Kompetensi Guru Mata Pelajaran : 1.8. Memahami lingkup dan kedalaman biologi sekolah
Indikator Esensial : 1.8.41. Menganalisis fenomena yang terjadi berkaitan dengan faktor abiotik dan
pengaruhnya terhadap proses fotosintesis 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, tetapi 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.
Species dengan lintasan C-4 untuk penambatan CO
2
nya umumnya mempunyai laju fotosintesis tinggi, sedangkan tumbuhan sukulen gurun yang tumbuh lambat dan
menganut metabolism CAM termasuk yang paling lambat laju fotosintesisnya. Berbagai factor mempengaruhi fotosintesis. H
2
O, CO
2
, cahaya, hara dan suhu, seperti juga umur dan genetika tumbuhan.
A. Ketersediaan air
Air yang terbatas mengakibatkan pembesaran sel melambat sehingga pertumbuhan menurun. Dengan hanya sedikit meningkatkan cekaman air, stomata
mulai menutup dan pengambilan CO
2
terhambat. Oleh karena fotosintesis terhambat oleh air maka adanya pembesaran daun yang lambat dan penyerapan CO
2
juga terhambat. Dampak yang terjadi pertama kali ketika tanaman vaskuler mengalami
defisiensi air ialah penyempitan bagian stomata turgiditas sel penjaga menurun, stomata tertutup, sehingga menghambat pertukaran CO
2
. Dengan peningkatan pengeringan akibatnya terjadi reduksi protoplasma secara umum dan akhirnya akan
mereduksi kapasitas fotosintesis. Berbagai spesies tanaman antara lain Cactaceae, Orchidaceae, Bromeliaceae dan Liliaceae yang hidup di daerah kering
mengembangkan penambatan CO
2
melalui jalur CAM Crassulacean acid metabolism termasuk tanaman yang tumbuh di daerah yang airnya terbatas seperti
payau bergaram dan daerah epifit. Pada habitat tersebut tumbuhan CAM harus memperoleh karbondioksida dengan meminimalkan proses transpirasi sehingga
membuka stomatanya dan menambat CO
2
menjadi asam malat pada malam hari.Selama siang hari asam malat akan didekarboksilasi dan melepaskan CO2 yang
kemudian akan digunakan membentuk glukosa melalui daur calvin. Metabolisme CAM dapat dilihat pada gambar 1.8.41.1. Makna Mekanisme CAM bagi tumbuhan
adalah dengan mengikat CO
2
dari atmosfer pada malam hari memungkinkan tumbuhan dapat melaksanakan fotosintesis sepanjang hari dengan stomata tertutup
; Tumbuhan CAM dapat berfotosintesis tanpa kehilangan sejumlah air karena transpirasi melalui stomata. Pada keadaan kering yang hebat, tumbuhan CAM masih
dapat tumbuh walaupun lambat.
MODUL PLPG 2014 | PENDALAMAN MATERI BIOLOGI
381
B. Ketersediaan Karbondioksida CO
2
Laju Fotosintesis ditingkatkan tidak hanya oleh naiknya tingkat radiasi tetapi juga oleh konsentrasi CO
2
yang lebih tinggi, khususnya bila stomata tertutup sebagian karena kekeringan. Karbondioksida merupakan bahan baku fotosintesis. Penurunan
CO
2
dapat menyebabkan terjadinya fotorespirasi pada tanaman C3, bahkan pada saat konsentrasi CO
2
di udara sekitar 35 sampai 45 ppm diatmosfir kadar CO
2
sekitar 335 ppm maka fotosintesis bersih pada tumbuhan C3 menjadi nol laju fotosintesis setara dengan laju fotorespirasi. Fotorespirasi adalah proses pengikatan
O
2
dan pengeluaran CO
2
pada jaringan fotosintetik. Pada proses ini :tidak menghasilkan energi, tidak ada transfer elektron dan tidak melibatkan sistem
sitokrom. Fotorespirasi melibatkan 3 organela yaitu kloroplas, peroksisom dan mitokondria. Pada Fotorespirasi, Rubisco mengkatalisis oksidasi RuBP oleh O, ,jadi
rubisco juga berperan sebagai oksigenase dan mengikat oksigen untuk membentuk asam fosfoglikolat dan Asam phospogliserat PGA. Fosfoglikolat merupakan sumber
CO2 yang dilepaskan pada fotorespirasi.
Berbeda halnya dengan tanaman C3, Tumbuhan C4 hampir tidak melakukan fotorespirasi. Tumbuhan yang melakukan karboksilasi jalur C4 mempunyai struktur
anatomi daun yang khusus yang disebut tipe Kranz, yaitu berkas pengangkut pada daun dibungkus oleh selubung berkas pengangkut yang terdiri dari sel-sel parenkim
besar berisi kloroplas. Reaksi karboksilasi berlangsung di dua tempat yaitu di kloroplas mesofil dan dikloroplas sel selubung berkas pengangkut. Ada dua alasan
utama mengapa pada tanaman C4 tidak terjadi fotorespirasi, yaitu: 1 Rubisco dan enzim daur Calvin lainnya hanya terdapat di sel seludang berkas dan 2 konsentrasi
CO
2
di dalam sel tersebut dipertahankan tetap tinggi sehingga O
2
tidak dapat bersaing dengan CO
2
. Gambar 1.8.41.1.
Metabolisme CAM
Gambar 1.8.41.2. Daur karbon fotosintetik oksidatif
382
MODUL PLPG 2014 | PENDALAMAN MATERI BIOLOGI
C. Pengaruh cahaya Cahaya sebagai sumber energi untuk reaksi anabolik fotosintesis akan
