KATA PENGANTAR Puji syukur senantiasa kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa, karena atas rahmat dan karunia yang telah diberikan, kami dapat menyusun maklah tentang pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. Makalah ini, merupakan sarana dalam penjabaran tentang peristiwa tumbuh dan kembang tumbuhan. Makalah ini mencakup berbagai aspek. Diantaranya, detail pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, dan faktor- faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan. Akhir kata, semoga makalah ini dapat mempermudah dalam proses pembelajaran pokok materi yang bersangkutan, dan dari lubuk hati yang paling dalam kami sadari makalah ini sangat jauh dari sempurna. Untuk itu, saran dan kritik dari pembaca sangat kami harapkan. Semoga bermanfaat.
Agustus, 2009
Penyusun
PEMBAHASAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN
Pada dalam biji terdapat embrio yang dilengkapi dengan cadangan makanan. Pada tumbuhan dikotil, embrio mempunyai dua koiledon yang membesar. Sumbu embrio bagian bawah kotiledon disebut hipokotil, bagian ujung disebut radikula. Sumbu embrio bagian atas kotiledon disebut epikotil, dan ujungnya adalah plumula (pucuk embrio) yaitu ujung batang bersama calon-calon daun (primordium). Umumnya, makanan embrio berasal dari endosperma. Tetapi tidak setiap biji memiliki endosperma. Oleh karena itu pada tumbuhan ini cadangan makanan disimpan di kotiledon karena endospermanya sudah habis. Biji ini disebut biji eksalbuminus, sedangkan yang berendosperma disebut biji albuminus. pada tumbuhan berbiji albuminus, mempertahankan endospermanya sebagai tempat cadangan makanan dan memiliki kotiledon yang tipis. Kotiledon dan bagian embrio lainnya akan mengambil zat makanan dari endosperma ketika biji itu berkecambah Pada tumbuhan monokotil, kotiledonnya disebut skutelum. Skutelum menyerap nutrien dari endosperma dan memindahkan ke bagian embrio lainnya selama proses perkecambahan. Radikula monokotil diselubungi koleoriza dan ujung embrio akan diselubungi oleh koleoptil.
Perkecambahan
Perkecambahan merupakan proses pertumbuhan dan perkembangan embrio. Hasil perkecambahan ini adalah munculnya tumbuhan kecil dari dalam biji. Perubahan embrio saat berkecambah biasanya adalah radikula yang tumbuh dan berkembang jadi akar, selanjutnya plumula tumbuh dan berkembang menjadi batang dan daun. Berdasar letak kotiledon saat berkecambah,perkecambahan dibagi 2 tipe, yaitu:
•
Perkecambahan epigeal
Perkecambahan epigeal adalah bila terjadi pemanjangan hipokotil sehingga mengakibatkan hipokotil dan kotiledon terangkat ke atas tanah. Contoh pada kacang hijau dan jarak.
•
Perkecambahan Hipogeal
Perkecambahan Hipogeal adalah bila terjadi pemanjangan epikotil sehingga hipokotil ikut tertarik ke atas tanah tetapi kotiledon tetap di dalam tanah. Contoh pada kacang kapri dan jagung.
Fisiologi Perkecambahan
Perkecambahan melibatkan proses fisika dan kimia. Awal perkecambahan dimulai dengan berakhirnya masa dormansi pada biji. Berakhirnya masa dormansi ditandai dengan masuknya air kedalam biji yang disebut Proses Imbibisi. Proses ini meupakan proses fisika. Proses tersebut akan menginduksi aktivitas enzim (biokatalisator yang berperan dalam metabolisme) sehingga awal perkecambahan mulai berjalan. Setelah berakhirnya masa dormansi, tahap berikutnya tumbuhan akan melakukan proses perbanyakan sel atau pembelahan aktif, namun sel – sel yang dibentuk belum mengalami diferensiasi. Diferensiasi merupakan proses pertambahan jenis dan fungsi sel yang jelas. Setelah itu akan dibentuk organ – organ melalui proses Organogenesis. Proses organogenesis berbagai organ berbeda bentuk serta berguna untuk melengkapi struktur dan fungsi makhluk hidup disebut perkembangan atau morfogenesis. Apabila daun sudah terbentuk, tumbuhan sudah mampu melakukan proses fotosintesis. Proses fotosintesis akan menghasilkan energi. Energi di butuhkan untuk pertumbuhan dan perkembangan.
