ANATOMI DAN FISIOLOGI HEWAN DAN TUMBUHAN
A. HEWAN
Fisiologi Hewan adalah cabang Biologi yang mempelajari fungsi dasar dan mekanisme kerja alat-alat tubuh dalam kondisi normal, yaitu dalam rangka menciptakan kondisi homeostasis. Materi yang dipelajari meliputi: Konsep Homeostasis; Sistem Koordinasi Neural dan Indera; Sistem Koordinasi Hormonal dan Reproduksi; Sistem Pernafasan; Sistem Pencernaan; Sistem Sirkulasi Darah dan Limfe; Sistem Imun; Sistem Ekskresi; Sistem Osmoregulasi dan Termoregulasi; serta Sistem Gerak. Subjek kajian dari berbagai kelompok hewan Avertebrata dan Vertebrata, terutama dari kelas Mammalia, hingga manusia. Fisiologi Hewan memiliki posisi yang sentral sehingga tak terpisahkan dengan ilmu-ilmu lainnya, seperti Kimia, Fisika, dan Matematika. Cabang-cabang Biologi yang berkaitan erat dengan Fisiologi Hewan, terutama adalah: Biokimia dan Struktur
Perkembangan
Hewan
(Anatomi,
Histologi,
Embriologi).
Dunia Hewan dibedakan menjadi dua yaitu Kelompok hewan tidak bertulang belakang (invertebrata) dan Kelompok hewan bertulang belakang (vertebrata).
Pengertian Anatomi Hewan
Anatomi berasal dari bahasa Yunani anatomia, dari anatemnein yang berarti memotong. Anatomi sendiri berarti cabang dari ilmu biologi yang berhubungan dengan struktur dan organisasi dari makhluk hidup. Sedangkan menurut kamus Besar Bahasa Indonesia, anatomi dapat diartikan sebagai ilmu yang melukiskan letak dan hubungan bagian-bagian tubuh manusia, binatang, atau tumbuh-tumbuhan. Anatomi hewan berarti penjelasan tentang struktur tubuh bagian dalam hewan beserta organisasinya. Dalam morfologi setiap kelas hewan vertebrata terdapat perbedaan satu sama lain. Maka secara otomatis anatominya pula akan terjadi perbedaan baik bentuk, lay out, maupun ukuran dari masing-masing bagiannya. Perbedaan itu akan diketahui jika ddilakukan pembedahan terhadap jenis masing-masing kelas. Kemudian dilanjutkan dengan pengamatan yang cermat dan teliti. Sehingga akan dapat dilakukan perbandingan anatomi dari kelompok hewan vertebrata. Pada kelompok hewan tingkat tinggi sebagaimana hewan vertebrata, biasanya memiliki anatomi tubuh yang lebih kompleks dan sempurna daripada hewan invertebrate. Anatomi memiliki peran yang sangat urgen bagi semua jenis makhluk hidup. Tanpa adanya struktur tubuh bagian dalam (anatomi), semua makhluk hidup tidak akan dapat melangsungkan kehidupannya. Jika dianalogikan dengan kegiatan industry, anatomi seperti mesin industry yang bertugas menerima, mengolah, dann mengeluarkan berbagai zat yang telah selesai dipergunakan oleh tubuh. Maka dari itu, guna menjalankan fungsinya sebagai pendukung utama kehidupan suatu makhluk hidup, khususnya vertebrata, masing-masing bagian anatomi melakukan koordinasi satu sama lain. Ini telah terjadi secara otomatis sebagaimana yang ditakdirkan oleh Allah SWT sebagai pengatur sekalian alam beserta ciptaanNya.
Anatomi Hewan
KELOMPOK HEWAN TIDAK BERTULANG BELAKANG (INVERTEBRATA)
Kelompok hewan tidak bertulang belakang (invertebrata) merupakan kelompok hewan yang paling banyak di muka bumi, hampir 2 juta jenis yang telah dikenali saat ini. Hidup pada lingkungan yang beragam, dari lingkungan hutan, gua, sampai lumpur dasar laut. Hewan tidak bertulang belakang dikelompokkan menjadi hewan bersel satu, hewan berpori, hewan berongga, cacing, hewan lunak, hewan berkulit duri, dan hewan
berkaki
beruas-ruas.
