0
Drs. Wanwan Setiawan, M.M




      STRUKTUR DAN
            FUNGSI
         TUMBUHAN

                                   ...
Hak Cipta pada PPPTK IPA
Dilindungi Undang-Undang




STRUKTUR DAN FUNGSI
TUMBUHAN
UNTUK GURU               SD

Penulis
Dr...
KATA SAMBUTAN

Program BERMUTU (Better Education through Reform Management and Universal
Teacher Upgrading) merupakan upay...
KATA PENGANTAR


Modul Suplemen BBM untuk mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam dikembangkan
oleh PPPPTK IPA. Modul ini dit...
DAFTAR ISI

                                                                                         Hal
 KATA PENGANTAR  ...
DAFTAR GAMBAR

                                                                                       Hal
     Gambar 2.1....
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


 Gambar 2.18.   Penampang melintang akar jagung; Pembagian jaringan dasar:            25
  ...
DAFTAR TABEL

                                                                          Hal
  Tabel 2.1.     Elemen Esensi...
BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang
    Sasaran pengembangan Program BERMUTU adalah untuk mendukung upaya
    peningkata...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     sewaktu membahas salah satu dari aspek “Makhluk hidup dan proses kehidupan”
     yaitu...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


   menggantikan epidermis pada batang dan akar. Pertumbuhan sekunder akan
   menghasilkan s...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     terdiri dari sebuah sporofit embrio dan jaringan-jaringan yang memiliki fungsi
     nu...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




        Kelas/
No.                     Standar Kompetensi                Kompetensi Dasar...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


Alur Kegiatan




Kegiatan 1 : 10 menit          Kegiatan 2: 25 menit                  Kegi...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


Penjelasan Alur Kegiatan


Kegiatan 1:   Penjelasan Umum (10 menit)

              Awal per...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


Kegiatan 4:   Kegiatan praktikum ( 135 menit)
              Kerja kelompok
              Pe...
BAB II

STRUKTUR DAN FUNGSI
TUMBUHAN

A. Tubuh Tumbuhan

    Di bumi ini terdapat lebih dari 275.000 jenis tumbuhan, dan t...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


1.   Sistem Tunas dan Sistem Akar
     Ciri khas tumbuhan berbunga adalah memiliki perkemba...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


            Seperti yang telah Anda ketahui, bahwa semua sel-sel yang baru akan
      membe...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       parenkima sedang bekerja, menyembuhkan luka dan kadangkala melakukan
       regenera...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


        Pada umumnya dinding sel sekunder diisi dengan lignin. Lignin mengandung
        gu...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


                  Tentu saja, bila setiap sel membungkus dirinya dengan dinding sel
       ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


        Air mengalir dari sel yang satu ke sel yang lain melalui bagian dinding sel
       ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


          kebanyakan tumbuhan, sel-sel pendamping membantu pembuluh tapis
          mengang...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


      2) Periderma

         Periderma atau jaringan gabus merupakan pengganti epidermis ke...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


              Banyak tumbuhan, seperti jagung, akan mati setelah sekali musim
       pertum...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




           Gambar 2.10. Struktur batang alfalfa; tumbuhan dikotil




    b. Susunan Daun...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


                 Apabila kita amati ranting
       pohon        kemboja     di    musim
   ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


        tunggal itu tidak dibagi seperti itu. Terdapat banyak variasi dari bentuk dasar
   ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




       Gambar 2.14. Jalinan anak tulang daun tersebar di jaringan fotosintetik.




     ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


3.   Sistem Akar

     Tumbuhan harus menyerap air yang cukup dan mineral-mineral yang terl...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       beberapa struktur yang timbul pada tempat yang tidak biasa, seperti akar yang
      ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


   d. Epidermis Akar

      Di belakang tudung akar, terbentuklah epidermis, jaringan dasar...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




                                           Gambar 2.19. Penampang melintang
             ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


               Air yang masuk ke dalam akar                          Akar lateral muncul
  ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     Biennial      :   siklus hidupnya        lengkap dalam dua       musim pertumbuhan
   ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




               Gambar 2.23. Hubungan antara kambium vaskuler dan sel-sel
               t...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       meristematik.   Kambium gabus menghasilkan           periderma, suatu     lapisan
  ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


               Dengan berakhirnya pembentukan sel-sel berdiameter kecil pada kayu
       be...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     atau fraksi yang signifikan. Sisanya adalah mikronutrien; menyusun hanya
     sebagian...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


  Makronutrien                   Fungsi                            Gejala Defisiensi
  Kals...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       menjelajah tanah untuk mencari nutrisi, melainkan tanah yang mengandung
       konse...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




                    d                       e



    Gambar 2.27. Pengambilan makanan pad...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


     c. Mycorrhizae

       Selain bintil akar, terdapat struktur-struktur lain yang memban...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


2.   Pengendalian Penyerapan Nutrisi

     Amati lagi Gambar 2.29 yang menunjukkan struktur...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


            Bagaimanakah mereka mendapatkan seluruh ATP yang diperlukan untuk
     transpor...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


           Gambar 2.30 menunjukkan Proses saling keterkaitan yang mempengaruhi
     koordin...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




               Gambar 2.31. Teori tegangan kohesi pengangkutan air



            Transpi...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


      yang   sejak   saat   itu   dinamakan    sebagai   teori   kohesi-tegangan    dari
  ...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN




 Gambar 2.32. Penjelasan akumulasi kalium pada sel penutup stomata yang membesar. (a)
 pa...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


      penutup, yaitu stoma yang sebenarnya. Ketika isi air dari sel-sel penutup
      berku...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


       kekeringan yang singkat. Tumbuhan dapat melakukan itu selama beberapa kali.
       D...
STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN


   a. Translokasi

      Sukrosa dan senyawa-senyawa organik lainnya didistribusikan ke sel...
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Struktur Tumbuhan
Próxima SlideShare
Cargando en...5
×

Struktur Tumbuhan

47,311

Published on

Published in: Educación, Negocios, Tecnología
10 comentarios
14 Me gusta
Estadísticas
Notas
Sin descargas
reproducciones
reproducciones totales
47,311
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
7
Acciones
Compartido
0
Descargas
2,162
Comentarios
10
Me gusta
14
Insertados 0
No embeds

No notes for slide

Transcript of "Struktur Tumbuhan"

