Apa itu transpirasi?
Manusia banyak berkeringat. Apakah kita berjalan menaiki tangga, terjebak dalam lift yang penuh sesak, atau memakai terlalu banyak lapisan pakaian, kita melepaskan air dalam upaya menjaga suhu tubuh kita relatif konstan. Seperangkat kondisi internal yang relatif stabil ini disebut homeostasis . Tumbuhan juga melepaskan air sebagai bagian dari kebutuhannya untuk mempertahankan homeostasis. Alih-alih transpirasi, bagaimanapun, itu disebut transpirasi , secara teknis didefinisikan sebagai hilangnya air dari tumbuhan ke lingkungannya melalui penguapan.
Mari kita mulai dengan meninjau beberapa istilah penting untuk memahami sifat-sifat air. Pertama, ingatlah bahwa air bergerak dari area dengan konsentrasi tinggi ke area dengan konsentrasi rendah melalui osmosis . Molekul air juga menunjukkan sifat kohesi , di mana molekul air menempel satu sama lain, dan adhesi , di mana molekul air menempel pada permukaan. Salah satu cara untuk mengingat perbedaan antara kedua istilah ini adalah menganggap adhesi sebagai ‘agregat’ permukaan, sedangkan kohesi bekerja ketika molekul air ‘bekerja sama’ satu sama lain. Bersama-sama, kohesi dan adhesi menyebabkan aksi kapiler , pergerakan cairan karena gaya antar molekul cairan itu. Aksi kapiler dan tegangan permukaan , tekanan pada permukaan cairan karena gaya antarmolekul, memungkinkan air bergerak ke atas tabung sempit, seperti xilem tumbuhan, melawan gaya gravitasi.
Tetapi bagaimana sebenarnya proses ini bekerja? Pertama, pikirkan tentang ‘ TACT ‘: kemampuan bernapas, daya rekat, kohesi, dan ketegangan. Semua hal ini digabungkan untuk menarik air dari akar ke pucuk. Bagaimana? Nah, pertama-tama, ingatlah bahwa pertukaran gas terjadi terutama di lubang daun yang disebut stomata. Meskipun sel penjaga yang mengelilingi stomata ini memiliki kendali atas jumlah air yang dapat keluar melalui stomata, sejumlah besar air masuk ke atmosfer melalui penguapan. Ini adalah definisi teknis dari keringat dan ‘T’ pertama dalam ‘TACT’.
Saat ini terjadi, air yang sudah ada di daun bergegas mengisi ruang yang ditinggalkan oleh molekul air yang menguap, yang menempel satu sama lain dan ke permukaan bagian dalam pembuluh di daun dan batang. Ini adalah ‘A’ dan ‘C’ dari ‘TACT’. Molekul air yang bergerak ini, pada gilirannya, menarik air keluar dari xilem. Ketegangan, ‘T’ terakhir, antara molekul air mendorong air ke dalam xilem dari akar. Ini tidak berbeda dengan menarik barisan orang yang bergandengan tangan.
Apa yang memengaruhi keringat?
Apa sajakah variabel yang menurut Anda dapat memengaruhi transpirasi? Mari kita mulai dari atas. Jika Anda membuat lubang di ember berisi air, air akan keluar dari ember dengan sangat lambat. Sebaliknya, jika Anda menyodok 20 lubang, itu akan mengosongkan ember dengan cukup cepat. Demikian pula, masuk akal untuk memperkirakan bahwa jumlah stomata per daun akan berpengaruh pada laju transpirasi. Membuat slide mikroskop menggunakan kuadrat jaringan kulit berukuran sama dari epidermis atas dan bawah, menghitung jumlah stomata yang muncul, dan memperkirakan jumlah stomata per tanaman per satuan luas akan memberi Anda perkiraan kemampuan tanaman tersebut untuk menyelesaikannya. . .