Kelompok hewan bersel satu (Protozoa) berukuran sangat kecil sehingga tidak tampak dilihat dengan mata biasa. Hewan bersel satu umumnya hidup di tempat basah, misalnya di laut atau air tawar bahkan di dalam darah. Makanannya berupa tumbuhan dan organisme bersel satu lainnya. Hewan bersel satu berkembang biak dengan cara membelah diri. Contoh hewan bersel satu diantaranya paramecium, mempunyai ukuran sekitar 0,3 mm. Kelompok hewan berpori (Porifera) seluruh tubuhnya berlubang-lubang halus, rangkanya tersusun dari zat kapur, kersik, atau zat tanduk. Hidup di laut yang dangkal dan berair jernih, karena hidup menempel maka tidak bisa bergerak bebas. Contoh hewan berpori adalah spon karang (bunga karang). Spon karang tidak mempunyai syarat atau organ sensor. Makanan dan air didapatkannya melalui lubang pori-pori dan diproses oleh sel khusus yang disebut “sel pengembara”. Sel pengembara ini yang
mendistribusikan
makanan
ke
seluruh
tubuh
spon
karang.
Kelompok hewan berongga (Coelenterata) mempunyai bentuk tubuh seperti tabung. Bentuk tubuhnya bisa beragam tetapi mempunyai rongga dengan mulut yang dikelilingi oleh alat peraba yang disebut tentakel. Dalam keadaan berenang, mulutnya menghadap ke dasar laut. Tubuh hewan berongga terdiri dari jaringan luar (eksoderm), jaringan dalam (endoderm) dan sistem otot yang membujur dan menyilang. Contoh hewan berongga antara lain ubur-ubur, hidra, dan anemon laut. Kelompok cacing (Vermes) bertubuh lunak, tidak mempunyai kaki dan rangka. Hidup di tanah dan di air tawar maupun air laut. Ada pula yang hidup sebagai parasit pada manusia dan hewan.
Tubuh
cacing
dibedakan
dibedakan
menjadi
contohnya
cacing
tanah,
lintah,
pita,
cacing
hati,
tiga,
-
cacing
beruas-ruas,
-
cacing
pipih,
-
cacing gilik, contohnya cacing perut, cacing tambang, dan cacing kremi.
contohnya
cacing
dan
yaitu:
dan
pacet. planaria.
Kelompok hewan lunak (Mollusca) mempunyai tubuh yang lunak, tidak mempunyai
tulang ataupun rangka dan dilindungi oleh cangkang keras yang terbuat dari zat kapur. Tubuh hewan lunak mempunyai kelenjar yang menghasilkan lendir. Ada sekitar 100.000 jenis dalam kelompok hewan lunak, dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu kupang, sotong, dan keong.
Kelompok hewan berkulit duri ( Echinodermata) seluruh tubuhnya tertutup oleh duri, tidak berkepala, dan mempunyai rangka yang tersusun dari zat kapur di luar tubuhnya (eksoskeleton). Hewan berkulit duri mempunyai mulut yang dikelilingi oleh kaki berbentuk tabung yang mempunyai alat pengisap di bagian ujungnya. Mempunyai pencernaan yang baik, tetapi sistem saraf dan sistem peredaran darahnya masih sederhana. Contoh hewan berkulit duri adalah bintang laut, bulu babi, teripang, dan landak laut. Kelompok hewan berkaki beruas-ruas (Arthropoda) memiliki tubuh yang dilapisi oleh kulit luar yang tersusun dari zat kitin, protein dan zat kapur, membentuk rangka luar. Beberapa jenis tertentu seperti lalat dan ngengat hanya mempunyai kulit luar yang lunak, sedangkan yang lain seperti ketam dan udang laut mempunyai kulit luar yang keras. Tubuh hewan Arthropoda terdiri dari beberapa bagian dan masing-masing bagian mempunyai kaki sendiri-sendiri. Kakinya beruas-ruas dan digunakan untuk berenang atau berjalan. Pada beberapa jenis tertentu juga berfungsi untuk penghisap bahan makanan bahkan untuk pertahanan. Hewan arthropoda dibedakan menjadi empat
kelompok,
yaitu lipan, labah-labah, udang-udangan,
dan serangga.