Proses perkecambahan dipengaruhi oleh oksigen, suhu, dan cahaya. Oksigen dipakai dalam proses oksidasi sel untuk menghasilkan energi.
Perkecambahan memerlukan suhu yang tepat untuk aktivitas enzim. Perkecambahan tidak dapat berlangsung pada suhu yang tinggi, karena suhu yang tinggi dapat merusak enzim. Pertumbuhan umumnya belangsung baik dalam keadaan gelap. Perkecambahan membutuhkan hormon giberelin, sitokinin, dan auksin. Hormon auksin mudah mengalami kerusakan pada intensitas cahay yang tinggi. Oleh karena itu, kecambah tumbuh lebih panjang di tempat gelap daripada di tempat terang. Tetapi kecambah yang tumbuh ditempat gelap itu bewarna pucat dan lebih lemah karena kekurangan klorofil.
Pertumbuhan
Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dikelompokan menjadi dua, yaitu pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan primer merupakan pertumbuhan sebagai hasil pembelahan sel – sel pada jaringan meristem primer. Sebaliknya, pertumbuhan sekunder merupakan hasil aktivitas jaringan meristem sekunder berupa kambium dan kambium gabus. •
Pertumbuhan Primer Pada akhir proses perkecambahan, tumbuhan membentuk akar, batang, dan daun. Pada ujung batang dan ujung akar terdapat sel – sel yang memiliki struktur dan fungsi yang khusus. Sel – sel yang bersifat embrionik, yaitu selalu membelah, disebut sel – sel meristem. Sel – sel meristem menyebabkan batang dan akar tumbuh memanjang. Proses pertumbuhan ini disebut pertumbuhan primer.
Daerah pertumbuhan pada ujung batang dan ujung akar dibelakang meristem apikal, menurut aktivitasnya, dapat dibedakan menjadi tiga daerah berikut. a. Daerah pembelahan sel, terdapat dibagian ujung. Sel – sel di daerah ini aktif membelah, dan sifatnya meristematis. b. Daerah perpanjangan sel, terletak dibelakng daerah pembelahan, merupakan daerah dengan ciri tiap sel memiliki aktivitas untuk mebesar dan memanjang c. Daerah deferensiasi , merupakan daerah yang sel-selnya berdiferensiasi menjadi sel-sel yang memiliki struktur dan fungsi khusus. Meristem ujung batang (meristem apikal) membentuk primordium daun. Pada sudut antara daun dan batang terdapat sel-sel yang dipertahankan sebagai sel-sel meristimatis. Bagian ini akan berkembang menjadi cabang. Di belakang daerah diferensiasi terdapat jaringan dewasa atau permanen. •
Pertumbuhan sekunder Pertumbuhan sekunder terjadi karena adanya aktivitas kambium. Pertumbuhan sekunder akan mengakibatkan bertambah besarnya diameter batang. Umumnya hanya tumbuhan biji terbuka (Gymnospermae) dan dikotil (berkeping dua) yang mengalami pertumbuhan sekunder. Pada pertumbuhan sekunder, yang aktif membelah adalah sel-sel meristem yang terdapat pada kambium. Kambium terletak diantara floem dan xilem. Xilem dan floem yang terbentuk daria aktivitas kambium ini disebut xilem sekunder dan floem sekunder. Pertambahan jumlah sel floem dan xilem sekunder menyebabkan diameter batang bertambah.
FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN •
GEN
Gen penentu pertumbuhan dan perkembangan terdapat di dalam sel. Sel merupakan kesatuan hereditas karena di dalamnya terdapat gen yang bertanggung jawab dalam pewarisan sifat keturunan/hereditas. Gen juga berperan sebagai pembawa kode untuk pembentukan protein, enzim, dan hormon. Enzim dan hormon ini mempengaruhi berbagai reaksi metabolisme untuk mengatur dan mengendalikan pertumbuhan. •
HORMON
Hormon pada tumbuhan sering disebut fitohormon. Hormon tumbuhan adalah senyawa organik yang dibuat pada suatu bagian tumbuhan dan kemudian diangjut ke bagian lain, yang dengan konsentrasi rendah dapat menyebabkan suatu dampak fisiologis. ♦
Auksin
Auksin adalah zat yang dihasilkan oleh ujung tumbuhan yang berpengaruh besar pada pertumbuhan. Auksin berperan dalam :
♣
Membentuk akar adventif pada tanaman yang dibiakkan dengan stek
♣
Membentuk buah partenokarpi, yaitu pembentukan buah tanpa terjadi pembuahan
♣
Menghambat pertumbuhan tunas samping
♣
Mempercepat terjadinya diferensiasi di daerah meristem dan daerah pengguguran
♦
Giberelin
Giberelin ditemukan pada semua bagian tumbuhan terutama bij. Giberelin tidak mengakibatkan pucuk membengkok seperti pda auksin. Fungsi Giberelin diantaranya : ♣
Merangsang pemanjangan batang
♣
Merangsang aktivitas enzim amilase dan proteinase yang berperan mencerna cadangan makanan.
♣
Merangsang pertumbuhan tunas yang dorman
♣
Menghilangkan dormansi biji intuk memacu perkecambahan
♣
Merangsang perbungaan dan pertumbuha buah secara pertenogenesis
♦
Sitokinin
Secara umum, sitokinin berfungsi untuk merangsang pembelahan dan diferensiasi sel. Sitokinin dihasilkan di daerah akar dan ditansportasikan melalui Xilem ke bagian tumbuhan di sebelah atas. Sitokinin mempunyai efek yang berlawanan dengan auksin. Auksin menghambat pertumbuhan tunas lateral, sebaliknya sitokinin merangsang pertumbuhan tunas lateral. Sitokinin juga mempunyai efek memperlambat penuanan daun dengan melakukan perombakan klorofil. Pada bunga dan buah, penuaan diperlambat oleh sitokinin dengan cara menaikkan kecepatan transport nutrisi. Zeatin merupakan bentuk sitokinin alami yang dapat ditemukan pada biji jagung. ♦
Gas Etilen
Salah satu fungsi penting gas Etilen adalah merangsang pematangan buah dengan meningkatkan aktivitas enzim yang membantu melunakkan buah. Buah yang matang selanjutnya akan menghasilkan gas Etilen sehingga jika satu buah masak diletakkan bersama buah lain yang belum masak maka buah yang masak tersebut akan merangsang pematangan buah yang belum masak.
Selain itu, gas etilen juga berfungsi untuk merangsang penebalan batang sebagai respon terhadap lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya angina yang terlalu kencang. ♦
Asam Absisat (ABA)
Asam absisat disebut juga stress hormone. Hormone tersebut mempunyai kerja yang berlawanan dengan hormon yang lain, yaitu mengurangi kecepatan pembelahan dan pemanjangan sel. Dengan demikian, ABA dapat menyebabkan biji dan tunas berada dalam keadaan dorman. Selain itu ABA juga menyebabkan penutupan stomata. Hal tersebut membantu tumbuhan dalam menghadapi kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan. ♦
Asam Traumatin
Asam traumatin dianggap sebagai hormon luka karena merangsang sel- sel di bagian jaringan tumbuhan yang luka. Dengan demikian, bagian yang terluka akan tertutup. ♦
Kalin
Hormon Kalin berfungsi merangsang pertumbuhan organ tumbuhan. Hormone ini dibedakan atas Rizokalin untuk merangsang pembentukan akar, kaulokalin merangsang pembentukan batang, filokalin merangsang pembentukan daun, dan antokalin / florigen merangsang pembentukan bunga.