Cara yang lebih baik dan kuantitatif untuk mengukur laju keringat adalah dengan membuat potometer , sebuah pengaturan yang dirancang untuk mengukur laju keringat. Kehilangan air diukur dengan pipet dan laju transpirasi ditentukan dengan membagi kehilangan air terukur dengan periode waktu tertentu. Anda kemudian dapat memasukkan tanaman dengan luas daun yang sama ke lebih dari satu potometer di bawah kondisi lingkungan yang berbeda untuk melihat variabel mana yang memengaruhi laju transpirasi.
Apa sajakah dari variabel-variabel ini? Mari pertimbangkan empat konfigurasi:
nomor konfigurasi |
Kondisi |
1 |
kondisi ruangan (kontrol) |
dua |
peningkatan kelembaban |
3 |
peningkatan cahaya |
4 |
kenaikan angin (kipas) |
Pikirkan tentang apa yang akan Anda prediksi untuk setiap kondisi ini, dengan mempertimbangkan apa yang terjadi pada daun. Bagaimana masing-masing kondisi ini dibandingkan dengan kondisi kontrol? Grafik berikut menunjukkan beberapa data yang mungkin Anda peroleh dari percobaan semacam itu:
Data eksperimen |
Hubungan apa yang Anda lihat antara laju transpirasi dan kemampuan air keluar dari stomata? Laju transpirasi tertinggi terjadi pada kondisi ketiga karena cahaya melakukan dua hal: menyebabkan molekul air bergerak lebih cepat sehingga menguap lebih cepat karena kenaikan suhu, dan juga meningkatkan laju fotosintesis, yang, seperti yang Anda ingat, membutuhkan air. Angin yang meningkat (melalui kipas) memindahkan air dari daun tanaman dengan cepat, sekali lagi memungkinkan lebih banyak air keluar dari stomata. Akhirnya, peningkatan kelembaban menurunkan laju transpirasi karena peningkatan konsentrasi air di sekitar daun menyebabkan penurunan penguapan melalui stomata.
Ringkasan Pelajaran
Mari kita simpulkan dengan meringkas latihan lab ini. Transpirasi didefinisikan sebagai hilangnya air dari tumbuhan ke lingkungannya melalui penguapan. Transpirasi hanyalah ‘T’ pertama dalam ‘ TACT ‘, dalam mekanisme yang diperlukan untuk memindahkan air melalui tanaman. Adhesi , sifat molekul air yang menyebabkannya menempel pada permukaan seperti bagian dalam xilem, dan kohesi , ‘pengikatan’ molekul air oleh ikatan hidrogen adalah ‘A’ dan ‘C’. Ketegangan , tekanan pada permukaan cairan karena gaya antarmolekul, adalah ‘T’ terakhir yang membantu air bergerak melalui xilem dari akar ke pucuk, di mana ia menguap melalui stomata daun.
Percobaan sederhana dapat dilakukan untuk menentukan laju respirasi pada tanaman menggunakan potometer . Jika Anda mengetahui perkiraan luas permukaan daun dalam sentimeter persegi dan menggunakan potometer untuk mengukur jumlah air yang hilang ke udara selama periode waktu tertentu, Anda dapat menghitung laju transpirasi dalam satuan volume, seperti mililiter per waktu (jam atau menit). Kondisi yang meningkatkan laju transpirasi adalah kondisi yang mendukung hilangnya air dari daun, seperti suhu yang lebih tinggi, lebih banyak cahaya, dan lebih banyak angin. Salah satu kondisi yang menurunkan laju transpirasi adalah kelembaban yang tinggi, karena menurunkan penguapan air dari stomata.
hasil pembelajaran
Informasi dalam pelajaran ini dapat mempersiapkan Anda untuk:
- Diskusikan transpirasi, adhesi, kohesi, dan ketegangan dalam kaitannya dengan transpirasi.
- Mengidentifikasi variabel yang mempengaruhi laju pernapasan.
- Tentukan kondisi yang meningkatkan atau menurunkan laju respirasi pada tanaman.