Kelompok lipan hanya mempunyai kepala dan tubuh yang beruas-ruas dan dilapisi oleh kulit luar yang tersusun oleh zat kitin. Pada kepalanya terdapat sepasang antena yang berfungsi sebagai alat peraba dan mata sederhana untuk melihat. Pada tiap-tiap bagian tubuh lipan terdapat dua pasang kaki. Tubuh lipan bisa mempunyai 9 sampai 100 bagian tergantung pada jenisnya, dengan demikian kaki lipan sangat banyak akibatnya lipan berjalan pelan dengan gerakan kaki
seperti
gelombang
Kelompok
pada
sepanjang
labah-labah mempunyai
dua
badannya.
bagian
utama
tubuh, abdomen dan cephalothorax, yaitu kepala dan rongga dada bekerja sama. Labah-labah mempunyai empat pasang kaki tetapi tidak mempunyai antena peraba. Anggota kelompok labah-labah yang terkenal adalah kalajengking. Panjang kalajengking sekitar 2,5 – 8 cm.Tubuhnya kecil, mempunyai delapan kaki, dua sumpit besar, dan satu ekor beruas-ruas. Pada ekornya terdapat alat penyengat berbisa yang disediakan oleh sepasang kelenjar racun. Ekornya biasanya dibengkokkan menaik
dan
maju
di
atas
pungungnya.
Kelompok udang-udangan mempunyai tubuh yang tersusun dari tiga bagian, yaitu kepala, rongga dada, dan abdomen. Pada beberapa jenis, kepala
dan rongga dada jadi satu membentuk cephalothorax. Kulit luarnya keras tersusun dari zat chitin dan zat kapur. Kelompok udang-udangan mempunyai lima pasang antena, dua pasang di atas kepala, dua pasang di rahang bawah, dua pasang di rahang atas dan satu di badan yang berfungsi bila bernapas, berenang, berjalan dan lain-lain. Contoh
kelompok
udang-udangan
adalah
udang,
kepiting,
dan
kutu
air.
Kelompok serangga mempunyai tubuh yang tersusun dari tiga bagian, yaitu kepala, rongga dada, dan abdomen. Hampir semua serangga mempunyai sayap, sehingga menjadikan serangga satu-satunya hewan tidak bertulang belakang yang bisa terbang. Bentuk tubuhnya beragam, ada yang panjang, pipih, dan bulat. Ukurannyapun beragam mulai dari 0,2 mm – 35 cm. Pada bagian depan kepalanya, serangga mempunyai dua antena yang berfungsi sebagai alat peraba. Serangga mempunyai mata campuran yang terdiri dari ribuan “mata tunggal”. Pada beberapa jenis serangga seperti lebah, kupu-kupu, dan lalat, alat perabanya terletak di kaki. Contoh serangga adalah lebah, kupu-kupu, lalat, capung, dan nyamuk.
KELOMPOK HEWAN BERTULANG BELAKANG (VERTEBRATA)
Ada sekitar 50.000 jenis hewan bertulang belakang (vertebrata) yang diketahui sampai saat ini. Mereka hidup pada semua lingkungan biologi baik di daratan, air laut, air tawar, maupun udara. Walaupun bentuk dan ukuran tubuhnya beragam tetapi mempunyai struktur dasar tubuh yang sama. Hewan bertulang belakang umumnya terdiri dari kepala dan tubuh. Tubuh terdiri dari rongga dada dan abdomen. Hewan bertulang belakang yang hidup di darat biasanya mempunyai leher. Kelompok ikan adalah binatang bertulang belakang yang hidup di air, bernapas dengan insang. Ikan mempunyai sirip yang berfungsi untuk berenang dan tubuh yang
ramping untuk memudahkan bergerak di dalam air Secara umum ikan dibedakan berdasarkan penyusun rangka tubuhnya menjadi dua, yaitu ikan berkerangka tulang rawan dan ikan berkerangka tulang sejati.
Kelompok ikan berkerangka tulang rawan kerangkanya tersusun dari tulang rawan yang elastis. Terdapat sek itar 1.000 jenis meliputi hiu, ikan pari, ikan cucut.
Kelompok ikan berkerangka tulang sejati mempunyai tulang tengkorak dan tulang rangka serta ruas-ruas tulang belakang. Ikan bergerak dengan bantuan sirip yang diperkuat oleh tulang rusuk. Sirip ikan dibedakan atas sirip punggung, sirip dada, sirip perut, sirip belakang, dan sirip ekor.
Kelompok hewan amfibi adalah binatang bertulang belakang berkulit lembab tanpa bulu yang hidup di dua alam. Kebanyakan hewan amfibi pada waktu berupa b erudu hidup di air dan bernapas dengan insang. Selanjutnya setelah dewasa hidup di darat dan bernapas dengan paru-paru dan kulit. Hewan amfibi termasuk kelompok hewan berdarah dingin, artinya hewan yang memanfaatkan suhu lingkungan untuk mengatur
suhu tubuhnya. Kelompok hewan melata (reptil) adalah binatang bertulang belakang berkulit berkulit kering, bersisik, dan bernapas dengan paru-paru. Hewan melata termasuk kelompok hewan berdarah dingin, artinya hewan yang memanfaatkan suhu lingkungan untuk mengatur suhu tubuhnya.
