Diana Sri Zustika, M.Si
SILABUS ANATOMI TUMBUHAN 1. Sejarah sel 2. Anatomi Sel 3. Anatomi Jaringan 3.1 Jaringan meristematik 3.2 Jaringan Sederhana 3.2.1 Parenkim 3.2.2 Kolenkim 3.2.3Sklerenkim 4. Jaringan Kompleks terdiri dari : 4.1 Epidermis dan derivat epidermis 4.2 Jar. Pembuluh 4.3 Jar. Sekresi 5. Anatomi Organ 5.1 Daun, Batang, Akar, biji
Referensi Estiti Hidayat.1996. Anatomi Tumbuhan.ITB Bandung Wibisono dan Sri Woelaningsih S.1987.Materi Pokok AnatomiTumbuhan.UT Jakarta Essau K.1958. Plant Anatomy.2 nd ed.John Willey &Sons.New York Essau K.1977.Anatomly of SeedPlant.2 nd ed.John Willey &Sons.New York Fahn,A.1974.Plant Anatomy. 2nd.ed Pergamon.Oxford Sutrian, Yayan. `1992. Pengantar Anatomi Tumbuhan (Tentang Sel Dan Tumbuan), Rineka Cipta,Jakarta.
Peran Tumbuhan-Tanaman
Sumber pangan
Sandang Papan
Obat dan Kosmetik Bahan Industri Keindahan dan Rekreasi
Pendahuluan
PENEMUAN TEORI SEL
Robert hooke
SEJARAH PENEMUAN SEL Robert Hooke ( seorang ahli matematika dan fisika Inggris) tahun 1665 pada pengamatannya terhadap gabus dari kulit pohon Quecus suber terlihat ruangan- ruangan kosong dan kecil yang diberi istilah sel Pada tahun 1835 Felix Dujardin menemukan bahwa di dalam sel yang hidup tidak kosong melainkan terdapat substansi cair. Substansi tersebut oleh Johans Purkinje disebut protoplasma. Selanjutnya Robert Brown, R. Strasburger dan C. Bernard menemukan adanya inti sel pada setiap sel hidup, menurut C. Bernard inti sel ini merupakan bagian sel yang terpenting.
MACAM TEORI SEL
Sel sebagai unit struktural diuraikan oleh Mathias Schleiden ahli botani dan Theodore Schwann ahli zoologi keduanya berasal dari Jerman. Sel sebagai unit fungsional diuraikan oleh Max Schultze dan Thomas Huxley Sel sebagai unit reproduksi diuraikan oleh Rudolf Virchow Sel sebagai unit hereditas diuraikan oleh Bovary
SEL Suatu unit struktural yang memiliki organelorganel dan mempunyai fungsi-fungsi bagi kehidupannya serta mempunyai sifat reproduksi + hereditas guna kelangsungan hidupnya Merupakan bagian terkecil dari organisme hidup.
PEMBAGIAN KELOMPOK SEL: 1. SEL PROKARIOT sel yang tidak mempunyai dinding atau selaput inti dan biasanya organelnya belum lengkap contoh sel BAKTERI 2. SEL EUKARIOT sel yang mempunyai dinding atau selaput inti dan biasanya organelnya lengkap contoh sel TUMBUHAN dan HEWAN
Perbedaan sel prokariotik dengan sel eukariotik Uraian
Prokariot
Eukariot
Bakteri, sianobakteri
Protista, jamur, tumbuhan dan hewan.
Panjang : 1- 10µm
Panjang : 10 - 100µm
Sedikit atau tidak ada
Nukleus, mitokondria, kloroplas, RE, dsb.
Membran Plasma/Plasmalesma
Kadang-kadang terdapat lengkungan membran ke arah dalam sel (mesosom)
Membran plasma tersusun atas dua lapis lipid dan protein
Inti Sel
Tidak memiliki inti (nukloid), materi genetik berupa DNA untai tunggal berbentuk sirkuler
Inti dikelilingi oleh membran, memiliki nukleoplasma, DNA untai ganda
Sitoplasma
Tidak ada aliran sitoplasma, endositosis, eksositosis
Ada aliran sitoplasma, endositosis dan eksositosis
Organisasi
Pada umumnya bersel tunggal
Umumnya bersel banyak
Organisme Ukuran sel Organel
STRUKTUR SEL TUMBUHAN
Perbedaan Struktur Sel Hewan dengan sel Tumbuhan
Jenis sel
Ukuran sel
Bentuk
Dinding sel
Vakuola
Klorofil
Sentrosom
Tumbuhan
Besar
tetap
Ada
Besar
Ada
Tidak
Hewan
Kecil
Tidak
tidak
Kecil
tidak
ada
STRUKTUR UMUM SEL BAGIAN LUAR SEL (MEMBRAN DAN DINDING SEL)
SEL BAGIAN DALAM SEL (protoptasma)
SITOPLASMA NUKLEUS/ INTI SEL ORGANEL LAIN
Sitoplasma : bagian protoplasma berupa cairan kental, sebagian besar terdiri dari air (85-90%), Disamping senyawa yang berada dalam larutan sebagai koloid atau terlarut.