FAKTOR LINGKUNGAN
Faktor lingkungan adalah faktor yang ada di sekeliling tumbuhan yang memepengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. faktor lingkungan antara lain, nutrient, air, cahaya, suhu dan kelembapan.
•
Nutrien dan air
Tumbuhan sangat membutuhkan nutrien atau zat makanan. . Nutrien diperlukan sebagai sumber energi dan sumber materi untuk sintesis berbagai komponen zat yang diperlukan. Nutrien diambil tumbuhan dari tanah dalam bentuk ion, dan beberapa lainnya diambil dari udara. Misalnya berat tumbuhan berasal dari CO2 yang diambil dari atmosfer. Dalam kategori jumlah, nutrien dibagi dua, yaitu makronutrien, dan mikronutrien. Makronutrien adalah nutrien jika nutrien tersebut diperlukan ag ar suatu tumbuhan selalu dapat tumbuh dari sebuah biji dan menyelesaikan siklus kehidupannya, dan menghasilkan
generasi biji yang baru. Mikronutrien , berfungsi sebagai kofaktor-kofaktor reaksi enzimatik, hanya berfungsi sebagai katalitik yang hanya dibutuhkan dalam jumlah sangat kecil. Pengambilan nutrien dari tanah pada umunya bersamaan dengan pengambilan air sebagai pelarutnya. 80%- 85% massa tanaman herba adalah air yang diakumulasi di vakuola tengah. Kekurangan air pada tumbuhan akan meningkatkan sintesis asam abisat, yaitu hormone yang dapat menghambat pertumbuhan, dan juga sintesis hormone-hormon lainnya seperti auksin, giberalin, dan sitokinin. Air juga memprngaruhi kadar enzim dan substrat , yang dapat mempercepat pembentukan bunga dan biji, untuk mempercepat siklus hidupnya. •
Cahaya
Tumbuhan membutuhkan cahaya karena cahaya matahari sangat menentukan proses fotosintesis tumbuhan. Fotosintesis adalah proses dasar pada tumbuhan untuk menghasilkan makanan. Banyaknya cahaya yang dibutuhkan tidak selalu sama pada setiap tumbuhan. Umumnya, cahaya menghambat pertumbuhan tinggi karena cahaya dapat menguraikan auksin. Hal ini dapat dilihat pada tumbuhan yang berada di tempat gelap akan akan lebih cepat tinggi daripada tumbuhan yang berada di tempat terang. Tetapi tumbuhan yang ada di tempat gelap itu akan menjadi pucat karena kekurangan klorofil, kurus, dan daun tidak berkembang. Tumbuhan seperti itu disebut mengalami etiolasi. Respon tumbuhan terhadap periode penyinaran cahaya matahari disebut fotoperiodisme. Berdasarkan respon tumbuhan terhadap periode penyinaran ini, tumbuhan dibagi menjadi : A. Tumbuhan berhari pendek (short-day plant) Tumbuhan yang berbunga jika lama pencahayaan lebih pendek dari kegelapan umumnya kurang dari 12 jam sehari. Tumbuhan ini tidak akan berbunga jika lamanya terang diperpanjang. Kelompok tumbuhan ini berbunga pada akhir musim panas atau musim gugur.contohnya aster, krisan, dan dahlia. B. Tumbuhan berhari panjang (long-day plant) Tumbuhan yang berbunga jika lama pencahayaan lebih panjang dari kegelapan umumnya selama 14-16 jam sehari. Tumbuhan ini tidak akan berbunga jika lama terangnya diperpendek. Kelompok tumbuhan ini berbunga pada musim semi. Contohnya bayam, kentang, dan gandum. C. Tumbuhan hari sedang Tumbuhan yang berbunga jika mendapat penyinaran sekitar 12 jam sehari. Tumbuhan ini tidak dapat berbunga jika jika mendapat penyinaran kurang dari atau lebih. Contohnya kacang dan tebu. D. Tumbuhan hari netral (neutral-day plant)
