ternaungi dengan yang kontrol hampir sama. Pada konsentrasi CO₂ di udaya yang sama maka tanaman yang dinaungi akan memfiksasi CO₂ jauh lebih sedikit dibandingkan dengan yang tidak ternaungi karena resistensi stomata yang tinggi terhadap CO₂ sehingga net fotosintesisnya jauh lebih lebih rendah dibandingkan tanaman yang mendapat intensitas cahaya penuh.

(Filler, 1998)

2    2.5  Faktor-faktor yang Mempengaruhi Resistensi Difusi Gas

a)      Morfologi Daun

Penebalan pada daun dipengaruhi oleh faktor tempat dan cahaya (intensitas cahaya) sehingga mempengaruhi resistensi terhadap difusi CO₂ menurun.

b)      Temperatur

Semakin naik temperatur akan semakin meningkatkan kecepatan difusi, akibat hanya sebagian yang meningkatkan korelasi.

c)      Konsentrasi Medium

Umumnya konsentrasinya lebih tinggi yaitu lebih banyak molekul per unit volume maka kecepatan difusinya lebih kecil.

d)     Kepadatan Gas

Perbedaan difusi gas dipengaruhi oleh faktor lingkungan tertentu mengenai kepadatan relatif gas CO₂.

e)      Gradien Tekanan Difusi

Pergerakan difusi merupakan pergerakan tekanan difusi tinggi ke rendah. Adanya perbedaan tekanan difusi, maka kecepatan difusi semakin tinggi.

(Soekartono, 1984).

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous ^a. 2011. Difusi, (online), (http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2109875-pengertian-difusi/, diakses 14 Oktober 2011).

Anonymous ^b. 2011.  Rasistance, (online), (http://bismillah.blog.uns.ac.id/2010/05/15/shari-ng-sharing-pengertian-resisten-4-tepat-1-waspada/, diakses 14 Oktober 2011).

Anonymous ^c. 2011. Resistensi Difusi Gas, (online), (http://www.indonesian-resistansi-difusi-gas-indonesia.com, diakses 14 Oktober 2011).

Anonymous ^d. 2011. Resistensi Difusi Gas (online), (http://kafeilmu.com/tema/pengertian-di-fusi-dalam-biologi.html  , diakses 14 Oktober 2011).

Anonymous ^e. 2011., Gas Diffusion Resistance (online), (http://asamcoklat.wordpress.-com/-ipa-2/difusi/, diakses 14 Oktober 2011).

Dwidjosaputro. 1980. Pengantar Fisiologi Tanaman. Jakarta: Gramedia.

Filler and Key. 1998. Fisiologi Lingkungan Tanaman. Yogyakarta: UI Press.

Gardner. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Jakarta: UI Press.

Kimball. 1983. Biologi Edisi ke lima. Jakarta: Erlangga.

Salisbury, Frank, B. & Cleon, W. R. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB.

Sitompul, S. M. 1998. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: Ganesha Excel.

Soekartono. 1984. Fisiologi Tumbuhan. Malang: Universitas Brawijaya.

----------

TANAMAN C3, C4, DAN CAM

2.1 Definisi tanaman C3

Tanaman C3 adalah kelompok tumbuhan yang menghasilkan senyawa phosphogliseric acid yang memiliki 3 atom C pada proses fiksasi CO2 oleh ribolusadiphosphat (Budiarti, 2008).

Tanaman C3 adalah tanaman yang mempunyai lintasan atau siklus PCR (Photosynthetic Carbon Reduction) atau sering disebut siklus calvin yang dapatmenghasilkan asam organik yang mengandung 3 atom C dan jaringan yangterlibat dalam proses fotosintesis adalah jaringan mesofil. Lintasan itu dimulaidari pengikatan CO2 dengan RBP dan RuBP (Sitompul, 1995).

C3 plant is A plant that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acidas the first stage of photosynthesis (Anonymous, 2010).

C3 plants are plants in general we are familiar with green plants or plants with a mechanism of photosynthesis as beginning with the formation of C3 (PGA) on the reaction Calvin Benson (William K, 2009).

2.2 Definisi tanaman C4

Tanaman C4 adalah kelompok tumbuhan yang melakukan persiapan reaksigelap fotosintesis melalui jalur 4 karbon / 4C (jalur hatch- slack) sebelum memasuki siklus calvin, untuk meminimalkan keperluan fotorespirasi (Budiarti, 2008).

