Stomata dan transpirasi
Hingga 90 persen air yang diserap tumbuhan melalui akar dapat keluar lagi sebagai uap melalui stomata.
Kompromi yang harus dihadapi setiap daun
Daun membutuhkan karbon dioksida, dan karbon dioksida adalah gas di udara. Agar dapat masuk, daun harus membuka pori pada lapisan kedap airnya. Pori yang sama memungkinkan uap air keluar. Dalam OpenStax, hal ini dijelaskan sebagai keseimbangan antara fotosintesis yang efisien dan kehilangan air. Pori itu adalah stomata, dan tumbuhan mengaturnya melalui pasangan sel penjaga.
Sel penjaga membuka dan menutup sebagai respons terhadap cahaya, kondisi air daun, dan kadar karbon dioksida. Saat menyerap air, sel mengembang, melengkung saling menjauh, dan membuka pori. Saat kehilangan air, sel menjadi lemas dan pori menutup. Pada pagi cerah dengan tanah lembap, stomata terbuka lebar. Jika tanah mengering, sel penjaga menutup pori bahkan dalam cahaya terang, menghemat air tetapi mengurangi penyerapan karbon dioksida.
Seret untuk memutar. Gulir atau rapatkan dan renggangkan dua jari untuk mengatur zoom.
Bagaimana air naik di pohon
Transpirasi adalah hilangnya uap air dari tumbuhan, terutama melalui stomata. Proses ini juga menggerakkan air ke atas. Di dalam daun, air menguap dari dinding basah sel mesofil ke ruang udara dan keluar melalui stomata terbuka. Penguapan menarik air yang tertinggal. Molekul air saling melekat (kohesi) dan melekat pada dinding xilem (adhesi), sehingga tarikan diteruskan melalui kolom air yang tidak terputus di sepanjang batang hingga akar. Inilah teori kohesi-tegangan tentang naiknya cairan tumbuhan. Transpirasi bersifat pasif: tumbuhan tidak menggunakan ATP untuk mengangkat air, dan energinya berasal dari perbedaan antara tanah basah dan udara yang lebih kering.
Nilainya besar. Dalam OpenStax diberikan tegangan sekitar −2 megapascal pada permukaan daun. Mengangkat air melawan gravitasi memerlukan sekitar 0.0098 MPa per meter ketinggian, sehingga redwood pesisir setinggi 116 meter memerlukan sekitar 1.14 MPa hanya untuk melawan gravitasi. Di dalam sel hidup, gaya sebaliknya, tekanan turgor, biasanya 0.6 hingga 0.8 MPa dan dapat mencapai 1.5 MPa pada tumbuhan yang cukup air. Nilainya 1.5 × 140 = 210 pon per inci persegi, dibandingkan 30 hingga 34 psi pada ban mobil biasa. Saat tumbuhan kehilangan lebih banyak air daripada yang diserap, turgor turun mendekati nol dan daun layu.
Menghemat air
Tumbuhan dari tempat kering memiliki beberapa cara mengurangi transpirasi. Tumbuhan gurun (xerofit) dan tumbuhan yang tumbuh pada tumbuhan lain (epifit) biasanya memiliki kutikula jauh lebih tebal. Banyak yang memiliki lapisan rambut tebal atau stomata tenggelam di bawah permukaan daun, sehingga aliran udara di atas pori melambat. Kaktus melangkah lebih jauh. Stomatanya terbuka pada malam yang sejuk dan karbon dioksida yang diserap disimpan. Lalu stomata tetap tertutup pada siang yang panas, dan karbon tersimpan digunakan untuk fotosintesis. Ini disebut CAM. Pada simulasi, ubah pilihan Tumbuhan menjadi "Kaktus (CAM)" dan tekan Malam.
| Pengaturan awal simulasi | Bukaan | CO₂ masuk | Air per CO₂ |
|---|---|---|---|
| Pagi cerah | 100% | 100 | 0.67 |
| Siang panas dan kering | 29% | 29 | 1.25 |
| Malam | 10% | 0 | tidak ada |
| Kaktus pada malam hari | 100% | 100 | 0.33 |
- Stomata memungkinkan CO₂ masuk dan uap air keluar; sel penjaga mengatur keseimbangannya.
- Cahaya membuka stomata; tanah kering menutupnya.
- Penguapan menarik kolom air yang kohesif naik melalui xilem (kohesi-tegangan).
- Tumbuhan CAM seperti kaktus membuka stomata pada malam hari.
- Apa yang menggerakkan sebagian besar aliran air naik melalui xilem?
- Transpirasi dari daun
- Pompa ATP di akar
- Gravitasi
- Tekanan floem
- Transpirasi bersifat pasif. Artinya…
- tumbuhan tidak menggunakan ATP untuk memindahkan air
- hanya berlangsung pada malam hari
- tidak membutuhkan stomata
- air bergerak dari udara ke dalam daun
- Hingga berapa persen air yang diserap akar dapat hilang melalui transpirasi?
- Mengangkat air memerlukan sekitar 0.0098 MPa per meter. Berapa MPa yang diperlukan untuk 116 meter? (satu angka desimal)
- Tekanan turgor 1.5 MPa, dengan 1 MPa = 140 psi, sama dengan berapa psi?