  1. 1. Drs. Wanwan Setiawan, M.M STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN UNTUK GURU SD Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Ilmu Pengetahuan Alam (PPPPTK IPA) untuk Program BERMUTU
  2. 2. Hak Cipta pada PPPTK IPA Dilindungi Undang-Undang STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN UNTUK GURU SD Penulis Drs. Wanwan Setiawan, M.M Penelaah Drs. M. Sohib, M.Sc.Ed Drs. M. Syarif, M.Si Desainer Grafis Irman Yusron, S.Sos., Agus Maulani, A.Md., Dani Suhadi, S.Sos. Penata Letak/Setter Rini Nuraeni, M.Si Diterbitkan oleh Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan Ilmu Pengetahuan Alam (PPPPTK IPA) untuk Program BERMUTU Tahun Cetak 2009
  3. 3. KATA SAMBUTAN Program BERMUTU (Better Education through Reform Management and Universal Teacher Upgrading) merupakan upaya sistematis dalam meningkatkan mutu pendidikan secara menyeluruh dengan melibatkan berbagai institusi, baik di tingkat nasional, provinsi, maupun kabupaten. Upaya peningkatan mutu pendidikan ini, tidak terhenti sampai dengan kabupaten, tetapi memberdayakan forum asosiasi Pendidik dan Tenaga Kependidikan pada unit terkecil, yaitu KKG (Kelompok Kerja Guru) dan MGMP (Musyawarah Guru Mata Pelajaran). Pemberdayaan secara optimal forum KKG dan MGMP, memerlukan berbagai dukungan dari kita semua, baik dalam hal fasilitasi pada tingkat kebijakan maupun dukungan pada tataran bahan analisis riil kasus, yaitu Modul Suplemen BBM (Bahan Belajar Mandiri). PPPPTK (Pusat Pengembangan dan Pemberdayaan Pendidik dan Tenaga Kependidikan), sebagai salah satu institusi yang berperan dalam pengembangan bahan belajar sesuai dengan bidang studinya telah menghasilkan modul suplemen BBM. Suplemen BBM yang dikembangkan ini, meliputi suplemen BBM: Ilmu Pengetahuan Alam, Bahasa (Indonesia dan Inggris), Matematika, dan Ilmu Pengetahuan Sosial. Adapun PPPPTK yang terlibat dalam pengembangan modul suplemen BBM yaitu PPPPTK IPA, PPPPTK Matematika, PPPPTK IPS dan PKn, dan PPPPTK Bahasa. Modul suplemen BBM yang dikembangkan merupakan suplemen dari bahan belajar dalam forum KKG dan MGMP yang dilaksanaakan dalam kurun waktu 16 kali pertemuan (minggu), sesuai dengan program BERMUTU. Program 16 kali pertemuan ini diharapkan dapat membawa dampak dalam hal peningkatan kompetensi berkelanjutan (CPD: Continuous Professional Development), dan diharapkan dapat memperoleh pengakuan angka kredit (RPL: Recognition of Prior Learning). Dalam pengembangannya, modul ini disusun oleh Widyaiswara PPPPTK sebagai unsur NCT (National Core Team), yang melibatkan unsur Dosen LPTK, WI LPMP, dan Guru Pemandu untuk meninjau secara komprehensif. Dosen LPTK meninjau modul, antara lain berdasarkan kesesuaian dengan struktur keilmuan dan kesesuaian dengan mata kuliah tertentu di LPTK. Guru Pemandu (SD dan SMP) mengkaji modul antara lain, berdasarkan keterpakaian di KKG dan MGMP dan keterbacaan bagi guru serta kesesuaian dengan masalah yang dihadapi guru dalam melaksanakan tugas profesi. Aspek strategi pembahasan modul ini juga digunakan sebagai dasar untuk menganalisis keterlaksanaan pembahasan modul agar tinggi tingkat keterlaksanaannya dan dapat terpakai secara signifikan oleh guru dalam pembelajaran. Jakarta, medio September 2009 Dirjen PMPTK Dr. H. Baedhowi NIP. 19490828 1979031 1 001 Better Education through Reformed Management and Universal Teacher Upgrading BERMUTU iii
  4. 4. KATA PENGANTAR Modul Suplemen BBM untuk mata pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam dikembangkan oleh PPPPTK IPA. Modul ini ditinjau juga oleh dosen LPTK, Widyaiswara LPMP, dan Guru Pemandu (SD dan SMP). Jumlah modul yang dikembangkan berjumlah 20 buku terdiri atas Sembilan modul untuk kegiatan di KKG dan 10 untuk kegiatan MGMP serta satu panduan sistem pelatihan. Modul untuk guru SD meliputi: Pengembangan Perangkat Pembelajaran; Penilaian Hasil Belajar; Pembelajaran Aktif, Kreatif, Efektif, Menyenangkan; Model Pembelajaran Terpadu; Hakikat IPA dan Pendidikan IPA; Struktur dan Fungsi Tumbuhan; Benda, Sifat dan Kegunaannya; Energi dan Perubahannya; Bumi dan Alam Semesta. Modul untuk guru SMP meliputi: Pengembangan Perangkat Pembelajaran; Penilaian Hasil Belajar; Model Pembelajaran Langsung dan Kooperatif; Hakikat IPA dan Pendidikan IPA; Materi dan Sifatnya; Kegunaan Bahan Kimia dalam Kehidupan; Energi dan Perubahannya; Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan; Sistem Tata Surya; dan Media Pembelajaran Ilmu Pengetahuan Alam. Panduan sistem pelatihan, diharapkan dapat sebagai pedoman bagi penyelenggara yaitu LPMP, Dinas Pendidikan, PCT, DCT, dan Guru Pemandu mengelola pelatihan dalam program BERMUTU. Dengan demikian pelaksanaan penyelenggaraan peningkatan kompetensi guru sesuai dengan standar dan memperoleh pencapaian sesuai dengan yang diharapkan. Bandung, medio September 2009 Kepala PPPPTK IPA, Herry Sukarman, MSc.Ed NIP. 19500608 197503 1 002 iv BERMUTU KATA PENGANTAR
  5. 5. DAFTAR ISI Hal KATA PENGANTAR iii DAFTAR ISI v DAFTAR GAMBAR vi DAFTAR TABEL viii BAB I PENDAHULUAN 1 A. Latar Belakang 1 B. Deskripsi Singkat 1 C. Tujuan 4 D. Program Penyajian 4 BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN 9 A. Tubuh Tumbuhan 9 1. Sistem tunas dan sistem akar 10 2. Sistem tunas 18 3. Sistem akar 23 4. Tumbuhan berkayu 27 B. Nutrisi dan sistem pengangkutan pada tumbuhan 31 1. Kebutuhan nutrisi 31 2. Pengendalian penyerapan nutrisi 37 3. Pengangkutan dan konservasi air 39 4. Penyimpanan dan pengangkutan bentuk-bentuk senyawa organik 44 C. Adaptasi batang, daun, dan akar pada tumbuhan 49 D. Reproduksi pada tumbuhan 52 1. Model-model reproduksi 53 2. Pembentukan gamet pada bunga 55 3. Mikrospora menuju serbuk sari 57 4. Megaspora menuju telur 58 5. Penyerbukan dan pembuahan 59 6. Pembentukan biji dan buah 63 E. Aplikasi dalam Pembelajaran 66 BAB III RANGKUMAN 69 BAB IV EVALUASI 73 DAFTAR PUSTAKA 79 LAMPIRAN LKS Better Education through Reformed Management and Universal Teacher Upgrading BERMUTU v
  6. 6. DAFTAR GAMBAR Hal Gambar 2.1. Skema Tubuh Tumbuhan 10 Gambar 2.2. Potongan melintang batang tumbuhan Angiospermae 11 Gambar 2.3. Contoh Jaringan Dasar. Penampang melintang batang bunga matahari. 12 Gambar 2.4. Sklereid daging buah pir 13 Gambar 2.5. Contoh sel-sel pada xylem dan floem tersusun dalam suatu ikatan berada pada jaringan dasar suatu batang. 14 Gambar 2.6. Tipe-tipe sel utama pada xilem yang mengalirkan air dan garam- garam mineral terlarut. 15 Gambar 2.7. (a) Penampang melintang batang jagung, menunjukkan bagian epidermis (b) Permukaan epidermis daun jagung 16 Gambar 2.8. Perkiraan lokasi meristem primer (kuning) dan meristem lateral (merah) pada tumbuhan yang memperlihatkan pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder. 17 Gambar 2.9. Struktur batang jagung; tumbuhan monokotil 18 Gambar 2.10. Struktur batang alfalfa; tumbuhan dikotil 19 Gambar 2.11. (a) Awal perkembangan daun pada ujung tunas tumbuhan koleus (b) dan (c) mikrograf skaning elektron ujung tunas tumbuhan yang sama 19 Gambar 2.12. a. sketsa susunan kuncup pada cabang pohon walnut berumur 3 tahun. b-d. Pembentukan daun pada pohon dogwood 20 Gambar 2.13. Bentuk umum daun tumbuhan dikotil (kiri) dan daun tumbuhan monokotil (kanan). Gambar atas memperlihatkan contoh beberapa daun tunggal dan daun majemuk. 21 Gambar 2.14. Tulang daun; Jalinan anak tulang daun tersebar di jaringan fotosintetik 22 Gambar 2.15. struktur internal daun; menunjukkan sel-sel daun yang berbeda. 22 Gambar 2.16. Sistem akar tunggang; b. Sistem akar serabut 23 Gambar 2.17. Gambaran mikrograf ujung akar jagung 24 vi BERMUTU DAFTAR ISI/DAFTAR GAMBAR/DAFTAR TABEL
  7. 7. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Gambar 2.18. Penampang melintang akar jagung; Pembagian jaringan dasar: 25 empulur dan korteks. Gambar 2.19. Penampang melintang akar muda 26 Gambar 2.20. Plasmodesmata, suatu saluran yang melintasi dinding sel. 26 Gambar 2.21. Pembentukan akar lateral 27 Gambar 2.22. Struktur batang tumbuhan berkayu, memperlihatkan pertumbuhan sekunder 28 Gambar 2.23. Hubungan antara kambium vaskuler dan sel-sel turunannya (xilem sekunder dan floem sekunder). 29 Gambar 2.24. Pertumbuhan sekunder pada akar dikotil (penampang melintang). 29 Gambar 2.25. Lokasi kambium vaskuler pada batang tua memperlihatkan pertumbuhan sekunder 30 Gambar 2.26. Lapisan pertumbuhan tahunan atau lingkar tahunan batang pinus (kiri). Gambaran mikrograf pola pertumbuhan tahunan tumbuhan dikotil: Querecus rubra (kanan). 30 Gambar 2.27. Pengambilan makanan pada bintil akar tumbuhan kacang-kacangan 35 Gambar 2.28. Rambut akar 36 Gambar 2.29. Lokasi dan fungsi pita kaspari dalam akar. 38 Gambar 2.30. Proses saling keterkaitan yang mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan. 38 Gambar 2.31. Teori tegangan kohesi pengangkutan air 40 Gambar 2.32. Penjelasan akumulasi kalium pada sel penutup stomata yang membesar. 42 Gambar 2.33. Tetesan madu dari ujung ekor kutu daun yang memakan gula yang diambil dari floem tumbuhan. 45 Gambar 2.34. Penampang membujur irisan sel utama pada floem. 45 Gambar 2.35. Tahapan pemindahan nutrisi 48 Gambar 2.36. Siklus hidup tumbuhan berbunga pada umumnya. 54 Gambar 2.37. Susunan bagian-bagian bunga dengan putik tunggal. 55 Gambar 2.38. Tempat beberapa bagian bunga mawar. 56 Gambar 2.39. Skaning mikrograf serbuk sari a. ros, b. rumput, c. jenis lain dari serbuk sari. 57 Gambar 2.40. Tahap perkembangan gametofit jantan. 58 Gambar 2.41. Beberapa tahap perkembangan tumbuhan dikotil 62 Gambar 2.42. Irisan membujur biji jagung 64 Gambar 2.43. Berbagai jenis buah; a. Nanas, buah majemuk, b. Mahoni, buah kering, c. Strawberi, buah agregat 65 DAFTAR ISI/DAFTAR GAMBAR/DAFTAR TABEL BERMUTU vii
  8. 8. DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1. Elemen Esensial Tumbuhan Darat 10 Tabel 2.2. Peran Mineral bagi Tumbuhan 20 viii BERMUTU DAFTAR ISI/DAFTAR GAMBAR/DAFTAR TABEL
  9. 9. BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Sasaran pengembangan Program BERMUTU adalah untuk mendukung upaya peningkatan kualitas dan kinerja guru melalui peningkatan penguasaan materi pembelajaran dan keterampilan mengajar di kelas. Untuk mendukung tercapainya sasaran pengembangan program tersebut, khususnya dalam hal peningkatan penguasan materi pembelajaran, PPPPTK mengembangkan modul-modul/bahan diklat yang akan digunakan dalam kegiatan di KKG dan MGMP. Seperti diketahui, guru-guru SD yang ada saat ini memiliki latar belakang pendidikan yang bervariasi, tidak spesifik dengan latar belakang mata pelajaran tertentu seperti halnya pada guru sekolah lanjutan. Dalam hal ini, tidak banyak guru SD yang memiliki latar belakang pendidikan IPA secara khusus. Selain itu, ilmu pengetahuan dan teknologi dari waktu ke waktu terus berkembang. Demikian pula halnya di bidang ilmu pengetahuan alam. Kemajuan ini tentunya perlu diikuti oleh semua guru sehingga ilmu pengetahuan yang disampaikan kepada peserta didik selalu mengikuti perkembangan. Berdasarkan hal tersebut di atas, diharapkan modul ini dapat membantu memecahkan masalah tersebut. B. Deskripsi Singkat Ruang Lingkup bahan kajian IPA untuk SD/MI (Permendiknas No 22 Th 2006 tentang Standar Isi Mata pelajaran IPA SD) meliputi empat aspek (1) Makhluk hidup dan proses kehidupan, yaitu manusia, hewan, tumbuhan dan interaksinya dengan lingkungan, serta kesehatan; (2) Benda/materi, sifat-sifat dan kegunaannya meliputi cair, padat, dan gas; (3) Energi dan perubahannya meliputi: gaya, bunyi, panas, magnet, listrik, cahaya dan pesawat sederhana; dan (4) Bumi dan alam semesta meliputi: tanah, bumi, tata surya, dan benda-benda langit lainnya. Modul ini (Struktur dan Fungsi Tumbuhan) disusun sebagai bahan pengayaan guru SD agar lebih mantap dalam melaksanakan pembelajaran Better Education through Reformed Management and Universal Teacher Upgrading BERMUTU 1
