2.2 - Organ Utama Pertukaran Gas

Keperluan Pertukaran Gas dalam Tumbuhan

Tumbuh-tumbuhan menjalankan proses fotosintesis untuk menghasilkan makanan. Gas karbon dioksida dan cahaya matahari yang mencukupi merupakan dua elemen utama yang diperlukan untuk proses fotosintesis yang optimum. Pertukaran gas fotosintesis (oksigen dan karbon dioksida) berlaku melalui liang stoma. Pembukaan dan penutupan stoma dikawal oleh sepasang sel pengawal dengan menukarkan bentuknya. Sel pengawal juga mempunyai kloroplas untuk proses fotosintesis.

Mekanisme Pembukaan dan Penutupan Stoma

Pembukaan Stoma

• Pengambilan ion kalium oleh sel pengawal

  • Ion kalium (K+) memasuki sel pengawal. Keupayaan larutan di dalam sel meningkat manakala keupayaan air menurun. Air dari sel-sel epidermis meresap ke dalam sel pengawal secara osmosis. Kesannya, sel pengawal menjadi segah dan melengkung ke arah luar. Stoma terbuka.

• Kepekatan sukrosa di dalam sap sel pengawal

  • Dengan kehadiran cahaya, fotosintesis menghasilkan sukrosa dalam tumbuhan. Oleh itu, kepekatan sukrosa di dalam sel pengawal meningkat manakala keupayaan air menurun. Air dari sel-sel epidermis meresap ke dalam sel pengawal secara osmosis. Sel pengawal menjadi segah dan melengkung ke arah luar. Stoma terbuka.

Penutupan Stoma

• Pengambilan ion kalium oleh sel pengawal

  • Ion kalium (K+) keluar dari sel pengawal. Keupayaan larutan di dalam sel menurun manakala keupayaan air bertambah. Air dari sel pengawal meresap ke luar secara osmosis. Kesannya, sel pengawal menjadi flasid. Stoma tertutup.

• Kepekatan sukrosa di dalam sap sel pengawal

  • Ketiadaan cahaya menghalang proses fotosintesis. Oleh itu, kepekatan sukrosa di dalam sel pengawal menurun manakala keupayaan air meningkat. Air dari sel pengawal meresap ke luar secara osmosis. Sel pengawal menjadi flasid. Stoma tertutup.

Kesan Kekurangan Air dalam Tumbuhan terhadap Pembukaan dan Penutupan Stoma

Rajah 3 - Dengan kehadiran air yang mencukupi, sel pengawal akan menjadi segah. Dinding dalam sel pengawal adalah lebih tebal dan kurang elastik berbanding dengan dinding luar sel. Dinding luar sel yang lebih nipis dan elastik membolehkan sel melengkung ke luar dan membuka stoma. Ironinya, apabila stoma terbuka, air dalam tumbuhan akan hilang ke persekitaran luar dalam bentuk wap air. Kadar kehilangan air akan meningkat apabila bukaan stoma lebih besar.

Rajah 4 - Apabila sumber air menjadi terhad, sel pengawal akan menjadi flasid. Dinding sel luar yang nipis dan lebih elastik membolehkan penutupan stoma. Apabila stoma tertutup, ini dapat mengelakkan kehilangan air yang banyak.