Tanaman C4 adalah tanaman yang menghasilkan asam 4 karbon sebagai produk utama penambahan CO2 (Salisburry, 1998).

C4 plant are plants that produces the 3-carbon compound phosphoglyceric acidas the first stage of photosynthesis (Anonymous, 2010).

C4 plants are plants in the habit during the day they did not open fully stomatanya to reduce water loss through evaporation / transpiration (William K, 2009).

2.3 Definisi tanaman CAM       

Tanaman CAM adalah tanaman yang tumbuh di kawasan gurun dan mengambil CO2 di atmosfer dan membentuk sebagian 4 karbon juga (Campbell, 2000).

Tanaman CAM adalah tanaman yang dapat berubah seperti tanaman C3 padasaat pagi hari (suhu rendah) dan dapat berubah seperti tanaman C4 pada sianghari dan malam hari (Gardner, 1991).

CAM plans are typical from arid and semiarid regions and the canopies of tropical forests, respresenting about 6% of the vascular plant species (William K, 2009).

CAM plants are plants that closed stomata during the day to conserve water and prevent the entry of CO₂ into the leaf. and at night the stomata open to take CO₂ (Campbell,2000).

2.4 Perbedaan Tanaman C3, C4, dan CAM

Berdasarkan tipe fotosintesis, tumbuhan dibagi ke dalam tiga kelompok besar, yaitu C3, C4, dan CAM (crassulacean acid metabolism). Perbedaan tersebut dapat dilihat pada table di bawah ini.

C3	C4	CAM (crassulacean acid metabolism)
lebih adaptif pada kondisi kandungan CO2 atmosfer tinggi	adaptif di daerah panas dan kering	adaptif di daerah panas dan kering
enzim yang menyatukan CO2 dengan RuBP, juga dapat mengikat O2 pada saat yang bersamaan untuk proses fotorespirasi	CO2 diikat oleh PEP yang tidak dapat mengikat O2 sehingga tidak terjadi kompetisi antara CO2 dan O2	Pada malam hari asam malat tinggi, pada siang hari malat rendah Lintasan
karbon dioxida masuk ke siklus calvin secara langsung.	tidak mengikat karbon dioksida secara langsung	tidak mengikat karbon dioksida secara langsung
Disebut tumbuhan C3 karena senyawa awal yang terbentuk berkarbon 3 (fosfogliserat)	Sel seludang pembuluh berkembang dengan baik dan banyak mengandung kloroplas	Umumnya tumbuhan yang beradaptasi pada keadaan kering seperti kaktus, anggrek dan nenas
Sebagian besar tumbuhan tinggi masuk ke dalam kelompok tumbuhan C3	Fotosintesis terjadi di dalam sel mesofil dan sel seludang pembuluh	Reduksi karbon melalui lintasan C4 dan C3 dalam sel mesofil tetapi waktunya berbeda
Apabila stomata menutup akibat stress terjadi peningkatan fotorespirasipengikatan O2 oleh enzim Rubisco	Pengikatan CO2di udara melalui lintasan C4 di sel mesofil dan reduksi karbon melalui siklus Calvin (siklus C3) di dalam sel seludang pembuluh	Pada malam hari terjadi lintasan C4 pada siang hari terjadi suklus C3

(Sunardi, 2010)

2.5 Karakteristik tanaman CAM

Tanaman CAM (Crassulation Acid Metabolism Plants) pada dasarnya adalah tanaman sukulen yaitu tanaman yang berdaun atau berbatang tebal yang bertranspirasi rendah. Dalam kondisi kering, stomata pada malam hari akan terbukauntuk mengabsorbsi CO2 dan menutup pada siang hari untuk mengurangitranspirasi. Fiksasi CO2 tanaman CAM sama seperti tanaman C4, hanya sajaterjadinya pada malam hari dan energi yang dibutuhkan diperoleh dari glikolisis. Namun dalam kondisi cukup lemah, banyak spesies CAM merubah fungsistomatadan karboksilasi seperti tanaman C3. Tanaman CAM juga mempunyai metodefisiologis untuk mereduksi kehilangan air dan menghindari kekeringan (Salisburry, 1998).