  10. 10. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN sewaktu membahas salah satu dari aspek “Makhluk hidup dan proses kehidupan” yaitu tentang tumbuhan. Materi tumbuhan yang harus dikuasai siswa sesuai tuntutan standar kompetensi (SK) dan kompetensi dasar (KD) untuk kelas tinggi tersebar mulai di kelas 4 (struktur akar, batang, daun, dan bunga); kelas 5 (cara tumbuhan hijau membuat makanan, ketergantungan manusia dan hewan pada tumbuhan, dan penyesuaian diri tumbuhan dengan lingkungannya); kelas 6 (ciri- ciri khusus yang dimiliki tumbuhan, dan perkembangbiakkan tumbuhan). Namun demikian lingkup materi yang dibahas dalam modul ini tidak seluruhnya dapat memberikan pencerahan sesuai dengan tuntutan SK dan KD di atas, karena salah satu materi IPA di kelas 5 (cara tumbuhan hijau membuat makanan) tidak termasuk dalam lingkup struktur dan fungsi tumbuhan melainkan termasuk dalam lingkup fisiologi tumbuhan. Secara garis besar materi yang dibahas adalah sebagai berikut. Pembahasan diawali dengan memperkenalkan tubuh tumbuhan berdasarkan morfologi (bentuk tubuh) dan anatomi (struktur internal) tumbuhan berbunga atau angiospermae. Tubuh tumbuhan dibedakan dalam dua sistem utama yaitu: (1) sistem akar (root system), yaitu bagian tumbuhan yang biasanya ada di dalam tanah, seperti akar, umbi, dan rizoma; (2) sistem tunas (shoot system). Sistem tunas adalah bagian tumbuhan yang biasanya berada di atas tanah, termasuk organ-organ seperti daun, tunas, batang, bunga, dan buah. Dalam sistem tunas dan sistem akar pada tumbuhan muda memiliki tiga jaringan utama yaitu: (1) jaringan dasar (ground tissue), (2) jaringan pembuluh, tersebar di dalam jaringan dasar, dan (3) jaringan dermal. Masing-masing jaringan sambung menyambung di seluruh tubuh tumbuhan. Tumbuhan tumbuh pada bagian ujung-ujungnya yaitu pada ujung akar dan ujung tunas. Pada setiap bagian ujung itu terdapati daerah yang ditempati oleh sel-sel yang tidak berdiferensiasi (meristem apikal). Sel-sel ini membelah dengan cepat, memanjang, dan berkembang menjadi sel-sel khusus yaitu jaringan dermal, jaringan dasar, dan jaringan vaskular. Pertumbuhan pada ujung-ujung akar dan tunas itu menghasilkan jaringan primer dalam tubuh tumbuhan. Banyak tumbuhan yang memperlihatkan pertumbuhan sekunder, yang meningkatkan diameter akar dan batang tumbuhan. Tubuh sekunder tumbuhan terdiri atas jaringan yang dihasilkan selama pertumbuhan sekunder yaitu: kambium pembuluh yang menghasilkan xilem sekunder (kayu) floem, serta kambium gabus yang menghasilkan suatu penutup keras dan tebal yang 2 BERMUTU BAB I PENDAHULUAN
  11. 11. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN menggantikan epidermis pada batang dan akar. Pertumbuhan sekunder akan menghasilkan suatu jaringan yang biasa kita sebut dengan istilah kayu. Selanjutnya adalah pembahasan mengenai nutrisi tumbuhan serta pengangkutannya. Banyak aspek dari struktur dan fungsi tumbuhan yang secara adaptif merespon terhadap suatu keadaan kekurangan air, mineral, dan sumber lingkungan lainnya. Daun memiliki suatu pintu lintasan (stomata) yang terbentang pada epidermis. Kebanyakan tumbuhan memelihara air dengan menutup stomata pada malam hari. Tumbuhan akan kehilangan air pada siang hari, ketika stomata tetap terbuka sehingga karbondioksida dapat masuk dan berpindah ke dalam daun (yang digunakan dalam proses fotosisntesis). Tumbuhan memiliki mekanisme khusus untuk pengangkutan air. Air tertarik “mendaki” dari akar menuju bagian tumbuhan yang bersifat aerial. Air berpindah melalui xilem sebagai hasil penguapan dari bagian-bagian tumbuhan (transpirasi). Pengangkutan sukrosa dan senyawa organik lainnya pada tumbuhan dilakukan dengan suatu mekanisme khusus yang disebut translokasi. Pengangkutan terjadi di dalam suatu sistem tabung penyaring saling berhubungan yang meluas sepanjang tumbuhan. Translokasi terjadi karena perbedaan tekanan turgor dalam tabung penyaring dimana senyawa-senyawa dimasukkan ke dalam sistem dan dikeluarkan dari sistem. Bahasan mengenai reproduksi pada tumbuhan menyangkut reproduksi seksual dan reproduksi aseksual. Pada tumbuhan berbunga, reproduksi seksual membutuhkan produksi spora seperti halnya gamet. Spora dibentuk dalam suatu struktur reproduksi khusus disebut bunga. Pada banyak spesies, bunga bekerja sama dengan serangga, burung, dan hewan lainnya yang membantu dalam polinasi dan penyebaran benih. Struktur bunga jantan memproduksi mikrospora haploid yang berkembang menjadi gametofit jantan yang belum dewasa (butir serbuk sari). Sperma dibentuk di dalam butir serbuk sari. Struktur bunga betina memproduksi megaspora haploid yang berkembang menjadi gametofit betina. Telur dibentuk di dalam gametofit betina. Butir serbuk sari dilepaskan dari tumbuhan induk dan beradaptasi dalam rangka perjalanannya menuju telur. Gametofit betina yang tersisa tetap melekat pada tumbuhan induk dan terpelihara oleh tumbuhan induk tersebut. Melalui proses fertilisasi (pembuahan), benih dapat berkembang. Masing-masing benih BAB I PENDAHULUAN BERMUTU 3
  12. 12. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN terdiri dari sebuah sporofit embrio dan jaringan-jaringan yang memiliki fungsi nutrisi, proteksi, dan penyebaran. Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan bergantung pada pengaruh beberapa hormon berbeda. Hormon tersebut diproduksi oleh sel-sel pada bagian- bagian tertentu dalam tumbuhan, yang seringkali diangkut menuju sel-sel pada bagian tumbuhan lainnya dimana hormon tersebut memicu perubahan dalam aktifitas metabolisme. Perubahan metabolik tersebut memiliki dampak yang mudah diprediksi, contohnya ketika perubahan metabolik tersebut dapat mempengaruhi batang untuk memanjang. Selanjutnya, modul ini juga dilengkapi dengan aplikasi dalam pembelajaran, berupa saran-saran tentang strategi pembelajaran siswa di kelas. C. Tujuan Setelah mempelajari uraian materi dalam modul ini, diharapkan Anda dapat: 1. mendeskripsikan sistem utama tubuh tumbuhan; 2. menjelaskan hubungan antara struktur dan fungsi pada tiga jaringan utama tumbuhan (jaringan dasar, jaringan pembuluh, dan jaringan dermal); 3. menjelaskan mekanisme pertumbuhan sekunder pada tumbuhan berkayu; 4. mendeskripsikan mekanisme pengambilan air dan nutrisi pada tumbuhan; 5. mendeskripsikan mekanisme pengangkutan zat-zat organik di dalam tubuh tumbuhan; 6. menjelaskan mekanisme perkembangbiakan pada tumbuhan; 7. menyusun rencana pembelajaran yang terkait dengan materi struktur dan fungsi tumbuhan. D. Program Penyajian Modul ini dapat digunakan sebagai pendukung Bahan Belajar Mandiri mata pelajaran IPA di SD kelas tinggi terkait dengan topik Perencanaan Tindakan. Bahwa pada topik perencanaan tindakan itu guru peserta di KKG diminta membuat RPP untuk topik-topik terpilih sesuai permasalahan yang ditemukan. Sebelum menentukan indikator pembelajaran guru harus menentukan kedalaman dan keluasan konsep-konsep yang harus dikuasai siswa. Modul pengayaan materi ini terkait dengan SK, KD sebagai berikut. 4 BERMUTU BAB I PENDAHULUAN
  13. 13. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Kelas/ No. Standar Kompetensi Kompetensi Dasar Semester 1. IV/1 2. Memahami hubungan 2.1. Menjelaskan hubungan antara antara struktur bagian struktur akar tumbuhan dengan tumbuhan dengan fungsinya fungsinya 2.2. Menjelaskan hubungan antara struktur batang tumbuhan dengan fungsinya 2.3. Menjelaskan hubungan antara struktur daun tumbuhan dengan fungsinya 2.4. Menjelaskan hubungan antara bunga dengan fungsinya 2. VI/1 1. Memahami hubungan 1.2 Mendeskripsikan hubungan antara ciri-ciri makhluk antara ciri-ciri khusus yang dimiliki hidup dengan lingkungan tumbuhan (kaktus, tumbuhan pemakan serangga) dengan tempat hidupnya lingkungan hidupnya 3. 2. Memahami cara 2.3. Mengidentifikasi cara perkembangbiakkan perkembangbiakkan tumbuhan makhluk hidup dan hewan Jika materi ini menjadi pilihan yang dibahas di KKG maka alternatif penyajiannya disarankan antara minimal 8 jam pelajaran @ 45 menit. Metode yang digunakan adalah ceramah, curah pendapat, diskusi, dan praktikum. BAB I PENDAHULUAN BERMUTU 5
  14. 14. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Alur Kegiatan Kegiatan 1 : 10 menit Kegiatan 2: 25 menit Kegiatan 3: 145 menit Penjelasan umum : Curah pendapat Pengkajian modul: Topik yang akan Diskusi dan tanya jawab Kerja kelompok dipelajari, tujuan, tentang kesulitan serta kegiatan belajar yang solusinya dalam  Membuat rangkum- akan dilakukan guru melaksanakan an materi yang ada peserta diskusi, dan pembelajaran materi: pada modul produk kegiatan  struktur bagian tumbuhan belajar yang  Menjawab  hubungan antara ciri-ciri diharapkan dari pertanyaan-pertanya- tumbuhan dengan kegiatan belajar. an yang ada pada lingkungannya modul  perkembangbiakan tumbuhan Pleno laporan hasil kerja kelompok Kegiatan 5: 45 menit Kegiatan 4: 135 menit Penutup Kegiatan praktikum: Penjelasan tugas Kerja kelompok mandiri : Menyusun rencana pembelajaran  Melakukan pengamatan langsung terhadap jaringan Reviu hasil kegiatan tumbuhan melalui mikroskop oleh fasilitator  Membandingkan antara hasil pengamatan dan diagram jaringan tumbuhan Pleno Laporan hasil kerja keompok 6 BERMUTU BAB I PENDAHULUAN
  15. 15. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Penjelasan Alur Kegiatan Kegiatan 1: Penjelasan Umum (10 menit) Awal pertemuan, guru pemandu menginformasikan topik yang akan dipelajari, tujuan, kegiatan belajar yang akan dilakukan guru peserta diskusi, dan produk kegiatan belajar yang diharapkan dari kegiatan belajar sebagai kelengkapan portofolio. Hubungan antara materi modul dengan materi IPA SD sesuai dengan standar isi dapat dilihat pada Tabel 2.3 Materi IPA SD yang Berhubungan dengan Modul “Struktur dan Fungsi Tumbuhan”. Kegiatan 2: Curah Pendapat (25 menit) Diskusi dan tanya jawab tentang kesulitan serta solusinya dalam melaksanakan pembelajaran materi:  struktur bagian tumbuhan  hubungan antara ciri-ciri tumbuhan dengan lingkungannya  perkembangbiakan tumbuhan Dijaring juga kesulitan guru tersebut apakah masalah yang berkaitan dengan keluasan dan kedalaman materi, model pembelajaran, media, ataukah evaluasinya. Kegiatan 3: Pengkajian modul (145 menit) Kerja kelompok: Peserta dibagi dalam tiga kelompok besar, masing masing kelompok mengkaji satu topik dalam modul yaitu :  Tubuh tumbuhan  Nutrisi dan system pengangkutan pada tumbuhan  Reproduksi pada tumbuhan Rangkuman materi yang ada pada modul: dapat berupa peta konsep bagan konsep, mind map, atau bentuk lain yang sesuai dengan kemampuan peserta. Pertanyaan-pertanyaan yang ada pada modul didiskusikan. Selanjutnya hasil kerja kelompok peserta dilaporkan secara pleno BAB I PENDAHULUAN BERMUTU 7
