PROSES TUMBUH PADA TUMBUHAN MAKALAH KONSEP DASAR IPA 2
DISUSUN OLEH: 1. NIRMALASARI (06111013040) 2. MERRY WIDYANTI (06111013041)
KATA PENGANTAR Puji syukur kita haturkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat dan hidayahNya penyusun dapat menyelesaikan makalah Konsep Dasar IPA 2 dengan tema Tumbuhan yang diberi judul Proses Tumbuh pada Tumbuhan. Penyusun juga tidak lupa berterima kasih kepada Ibu Siti Dewi Maharani dan Ibu Rohana Tenar sebagai dosen Konsep Dasar IPA 2 dan teman-teman yang telah memberi dukungan kepada penyusun agar dapat terselesaikan. Makalah ini penyusun buat agar kita semua dapat mengetahui tentang proses tumbuhnya tumbuhan. Penyusun menyadari bahwa makalah ini masih terdapat kesalahan. Tetapi penyusun harap agar pembaca dapat memakluminya dan dapat memahami materi ini. Demikianlah yang dapat penyusun sampaikan. Apabila terdapat kesalahan, penyusun mohon maaf dan kepada Allah penyusun mohon ampun.
Indralaya, 25 Februari 2011
Penyusun,
PROSES TUMBUH PADA TUMBUHAN
A. PENGERTIAN PERTUMBUHAN Pertumbuhan adalah proses pertambahan ukuran sel atau organisme. Pertumbuhan ini bersifat kuantitatif/ terukur.Pertumbuhan adalah peristiwa perubahan biologis yang terjadi pada makhluk hidup berupa perubahan ukuran yang bersifat irefesibel. Bersifat irefesibel artinya tidak berubah kembali keasal, karena adanya tambahan substansi dan perubahan bentuk yang terjadi saat proses pertumbuhan berlangsung pada makhluk hidup. Perubahan ukuran yang terjadi pada pertumbuhan adalah perubahan ukuran volume, tinggi, massa, dan sebagainya. Perubahan yang terjadi pada makhluk hidup seperti bayi menjadi orang dewasa atau tanaman mangga yang kecil menjadi tanaman dewasa dengan buahnya yang lebat, tidak hanya sebagai akibat pertumbuhan saja melainkan juga karena peristiwa perkembangan pada makhluk hidup tersebut. Pada manusia dan sebagian besar hewan yang semula diawali dengan pertemuan sel telur (ovum) dengan sperma, melalui pertumbuhan dan perkembangan janin, bayi, dan akhirnya menjadi orang dewasa. Seiring dengan pertumbuhan, terjadi perkembangan karena terjadi pendewasaan yang lebih sempurna. Demikian pula dengan sebagian besar tumbuhan, diawali dengan pertemuan antara sel kelamin jantan dan sel kelamin betina berlanjut menjadi biji, berkecambah, dan akhirnya menjadi tumbuhan dewasa yang dapat berbunga dan berbuah. Perubahan yang terjadi selama masa pertumbuhan pada tumbuhan akan membentuk organ-organ yang memiliki struktur dan fungsi berbeda yaitu terbentuk akar, batang, daun, dan bunga. Terjadi pertumbuhan karena terjadi perubahan yaitu biji, kecambah, hingga menjadi tumbuhan dewasa.
B. FAKTOR-FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PROSES TUMBUH PADA TUMBUHAN 1. Faktor Internal
Faktor internal yang mempengaruhi pertumbuhan, yaitu hormon. Hormon tumbuhan ditemukan oleh F. W. Went pada tahun 1928. Hormon berasal dari bahasa Yunani hormalin yang berarti penggiat. Hormon tumbuhan disebut fitohormon. Fitohormon tersebut, yaitu: 1. Auksin atau AIA (Asam Indol Asetat)
Auksin merupakan senyawa asam asetat dengan gugusan indol dan derivatderivatnya.
Pertama kali auksin ditemukan pada ujung koleoptil kecambah gandum (Avena sativa).
Pusat pembentukan auksin adalah ujung koleoptil (ujung tumbuhan).
Jika terkena sinar matahari, auksin akan berubah menjadi senyawa yang menghambat pertumbuhan. Hal inilah yang menyebabkan batang akan membelok ke arah datangnya cahaya, karena bagian yang tidak terkena cahaya pertumbuhannya lebih cepat daripada bagian yang terkena cahaya.
Fungsi auksin, yaitu: 1. Merangsang perpanjangan sel. 2. Merangsang pembentukan bunga dan buah. 3. Merangsang pemanjangan titik tumbuh. 4. Mempengaruhi pembengkokan batang. 5. Merangsang pembentukan akar lateral. 6. Merangsang terjadinya proses diferensiasi.