Kura-kura dan penyu mempunyai tubuh yang lebar dan dibungkus oleh kulit cangkang yang tersusun dari zat tanduk yang keras dan kasar. Kulit bagian atas berbentuk cembung dan bundar disebut karapaks dan kulit bagian bawah datar disebut plastron yang berfungsi menyokong dan melindungi tubuh kurakura.
Kadal mempunyai tubuh panjang dan langsing yang meruncing ke belakang dan berakhir berupa ekor. Leher kadal panjang, pada badannya terdapat empat kaki dengan lima jari pada masing-masing kaki. Kadal adalah hewan yang sangat tangkas, dapat lari dan merayap dengan cepat. Ekor kadal yang panjang bisa membantu pergerakannya. Beberapa jenis memutuskan ekornya bila dalam keadaan bahaya. Ekornya yang diputus akan bergerak -gerak dan menarik perhatian musuh sehingga kadal dapat lari dan selamat dari bahaya.
Ular mempunyai tubuh yang panjang tanpa kaki, seluruh tubuhnya ditutupi sisik yang tumpang tindih, berfun gsi untuk meluncur di atas tanah. Ular mempunyai lidah bercabang dua yang sering dijulurkan ke luar mulutnya, lidah ini berfungsi sebagai alat pembau yang membantu organ perasa yang terletak di dalam mulutnya. Mata ular selalu terbuka karena tidak mempunyai kelopak tetapi ditutupi oleh suatu lapisan bening.
Buaya mempunyai tubuh yang panjang, berkulit tebal, berkaki pendek, dan ekor panjang yang kuat, biasanya lebih pa njang dibanding badannya. Buaya mempunyai moncong yang panjang dilengkapi gigi yang kuat dan tajam untuk menangkap mangsa. Gigi buaya berjumlah 30 – 40 buah pada setiap rahang dan akan tampak tersambung ketika mulutnya tertutup. Dan gigi keempat pada kedua rahangnya tampak menonjol ketika mulutnya tertutup. Tuatara adalah satu-satunya sisa keturunan hewan melata purba yang hidup lebih dari 200 juta tahun yang lalu. Pertumbuhan dan perkembangan tuatara sangat lambat. Panjang tubuhnya berkisar 46 – 24 cm. Pertumbuhannya berlangsung sampai umur 25 – 35 tahun, sedangkan usianya bisa mencapai 100 tahun. Tuatara hanya bisa ditemukan di beberapa kepulauan di panatai Selandia Baru. Pada malam hari tuatara mencari serangga, burung-burung, atau kadal, sedangkan pada siang hari tidur.
Burung adalah hewan berbulu yang mempunyai sayap sehingga bisa terbang. Kecepatan burung terbang bisa mencapai 160 km/jam. Namun tidak semua jenis burung bisa terbang, misalnya penguin dan burung unta. Penguin berenang dan burung unta berjalan dengan kakinya, sedangkan sa yapnya digunakan untuk menjaga keseimbangan. Hewan menyusui (mamalia) mempunyai tubuh yang tertutup oleh rambut dan memiliki alat gerak yang berupa dua pasang tungkai, sepasang tungkai belakang dan sepasang tangan, atau sepasang tungkai depan yang menyerupai sirip, atau alat gerak yang menyerupai sayap. Hewan menyusui berkembang biak dengan melahirkan anak, tetapi ada juga yang bertelur. Hewan betina memiliki kelenjar susu yang berfungsi untuk memberi makanan kepada anaknya pada awal pertumbuhan. Hewan menyusui (mamalia) mempunyai sistem peredaran darah yang efisien dan tertutup, mempunyai satu jantung dengan dua bilik jantung. Hewan menyusui bernapas dengan paru-paru dan mempunyai sistem saraf. Tengkoraknya terpisah dari tulang belakang dan dihubungkan oleh tulang leher. Hewan menyusui (mamalia) merupakan bagian dari hewan bertulang belakang. Berdasarkan ciri-ciri dasarnya hewan menyusui dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu: mamalia monotrema, mamalia marsupialia, dan mamalia plasenta.
Mamalia monotrema adalah hewan menyusui yang mengerami telurnya. Merupakan kelompok hewan menyusui yang jumlahnya paling sedikit, hanya dua jenis yang masih hidup saat ini, yaitu platipus dan echidna. Cara
berkembang biak platipus dengan bertelur. Telurnya dibuahi di dalam saluran telur, ketika telurnya terus berkembang, maka kelenjar akan mengeluarkan cairan untuk menambah putih telur dan cangkang.