  16. 16. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Kegiatan 4: Kegiatan praktikum ( 135 menit) Kerja kelompok Peserta melakukan kegiatan praktik tentang: Struktur tumbuhan dan Reproduksi pada tumbuhan (Lembar kegiatan terlampir.) Hasil praktik dilaporkan dan didiskusikan. Kegiatan 5: Penutup (45 menit) Penjelasan tugas mandiri : Peserta diminta menyusun rencana pembelajaran yang terkait dengan modul yaitu  struktur bagian tumbuhan  hubungan antara ciri-ciri tumbuhan dengan lingkungannya  perkembangbiakan tumbuhan Kegiatan diakhiri dengan reviu hasil kegiatan oleh fasilitator 8 BERMUTU BAB I PENDAHULUAN
  17. 17. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN A. Tubuh Tumbuhan Di bumi ini terdapat lebih dari 275.000 jenis tumbuhan, dan tidak satupun jenis tumbuhan yang dapat digunakan sebagai contoh khusus yang dapat mewakili tubuh tumbuhan secara keseluruhan. Namun demikian, tumbuhan yang paling dikenal secara luas adalah Angiospermae dan Gimnospermae. Angiospermae adalah tumbuhan berbunga, seperti bakung, pohon mangga, dan jagung, disamping menghasilkan bunga, yang merupakan struktur reproduksi juga menghasilkan biji yang ditutupi rapat dengan lapisan jaringan pelindung. Biji itu dihasilkan di dalam suatu ruangan terlindungi yang disebut ovarium (indung telur). Sedangkan Gimnospermae, contohnya pohon cemara dan pinus, tumbuhan ini menghasilkan biji terbuka terletak pada permukaan struktur reproduksi (tidak terbungkus dalam suatu ruangan khusus). Angiospermae merupakan kelompok terbesar dari tumbuhan berpembuluh, sehingga dalam modul ini tumbuhan tersebut akan dijadikan fokus pembahasan. Anatomi dasar tumbuhan menunjukkan sejarah evolusinya sebagai makhluk hidup yang hidup di darat. Suatu tumbuhan darat harus menempati dua lingkungan yang berbeda yaitu tanah dan udara, pada waktu bersamaan harus mengambil sumber daya dari kedua lingkungan itu. Tanah menyediakan air dan mineral, udara merupakan sumber utama CO2, cahaya tidak bisa menembus jauh ke dalam tanah. Solusi evolusioner terhadap pemisahan sumber daya ini adalah diferensiasi tubuh tumbuhan menjadi dua sistem utama yaitu sistem akar (root system) yang biasanya berada di bawah permukaan tanah dan sistem tunas (shoot system) bagian tumbuhan yang biasanya berada di atas tanah, termasuk organ-organ seperti daun, tunas, batang, bunga, dan buah. Better Education through Reformed Management and Universal Teacher Upgrading BERMUTU 9
  18. 18. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN 1. Sistem Tunas dan Sistem Akar Ciri khas tumbuhan berbunga adalah memiliki perkembangan sistem tunas dan sistem akar yang baik. Pada Gambar 2.1 di bawah ini, terlihat bahwa kedua sistem itu terdapat berkas pembuluh (jaringan vaskuler), saluran pengangkutan air, mineral, dan zat organik ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Sistem tunas terdiri atas batang, daun, dan struktur reproduksi. Batang berperan sebagai kerangka tumbuhan untuk tumbuh ke atas. Dengan demikian, jaringan fotosintetik pada daun dapat dikenai cahaya, dan penyerbukan pada bunga dapat terlaksana dengan baik. Beberapa bagian pada sistem ini berperan sebagai tempat penyimpanan makanan. Sistem Akar, umumnya tumbuh di bawah permukaan tanah, berfungsi menyerap air dan mineral terlarut dari tanah. Pada beberapa jenis tumbuhan, sistem akar merupakan tempat menyimpan makanan, melekatkan dan menopang tubuh tumbuhan. Sistem tunas dan sistem akar pada tumbuhan muda memiliki tiga jaringan utama yaitu: (1) jaringan dasar (ground tissue), (2) jaringan pembuluh, tersebar di dalam jaringan dasar, dan (3) jaringan dermal, berfungsi sebagai pelindung yang menutupi bagian luar tubuh tumbuhan. Masing-masing jaringan sambung menyambung di seluruh tubuh tumbuhan. a. Jaringan Dasar Sistem jaringan dasar merupakan bagian terbesar penyusun tubuh tumbuhan muda, menempati ruangan antara sistem jaringan dermal dan sistem jaringan pembuluh. Jaringan dasar terdiri dari tiga jenis yaitu parenkima, kolenkima, dan sklerenkima. Ketiganya dibedakan terutama berdasarkan pada struktur dinding selnya. Gambar 2.1. Skema Tubuh Tumbuhan 10 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  19. 19. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Seperti yang telah Anda ketahui, bahwa semua sel-sel yang baru akan membentuk suatu dinding sel primer, yang disusun oleh ikatan helaian selulosa. Selanjutnya, pada bermacam jenis sel tumbuhan terjadi penambahan selulosa dan bahan lainnya ke dalam dinding primer, membentuk dinding sel sekunder. Selulosa pada dinding sel itu merupakan polisakarida. Jenis bahan yang lain pada dinding sel adalah pektin, berupa polisakarida yang mengandung garam kalsium dan magnesium. Bahan-bahan itu menumpuk pada lamella tengah, yaitu lapisan yang menghubungkan dinding primer sel yang satu dengan sel lainnya, dan membantu mengikatkan sel-sel yang berdekatan. 1) Parenkima Sebagian besar jaringan dasar tumbuhan terdiri atas sel-sel parenkima. Sel ini umumnya memiliki dinding sel primer yang tipis dan lunak. Sebagai contoh, bahan lunak pada tangkai seledri adalah massa sel parenkima. Pada batang, akar, daun, bunga, dan daging buah sel-sel parenkima membentuk suatu massa, bersama dengan rongga udara di antara sel-selnya. Gambar 2.2. Potongan melintang batang tumbuhan Angiospermae Berbagai jenis sel-sel parenkima berperan dalam fotosintesis, penyimpanan, sekresi, dan peran lainnya. Sel-sel parenkima tetap hidup sampai sel dalam keadaan dewasa, dan siap untuk tahap pembelahan sel. Jika Anda melihat suatu goresan pada tumbuhan, di tempat tersebut sel-sel BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 11
  20. 20. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN parenkima sedang bekerja, menyembuhkan luka dan kadangkala melakukan regenerasi pada bagian tumbuhan yang lepas. Jaringan parenkima dijumpai pada kulit batang, kulit akar, daging daun, daging buah dan endosperm. Bentuk sel parenkim bermacam-macam. Sel parenkim yang mengandung klorofil disebut klorenkim, yang mengandung rongga-rongga udara disebut aerenkim. 2) Kolenkima Kolenkima merupakan jaringan dasar yang membantu menguatkan tubuh tumbuhan. Umumnya sel-sel ini bentuknya membulat atau silinder, terletak tepat di bawah jaringan dermal batang dan tangkai daun. Sebagai a. Parenkima contoh, kolenkima adalah benang atau tali lunak pada tangkai seledri. Sel-sel kolenkima tetap hidup hingga sel itu dewasa. Dinding sel primer menjadi tebal diisi dengan selulosa dan pektin, sampai ke bagian sudut selnya. Akibat interaksi dua senyawa ini membuat b.Kolenkima kolenkima begitu liat. Apabila jaringan ini mengalami suatu tarikan semasa pertumbuhan, bentuk baru sel-selnya tetap dipertahankan. 3) Sklerenkima Bagian tumbuhan dewasa memperoleh c. Sklerenkima dukungan mekanik dan perlindungan Gambar 2.3. Contoh Jaringan Dasar. Penampang melintang dari sklerenkima. Pada jaringan dasar batang bunga matahari. ini, dinding sel sekundernya mengalami penebalan sehingga menjadi kaku atau liat. 12 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  21. 21. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Pada umumnya dinding sel sekunder diisi dengan lignin. Lignin mengandung gula alkohol dengan kandungan yang beragam, bergantung pada jenis tumbuhannya. Pada proses lignifikasi, senyawa ini mula-mula disimpan pada sudut-sudut sel, kemudian menyebar ke lamella tengah. Keberadaan lignin ini menimbulkan tiga efek. Pertama menambatkan selulosa pada dinding sel sehingga bagian tersebut menjadi kuat dan kaku. Kedua, lignin menjadi lapisan penutup yang stabil di sekeliling komponen dinding sel lainnya dan melindungi sel dari kerusakan secara fisik atau kimiawi. Ketiga, lignin membentuk suatu penghalang anti air di sekeliling selulosa. Jika terjadi penumpukan lignin, air tidak dapat membuat dinding sel berair dan tidak dapat melunakkannya. Dalam hal ini, banyak ahli biologi yang meyakini bahwa tumbuhan berpembuluh muncul manakala sel-sel tumbuhan mengembangkan kemampuannya untuk lignifikasi. Sel-sel sklerenkima, dinamakan sklereid dan serabut/serat (fibers), yang karena berkaitan dengan kemampuannya dalam memberikan kekuatan dan perlindungan bagian-bagian tumbuhan. Serat tumbuhan berukuran panjang, bersatu dalam ikatan berbentuk pita sejajar. Serat-serat itu dapat dibentuk benang halus dan dipilin tanpa peregangan, diolah di pabrik menjadi tali, kertas dan benang. Susunan sklereid mirip lembaran, berperan sebagai pembungkus yang kuat melindungi bagian luar biji. Batok kelapa adalah contoh yang baik dari bagian tubuh tumbuhan yang mengandung serabut dan sklereid. Sklereida juga terdapat menyebar pada daging buah pir, sehingga tekstur daging buah itu seperti berpasir (Gambar 2.4). Beberapa selnya berdinding tebal berlignin, ciri dari sklereida. Gambar 2.4. Sklereid daging buah pir BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 13
  22. 22. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Tentu saja, bila setiap sel membungkus dirinya dengan dinding sel berlignin, pada akhirnya akan membunuh dirinya sendiri. Hal ini terjadi karena antara sel dengan lingkungannya tidak akan terjadi pertukaran gas, makanan, dan materi lain. Ketika terjadi lignifikasi pada dinding sel, akan terbentuk suatu rongga dan lubang lainnya yang berfungsi sebagai saluran antara sel-sel dengan lingkungan luar. Sebagaimana Anda ketahui, jumlah dan ukuran bukaan sejenis pori itu, bervariasi bergantung pada peran sel-sel yang bersangkutan. b. Jaringan Vaskuler (Jaringan Pengangkut) Pada tumbuhan berbunga terdapat dua jenis jaringan vaskuler, yaitu xilem dan floem. Kedua jenis jaringan ini disusun oleh sel-sel penghantaran khusus, serat, dan sel parenkima dalam satu kelompok membentuk ikatan khusus. 1) Xilem Xilem berfungsi mengangkut air dan material terlarut yang diserap dari tanah. Disamping ini juga berperan sebagai pendukung tumbuhan secara mekanik. Sel-sel pengangkutan air itu saling bersambungan atau menyatu di bagian ujung-ujung selnya, Gambar 2.5. Contoh sel-sel pada xilem dan floem tersusun dalam suatu membentuk pipa kapiler di ikatan berada pada jaringan dasar sepanjang akar, batang, dan daun. suatu batang. Unsur utama xilem adalah trakeid dan unsur pembuluh (vessel element). Kedua jenis sel-sel itu mati pada saat dewasa dan seluruh atau sebagian dinding selnya mengandung lignin. Trakeid merupakan sel-sel panjang dengan ujung yang lancip, antara sel yang satu dengan yang lain saling berhubungan pada ujung-ujungnya. 14 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  23. 23. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Air mengalir dari sel yang satu ke sel yang lain melalui bagian dinding sel yang tipis disebut ceruk. Pembuluh xilem sel-selnya lebih pendek, berdinding tebal, ujung- ujung selnya terbuka, yang satu dengan yang lain bersambungan membentuk pembuluh, sehingga air dapat mengalir dengan bebas. Sel-sel pembuluh ini memiliki celah dan lempeng perforasi, masing-masing terbuka pada ujung-ujung dinding selnya. Pada beberapa sel pembuluh kayu hanya memiliki satu bukaan yang besar. Pada unsur pembuluh yang lain, terdapat suatu jeruji mirip tangga terentang menyilang ujung sel yang terbuka, atau memiliki sekumpulan lempeng perforasi kecil yang melingkar. Gambar 2.6. Tipe-tipe sel utama pada xilem yang mengalirkan air dan garam-garam mineral terlarut. Gambar 2.6 di atas, memperlihatkan trakeid dan sel-sel pembuluh, bentuk-bentuk merupakan bentuk sel utama pada xilem yang menghantarkan air dan garam mineral terlarut ke seluruh tubuh tumbuhan berpembuluh. 2) Floem Floem merupakan jaringan vaskuler yang menyalurkan zat makanan (gula dan zat terlarut lainnya) hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tumbuhan. Pada umumnya floem disusun oleh sel-sel pembuluh tapis, sel pendamping, serabut floem, sklereid, dan parenkima floem. Unsur utama floem adalah pembuluh tapis dan parenkima floem. Pembuluh tapis sel- selnya hidup hingga dewasa. Pada dinding selnya terdapat pori-pori yang menghubungkan materi sitoplasma antara sel-sel yang berdekatan. Pada BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 15