2. Gibberellin
Gibberellin merupakan hormon yang pertama kali ditemukan pada jamur Gibberella fujikuroii yang parasit pada tumbuhan padi. Ditemukan oleh Kuroshawa pada tahun 1926.
Fungsi gibberellin, yaitu: 1. Merangsang pembelahan sel kambium. 2. Merangsang pembungaan lebih awal sebelum waktunya. 3. Merangsang pembentukan buah tanpa biji (partenokarpi).
4. Merangsang tanaman tumbuh sangat cepat sehingga mempunyai ukuran raksasa. (Dwidjoseputro, 1992: 197) 3. Sitokinin
Sitokinin merupakan kumpulan senyawa yang fungsinya mirip satu sama lain.
Fungsi sitokinin yaitu: 1. Merangsang proses pembelahan sel. 2. Menunda pengguguran daun, bunga, dan buah. 3. Mempengaruhi pertumbuhan tunas dan akar. 4. Meningkatkan daya resistensi terhadap pengaruh yang merugikan, seperti suhu rendah, infeksi virus, pembunuh gulma, dan radiasi. 5. Menghambat (menahan) menguningnya daun dengan jalan membuat kandungan protein dan klorofil yang seimbang dalam daun (senescens).
4. Gas Etilen
Gas etilen merupakan hormon tumbuh yang dalam keadaan normal berbentuk gas.
Fungsi gas etilen, yaitu: 1. Membantu memecahkan dormansi pada tanaman, misalnya pada ubi dan kentang. 2. Mendukung pematangan buah. 3. Mendukung terjadinya abscission (pelapukan) pada daun. 4. Mendukung proses pembungaan. 5. Menghambat pemanjangan akar pada beberapa spesies tanaman dan dapat menstimulasi pemanjangan batang. 6. Menstimulasi perkecambahan. 7. Mendukung terbentuknya bulu-bulu akar.
5. Asam Absisat (ABA)
Asam absisat merupakan hormon tumbuh yang hampir selalu menghambat pertumbuhan, baik dalam bentuk menurunkan kecepatan maupun menghentikan pembelahan dan pemanjangan sel bersama-sama.
Fungsi asam absisat, yaitu:
a. Menghambat perkecambahan biji. b. Mempengaruhi pembungaan tanaman. c. Memperpanjang masa dormansi umbi-umbian. d. Mempengaruhi pucuk tumbuhan untuk melakukan dormansi. 6. Kalin
Kalin merupakan hormon yang mempengaruhi pembentukan organ.
Berdasarkan organ yang dipengaruhinya, kalin dibedakan atas: 1. Rhizokalin, mempengaruhi pembentukan akar. 2. Kaulokalin, mempengaruhi pembentukan batang. 3. Filokalin, mempengaruhi pembentukan daun. 4. Antokalin, mempengaruhi pembentukan bunga.
7. Asam Traumalin
Asam traumalin disebut sebagai hormon luka/kambium karena hormon ini berperan apabila tumbuhan mengalami kerusakan jaringan.
Jika terluka, tumbuhan akan merangsang sel-sel di daerah luka menjadi bersifat meristem lagi sehingga mampu mengadakan pembelahan sel untuk menutup luka tersebut. Kemampuan itu disebut restitusi atau regenerasi.
Peristiwa ini dapat terjadi karena adanya asam traumalin (asam traumalat). Hormon merupakan senyawa organik (zat kimia) pada manusia dan sebagian hewan. Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dipengaruhi oleh hormon tumbuhan atau fitohormon. Fitohormon atau zat tumbuh yang dihasilkan pada tumbuhan memperngaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan atau tanaman. Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan yaitu berupa pembelahan sel, pertumbuhan akar, pertumbuhan batang, pertumbuhan bunga, perumbuhan kincup, dan sebagainya. Hormon tumbuhan yang telah diketahui antara lain auksin, giberelin, dan sitokinin. Auksin terletak pada ujung batang atau akar berfungsi untuk mengembangkan sel, sehingga menjadi bertambah panjang, menggiatkan kambium untuk membentuk
sel-sel baru, dan merangsang pembentukan bunga dan buah. Auksin akan bekerja maksimum ditempat yang tidak terkena cahaya. Proses pertumbuhan yang cepat ditempat yang gelap disebut epiolasi. Alat yang digunakan untuk mengukur pertumbuhan tanaman yaitu auksanometer. Giberelin mempercepat pertumbuhan, memyebabkan tumbuhan menjadi lebih tinggi dari normal, dan menyebabkan tumbuhan dapat berbunga lebih cepat. Sedangkan sitokinin mempergiat pembelahan sel, dan mempengaruhi pertumbuhan tunas serta akar.
