MAKALAH PRESENTASI KELAS
DASAR-DASAR FISIOLOGI TUMBUHAN
TAHUN 2014
PENGARUH SUHU TERHADAP LAJU FOTOSINTESIS
disusun oleh:
Kelompok : Hafid Windu A. (12040)
Ari Tri Lestari (12705) Abdillah Nurul Husna (12843) Ade Intan Christian (12968)
Kelas : F
Dosen Pengampu : Dr. Ir. Endang Sulistyaningsih, M.Sc. Dr. Ir. Suyadi Mw, M.Sc.
FAKULTAS PERTANIAN
UNIVERSITAS GADJAH MADA
PENGARUH SUHU TERHADAP LAJU FOTOSINTESIS
RINGKASAN
PENDAHULUAN
Fotosintesis adalah suatu proses biokimia yang dilakukan tumbuhan untuk memproduksi energi terpakai dengan memanfaatkan energi cahaya. Hampir semua makhluk hidup bergantung dari energi yang dihasilkan dalam fotosintesis. Fotosintesis berjasa menghasilkan sebagian besar oksigen yang terdapat di atmosfer bumi. Proses fotosintesis dapat digambarkan sebagai berikut :
6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 + 6O2
Proses fotosintesis membutuhkan air, karbondioksida, dan klorofil selanjutnya dengan energi cahaya maka dihasilkan glukosa dan oksigen. Hasil fotosintesis tersebut digunakan dalam proses pertumbuhan, perkembangan tanaman dan sebagai sumber energi untuk makhluk hidup lainnya. Menurut Campbell et al. (2002), fotosintesis menyediakan makanan bagi hampir seluruh kehidupan di dunia baik secara langsung ataupun tidak langsung. Oganisme mempeoleh senyawa oganik yang digunakannya untuk enegi di angka kabon dengan satu atau dua caa utama : nutisi autofik dan heteotofik.Oleh karena itu dapat dikatakan bahwa fotosintesis menjadi sangat penting bagi kehidupan di bumi, sehingga perlu untuk mengetahui pengaruh faktor lingkungan antara lain: intensitas cahaya, warna cahaya, dan suhu terhadap laju fotosintesis.
Interaksi yang kuat antara asimilasi, cahaya, dan suhu itu dapat dibuktikan. Pada intensitas cahaya yang tinggi tingkat asimilasi itu secara signifikan dipengaruhi oleh suhu, tetapi tidak ada efek positif yang diamati pada tingkat cahaya rendah. Intensitas cahaya pada daun yang diuji berkisar dari 30 sampai 350 µ mol m-2s-1 dengan memvariasikan jarak sampel lampu (Neri
et al., 2003).
Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan yang paling berpengaruh terhadap proses fisiologi tanaman, aktivitas fotosintesis menjadi sangat sensitif terhadap tekanan yang disebabkan oleh suhu yang tidak menguntungkan. (Berry & Bjorkman, Georgieva cit. Brandner, 2002). Pada tanaman C3 dan C4, kisaran suhu untuk mencapai fotosintesis optimum termasuk lebar akan tetapi ketika suhu melewati batas tertentu maka akan terjadi penurunan laju fotosintesis (Edwards dan Walker cit. Brandner, 2002).