  24. 24. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN kebanyakan tumbuhan, sel-sel pendamping membantu pembuluh tapis mengangkut gula hasil fotosintesis dari daun. Pada tumbuhan lain, sel pendamping tidak menyalurkan gula namun bertindak sebagai tempat penyimpanan makanan. c. Jaringan Dermal Jaringan dermal berfungsi membatasi hilangnya air dari tumbuhan, menahan serangan mikroba, dan pada tumbuhan berkayu jaringan ini melindungi, secara fisik, jaringan yang berada di bagian lebih dalam. Jaringan dermal dapat dibedakan atas jaringan epidermis dan periderma (jaringan gabus). Gambar 2.7. (a) Penampang melintang batang jagung, menunjukkan bagian epidermis (b) Permukaan epidermis daun jagung 1) Epidermis Biasanya hanya terdiri atas selapis sel, berbentuk pipih dan tersusun rapat. Merupakan jaringan terluar tumbuhan yang menutupi seluruh tubuh tumbuhan mulai dari akar, batang, hingga daun. Permukaan dinding luar sel epidermis dilapisi lilin yang kemudian terbenam dalam suatu senyawa lemak (kutin). Penutup permukaan luar dinding sel epidermis itu disebut kutikula, berfungsi menjaga lepasnya air dan menjaga menahan mikroba. Pada tumbuhan yang sudah mengalami pertumbuhan sekunder, akar dan batangnya sudah tidak lagi memiliki jaringan epidermis. 16 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  25. 25. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN 2) Periderma Periderma atau jaringan gabus merupakan pengganti epidermis ketika akar dan batang tumbuhan diameternya bertambah besar dan berkayu, berfungsi sebagai lapisan pelindung. Pada tumbuhan, uap air seperti halnya karbondioksida dan oksigen umumnya bergerak melewati epidermis pada celah-celah di antara pasangan sel-sel pendamping. Celah di antara pasangan sel pendamping ini dinamakan stoma (jamak; stomata). d. Pembentukan Jaringan pada Tumbuhan : Meristem Tumbuhan yang baru mengalami pertumbuhan dan bagian-bagian tumbuhan yang lebih tua menjadi panjang melalui pembelahan dan pembesaran sel pada ujung akar dan ujung tunas. Pertumbuhan pada ujung akar dan di ujung-ujung tunas ini dikenal sebagai pertumbuhan primer. Pada setiap ujung akar dan ujung tunas ini terdapat suatu massa sel berbentuk kubah, disebut meristem apikal. Turunan dari beberapa sel ini berkembang menjadi jaringan penguat pada ujung-ujung akar dan ujung tunas tersebut. Satu sel induk yang disebut protoderm, akan menghasilkan epidermis; sel induk lainnya yaitu meristem dasar menghasilkan jaringan dasar. Sel induk ketiga adalah prokambium, sebagai penghasil xilem primer dan floem primer. Sel-sel yang lain pada daerah meristem itu membelah diri tetap menjadi meristem apikal. Gambar 2.8. Perkiraan lokasi meristem primer (kuning) dan meristem lateral (merah) pada tumbuhan yang memperlihatkan pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 17
  26. 26. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Banyak tumbuhan, seperti jagung, akan mati setelah sekali musim pertumbuhan primer. Tumbuhan berkayu menunjukkan adanya pertumbuhan sekunder pada daerah selain pada ujung akar dan ujung tunas. Pertumbuhan sekunder berasal dari pengabadian sendiri massa jaringan yang disebut meristem lateral, dan meristem lateral ini meningkatkan diameter akar dan batang yang lebih tua. 2. Sistem Tunas a. Susunan Berkas Pembuluh pada Sistem Tunas Jaringan primer pada batang tumbuhan monokotil dan dikotil diorganisasikan dalam satu dari dua pola, bergantung pada penyebaran berkas pembuluh. Berkas pembuluh adalah susunan xilem dan floem primer yang terletak pada jaringan dasar akar, batang, dan daun. Batang pada kebanyakan tumbuhan monokotil (dan beberapa tumbuhan dikotil) memiliki berkas pembuluh menyebar pada jaringan dasar. Batang pada kebanyakan tumbuhan dikotil memiliki susunan berkas pembuluh seperti cincin yang membagi jaringan dasar menjadi dua daerah, yaitu korteks di sebelah luar dan empulur di sebelah dalam. Gambar 2.9. Struktur batang jagung; tumbuhan monokotil 18 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  27. 27. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Gambar 2.10. Struktur batang alfalfa; tumbuhan dikotil b. Susunan Daun dan Kuncup Pada kebanyakan tumbuhan berpembuluh, daun merupakan tempat utama proses fotosintesis. Daun berkembang pada sisi ujung batang utama atau pada cabang-cabang batang. Masing-masing mulai sebagai tonjolan kecil dari meristem apikal dan membesar menjadi daun rudimenter yang tipis. Awalnya tonjolan itu tertutup, namun seiring dengan tumbuhnya tumbuhan, terbentuklah daun dengan jarak tertentu di sepanjang batang. Titik pada batang tempat satu atau lebih daun menempel disebut buku, dan setiap daerah di antara dua buku pada batang disebut ruas. b c a Gambar 2.11. (a) Awal perkembangan daun pada ujung tunas tumbuhan coleus (jawer kotok) (b) dan (c) mikrograf skaning elektron ujung tunas tumbuhan yang sama BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 19
  28. 28. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Apabila kita amati ranting pohon kemboja di musim kemarau, tampak ranting itu tidak ada daunnya. Di ujung tunas terdapat kuncup merupakan suatu tunas yang belum berkembang b disusun oleh jaringan meristematik, kadangkala dilindungi dengan suatu penutup dari modifikasi daun. Sebagai tambahan dari ”kuncup terminal” ini kuncup-kuncup lainnya menyebar secara teratur dengan c jarak tertentu di sepanjang batang. Kuncup lateral itu terbentuk di sudut sebelah atas tempat daun Gambar 2.12. a. sketsa susunan kuncup pada menempel pada batang. cabang kedongdong berumur 3 tahun. Selanjutnya kuncup b-d. Pembentukan daun pada pohon kemboja tumbuh menjadi daun, bunga, d atau keduanya. Bergantung pada jenis tumbuhan, pada setiap buku terdapat satu, dua, atau tiga, atau lebih daun dan kuncup. c. Struktur Daun 1) Bentuk Daun Banyak daun tumbuhan dikotil seperti daun pohon jati dan daun pohon jambu bol, memilikil daun dengan helaian yang lebar yang menempel pada batang melalui tangkai daun. Kebanyakan tumbuhan monokotil, seperti halnya padi dan jagung, daunnya tidak selebar daun tumbuhan dikotil. Sebagai pengganti tangkai daun, dasar dari helaian daun tumbuhan monokotil melingkari batang, membentuk pelepah. Beberapa jenis tumbuhan seperti petai cina memiliki daun majemuk. Pada daun majemuk, helaian daunnya dibagi menjadi helaian daun yang lebih kecil, dan setiap anak daun masing-masing memiliki tangkai daun kecil. Untuk mengkontraskan, daun 20 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  29. 29. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN tunggal itu tidak dibagi seperti itu. Terdapat banyak variasi dari bentuk dasar daun. Sebagai contoh, pada beberapa daun terdapat rambut-rambut dan sisik, daun yang lain memiliki kait. Gambar 2.13. Bentuk umum daun tumbuhan dikotil (kiri) dan daun tumbuhan monokotil (kanan). Gambar atas memperlihatkan contoh beberapa daun tunggal dan daun majemuk. 2) Struktur Internal Daun Daun memiliki permukaan luar yang luas yang dapat dikenai berkas cahaya matahari dan karbondioksida di udara. Sel-sel parenkima fotosintetik terletak di dalam daun, di antara lapisan epidermis atas dan epidermis bawah. Rongga udara yang luas berada di antara sel-sel, meningkatkan masuknya karbondioksida dan pelepasan oksigen selama fotosintesis berlangsung. Berkas pembuluh pada daun atau disebut tulang daun membentuk jaringan renda di seluruh helai daun. Tulang daun mengangkut air dan zat terlarut ke sel-sel fotosintetik dan membawa hasil fotosintesis keluar dari daun disalurkan ke seluruh tubuh tumbuhan. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 21
  30. 30. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Gambar 2.14. Jalinan anak tulang daun tersebar di jaringan fotosintetik. Gambar 2.15. Struktur internal daun, menunjukkan sel-sel daun yang berbeda. Lapisan jaringan yang umum pada daun, yang paling atas adalah epidermis sebagai pelindung, dengan kutikula menutupi permukaan terluar. Selanjutnya mesofil palisade (jaringan pagar), jaringan disusun oleh sel-sel parenkima yang ikatannya lepas. Jaringan ini mampu melakukan fotosintesis. Di bagian bawah jaringan palisade adalah mesofil bunga karang. Jaringan ini lebih longgar karena ikatannya lebih lepas lagi dibandingkan dengan yang ada pada mesofil palisade, dan merupakan jaringan fotosintetik. Antara 15 hingga 50 persen daun berisi rongga udara yang berada di sekeliling mesofil bunga karang dan di sekeliling dinding sel- sel palisade. Di bagian bawah mesofil bunga karang adalah lapisan epidermis yang lain (epidermis bawah), juga dinding selnya dilapisi kutikula. Pada lapisan epidermis bawah ini terdapat banyak stomata, yaitu celah kecil tempat uap air keluar dari daun dan masuknya karbondioksida. 22 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  31. 31. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN 3. Sistem Akar Tumbuhan harus menyerap air yang cukup dan mineral-mineral yang terlarut untuk mempertahankan pertumbuhan dan pemeliharaan rutin. Untuk memenuhi kebutuhan ini tumbuhan memerlukan permukaan akar yang luas. Apabila Anda mengukur sistem akar gandum hitam yang muda yang hanya tumbuh selama empat bulan, Anda akan menemukan bahwa luas permukaan sistem akarnya lebih dari 675 meter persegi, artinya sekitar 130 kali lebih besar dari sistem akar itu sendiri. Sistem akar menembus ke bawah, menyebar dan menambat pada tanah bagian bawah. Akar wortel, akar bit, dan banyak tumbuhan yang lain juga berfungsi sebagai tempat penyimpanan makanan hasil fotosintesis. Makanan itu sebagian digunakan oleh sel-sel akar dan sebagian disalurkan ke bagian tumbuhan yang lebih atas jika diperlukan. a. Sistem Akar Tunggang dan Akar Serabut Pada kebanyakan pertumbuhan akar tumbuhan dikotil, akar yang pertama (akar primer) ukuran diameternya bertambah besar dan tumbuh kearah bawah. Akar-akar lateral kemudian muncul di sepanjang bagian akar. Gambar 2.16. a. Sistem akar tunggang; b. Sistem akar serabut Cabang akar termuda ditemukan di dekat ujung akar. Akar primer dan cabang- cabang lateralnya merupakan sistem akar tunggang. Tumbuhan wortel memiliki sistem akar tunggang, demikian pula pohon mangga. Akar itu menembus ke dalam tanah sampai kedalaman lebih dari enam meter. Secara umum, akar primer pada tumbuhan monokotil masa hidupnya pendek, seperti pada rerumputan. Di tempatnya, sejumlah akar adventisia tumbuh dari batang tumbuhan muda. Istilah adventisia mengacu pada BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 23