2. Faktor Lingkungan (Eksternal)
Faktor luar yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan adalah faktor lingkungan, misalnya nutrisi, air, cahaya, suhu, dan kelembapan. a. Nutrisi
Nutrisi terdiri atas unsur-unsur atau senyawa-senyawa kimia sebagai sumber energi dan sumber materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan.
Nutrisi umumnya diambil dari dalam tanah dalam bentuk ion dan kation, sebagian lagi diambil dari udara.
Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro (C, H, O, N, P, K, S, Ca, Fe, Mg).
Adapun unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro (B, Mn, Mo, Zn, Cu, Cl). Jika salah satu kebutuhan unsur-unsur tersebut tidak terpenuhi, akan mengakibatkan kekurangan unsur yang disebut defisiensi.
Defisiensi mengakibatkan pertumbuhan menjadi terhambat.
b. Air
Kekurangan air pada tanah menyebabkan terhambatnya proses osmosis. Proses osmosis akan terhenti atau berbalik arah yang berakibat keluarnya materi-materi dari protoplasma sel-sel tumbuhan, sehingga tanaman kering dan mati.
Fungsi air antara lain: 1. Untuk fotosintesis.
2. Mengaktifkan reaksi-reaksi enzim atau sebagai medium reaksi enzimatis 3. Membantu proses perkecambahan biji. 4. Menjaga (mempertahankan kelembapan). 5. Untuk transpirasi. 6. Meningkatkan tekanan turgor sehingga merangsang pembelahan sel. 7. Menghilangkan asam absisi. 8. Sebagai pelarut, air juga memengaruhi kadar enzim dan substrat sehingga secara tidak langsung memengaruhi laju metabolisme. c. Cahaya
Cahaya mutlak diperlukan dalam proses fotosintesis.
Cahaya secara langsung berpengaruh terhadap pertumbuhan setiap tanaman. Pengaruh cahaya secara langsung dapat diamati dengan membandingkan tanaman yang tumbuh dalam keadaan gelap dan terang.
Pada keadaan gelap, pertumbuhan tanaman mengalami etiolasi yang ditandai dengan pertumbuhan yang abnormal (lebih panjang), pucat, daun tidak berkembang, dan batang tidak kukuh.
Sebaliknya, dalam keadaan terang tumbuhan lebih pendek, batang kukuh, daun berkembang sempurna dan berwarna hijau.
Dalam fotosintesis, cahaya berpengaruh langsung terhadap ketersediaan makanan.
Tumbuhan yang tidak terkena cahaya tidak dapat membentuk klorofil, sehingga daun menjadi pucat.
Panjang penyinaran mempunyai pengaruh yang spesifik terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Panjang periode cahaya harian disebut fotoperiode, sedangkan reaksi tumbuhan terhadap fotoperiode yang berbeda panjangnya disebut fotoperiodisme.
Berdasarkan persyaratan panjang hari untuk pembungaan, sebagian besar tumbuhan dibagi menjadi tiga kelompok utama, yaitu: a. Tumbuhan berhari pendek (short day plant) Berbunga jika panjang hari kurang dari periode kritis tertentu, misalnya kastuba (Euphorbia pulcherima), ubi jalar (Ipomoea batatas), nanas (Ananas commosus), dan
padi (Oryza sativa). Panjang hari harus kurang dari 11 hingga 15 jam agar pembungaan terjadi. b. Tumbuhan hari panjang (long day plant) Berbunga jika panjang hari lebih dari periode kritis tertentu, misalnya tanaman jarak (Rhicinus communis) dan kentang (Solanum tuberosum). Panjang hari harus lebih dari 12 hingga 14 jam agar pembungaan terjadi. c. Tumbuhan hari netral (day-neutral plant). Berbunga tidak tergantung pada panjang hari, dapat menghasilkan bunga kapan saja dalam setahun, misalnya jagung (Zea mays). d. Suhu
Suhu berpengaruh terhadap fisiologi tumbuhan, antara lain memengaruhi kerja enzim.
Suhu yang terlalu tinggi atau terlalu rendah akan menghambat proses pertumbuhan.
Fotosintesis pada tumbuhan biasanya terjadi di daun, batang, atau bagian lain tanaman.
Suhu optimum (15°C hingga 30°C) merupakan suhu yang paling baik untuk pertumbuhan.
Suhu minimum (± 10°C) merupakan suhu terendah di mana tumbuhan masih dapat tumbuh.