Mamalia marsupialia adalah hewan menyusui yang berkantong. Kelompok hewan ini melahirkan anaknya yang masih lemah, kemudian dibesarkan di dalam kantongnya. Terdapat sekitar 266 anggota kelompok ini diantaranya kanguru, koala, dan oposum. Mamalia plasenta adalah hewan menyusui yang mengandung dan melahirkan anaknya. Mempunyai bentuk dan ukuran tubuh beragam. Ciri kelompok hewan ini adalah memiliki rambut di seluruh tubuhnya . S elain itu betinanya memiliki kelenjar susu. Kelompok hewan menyusui banyak ragamnya, diantaranya:
Kelinci mempunyai telinga yang panjang dengan ekor yang pendek. Tubuhnya ditutupi oleh bulu yang tebal. Kaki belakangn ya lebih panjang dan lebih kuat dibandingkan dengan kaki depan. Kelinci tidak berjalan tetapi meloncat.
Simpanse bisa mencapai tinggi 1,75 m dan mempunyai tubuh pendek gemuk dan kuat. Lengannya lebih panjang dibandingkan dengan kakinya dan mempunyai ibu jari. Warna bulunya coklat ke hitam-hitaman, wajahnya lebih terang
dengan bibir yang tebal. Simpanse menghabiskan waktunya dengan berjalan atau merangkak. Walau demikian simpanse juga pemanjat yang baik untuk mencari buah buahan dan daun-daunan sebagai makanann ya.
Lumba-lumba termasuk dari sub ordo ikan paus, terdiri dari 32 jenis. Merupakan hewan menyusui yang hidup di air dan bernapas dengan paru paru. Lumba-lumba bisa berenang dengan sangat cepat untuk mencari makanann ya berupa ikan kecil yang ada di permukaan air.
Anatomi dan Fisiologi Tumbuhan
Anatomi tumbuhan-Anatomi tumbuhan adalah melihat keseluruhan fisik sebagai bagian-bagian yang secara fungsional berbeda. Anatomi tumbuhan biasanya dibagi menjadi tiga bagian berdasarkan hierarki dalam kehidupan:
Organologi, mempelajari struktur dan fungsi organ berdasarkan jaringan-jaringan penyusunnya; Histologi, mempelajari struktur dan fungsi berbagai jaringan berdasarkan bentuk dan peran sel penyusunnya; dan
Sitologi, mempelajari struktur dan fungsi sel serta organel-organel di dalamnya, proses kehidupan dalam sel, serta hubungan antara satu sel dengan sel yang lainnya. Sitologi dikenal juga sebagaibiologi sel.
A. AKAR Secara umum, ada dua jenis akar yaitu: Akar serabut : Akar ini umumnya terdapat pada tumbuhan monokotil. Walaupun terkadang, tumbuhan dikotil juga memilikinya (dengan catatan, tumbuhan dikotil tersebut dikembangbiakkan dengan cara cangkok, atau stek). Fungsi utama akar serabut adalah untuk memperkokoh berdirinya tumbuhan. Akar tunggang : Akar ini umumnya terdapat pada tumbuhan dikotil. Fungsi utamanya adalah untuk menyimpan makanan. Anatomi akar terdiri dari: Kambium : lapisan sel hidup pada tumbuhan yang aktif membelah berfungsi untuk memperbesar batang, terletak di antara kulit dan kayu. Pembuluh tapis (floem) : deretan sel yang dindingnya searah dengan poros akar – batang dan berlubang – lubang halus sehingga membentuk pembuluh. Fungsinya untuk mengangkut zat makanan dari akar keseluruh tubuh tumbuhan. Pembuluh kayu (xylem) : deretan sel yang dindingnya searah dengan poros akar – batang dan menyatu. Fungsinya untuk menyalurkan air yang mengandun g mineral dari akar ke daun dan bagian lain tubuh. B. BATANG Batang tumbuhan mempunyai bentuk berbeda – beda. Pada umumnya batang dibagi menjadi tiga golongan, yaitu : Batang Berkayu Tumbuhan jenis ini biasanya besar, tinggi, dan bercabang – cabang. Daun tumbuhan ini biasanya rimbun. Contohnya : mangga, jati, pohon jambu, dan lainnya. Batang Tidak Berkayu Tumbuhan jenis ini biasanya tidak terlalu tinggi dan daunnya menempel pada batang. Contohnya : jagung dan tebu.