  32. 32. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN beberapa struktur yang timbul pada tempat yang tidak biasa, seperti akar yang tumbuh dari batang atau dari daun. Ukuran diameter dan panjang akar adventisia beserta cabang-cabangnya hampir sama, dan mereka membentuk sistem akar serabut. b. Struktur Akar Struktur ujung akar sel-selnya dibagi dalam meristem apikal dan daerah yang terbatas di sekitarnya, di mana meristem primer mengalami pembelahan dan diferensiasi. Dari meristem apikal itu timbul epidermis akar, jaringan dasar, dan jaringan vaskular. Sel-sel mengalami pemanjangan hingga jaringannya bertambah panjang beberapa millimeter. Setelah daerah pemanjangan tersebut, sel-selnya matang, sehingga tidak dapat tumbuh lebih jauh. Gambar 2.17. Gambaran mikrograf ujung akar jagung c. Tudung Akar Pada ujung akar terdapat massa sel berbentuk kubah terbalik yang dikenal sebagai tudung akar. Meristem apikal akar menghasilkan massa sel yang gilirannya nanti akan menjadi pelindung. Tudung akar terdorong ke depan seiring dengan tumbuhnya akar, dan sebagian selnya pecah dan terkelupas. Bekas pecahan sel yang licin melumasi tudung akar. 24 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  33. 33. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN d. Epidermis Akar Di belakang tudung akar, terbentuklah epidermis, jaringan dasar, dan jaringan vaskular. Epidermis akar adalah permukaan yang melaksanakan absorpsi dengan lingkungan. Beberapa sel epidermal memiliki tonjolan keluar yang panjang, dinamakan rambut akar. Rambut-rambut akar memperluas permukaan akar untuk melaksanakan penyerapan air dan zat-zat terlarut. Itulah alasannya mengapa petani tidak mencabut tumbuhan dari tanahnya ketika memindahkan tumbuhan tersebut. Terlalu banyak permukaan penyerapan yang pecah jika mencabutnya. e. Silinder Vaskuler Hampir semua jaringan vaskuler (jaringan pembuluh) pada akar tersusun sebagai suatu kolom yang berada di bagian tengah, dinamakan silinder vaskuler. Jaringan dasar yang disebut korteks akar Gambar 2.18. Penampang melintang mengelilingi silinder vaskuler. akar jagung; Pembagian jaringan dasar: empulur dan korteks. Pada jagung dan beberapa spesies lainnya, susunan jaringan vaskuler seperti cincin yang membagi jaringan dasar menjadi korteks dan empulur. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 25
  34. 34. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Gambar 2.19. Penampang melintang akar muda Rongga udara yang melimpah pada jaringan dasar memungkinkan oksigen mencapai sel-sel akar yang hidup, yang bergantung pada oksigen untuk respirasi aerobik. Pada jaringan ini juga, banyak sel-sel korteks yang berdekatan, sitoplasmanya berhubungan melalui plasmodesma. (jamak : plasmodesmata). Gambar 2.20. Plasmodesmata, suatu saluran yang melintasi dinding sel. 26 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  35. 35. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Air yang masuk ke dalam akar Akar lateral muncul korteks dari aktivitas bergerak dari satu sel ke sel lainnya meristematik pada perisikel epidermis sehingga mencapai endodermis (suatu lapisan yang teletak persis di sebelah dalam korteks akar). Endodermis merupakan lapisan yang mirip sarung, terdiri atas satu lapis sel yang tebal mengelilingi silinder vaskuler. Setelah lapisan endodermis, di sebelah dalam terdapat perisikel. Perisikel merupakan bagian dari kolom vaskuler terdiri atas satu atau lebih lapisan sel yang dapat menghasilkan akar lateral (akar samping). Akar ini tumbuh melalui korteks dan epidermis. Gambar 2.21. Pembentukan akar lateral 4. Tumbuhan Berkayu Siklus hidup tumbuhan berbunga dimulai dari perkecambahan biji sampai dengan pembentukan biji, yang kemudian tumbuhan itu mati. Selama siklus hidupnya, kebanyakan tumbuhan monokotil dan sebagian tumbuhan dikotil mengalami sedikit atau tidak sama sekali pertumbuhan sekunder. Tumbuhan ini dikenal sebagai tumbuhan tidak berkayu atau tumbuhan menerna (herba). Sebaliknya, kebanyakan tumbuhan dikotil dan semua gymnospermae memperlihatkan pertumbuhan sekunder selama satu atau lebih musim pertumbuhannya. Tumbuhan ini dikenal sebagai tumbuhan berkayu. Tumbuhan menerna dan tumbuhan berkayu memiliki karakteristik sebagai berikut. Annual : siklus hidupnya lengkap dalam satu musim pertumbuhan; bila ada, hanya sedikit mengalami pertumbuhan sekunder. Contoh: jagung BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 27
  36. 36. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Biennial : siklus hidupnya lengkap dalam dua musim pertumbuhan (pembentukan akar, batang, daun pada musim pertumbuhan pertama; pembentukan bunga, biji, dan mati pada musim pertumbuhan kedua). Contoh wortel. Perennial : pertumbuhan vegetatif dan pembentukan biji terus menerus sepanjang tahun. Beberapa tumbuhan memiliki jaringan sekunder, dan sebagian lagi tidak. Contoh : semak berkayu (mawar), tumbuhan menjalar (anggur), dan pohon (mangga). Gambar 2.22 menunjukkan struktur batang pohon, suatu batang berkayu tua yang telah mengalami pertumbuhan sekunder. Tampak floem yang hidup tepat dibelakang permukaan lapisan gabus. Galih (heartwood) bagian tengah pohon dewasa, sel-selnya telah mati. Gubal (sapwood) daerah silindris dari xilem terletak di antara galih dan kambium vaskuler; mengandung sel-sel parenkima yang hidup di antara pembuluh tapis dan trakeid yang tidak hidup. Bagian yang berada di sebelah luar kambium vaskuler seringkali dinamakan pegagan atau kulit kayu (bark) dan bagian di sebelah dalam kambium vaskuler dinamakan kayu. Gambar 2.22. Struktur batang tumbuhan berkayu, memperlihatkan pertumbuhan sekunder a. Pembentukan Jaringan Selama Pertumbuhan Sekunder Bagaimanakah batang pohon yang tua menjadi lebih padat dan berkayu? Hal ini terjadi melalui kegiatan dua jenis meristem lateral. Meristem itu adalah kambium vaskuler dan kambium gabus. Apabila suatu kambium vaskuler telah selesai menjalani perkembangan, bentuknya mirip silinder, satu atau beberapa sel menebal. Sel-sel meristematik itu tumbuh menjadi jaringan xilem sekunder dan floem sekunder, yang menyalurkan air ke arah atas, bawah, dan horizontal melalui batang atau akar yang membesar. Xilem terbentuk di sebelah dalam kambium vaskuler, dan floem terbentuk di sebelah luar. 28 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  37. 37. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Gambar 2.23. Hubungan antara kambium vaskuler dan sel-sel turunannya (xilem sekunder dan floem sekunder). Gambar 2.24. Pertumbuhan sekunder pada akar dikotil (penampang melintang). (a) Awal perkembangan daun pada ujung tunas tumbuhan koleus (b) dan (c) Pembentukan cincin kambium vaskuler; Kambium vaskuler tumbuh menjadi xilem dan floem sekunder. Diameter akar bertambah besar, karena pembelahan sel-sel sejajar dengan kambium vaskuler. (d) Epidermis diganti dengan periderm, yang tumbuh dari kambium gabus. Massa xilem membesar dari musim ke musim, dan biasanya menyebabkan pecahnya dinding sel floem yang tipis dalam periode pertumbuhan tersebut. Demikian pula sel-sel floem yang baru dibentuk setiap tahun, di sebelah luar xilem. Massa jaringan baru pada batang atau akar menyebabkan korteks dan lapisan di sebelah luar floem pecah dan epidermis ikut terbawa. Namun demikian, sebagai gantinya kambium gabus dihasilkan dari sel-sel BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 29
  38. 38. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN meristematik. Kambium gabus menghasilkan periderma, suatu lapisan bergabus menggantikan epidermis yang lepas. Gabus tidak sama persis dengan pegagan. Gabus mengacu pada jaringan yang hidup dan jaringan yang mati yang terletak di antara kambium vaskuler dan batang atau permukaan akar. Gambar 2.25. Lokasi kambium vaskuler pada batang tua memperlihatkan pertumbuhan sekunder b. Kayu awal dan Pembentukan kayu berikutnya Pada musim kemarau pertumbuhan kambium vaskuler pada batang dan akar tumbuhan berkayu agak terhambat dibandingkan dengan pertumbuhan pada musim hujan. Sel-sel xilem pertama yang dihasilkan di awal musim pertumbuhan cenderung diameternya besar dan berdinding tipis; sel-sel ini membentuk kayu awal (lihat gambar 2.26). Pertumbuhan sel berlanjut, dihasilkan sel-sel dengan diameter lebih kecil dan dindingnya lebih tebal. Sel- sel itu membentuk kayu berikutnya. Gambar 2.26. Lapisan pertumbuhan tahunan atau lingkar tahunan batang pinus (kiri). Gambaran mikrograf pola pertumbuhan tahunan tumbuhan dikotil: Querecus rubra (kanan). 30 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  39. 39. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Dengan berakhirnya pembentukan sel-sel berdiameter kecil pada kayu berikutnya, kemudian beralih pada pembentukan awal musim pertumbuhan selanjutnya yang menghasilkan sel-sel berdiameter besar. Apabila Anda perhatikan potongan batang yang utuh dari suatu pohon yang tua, Anda tidak akan melihat satu persatu sel-selnya. Tetapi kayu awal dan kayu berikutnya memantulkan cahaya yang berbeda, dan memungkinkan kayu itu diidentifikasi sebagai berkas terang dan berkas gelap yang saling bergantian. Bentuk selang seling antara berkas terang dengan berkas gelap tersebut menunjukkan lapisan pertumbuhan tahunan, atau lingkaran tahun. B. Nutrisi dan Sistem Pengangkutan pada Tumbuhan Dalam bagian ini, akan dibahas jenis-jenis adaptasi yang memungkinkan tumbuhan darat berfungsi di lingkungannya. Tumbuhan secara umum adalah organisme autotrof yang berfotosintesis; mereka hanya membutuhkan sinar matahari, air, karbondioksida, dan beberapa jenis mineral. Namun, tumbuhan sebagaimana halnya manusia, tidak memiliki pasokan tak terbatas dari seluruh sumber daya yang diperlukan. Udara, misalnya, hanya mengandung satu bagian karbondioksida dari 350 juta bagian yang lain. Sebagian besar tanah biasanya kering. Disamping ini, air tanah biasanya tidak mengandung banyak mineral, kecuali tanah kebun yang banyak mendapatkan pupuk. Sebagaimana akan Anda lihat sendiri, banyak aspek dari struktur dan fungsi tumbuhan merupakan respon terhadap rendahnya konsentrasi sumber daya lingkungan. 1. Kebutuhan Nutrisi Tidak ada satu tumbuhan pun yang dapat tumbuh dengan normal ketika tumbuhan itu kekurangan elemen esensial yang diperlukan untuk melakukan metabolisme. Secara umum, tumbuhan memerlukan enam belas elemen esensial. Tiga di antaranya adalah oksigen, karbondioksida, dan hidrogen, yang digunakan sebagai bahan utama dalam pembentukan karbohidrat, lemak, protein, dan asam nukleat. Tumbuhan mendapatkan ketiga elemen itu dari air (H 2O) dan dari gas oksigen (O2) serta dari karbondioksida (CO2) di udara. Elemen-elemen esensial lainnya tersedia bagi tumbuhan dalam bentuk garam-garam terlarut yaitu “garam-garam mineral”. Beberapa dari garam-garam mineral ini adalah makronutrien yang menyusun tubuh tumbuhan dalam jumlah BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 31