Suhu maksimum (30°C hingga 38°C) merupakan suhu tertinggi dimana tumbuhan masih dapat tumbuh.
e. Kelembapan
Kelembapan ada kaitannya dengan laju transpirasi melalui daun karena transpirasi akan terkait dengan laju pengangkutan air dan unsur hara terlarut.
Bila kondisi lembap dapat dipertahankan maka banyak air yang diserap tumbuhan dan lebih sedikit yang diuapkan.
Kondisi ini mendukung aktivitas pemanjangan sel sehingga sel-sel lebih cepat mencapai ukuran maksimum dan tumbuh bertambah besar.
Pada kondisi ini, faktor kehilangan air sangat kecil karena transpirasi yang kurang.
Adapun untuk mengatasi kelebihan air, tumbuhan beradaptasi dengan memiliki permukaan helaian daun yang lebar.
Oksigen
Untuk pemecahan senyawa bermolekul besar (saat respirasi) agar menghasilkan energi yang diperlukan pada proses pertumbuhan dan perkembangannya.
C. PERTUMBUHAN PADA TUMBUHAN Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dibedakan menjadi pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder: a. Pertumbuhan primer Pertumbuhan primer merupakan pertumbuhan yang disebabkan oleh kegiatan titik tumbuh primer. Titik tumbuh primer terdapat pada ujung akar atau ujung batang. Titik tumbuh primer telah mulai terbentuk sejak tumbuhan masih berupa embrium. Ujung akar dan ujung batang tempat terjadinya pertumbuhan merupakan daerah meristem apikal. Pertumbuhan primer menyebabkan akar dan batang bertambah panjang. Terjadi sebagai hasil pembelahan sel-sel jaringan meristem primer. Berlangsung pada embrio, bagian ujung-ujung dari tumbuhan seperti akar dan batang. Embrio memiliki 3 bagian penting : a. tunas embrionik yaitu calon batang dan daun b. akar embrionik yaitu calon akar c. kotiledon yaitu cadangan makanan
Gbr. Embrio Tumbuhan
Daerah pertumbuhan pada akar dan batang berdasar aktivitasnya tcrbagi menjadi 3 daerah a. Daerah pembelahan Sel-sel di daerah ini aktif membelah (meristematik) b. Daerah pemanjangan Berada di belakang daerah pembelahan c. Daerah diferensiasi Bagian
paling
diferensiasi
belakang
membentuk
dari akar
daerah yang
pertumbuhan.
sebenarnya
serta
Sel-sel daun
mengalami muda
dan
tunas lateral yang akan menjadi cabang. b. Pertumbuhan sekunder Pertumbuhan sekunder merupakan pertumbuhan yang disebabkan oleh kegiatan jaringan kambium. Jaringan kambium bersifat meristematik, yaitu sel-selnya selalu aktif membelah diri. Kambium hanya terdapat pada tumbuhan dikotil dan gymnospermae. Pertumbuhan sekunder menyebabkan diameter batang bertambah besar. Jadi, tumbuhan yang memiliki kambium mengalami pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan pada tumbuhan dapat diamati pada pertumbuhan organ-organnya seperti biji, akar, batang, daun, bunga, dan buah. a. Biji Pertumbuhan pada tumbuhan spermatophyta diawali dari biji. Bentuk, ukuran, dan struktur biji bervariasi. Biji dapat mengalami masa aktif (dormansi) akibat kandungan air dalam biji yang rendah, yaitu sekitar 5-10%. Dormansi pada biji dapat dilihat pada kulit biji yang keras yang menghalangi penyerapan air dan oksigen. Dormansi sangat bermanfaat pada situasi yang tidak menguntungkan seperti suasana sangat dingin atau kekeringan. Pada kondisi tertentu yang memungkinkan biji untuk tumbuh, biji akan mengakhiri masa dormansinya dan mulai berkecambah (germinasi). Perkecambahan adalah proses pertumbuhan embrio dan bagian-bagian biji lainnya untuk tumbuh secara normal menjadi tumbuhan baru. Tahap awal perkecambahan dimulai pada saat biji menyerap air.