merupakan proses mengubah karbon atmosferik (CO2) menjadi karbohidrat.Pengaruh faktor
lingkungan, dalam hal ini suhu sangat mempngaruhi aktivitas fotosintesis terkait dengan aktivitas enzim. Fotosintesis merupakan reaksi yang memerlukan enzim, sedangkan kinerja enzim dipengaruhi oleh suhu. Aktivitas fotosintesis tidak berlangsung pada suhu di bawah 5o C dan
diatas 50o C. Suhu optimum fotosintesis sekitar 280 C – 30o C. Tumbuhan yang hidup di daerah
METODE PRAKTIKUM
Praktikum Pengaruh Faktor Lingkungan terhadap Laju Fotosintesis dilaksanakan di Laboratorium Ilmu Tanaman, Jurusan Budidaya Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta. Pada acara ini, peralatan yang digunakan berupa timbangan , erlenmeyer, pipet, termohidrometer, alat ukur intensitas cahaya matahari, pengukur waktu, sungkup, plastik penutup (warna bening, merah, kuning, hijau, dan ungu), 5 termometer, 3 tripot, 3 plat asbes, 3 lampu spiritus, 5 gelas piala volume 1 liter. Sedangkan bahan yang digunakan adalah ganggang Hydrilla verticillata, es batu, dan air.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Fotosintesis merupakan suatu proses pengubahan zat-zat anorganik CO2 dan H2O oleh
klorofil menjadi zat organik karbohidrat dengan bantuan cahaya. Fotosintesis merupakan suatu reaksi anabolisme yang mengubah senyawa-senyawa sederhana menjadi senyawa yang lebih kompleks. Fotosintesis dipengaruhi oleh faktor internal dan faktor eksternal. Faktor internal yaitu faktor yang datang dari tumbuhan itu sendiri misalnya adanya hormone dalam tumbuhan tersebut. Faktor ekternal, proses fotosintesis dipengaruhi oleh fluktuasi intensitas cahaya, suhu daun, suhu udara dan kelembaban (Gruia et.al., 2011). Suhu merupakan salah satu faktor lingkungan yang paling penting, yang dapat mempengaruhi fotosintesis, karena aktivitas fotosintesis sensitif terhadap tekanan yang disebabkan oleh suhu (Ribeiro et.al., 2006). Namun pada suhu tinggi CO2 kurang larut dalam air kloroplas sehingga menurunkan fotosintesis, terjadi cekaman kekeringan dan penutupan stomata, sehingga menghambat masuknya CO2 ke dalam daun (Nasaruddin et.al., 2006). Laju fotosintesis akan meningkat pada suhu optimum dan tinggi namun akan suatu saat akan turun, artinya umumnya semua tanaman memiliki toleransi yang berbeda-beda terhadap suhu yang mempengaruhi laju fotosintesisnya.
Grafik regresi kuadratik pengaruh suhu terhadap laju fotosintesis menunjukan nilai regresi sebesar 0.9923. Angka tersebut mendekati nilai 1, yang artinya sehingga suhu berpengaruh nyata terhadap laju fotosintesis atau peningkatan variable suhu akan menyebabkan peningkatan pada variabel laju fotosintesis. Tanaman Hydrilla sebagai tanaman C3 memiliki suhu optimum untuk fotosintesis lebih rendah dari pada C4 dan lebih tinggi dari pada CAM. Kisaran suhu dimana tumbuhan dapat melakukan fotosintesis cukup besar. Bakteri dan ganggang biru hijau tertentu dapat berfotosintesis pada suhu mencapai 700C (Lakitan, 2013). Pada grafik di atas,
menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu, maka laju fotosintesis akan meningkat, sebagaimana diketahui bahwa tanaman Hydrilla yang merupakan ganggang dapat berfotosintesis hingga suhu 700C. Lakitan (2013) menyatakan bahwa peningkatan suhu pada kisaran yang normal hanya
sedikit berpengaruh pada hidrolisis air dan difusi CO2 ke dalam daun, tetapi akan sangat berpengaruh terhadap reaksi- reaksi biokimia fiksasi dan reduksi CO2. Oleh sebab itu, peningkatan suhu akan meningkatkan laju fotosintesis sampai terjadinya denaturasi enzim dan kerusakan pada fotosistem.
KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA
Berry, Bjorkman., Georgieva cit. Brandner S. 2002. Sensitivity of photosynthesis in a C4 plant, maize, to heat stress. Plant Physiol 129:1-1773.
Campbell, N.A., J.B. Reece, L.G. Mitchell. 2002. Biology, 5th Edition (Biologi, Edisi Kelima, alih bahasa : R. Lestari, Ellyzar dan N. Anita). Erlangga, Jakarta.
Edwards and Walker cit. Brandner S. 2002. Sensitivity of photosynthesis in a C4 plant, maize, to heat stress. Plant Physiol 129:1-1773.
Gruia, M., Baciu, A., and C. Sina. 2011. The environmental factors and their influences on main physiological processes on apple trees.Journal of Horticulture, Foresty and Biotechnology 15(2):152-156.
Lakitan, B. 2013. Dasar – dasar Fisiologi Tumbuhan. PT Raja Grafindo Persada, Jakarta.
Neri, D., Roberto, B., Gianni, A. 2003. Effects of low-light intensity and temperature on photosynthesis and trans piration of Vigna sinensis L. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research 11:17-24.
Ribeiro, V.R., Eduardo C. M., and Ricardo F. O.2006. Temperature response of photosynthesis and its interaction with light intensity in sweet orange leaf discs under non-photorespiratory condition. Journal Cienc Agrotec Lavras 30 (4) : 670-678.