  40. 40. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN atau fraksi yang signifikan. Sisanya adalah mikronutrien; menyusun hanya sebagian kecil dari jaringan tumbuhan. Mikro dan makronutrien berperan penting dalam fotosintesis dan kegiatan-kegiatan metabolik lainnya. Kedua kategori elemen mineral tersebut berkontribusi dalam pelarutan gradien konsentrasi yang diperlukan untuk mengangkut zat-zat ke dalam dan keluar sel. Tabel 2. 1 memperlihatkan enambelas unsur yang diperlukan tumbuhan. Tabel 2.2 memperlihatkan ion-ion mineral dibedakan atas makronutrien dan mikronutrien beserta fungsinya dan gejala defisiensi mineral yang dapat diamati Tabel 2.1. Elemen Esensial Tumbuhan Darat Tersedia dalam Persentase Unsur Simbol bentuk (dalam berat kering jaringan) Karbon C CO2 45 Oksigen O O2 , H2O, C 2 45 96% dari total berat kering 6 Hidrogen H H2O Nitrogen N NO3-; NH4+ 1,5 + 1,0 Kalium K K ++ 0,5 Kalsium Ca Ca ++ 0,2 Magnesium Mg Mg Fosfor P H2PO4-, HPO4- - 0,2 Sulfur S SO4- - 0,1 - 0,010 Klorin Cl Cl ++ +++ 0,010 Besi Fe Fe , Fe Tembaga Cu Cu+, Cu++ 0,006 Boron B H3BO3 0,002 Manggan Mn MN++ 0,0050 ++ 0,0020 Seng Zn Zn Molibdenum Mo MoO4- 0,00001 Tabel 2.2. Peran Mineral bagi Tumbuhan Makronutrien Fungsi Gejala Defisiensi Nitrogen Komponen protein, asam nukleat, Pertumbuhan kerdil, daun tua hormone, dan koenzim berwarna pucat; daun tua kuning dan mati (klorosis) Kalium Kofaktor yang berfungsi dalam Pertumbuhan terhambat; daun tua sintesis klorofil; zat terlarut utama keriting, burik, atau bertitik-titik; yang berfungsi dalam keseimbangan pinggir daun terbakar; batang dan air; pergerakan stomata akar layu 32 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  41. 41. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Makronutrien Fungsi Gejala Defisiensi Kalsium Berperan dalam pembentukan dan Pembentukan daun terhambat; stabilitas dinding sel dan dalam kuncup terminal mati; pertumbuhan pemeliharaan struktur dan akar terhambat permeabilitas membrane; mengaktifkan beberapa enzim; mengatur banyak respons sel terhadap rangsangan Magnesium Merupakan komponen klorofil; Klorosis; daun gugur mengaktifkan banyak enzim Fosfor Komponen asam nukleat, fosfolipid, Tulang daun yang tua berwarna ATP, beberapa koenzim keunguan; buah dan biji yang dihasilkan sedikit; pertumbuhan terhambat Sulfur Komponen protein, koenzim Daun berwarna pucat atau kekuningan; pertumbuhan terhambat Klorin Diperlukan dalam tahapan Layu; klorosis; beberapa daun mati pemecahan air pada fotosintesis; berfungsi dalam menjaga keseimbangan air Besi Komponen sitokrom; mengaktifkan Klorosis; pada rerumputan beberapa enzim daunnya menguning dengan garis- garis hijau Boron Kofaktor dalam sintesis klorofil; bias Kuncup terminal, cabang lateral terlibat dalam transport karbohidrat mati; daun menebal, mengikal, dan sitesis asam nukleat menjadi rapuh Manggan Aktif dalam pembentukan klorofil; Daun pucat, tulang daun utama mengaktifkan beberapa enzim; berwarna hijau; daun memutih dan diperlukan dalam tahapan gugur pemutusan air dalam fotosintesis Seng Aktif dalam pembentukan klorofil; Klorosis; daun burik atau berwarna mengaktifkan beberapa enzim perunggu; akar abnormal Tembaga Komponen enzim-enzim redoks dan Klorosis; pada daun terdapat bintik- biosintesis lignin bintik daun mati; pertumbuhan terhambat; kuncup terminal mati Molibdenum Berperan dalam fiksasi nitrogen; Memungkinkan defisiensi nitrogen; kofaktor yang berfungsi dalam daun pirang, menggulung reduksi nitrat a. Pengambilan Air dan Nutrisi Ketersediaan air dan garam-garam mineral terlarut sangat mempengaruhi perkembangan akar dan ini mempengaruhi pertumbuhan keseluruhan tumbuhan. Akar pertama bercabang dan menembus tanah di sekitarnya. Kemudian, ketika kondisi tanah berubah, akar baru yang bercabang ke daerah- daerah lain, menggantikan akar yang lama. Bukan berarti akar dapat BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 33
  42. 42. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN menjelajah tanah untuk mencari nutrisi, melainkan tanah yang mengandung konsentrasi air dan ion yang lebih tinggi menyediakan rangsangan yang lebih besar bagi pertumbuhan akar. b. Bintil-Bintil Akar Banyak tumbuhan berbunga mendapatkan nutrisi dengan bantuan organisme- organisme lain yang juga mendapatkan manfaat dari tumbuhan yang dibantunya. Hubungan semacam ini dikenal juga sebagai mutualisme. Dua spesies itu berinteraksi dalam cara yang saling menguntungkan secara permanen. Coba Anda bayangkan jenis hubungan mutualistik yang membantu tumbuhan kacang-kacangan untuk mendapatkan nitrogen! Kacang-kacangan mencakup tumbuhan kedelai, kacang polong, kacang panjang, semanggi, dan tumbuhan-tumbuhan lain dengan nilai ekonomi yang tinggi. Di berbagai daerah pertanian, panen kacang-kacangan gagal karena kelangkaan nitrogen. Sebenarnya, terdapat banyak nitrogen di udara (N=N), tetapi tumbuh-tumbuhan tidak memiliki sarana metabolik untuk memecah ketiga ikatan kovalen dalam tiap molekulnya. Tumbuhan komersial bergantung pada pemberian pupuk kaya nitrogen atau aktivitas bakteri pengikat nitrogen di dalam tanah. Bakteri-bakteri tersebut mengubah nitrogen ke dalam bentuk yang dapat digunakan oleh mereka sendiri dan juga tumbuh-tumbuhan. Kacang-kacangan memiliki keuntungan dalam hal ini. Bakteri pengikat nitrogen hidup dalam bintil-bintil akar tumbuhan tersebut. Bakteri ini makan dari molekul-molekul organik yang dihasilkan oleh tumbuhan melalui fotosintesis. Namun, mereka juga memasok nitrogen siap guna kepada sang tumbuhan. 34 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  43. 43. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN d e Gambar 2.27. Pengambilan makanan pada bintil akar tumbuhan kacang-kacangan. Perhatikan Gambar 2.27. Gambar ini memperlihatkan bagaimana interaksi mutualisme antara bakteri pengikat nitrogen (Rhizobium dan Bradyrhizobium) itu terjadi. a. Ketika sel-sel bakteri menginfeksi rambut-rambut akar, menimbulkan pembentukan suatu benang infeksi berupa kumpulan selulosa. b. Bakteria menggunakan benang infeksi itu sebagai jalan untuk mencapai sel-sel korteks akar, beberapa diantaranya berbentuk tetraploid. c. Karena terinfeksi, sel-sel itu dan bakteri yang ada di dalamnya membelah diri dengan cepat, membentuk massa yang membengkak yang akhirnya membentuk bintil akar. Bakteri mulai mengikat nitrogen ketika bakteri itu telah mencapai membran sel-sel akar. Tumbuhan mengambil sejumlah nitrogen hasil pengikatan oleh bakteri, dan bakteri mengambil senyawa yang dihasilkan tumbuhan. d. Bintil akar pada tanaman kacang kedelai e. Tanaman kacang kedelai pada tanah yang miskin nitrogen (kiri). Tumbuhan yang ada di sebelah kanan diinokulasi dengan sel-sel Rhizobium dan membentuk bintil akar. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 35
  44. 44. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN c. Mycorrhizae Selain bintil akar, terdapat struktur-struktur lain yang membantu pengangkutan air dan mineral-mineral terlarut ke dalam banyak spesies tumbuhan berbunga. Mycorrizhae adalah salah satu contohnya. Nama ini berarti akar jamur, dan merujuk pada hubungan yang saling menguntungkan antara jamur dan akar yang masih muda. Jamur seringkali tumbuh sebagai alas dari filamen-filamen di sekitar akar. Dalam jumlah banyak, filamen-filamen ini menyediakan area permukaan yang luas untuk menyerap garam-garam mineral dari tanah. Jamur memanfaatkan senyawa-senyawa gula dan senyawa yang mengandung nitrogen. Dalam pertumbuhannya, akar memanfaatkan beberapa mineral langka yang didapatkan oleh jamur. Dalam jenis-jenis akar jamur yang lain, jamur hidup di dalam sel-sel korteks akar. Salah satu tumbuhan yang bergantung pada hubungan mutualistik jenis ini adalah anggrek. d. Rambut Akar Rambut akar adalah perpanjangan sel-sel epidermal yang halus. Rambut akar meningkatkan area penyerapan air dan garam-garam mineral dari dalam tanah. Satu sistem akar dapat mengembangkan jutaan atau bahkan miliaran rambut akar. Bintil akar, akar jamur, dan rambut akar adalah contoh-contoh dari struktur-struktur khusus yang meningkatkan kemampuan tumbuhan untuk menyerap air dan garam-garam mineral terlarut. Gambar 2.28. Rambut akar 36 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  45. 45. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN 2. Pengendalian Penyerapan Nutrisi Amati lagi Gambar 2.29 yang menunjukkan struktur internal akar. Begitu air telah diserap dari tanah di sekitarnya, air bergerak melalui korteks akar hingga mencapai lapisan sel-sel tunggal yang menyerupai lembaran yang membungkus silinder vaskuler (tabung pembuluh). Lapisan sel ini adalah endodermis. Suatu pita berlilin yang dinamakan pita kaspari berperan sebagai penghalang impermeabel di antara dinding-dinding sel-sel endodermal yang saling berbatasan. Air tidak dapat melewati pita kaspari ini. Air dapat bergerak menuju tabung pembuluh hanya dengan menyeberangi membran plasma sel-sel endodermal, berdifusi melalui sitoplasma, lalu menyeberangi membran plasma di sisi yang lain. Membran plasma memungkinkan gerakan zat-zat tertentu melalui lapisan lemak ganda sambil menahan zat-zat yang lain. Mekanisme pengangkutan membran membantu mengendalikan jenis-jenis larutan yang akan didistribusikan ke seluruh tumbuhan. Kajian terkini menunjukkan bahwa akar sebagian besar tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi) juga memiliki eksodermis, lapisan sel yang berada di dalam epidermis. Lapisan ini juga memiliki pita kaspari yang berfungsi seperti pita kaspari di dalam endodermis. Begitu nutrisi mencapai tabung pembuluh, kemudian didistribusikan ke berbagai jaringan yang dikoordinasikan sedemikian rupa, sehingga berpengaruh dalam pertumbuhan tumbuhan. Sel-sel hidup di seluruh tumbuhan mengambil nutrisi melalui mekanisme pengangkutan aktif di membran plasma. Energi dari ATP mengarahkan pompa membran sehingga larutan bergerak masuk ke dalam sel-sel. Pompa tersebut adalah protein-protein pengangkut yang terikat dalam membran plasma. Dalam sel-sel fotosintetik, ATP yang diperlukan untuk operasi pompaan membran dibentuk pada saat berfotosintesis dan pernapasan aerob. Bagaimana dengan sel-sel nonfotosintetik seperti sel-sel parenkim di dalam akar? Pengendalian (kontrol) penyerapan nutrisi dilakukan dalam lapisan sel (eksodermis) dekat permukaan akar, lalu dalam endodermis dekat tabung pembuluh, dan akhirnya dalam membran plasma dari sel-sel hidup di seluruh tubuh tumbuhan. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 37