Tumbuhan yang pembungaannya tidak tergantung pada panjang penyinaran. Contohnya bunga mawar, bunga matahari, anyelir, tomat, dan kapas. Respon tumbuhan terhadap penyinaran meliputi proses dormansi, perkecambahan, perkembangan batang dan akar, serta pembungaan. •
Suhu
Pada umumnya, tumbuhan membutuhkan suhu tertentu untuk tumbuh dan berkembang dengan baik, suhu seperti itu disebut suhu optimum. Suhu paling rendah yang masih memungkinkan tumbuhan untuk tumbuh diebut suhu minimum, sedangkan suhu paling tinggi yang masih memungknkan tubuhan untuk tumbuh disebutsuhu maksimum. Suhu optimum untuk pertumbuhan adalah 10-38ºC dan umumny tumbuhan tidak dapat tumbuh pada suhu di bawah 0ºC dan di atas 45ºC. Perubahan suhu dapat mempengaruhi pertumbuhan yang meliputi reproduksi, fotosintesis, respirasi dan transpirasi. Selain itu, suhu juga mempengaruhi kerja enzim dalam tubuh tunbuhan yang bekerja pada proses metabolisme, oleh karena itu suhu haruslah sesua karena bila suhu terlalu tinggi atau terlalu rendah enzim akan rusak. •
Oksigen
Kandungan oksigen juga mempengaruhi pertumbuhan organisme. Oksigen mempengaruhi pertumbuhan bagian tumbuhan di atas tanah maupun pertumbuhan akar yang berada di dalam tanah . Untuk mendapatkan oksigen yang cukup, bagian akar memerlukan aerasi yang baik. Konsentrasi oksigen sangat ditentukan oleh medium tempat tumbuhan berada. Jika tanah mengandung banyak oksigen, pertumbuhan akar akan semakin baik. •
Kelembapan
Kelembapan udara dan tanah berpengaruh dalam proses pertumbuhan. Kelembapan udara mempengaruhi proses penguapan air yang berhubungan dengan penyerapan nutrien. Tanah dan udara lembap berpengaruh baik bagi pertumbuhan. Kondisi lembap menyebabkan banyak air yang diserap tumbuhan dan lebih sedikit yang diuapkan. Kondisi tersebut mendukung aktivitas pemanjangan sel-sel. Dengan demikian, sel-sel akan lebih cepat mencapai ukuran maksimum sehingga tumbuhan akan bertambah besar. Kelembapan tanah juga mempengaruhi kandungan zat organic di dalam tanah. Semakin tinggi kandungan bahan organic dalam tanah, semakin banyak pula jumlah air yang dapat diikat oleh tanah. Kedaan ini dapat mengurangi kepadatan struktur tanah sehingga porositas dan sirkulasi menjadi lebih baik.
DAFTAR PUSTAKA
Aryuliana,Diah,DKK.2007. Biologi 3.Jakarta:Esis
Campbell, N.A., J.B Reece, & L.G. Mitchell. 2005. Biologi. Edisi ke-5. Terj. dari: Biology. 5th ed. oleh Manalu, W. Jakarta : Erlangga
Syamsuri, Istamar. 2006. Biologi untuk SMA Kelas XII. Bandung : Erlangga
MAKALAH BIOLOGI Bab 1
Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
Disusun oleh : Kelompok IV : KETUA: ANGGOTA: 3. 4. 5. 6. Kelas
1. Bayu Begawan 2. Febrian Hameed Hana Maria Marini Shanty Dwi Cahyani Shillerida Novita Tommy Sugiarto
: XII IPA 6
SMAN 1 BEKASI 2009/2010