- Apa yang membuat sel penjaga membuka stoma?
- Menyerap air dan mengembang
- Kehilangan air dan menyusut
- Membelah
- Mati
- Pada simulasi, apa yang terjadi pada siang panas dan kering dibandingkan pagi cerah?
- Pori menutup sebagian dan lebih banyak air hilang per CO₂ yang diperoleh
- Pori terbuka lebih lebar
- Tidak ada air yang hilang
- Penyerapan CO₂ meningkat
- Kapan kaktus (tumbuhan CAM) membuka stomatanya?
- Pada malam hari
- Pada tengah hari
- Tidak pernah
- Hanya saat hujan
- Ciri mana yang membantu tumbuhan gurun mengurangi transpirasi?
- Kutikula tebal dan stomata tenggelam
- Daun sangat besar dan tipis
- Stomata hanya di permukaan atas
- Tanpa kutikula
- Apa yang menjaga kolom air tetap menyatu di xilem?
- Kohesi antarmolekul air dan adhesi pada dinding
- Gula dalam air
- Gelembung udara
- Hanya tekanan akar
Sumber kursus ini (16)
- -fix5: gravity calculation corrected using rho*g*h = 1000*9.8*h Pa
- the cited textbook has a tenfold coefficient error. Sources (checked 2026-10-17): OpenStax Biology 2e 8.1 Overview of Photosynthesis (photoautotrophs, mesophyll, stomata on the underside, guard cells, chloroplast, thylakoid, granum, stroma, two stages; openstax.org/books/biology-2e/pages/8-1-overview-of-photosynthesis)
- 8.2 The Light-Dependent Reactions (400 to 700 nm, chlorophyll a absorbs blue and red, carotenoids, 300 to 400 chlorophylls per antenna, water split at PSII, about 10 percent of the oxygen used by the leaf's mitochondria; .../8-2-the-light-dependent-reactions-of-photosynthesis)
- 8.3 Using Light Energy to Make Organic Molecules (RuBisCO, 3-PGA, G3P, three turns per G3P and six per glucose, "dark reaction" outdated, cacti fix CO2 at night; .../8-3-using-light-energy-to-make-organic-molecules)
- 30.3 Roots (tap and fibrous roots, root cap, three zones in the first centimetre, root hairs, endodermis and Casparian strip; .../30-3-roots)
- 30.4 Leaves (lamina, petiole, midrib, parallel and reticulate venation, Ginkgo, cuticle, trichomes, palisade in one to three layers, spongy mesophyll, guard cells the only epidermal cells with chloroplasts, xylem and phloem, needles and spines; .../30-4-leaves)
- 30.5 Transport of Water and Solutes (redwoods near 116 m, turgor 0.6 to 0.8 MPa and up to 1.5 MPa = 210 psi vs tyres 30 to 34 psi, gravity -0.1 MPa per metre, -2 MPa at the leaf surface, cohesion-tension, up to 90 percent of the water lost, sources and sinks, phloem sap up to 30 percent sugar; .../30-5-transport-of-water-and-solutes-in-plants)
- 31.3 Nutritional Adaptations (rhizobia, nodules, nitrogenase, biological fixation 65 percent of nitrogen used in agriculture, mycorrhizae in more than 80 percent of land plants, up to 20 percent of the carbon; .../31-3-nutritional-adaptations-of-plants)
- 32.2 Pollination and Fertilization (self and cross pollination, bees cannot see red, nectar guides, bats, birds, wind, water, at least 25,000 orchid species, double fertilization 2n zygote and 3n endosperm, seed parts, scutellum, fruit types, dispersal, dormancy; .../32-2-pollination-and-fertilization)
- Britannica, Photosynthesis: history (Priestley 1771, Ingenhousz 1779, 1782: oxygen formed at the expense of fixed air, identified the year before as carbon dioxide) (britannica.com/science/photosynthesis/History-of-the-study-of-photosynthesis)
- Smithsonian Libraries, Ingenhousz, Experiments upon Vegetables, 1779 (library.si.edu/digital-library/book/experimentsuponv00inge)
- van Helmont's account (200 pounds of earth, 5 pound willow, 169 pounds and about 3 ounces after five years, soil short by about 2 ounces)
- quoted from Howe 1965 by S. G. Saupe, College of St. Benedict and St. John's University (employees.csbsju.edu/ssaupe/biol115/van_helmont.htm)
- F. F. Blackman, Optima and Limiting Factors, Annals of Botany 19:281-296, April 1905 (doi.org/10.1093/oxfordjournals.aob.a089000)
- NOAA Global Monitoring Laboratory, Trends in CO2 (gml.noaa.gov/ccgg/trends/: Mauna Loa September 2026 monthly mean 426.07 ppm)
- NOAA Climate.gov, Climate change: atmospheric carbon dioxide (280 ppm or less before the Industrial Revolution of the mid-1700s, from ice cores; climate.gov/news-features/understanding-climate/climate-change-atmospheric-carbon-dioxide).
Diperiksa: 2026-10-17