Penyerapan air (imbibisi) terjadi melalui liang biji (mikrofil). Penyerapan air merupakan tahap yang penting dalam proses perkecambahan. Biji yang telah menyerap air akan membesar sehingga mengakibatkan robeknya kulit biji.
b. Akar Munculnya akar lembaga pada saat perkecambahan merupakan tanda dimulainya pertumbuhan pada akar. Akar pada tumbuhan spermatophyta berasal dari akar lembaga. Akar lembaga akan berkembang menjadi akar primer. Pada tumbuhan dikotil, akar primer akan tumbuh dan berkembang menjadi akar tunggang (taproot) yang berupa akar dengan akar primer menghujam ke tanah. Pada tumbuhan monokotil, akar primer tidak berkembang, sehingga akar tumbuh menyebar pada buku-buku batang dan disebut akar serabut (fibrous root).
c. Batang Batang tumbuhan selalu memiliki buku dan ruas. Batang selalu mengalami pertumbuhan pada bagian ujungnya dan membentuk percabangan ke arah samping. Teori Tunica-Corpus oleh Schmidt menyatakan bahwa titik tumbuh pada ujung batang dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu korpus dan tunika. Korpus merupakan bagian pusat dari titik tumbuh. Daerah ini memiliki wilayah yang luas dengan sel-sel yang relatif besar. Sel-sel daerah korpus ini akan membelah secara tidak beraturan menjadi jaringan-jaringan lain. Tunika merupakan bagian paling luar dari titik tumbuh yang terdiri dari satu atau beberapa lapis sel dengan sel-sel yang relatif kecil dan mengalami pembelahan ke samping. Batang tumbuhan berfungsi untuk mendukung bagian daun, bunga, buah, dan biji. Batang juga merupakan jalan pengangkutan air dan unsur hara dari dalam tanah ke bagian daun dan dari bagian daun ke bagian tumbuhan yang lain. Kadang-kdang batang juga menjadi tempat penimbunan cadangan makanan.
d. Daun Daun lembaga merupakan daun pertama pada tumbuhan. Tanda awal akan adanya pembentukan daun adalah timbulnya tonjolan yang disebut bakal daun didekat permukaan meristem apikal. Daun merupakan organ vegetatif pada tumbuhan yang biasanya berbentuk pipih, berwarna hijau, dan merupakan tempat utama terjadinya proses fotosintesis. Daun yang lengkap memiliki bagian-bagian berupa pangkal daun, pelepah daun, tangkai daun, dan helaian daun.
e. Bunga dan buah Bunga merupakan modifikasi dari tunas. Setelah terjadi penyerbukan dan pembuahan, perhiasan bunga, dan benang sari biasanya akan layu, gugur, dan diikuti dengan mengeringnya putik. Sebaliknya, bakal buah akan membesar dan berkembang menjadi buah. Buah merupakan hasil perkembangan dari bakal buah yang mengalami spesialisasi sebagai suatu wadah bagi biji. Bagi tumbuhan, buah berfungsi untuk melindungi biji, membantu penyebaran biji, dan kadang juga merupakan faktor yang menentukan dalam perkecambahan biji.
PERTUMBUHAN dan PERKEMBANGAN DALAM SEL TUMBUHAN
TAHAP-TAHAP PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN
TAHAP AWAL PERTUMBUHAN 1. Mula-mula biji melakukan imbibisi atau penyerapan air sampai ukuran bijinya bertambah dan menjadi lunak. 2. Saat air masuk ke dalam biji, enzim-enzim mulai aktif sehingga menghasilkan berbagai reaksi kimia. 3. Kerja enzim ini antara lain, mengaktifkan metabolisme di dalam biji dengan mensintesis cadangan makanan sebagai persediaan cadangan makanan pada saat perkecambahan berlangsung. PERKECAMBAHAN 1. Perkecambahan terjadi karena pertumbuhan radikula (calon akar) dan pertumbuhan plumula (calon batang).
2. Faktor yang memengaruhi perkecambahan adalah air, kelembapan, oksigen, dan suhu. 3. Perkecambahan biji ada dua macam, yaitu:
a. Tipe perkecambahan di atas tanah ( Epigeal )
Hipokotil memanjang sehingga plumula dan kotiledon ke permukaan tanah dan kotiledon melakukan fotosintesis selama daun belum terbentuk. Contoh: perkecambahan kacang hijau. b. Tipe perkecambahan di bawah tanah ( hipogeal )
Epikotil memanjang sehingga plumula keluar menembus kulit biji dan muncul di atas permukaan tanah, sedangkan kotiledon tertinggal dalam tanah. Contoh: perkecambahan kacang kapri (Pisum sativum).
DAFTAR PUSTAKA
Djumhana Nana, Muslim. 2008. Pendidikan IPA. Departemen Pendidikan Nasional Furqonita Deswanty. 2007. Biologi SMP kelas VIII. Yudhistira: Jakarta Mikrajuddin, dkk. 2007. Ipa Terpadu SMP dan MTS untuk kelas VIII semester 1 jilid 2A. Erlangga: Jakarta