Batang Semu Tumbuhan jenis ini berupa pelepah – pelepah yang membentuk batang. Contohnya : pisang. Keterangan struktur anatomi batang, yaitu : Epidermis
: epidermis batang mempunyai sel – sel silika dan sel – sel gabus,
misalnya pada batang tebu (Saccharumofficinarum), dan kadang – kadang di lapisi oleh sel kutikula. Periderm
: selaput luar epidermis yang terdapat di sekeliling mulut membentuk
tonjolan berbentuk piala. Kortek
: lapisan luar suatu organ, pada tumbuhan di bawah epidermis sebelah
luar silinder pusat, terdiri dari sel – sel parenkim. Floem primer : dibentuk oleh prokambium ujung batang dan akar. Floem sekunder Kambium
: terdiri dari unsur trakeal, serabut xylem dan parenkim kayu.
: lapisan sel hidup terletak di kulit dan kayu, yang membuat jaringan
kayu baru ke sebelah dalam dan membuat jaringan kulit baru ke sebelah luar. Fungsinya untuk memperbesar batang. Xylem sekunder
: terdiri dari unsur trakeal, serabut xylem dan parenkim kayu.
Xylem primer : dibentuk oleh prokambium ujung batang dan akar. C. DAUN Daun mempunyai bentuk yang bermacam – macam. Bentuk daun dapat dibedakan menjadi 5 macam, yaitu : ø
Bentuk bulat atau bundar : teratai besar.
ø
Bentuk perisai : daun jarak.
ø
Bentuk jorong : daun nangka dan nyamplung.
ø
Bentuk memanjang : daun sirkaya dan sirsak.
ø
Bentuk lanset : daun kamboja.
Keterangan gambar anatomi daun, yaitu : Epidermis terbagi atas epidermis atas dan epidermis bawah. Epidermis berfungsi melindungi jaringan di bawahnya.
Jaringan palisade atau jaringan tiang adalah jaringan yang berfungsi sebagai tempat terjadinya fotosintesis Jaringan spons atau jaringan bunga karang yang berongga. Jaringan ini berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan. Berkas pembuluh angkut yang terdiri dari xilem atau pembuluh kayu dan floem atau pembuluh tapis. Xilem berfungsi untuk mengangkut air dan garam-garaman yang diserap akar dari dalam tanah ke daun (untuk digunakan sebagai bahanfotosintesis). Sedangkan floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis ke seluruh tubuh tumbuhan. Stoma (jamak: stomata) berfungsi sebagai organ respirasi. Stoma mengambil CO2 dari udara untuk dijadikan bahanfotosintesis. Kemudian stoma akan mengeluarkan O2 sebagai hasil fotosintesis. Stoma ibarat hidung kita dimana stoma mengambil CO2 dari udara dan mengeluarkan O2, sedangkan hidung mengambil O2 dan mengeluarkan CO2. Stoma terletak di epidermis bawah. Selain stoma, tumbuhan tingkat tinggi juga bernafas melalui lentisel yang terletak pada batang. — D. BUNGA Mahkota bunga : untuk memikat serangga yang menolong penyerbukan. Benang sari : merupakan alat kelamin jantan pada tumbuhan, mengandung tepung sari. Kelopak : pembungkus bunga selagi kuncup. Putik : alat kelamin betina pada tumbuhan, yang akan menjadi bakal buah. Dasar bunga : terletak di pangkal bunga, tempat melekatnya perhiasan bunga dan alat pembiakan. Tangkai bunga : tempat melekatnya bunga. — E. BUAH Buah merupakan perkembangan dinding bakal buah dan terkadang juga bagian – bagian bunga lainnya. Buah terdiri atas kulit buah, daging buah dan biji. F. BIJI Keterangan struktur anatomi biji, yaitu :
Kulit biji
: terletak di bagian luar biji dan melapisi seluruh bagian biji.
Hipokotil
: bagian bawah aksis (pangkal) yang melekat pada kotiledon.
Radikula
: bagian terminal (ujung).
Epikotil
: bagian atas pangkal.
Plumula
: bagian ujung, yaitu pucuk dengan sepasang daun.