1. Jika temperatur sangat panas, maka stomata pada tumbuhan C-3 tidak akan terbuka secara terus menerus. Hal ini dilakukan untuk menghindari penguapan/transpirasi yang berlebihan sehingga air dalam tubuh tumbuhan dapat dihemat. Penguapan yang berlebihan akan menyebabkan tumbuhan kekurangan air sehingga dapat menyebabkan tumbuhan layu atau mati kekeringan.Suhu / temperatur juga dapat mempengaruhi enzim untuk proses fotosintesis. Jika suhu naik 10 derajat C, kerja enzim meningkat 2x lipat. (tapi hanya pada suhu tertentu, jika suhu terlalu tinggi, justru bisa merusak). Enzim yang mengatur proses fotosintesis pada tumbuhan bekerja optimum pada suhu 30°C. Enzim-enzim ini mengkatalis reaksi fotosintesis agar berlangsung secara efisien dan efektif.
Tumbuhan C4 dinamakan demikian karena tumbuhan itu mendahului siklus Calvin yang menghasilkan asam berkarbon -4 sebagai hasil pertama fiksasi CO2 dan yang memfiksasi CO2menjadi APG di sebut spesies C3, sebagian spesies C4 adalah monokotil (tebu, jagung, dll) Reaksi dimana CO2 dikonfersi menjadi asam malat atau asam aspartat adalah melalui penggabugannya dengan fosfoeolpiruvat (PEP) untuk membentuk oksaloasetat dan Pi.
Enzim PEP-karboksilase ditemukan pada setiap sel tumbuhan yang hidup dan enzim ini yang berperan dalam memacu fiksasi CO2 pada tumbuhan C4. enzim PEP-karboksilase terkandung dalam jumlah yang banyak pada daun tumbuhan C4, pada daun tumbuhan C-3 dan pada akar, buah-buah dan sel – sel tanpa klorofil lainnya ditemukan suqatu isozim dari PEP-karboksilase. Reaksi untuk mengkonversi oksaloasetat menjadi malat dirangsang oleh enzim malat dehidrogenase dengan kebutuhan elektronnya disediakan oleh NHDPH. Oksaleasetat harus masuk kedalam kloroplas untuk direduksi menjadi malat.
Pembentukkan aspartat dari malat terjadi didalam sitosol dan membutuhkan asam amino lain sebagai sumber gugus aminonya. Proses ini disebut transaminasi.
Pada tumbuihan C-4 terdapat pembagian tugas antara 2 jenis sel fotosintetik, yakni :
sel mesofil
sel-sel bundle sheath/ sel seludang-berkas pembuluh.
Sel seludang berkas pembuluh disusun menjadi kemasan yang sangat padat disekitar berkas pembuluh. Diantara seludang-berkas pembuluh dan permukaan daun terdapat sel mesofil yang tersusun agak longgar. Siklus calvin didahului oleh masuknya CO2 ke dalam senyawa organic dalam mesofil.
Langkah pertama ialah penambahan CO2 pada fosfoenolpirufat (PEP) untuk membentuk produk berkarbon empat yaitu oksaloasetat, Enzim PEP karboksilase menambahkan CO2 pada PEP. Karbondioksida difiksasi dalam sel mesofil oleh enzim PEP karboksilase. Senyawa berkarbon-empat-malat, dalam hal ini menyalurkan atom CO2 kedalam sel seludang-berkas pembuluh, melalui plasmodesmata. Dalam sel seludang –berkas pembuluh, senyawa berkarbon empat melepaskan CO2 yang diasimilasi ulang kedalam materi organic oleh robisco dan siklus Calvin.
Tumbuhan CAM
Beberapa spesies tumbuhan mempunyai sifat yang berbeda dengan kebanyakan tumbuhan lainnya, yakni Tumbuhan ini membuka stomatanya pada malam hari dan menutupnya pada siang hari. Kelompok tumbuhan ini umumnya adalah tumbuhan jenis sukulen yang tumbuh da daerah kering. Dengan menutup stomata pada siang hari membantu tumbuhan ini menghemat air, dapat mengurangi laju transpirasinya, sehingga lebih mampu beradaptasi pada daerah kering tersebut. Selama malam hari, ketika stomata tumbuhan itu terbuka, tumbuhan ii mengambil CO2 dan memasukkannya kedalam berbagai asam organic. Cara fiksasi karbon ini disebutmetabolisme asam krasulase, atau crassulacean acid metabolism (CAM).
Dinamakan demikian karena metabolisme ini pertama kali diteliti pada tumbuhan dari famili crassulaceae. Termasuk golongan CAM adalah Crassulaceae, Cactaceae, Bromeliaceae, Liliaceae, Agaveceae, Ananas comosus, dan Oncidium lanceanum.