  46. 46. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Bagaimanakah mereka mendapatkan seluruh ATP yang diperlukan untuk transportasi aktif? Dalam sel-sel tersebut, hampir semua ATP dihasilkan melalui pernapasan aerob. Gambar 2.29. Lokasi dan fungsi pita kaspari dalam akar. Perhatikan Gambar 2.29! Umumnya pada akar terdapat endodermis (suatu lapisan sel yang mengelilingi silinder vaskuler) dan eksodermis (suatu lapisan sel tepat di sebelah dalam epidermis). Kedua lapisan ini memiliki pita kaspari berperan dalam mengendalikan masuknya air dan nutrisi terlarut. Gambar 2.30. Proses saling keterkaitan yang mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan. 38 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  47. 47. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Gambar 2.30 menunjukkan Proses saling keterkaitan yang mempengaruhi koordinasi pertumbuhan akar, batang, dan daun. Bila satu proses meningkat, yang lainpun meningkat. Beberapa faktor lingkungan yang membatasi satu proses kadangkala menimbulkan perlambatan pertumbuhan di seluruh bagian tumbuhan. 3. Pengangkutan dan Konservasi air a. Transpirasi Mari kita beralih pada mekanisme aktual di mana air dan nutrisi yang terlarut di dalamnya bergerak dari akar ke batang, lalu ke daun. Sejumlah kecil air digunakan dalam pertumbuhan dan metabolisme, namun sebagian besar menguap ke udara. Penguapan air dari batang, daun, dan bagian-bagian tumbuhan yang lain disebut sebagai transpirasi. Bagaimanakah air dapat mencapai puncak tumbuhan, termasuk pohon- pohon yang sangat tinggi? Air bergerak melalui sel-sel jaringan pembuluh yang disebut xilem. Sebenarnya, sel-sel xilem mati ketika dewasa dan hanya dinding sel mereka yang tinggal. Oleh karena itu, sel-sel itu sendiri tidak menarik air ke atas, melainkan, air ditarik oleh kekuatan udara yang mengeringkan, yang menciptakan tekanan negatif terus-menerus (tegangan) yang berlanjut ke bawah dari daun ke akar. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 39
  48. 48. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Gambar 2.31. Teori tegangan kohesi pengangkutan air Transpirasi melibatkan serangkaian peristiwa. Yang pertama, air menguap dari dinding sel-sel fotosintetik di dalam daun. Lepasnya molekul air, segera diganti oleh molekul-molekul lain dari sitoplasma. Air dari xilem di pembuluh-pembuluh daun menggantikan air yang hilang dari sel-sel. Yang kedua, ketika molekul-molekul air pindah dari pembuluh daun, penggantinya ditarik dari xilem dalam batang. Penarikan ini menyebabkan air dalam xilem berada dalam keadaan tegang. Yang ketiga, air pengganti bergerak menuju akar, dan lebih banyak air tanah ditarik ke dalam tumbuhan mengikuti gradien osmosis (dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah). Gerakan masuknya air ini berlanjut sehingga tanah menjadi sangat kering, menyebabkan tidak ada lagi gradien osmosis. Ketika air bergerak kontinyu melalui pipa xilem, molekul- molekulnya tidak menjauh satu sama lain. Mengapa demikian? Beberapa waktu yang lalu, seorang botanis, Henry Dixon, memberikan penjelasan yang bagus, 40 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  49. 49. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN yang sejak saat itu dinamakan sebagai teori kohesi-tegangan dari pengangkutan air. 1. Kekuatan pengering dari udara menyebabkan transpirasi, yaitu penguapan air dari daun dan bagian-bagian tumbuhan lain yang terpapar ke udara. 2. Transpirasi menyebabkan air di dalam xylem berada dalam keadaan tegang, yang menyebar dari daun ke batang, dan menuju akar. 3. Selama molekul-molekul air lepas dari tumbuhan, terjadi ketegangan yang terus menerus di dalam xilem, sehingga memungkinkan lebih banyak molekul ditarik untuk menggantikan molekul-molekul air yang hilang. 4. Lajur-lajur air ditarik ke atas oleh kekuatan kolektif dari ikatan-ikatan hidrogen di antara molekul-molekul air yang terkurung di dalam sel-sel xilem yang sempit dan menyerupai pipa. 5. Ikatan-ikatan hidrogen cukup kuat untuk menyatukan molekul-molekul air di dalam xilem, namun mereka tidak cukup kuat untuk mencegah perpecahan molekul-molekulnya tersebut pada saat transpirasi dan terlepas dari daun. b. Pengendalian Hilangnya Air Dari keseluruhan air yang masuk ke daun, lebih dari 90%-nya hilang melalui transpirasi. Sekitar 2% air yang ditahan di dalam daun digunakan dalam fotosintesis, fungsi membran, dan aktivitas-aktivitas lainnya. Akan tetapi, ketika jumlah air yang hilang melalui transpirasi melebihi jumlah air yang diserap oleh akar, terjadi dehidrasi jaringan tumbuhan yang mempengaruhi aktivitas-aktivitas yang membutuhkan air ini. Dalam kondisi kekurangan air yang sedang, tumbuhan akan segera layu dan mati bila tidak ada kutikula, penutup berlilin yang mengurangi kecepatan hilangnya air dari bagian-bagian tumbuhan yang berada di atas tanah. Kutikula membantu menahan air, namun ia juga membatasi kecepatan difusi karbondioksida ke dalam daun. Transpirasi terjadi terutama melalui stomata, gerbang kecil di bagian epidermis daun dan batang yang tertutupi kutikula. Begitu pula difusi karbondioksida ke dalam daun. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 41
  50. 50. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Gambar 2.32. Penjelasan akumulasi kalium pada sel penutup stomata yang membesar. (a) pada sampel stomata yang membuka, kebanyakan kalium mengumpul pada sel penutup; (b) pada stomata yang menutup, kalium sangat sedikit pada sel penutup, kebanyakan kalium berada pada sel-sel epidermis lainnya. Ketika sepasang sel penutup membesar dipenuhi air, tekanan turgor mendistorsi bentuk mereka sedemikian rupa sehingga mereka bergerak menjauh satu sama lain. Hal ini menghasilkan celah di antara kedua sel 42 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  51. 51. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN penutup, yaitu stoma yang sebenarnya. Ketika isi air dari sel-sel penutup berkurang, tekanan turgor menurun dan stoma menutup kembali. Ketika stomata terbuka, karbondioksida dapat diserap masuk dari udara untuk digunakan dalam fotosintesis. Namun, ketika stoma terbuka, kecuali bila kelembapan relatif mencapai 100%, air selalu keluar! Stomata harus membuka dan menutup pada waktu-waktu yang berlainan untuk mengendalikan keluarnya air dan masuknya karbondioksida. Stoma membuka dan menutup berdasarkan jumlah air dan karbondioksida yang tersedia di dalam dua sel penutup yang mengapitnya. Ketika matahari muncul, karbondioksida digunakan dalam fotosintesis. Pada gilirannya, jumlah karbondioksida dalam sel menurun, termasuk dalam sel-sel penutup. Sebagai tambahan, panjang gelombang biru dari sinar matahari mempengaruhi sel-sel penutup secara langsung. Efek sinar biru dan menurunnya konsentrasi karbondioksida memicu pengangkutan kalium ke dalam sel-sel penutup. Hal ini diikuti oleh gerakan air ke dalam sel melalui osmosis. Seiring dengan meningkatnya tekanan air di dalam, sel-sel penutup membengkak dan bergerak menjauh sehingga stomata membuka. Oleh karena itu, uap air keluar dan karbodioksida masuk ke dalam daun pada siang hari. Fotosintesis berhenti ketika matahari terbenam, namun karbondioksida terakumulasi di dalam sel-sel sebagai hasil sampingan dari pernafasan aerob. Kalium dalam sel-sel penutup bergerak keluar, diikuti oleh air. Sel-sel penutup kolaps dan menutup celah di antara mereka. Oleh karena itu, transpirasi berkurang dan air ditahan pada malam hari. Dalam sebagian besar tumbuhan, stomata tetap membuka pada siang hari ketika fotosintesis berlangsung. Tumbuhan kehilangan air, namun karbondioksida dapat masuk ke dalam daun.Stomata tetap menutup sepanjang malam ketika karbondioksida terakumulasi melalui pernafasan aerob. Oleh karena itu, air ditahan. Selama tanah lembap, stomata tumbuhan yang tumbuh di atasnya dapat terus membuka di sepanjang siang. Ketika tanah dan udara kering dan panas, stomata menutup atau hanya membuka sedikit saja sehingga air yang menguap dapat dikurangi. Meskipun fotosintesis dan pertumbuhan melambat sebagai konsekuensinya, tumbuhan tersebut dapat bertahan selama periode BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 43
  52. 52. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN kekeringan yang singkat. Tumbuhan dapat melakukan itu selama beberapa kali. Dalam waktu singkat, kondisi seperti itu akan memicu produksi hormon tumbuhan yang dinamakan asam abisit dalam akar yang berakhir di daun. Hormon ini diproduksi secara lebih cepat ketika daun kekurangan air. Ketika asam absisik terakumulasi di daun, sel-sel penutup mengeluarkan kaliumnya sehingga stomata menutup. Kita dapat melihat variasi konservasi air dalam tumbuhan-tumbuhan kaktus dan sebagian besar tumbuhan penyimpan air lainnya. Tumbuhan ini membuka stomata pada malam hari ketika mereka mengikat karbondioksida melalui langkah metabolik khusus C4. Karbondioksida yang telah diikat tersebut digunakan dalam fotosintesis keesokan harinya ketika stomata menutup. 4. Penyimpanan dan Pengangkutan Bentuk-Bentuk Senyawa Organik Sukrosa dan senyawa-senyawa organik lainnya hasil fotosintesis digunakan di seluruh bagian tubuh tumbuhan. Sel-sel daun menggunakan sebagian dari senyawa tersebut dan sisanya diangkut ke akar, batang, kuncup, bunga, dan buah. Karbohidrat disimpan dalam bentuk tepung di sebagian besar sel tumbuhan. Sejumlah lemak disimpan dalam beberapa jenis buah, termasuk buah- buahan berdaging seperti alpukat. Protein dan lemak disimpan dalam bentuk biji. Molekul-molekul tepung terlalu besar untuk melewati membran sel, sehingga tidak dapat meninggalkan sel-sel tempatnya dibentuk. Molekul-molekul ini juga tidak dapat dilarutkan sehingga dapat diangkut ke bagian-bagian tubuh tumbuhan yang lain. Lemak relatif tidak larut dalam air dan tidak dapat diangkut keluar dari tempat penyimpanan mereka, begitu pula protein. Bentuk-bentuk senyawa organik yang disimpan diubah menjadi bentuk- bentuk yang dapat diangkut melalui reaksi-reaksi khusus, yang mencakup hidrolisis. Sebagai contoh, hidrolisis tepung membebaskan unit-unit glukosa yang tergabung dengan unit-unit fruktosa. Gula diangkut melalui akar, batang, dan daun, sebagian besar tumbuhan dalam bentuk sukrosa, yakni molekul yang dihasilkan dari hidrolisis. Tepung, lemak, dan protein yang disimpan tumbuhan diubah mejadi subunit-subunit yang lebih kecil, yang dapat larut dan diangkut melalui badan tumbuhan. 44 BERMUTU BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN
  53. 53. STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN a. Translokasi Sukrosa dan senyawa-senyawa organik lainnya didistribusikan ke seluruh tumbuhan melalui proses translokasi, sebuah proses yang berlangsung di dalam jaringan pembuluh yang dinamakan floem. Floem dalam tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi) mengandung tabung-tabung yang saling berhubungan yang terdiri dari sel-sel hidup. Gambar 2.34 menunjukkan salah satu sel ini, yang disebut sebagai anggota pembuluh tapis. Ujung-ujung pembuluh pengangkut ini berhadapan satu sama lain di dalam berkas pembuluh dan memanjang ke seluruh bagian tumbuhan. Air dan senyawa- senyawa organik dapat mengalir dengan cepat melalui pori-pori besar yang terdapat di dinding ujung. Sel-sel tetangga adalah sel-sel non pengangkut yang terletak bersebelahan dengan anggota pembuluh tapis. Sel-sel tetangga berperan penting dalam proses translokasi. Gambar 2.33. Tetesan madu dari ujung ekor kutu daun yang memakan gula yang diambil dari floem tumbuhan. Gambar 2.34. Penampang membujur irisan sel utama pada floem. Gambar pada kotak inset memperlihatkan bagaimana dinding sel (lempeng tapis) memiliki lobang-lobang pada batas antara sel yang berdampingan. BAB II STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN BERMUTU 45
  1. A particular slide catching your eye?

    Clipping is a handy way to collect important slides you want to go back to later.

×