Fisiologi Tumbuhan
Fisiologi tumbuhan adalah cabang botani yang mempelajari bekerjanya sistemkehidupan di dalam tubuh tumbuhan dan tanggapan terhadap pengaruh lingkungan sekitarnya. Seperti juga fisiologi hewan, fisiologi menggabungkan aspek fisika, kimiawi, dan biologi. Dari fisiologi tumbuhan ini lahirlah cabang-cabang campuran biologi, sepertibiokimia dan biofisika. Fisiologi juga sangat mempengaruhi perkembangan genetika. Objek kajian dalam fisiologi tumbuhan adalah fisika sel dan biofisika organ, fotosintesis, transportasi hara dan hasil metabolisme, regulasi pertumbuhan dan perkembangan, dan mekanisme respons terhadap rangsangan lingkungan. Fisiologi tumbuhan diterapkan dalam pertanian untuk meningkatkan nilai produk hasil bumi. Beberapa contoh hasil kajian fisiologi yang diterapkan di pertanian adalah teknologipemberian pupuk kimia untuk meningkatkan hasil dan penggunaan zat pengatur tumbuhuntuk merangsang keserempakan pembungaan. Hasil penelitian di bidang fisiologi juga dapat dipakai untuk mendukung program pemuliaan tanaman, misalnya dalam merakitkultivar yang tahan kekeringan. Pertumbuhan sel pada tumbuhan tingkat tinggi sering terjadi tanpa peningkatan volume sitosol. Karena kekuatan ionik rendah dari dinding sel, air cenderung untuk
meninggalkannya dan memasuki sitosol dan vakuola, menyebabkan sel untuk berkembang. Proses melonggarkan dari dinding sel primer yang disebabkan oleh auksin, memungkinkan sel untuk berkembang dalam arah tertentu, ukuran dan bentuk tumbuhan ditentukan terutama oleh jumlah dan arah pembesaran ini (Gambar 1a). Sel-sel individu tumbuhan dapat meningkatkan ukuran dengan sangat cepat dengan melonggarkan dinding sel dan mendorong sitosol dan membran plasma. Peningkatan volume sel hanya disebabkan perluasan vakuola intraselular oleh serapan air. Kita dapat membuktikan fenomena ini dengan mempertimbangkan bahwa jika semua sel di pohon redwooddikurangi seukuran sel hati (≈ 20 mm diameter), pohon itu hanya akan memiliki ketinggian maksimum 1 meter.
Gambar 1: Perpanjangan sel tumbuhan: (a) Perubahan struktur sel tanaman selama proses perpanjang an. Serapan air menyebabkan tekanan internal (turgor), kehadiran auksin, dinding sel melonggar, dan tekanan turgor dinding pada dinding longga menyebabkan pemanjangan sel. (b) Usulan mekanisme dinding sel mengendur dalam sel tumbuhan. [Part (b) adapted from L. Taiz, 1994, Proc. Nat’l. Acad. Sci. USA 91:7387.] Sumber: Section 22.5, The Dynamic Plant Cell Wall Kemampuan auksin (indole-3-asam asetat) untuk memercepat induksi p erpanjangan sel pertama kali ditunjukkan dalam eksperimen klasik pad coleoptile rumput dan gandum. Menurut hipotesis pertumbuhan-asam, auksin merangsang sek resi proton pada akhir “pertumbuhan” pada sel dengan mengaktifkan (langsung atau tidak langsung) suatu pompa proton yang terikat pada membran plasma (Gambar1b).
Akibatnya, pH dinding sel sekitar daerah membran plasma jatuh dari 7,0 normal menjadi turun 4,5. PH rendah mengaktifkan kelas protein dinding sel, disebut expansin yang dapat mengganggu ikatan hidrogen antara mikrofibril selulosa sehingga menyebabkan struktur lapisan dari dinding sel untuk melonggar. Dengan kekakuan dinding berkurang, sel dapat memanjang.