Berdasarkan literatur lain, dijelaskan bahwa karakteristik tanaman CAM adalahsebagai berikut:

1.      Membuka stomatanya pada malam hari menggabungkan CO 2 ke dalam asamorganik.

2.      Selama siang hari stomatanya tertutup dan CO2 akan dilepaskan dari asamorganik untuk di gunakan dalam siklus calvin.3.Pada malam hari terjadi lintasan C4 dan siang hari terjadi siklus C3.4.Kelompok tumbuhan ini umumnya adalah tumbuhan jenis sukulen yangtumbuh da daerah kering (Anonymous, 2011).

2.6 Siklus Pada Tanaman C3, C4, dan CAM

a. Siklus Tanaman C3

Siklus ini terjadi dalam kloroplas pada bagian stroma.Untuk menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3. CO2 diikat oleh RUDP à dirubah menjadi senyawa organik C6(tidak stabil) à dirubah menjadi glukosa(dengan menggunakan 18ATP dan 12 NADPH) à menghasilkan satu molekul glukosa diperlukan 6 siklus C3.

b. Siklus Tanaman C4

CO2 (Diikat oleh PEP) à CO2 yang sudah terikat oleh PEP à ditransfer ke sel-sel “bundle sheath” (sekelompok sel-sel di sekitar xylem dan phloem) à pengikatan dengan RuBP karena tingginya konsentrasi CO2 pada sel sel bundle sheath ini , maka O2 tidak mendapat kesempatan untuk bereaksi dengan RUBP, sehingga foto respirasisangat kecil dan G sangat rendah, PEP mempunyai daya ikat sangat tinggiterhadap CO2, sehingga reaksi fotosintesis terhadap CO2 dibawah 100 m mol m-2s-1 sangat tinggi (Anonymous, 2011).

c. Siklus Tanaman CAM

Tidak seperti tumbuhan umumnya, kelompok tumbuhan ini membuka stomata pada malam hari dan menutup pada siang hari. Stomata yang menutup pada siang hari membuat tumbuhan mampu menekan penguapan sehingga menghemat air, tetapi mencegah masuknya CO₂. 

Saat stomata terbuka pada malam hari, CO₂ di sitoplasma sel-sel mesofil akan diikat oleh PEP dengan bantuan enzim PEP karboksilase sehingga terbentuk oksaloasetat kemudian diubah menjadi malat (persis seperti tumbuhan C-4). Selanjutnya malat yang terbentuk disimpan dalam vakuola sel mesofil hingga pagi hari. Pada siang hari saat reaksi terang menyediakan ATP dan NADPH untuk siklus Calvin-Benson, malat dipecah lagi menjadi CO₂ dan piruvat. CO₂ masuk ke siklus Calvin-Benson di stroma kloroplas, sedangkan piruvat akan digunakan untuk membentuk kembali PEP. 

Model metabolisme ini disebut Crassulacean Acid Metabolism (CAM)karena pertamakali diketahui terjadi pada kelompok tumbuhan famili Crassulaceae. Jadi maksud penamaannya berarti: metabolisme asam pada tumbuhan Crassulaceae dan bukan metabolisme asam Crassulaceae (Sunardi, 2010).

DAFTAR PUSTAKA

Anonymous. 2011. http://id.wikipedia.org/wiki/Fotosintesis. diakses tanggal 14 November 2011.

Anonymous.2011.http://agrimaniax.blogspot.com/2010/05/klasifikasi-perbanyakan-tanaman.html. diakses pada 14 November 2011.

Anonymous.2011.http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080524220224AAC70W4.Diakses tanggal 14 November 2011.

Budiarti, 1991. Pengantar Fisiologi Tumbuhan. Gramedia, Jakarta

Campbell, Neil A. 2000. Biology Jl 1 Ed 5. Jakarta: Erlangga.

Gardner, Franklin. 1991. Fisiologi Tanaman Budidaya. Jakarta: UI Press

Salisburry, Frank B. 1998. Photosynthesis 6 th Edition. London: Cambridge University Press.

Sitompul, SM. 1995. Fisiologi Tanaman Tropis. Universitas Mataram. Lombok.

Sunardi. 2010. Tanaman C4. http://iman56.blogspot.com/2010/10/perbedaan-tanaman-c3-c4-dan-cam.html. diakses pada 14 November 2011.

William K., Smith.2009. Perspectives in Biophysical Plant Ecophysiology.Wake forest University. Mexico