Gambar 2: Demonstrasi experimental diamana expansin mengendurkan ikatan hidrogen: (a) Didalam elastometer, sebuah strip kertas dijepit pada kedua ujungnya dan direndam dalam larutan. Salah satu ujung terpasang ke beban, sementara ujung lainnya dipegang tetap. Suatu agen yang dapat mengendurkan ikatan kovalen atau hidrogen antara serat selulosa akan menyebabkan strip kertas memanjang sebanyak x kali. Gerakan penjepit dicatat. (b) Perlakuan strip kertas dengan expansin pada pH 4,5 (merah) mengakibatkan melemahnya dari molekul selulosa reversibel. Sebaliknya, secara ireversibel selulase melemahkan kertas dengan memecah ikatan kovalen dalam polimer. Percobaan kontrol menunjukkan bahwa pelemahan tidak disebabkan oleh larutan dengan pH 4,5 dan itu tergantung pada keaktifan protein. Sumber:Section 22.5, The Dynamic Plant Cell Wall
Expansin ditemukan dan dimurnikan menggunakan uji biokimia baru pada kertas selulosa murni. Kenapa kertas?, seperti dinding sel tanaman dari man a itu dibuat sehingga memilki kekuatan mekanik antara ikatan hidrogen dengan mikrofibril selulosa. Ekstrak dari dinding sel tumbuhan diuji untuk kemampuanya untuk mekanisme melemahkan kertas pada nilai pH antara 3,0 dan 5,0, tetapi tidak pada pH 7 (Gambar 2). Expansin memicu melonggarnya dinding sel dan berkebalikan ketika pH dinaikkan kembali ke 7,0. Hal ini menunjukkan expansin yang tidak memutuskan ikatan kovalen dalam selulosa. Bukti tambahan untuk hipotesis pertumbuhan-asam berasal dari studi tentang fusicoccin suatu senyawa jamur. Seperti auksin, fusicoccin menginduksi pemanjangan sel yang cepat dan memicu memompa proton keluar dari sel yang sensitif dengan disertai melonggarkan dinding sel sekitar. Aktivitas fusicoccin atau auksin dapat diblokir melalui mensisipi dinding sel d engan buffer yang mencegah pH ekstraselular turun. IAA merupakan hormon endogenous yang terdapat pada tanaman terbentuk dari triptofan dan terdapat cicin indol (Davies, 1995). Keunikan dari IAA adalah cicin tidak jenuh (rangkap dua) dan rantai samping asam. Terbentuk ruang yang tepat antara cicin dan rantai sampingnya (Gardner et al,. 1991). IAA memiliki peran fisiologis tumbuhan dalam pemanjangan dan perkembangan sel (Campbell dan Reece, 2002). Auksin menyebabkan pembentangan jaringan korteks, floem dan kambium sehingga sel sklerenkim menjadi rusak memicu akar keluar. Pengaruh auksin pada perkembangan sel-sel pada daerah maristem menyebabkan sel-sel memanjang (Dwijoseputro, 1994). Kisaran pengaruh auksin meliputi metabolisme selular sampai ke koordinasi morfogenesis tumbuhan termasuk absisi dan penuaan. Pengaruh selular seperti (Gardner et al,. 1991): 1. Peningkatan sintesis nukleotida DNA dan RNA 2. Sintesis protein dan enzim 3. Pertukaran proton 4. Potensial membran
5. Pengambilan kalium Peran utama auksin adalah pemompaan proton pada membran plasma. Pada daerah perpanjangan sel, auksin meningkatkan pompa proton sehingga dalam beberapa menit meningkatkan potensial membran dan pH dalam didinding menurun (Gambar 2). Lingkungan yang menjadi asam menyebabkan aktivasi enzim ekspansin yang melepaskan ikatan hidrogen antara ikatan mikrofibril selulosa dan melonggarkan struktur dinding sel. Intergritas selulsa murni menjadi lemah akibat pengaruh auksin. Peningkatan potensial membran mengakibatkan pengambilan ion dari luar sel ke dalam sehingga terjadi pemasukan air secara osmosis. Pemasukkan air diiringi dengan plastisitas dinding sel mengakibatkan pemanjangan sel. Auksin menginduksi ekspresi gen untuk menghasilkan protein-protein baru pada daerah perpanjangan sel hanya dalam beberpa menit. Bebarapa protein bersifat mendorong atau menghambat transkripsi ekspresi gen lainnya. Tahap selanjutnya, sel akan membentuk sitoplasma dan bahan didind sel. Auksin juga merespon pada pertumbuhan lainnya (Campbell dan Reece, 2002).
Terdapat dua mekanisme sintesis IAA: 1. Eliminasi asam amino 2. Eliminasi ujung gugus karboksil dari cicn samping triptofan Mekanisme yang paling diketahui adalah: a. Reaksi transaminasi : gugus amino bergabung dengan α-keto menjadi asam indol asetat b. Dekarboksilasi : indolpiruvat menjadi indolasetaldehida. c. Oksidasi : indolasetaldehid diubah menjadi IAA Enzim yang diperlukan untuk mengubah triptofan menjadi IAA terdapat pada jaringan muda, seperti maritem ujung, daun muda, dan buah dalam pertumbuhan.
Zat pengatur tumbuh (ZPT) seperti asam geberelin dan IAA memilki efek fisiologis terhadap pemecahan dormansi biji memelalui mekanisme perkecambahan. Menurut Salisbury dan Ross (1995)gormon tersebut akan masuk kedalam sel dan akan ditangkap oleh protein reseptor .