Organel Sel 1). Retikulum Endoplasma - Jalinan struktur membran yang tersusun oleh lipid dan protein membentuk sistem pipa halus, dapat berbentuk sisterna (wadah) yang melebar, tubul (pipa) atau berlubang. - Terdiri dari 2 macam RE : a. RE kasar/RE berbutir, jika ribosom melekat pada RE b. RE halus/RE licin, jika tidak ada ribosom Fungsi : Sistem transfor intrasel, pembentukan dinding sel dan sekresi.
2. Badan Golgi/Diktiosom - Tumpukan vesikula kecil pipih yang tepinya tidak rata melainkan terbagi menjadi tubul yang saling berhubungan menyerupai jala. - Fungsi : memproses bahan ketika digerakan melalui sel atau keluar sel. - Beberapa vesikula yang berkumpul di satu sisi diktiosom, kemudian menyatu membentuk vesikula baru bagi diktiosom. Ketika bahan dalam vesikula diproses, vesikula lain akan dibentuk disisinya. Secara serempak vesikula yang telah besar dan matang akan dilepas disisi yang berhadapan dan bergerak menjauh sambil membawa bahan yang telah diproses. - Fungsi utama vesikula yang diproses dalam diktiosom adalah dalam sekresi karbohidrat misalnya, nektar, bahan dinding sel, lendir atau glikoprotein.
3) Mitokondria - Berbentuk bulat, memanjang, panjang 3µm dengan Ø 0,5 – 1 µm serta dibatasi oleh selubung terdiri dari 2 satuan membran. Satuan membran dalam membentuk tonjolan seperti lipatan (krista) ke arah stroma (bahan dasar mitokondria). Stroma terdiri dari protein. - Fungsi : respirasi aerob dan memasok ATP sebagai sumber energi utama bagi sel.
4). Plastida - Berasal dari proplastid, yang terdiri dari stroma dan tilakoid. Tilakoid tersusun atas granum / grana. - Merupakan organel yang mengandung pigmen warna, terdiri dari: a. Kloroplas, yaitu plastid yang banyak mengandung pigmen hijau yang berfungsi dalam proses fotosintesis. - berukuran 4 – 6 µm, pada beberapa tumbuhan berfungsi juga dalam pembentukan pati dari karbohodrat terlarut hasil fotosintesis. b. Kromoplas, yaitu plastida yang hanya mengandung pigmen pigmen, merah, kuning atau jingga (karotenoid) - kromoplas sering berasal dari kloroplas, namun dapat pula berasal dari proplastida - Bentuk : butir, batang atau spiral - Terdapat pada mahkota bunga, buah, daun dan akar (wortel)
c. Leukoplas, yaitu plastida yang tidak mengandung pigmen warna. - Terdapat pada sel yang masih muda atau bagian yang tidak terkena cahaya - Biasanya merupakan tempat penimbunan produksi tumbuhan seperti pati (amiloplas), protein (proteinoplas), lemak (elaioplas). - Leukoplas kadang-kadang dapat berubah menjadi kloroplas bila terkena cahaya, misalnya umbi kentang
d.Etioplas, Yaitu kloroplas yang berubah struktur sehingga kehilangan warna hijaunya karena hidup di tempat gelap.
5. Mikrobodi
Merupakan badan renik berdiameter 0,5 – 1,5 nm Terdapat 2 kelompok mikrobodi yaitu : a. Peroksisom, yang berhubungan dengan kloropas, merupakan tempat fotorespirasi asam glikolat. b. Glioksisom, Mikrobadan yang ada selama perkecambahan biji yang menyimpan lemak sebagai cadangan, dan berisi enzim yang diperlukan untuk pemecahan asam lemak menjadi asetil Ko-A dan sintesis suksinat dari asetil Ko-A.
6.
Ribosom Merupakan partikel kecil berdiameter 17-20 nm yang didapati bebas dalam sitoplasma diluar membran RE serta dalam nukleus. Kloroplas dan mitokondria. Terdiri atas : 1. RNA 2. Protein Ribosom bersatu membentuk gerombol (poliribosom atau polisom) yang berperan dalam sintesis protein, yakni dalam perakitan asam amino menjadi rantai polipeptida urutan asam amino dibawa oleh mRNA dari inti, kemudian bergabung dengan ribosom dan ditranslasikan oleh tRNA yang ada di sitoplasma.
60S
40S 60S
40S
60S
7. Sferosom Adalah badan lipid berbenutk bola. 8. Mikrotubul Merupakan struktur yang lurus, memanjang, kosong ditengahnya dan tersusun dari subunit protein berupa bola. Diameternya rata-rata 23-27 nm. Berperan dalam memertahankan bentuk sel serta diferensiasi kimiawi. 9. Mikrofilamen Struktur protein yang sangat ramping (diameter 5-7 μm), terdiri dari aktin terlibat dalam gerakan dalam sel.
10. Vakuola Merupakan organel paling besar Volumenya (lebih dari 90% volume protoplas). V : Bagian ruangan dalam sel berisi cairan yang dibatasi membran, tonoplas F : Mengatur air dan kandungan solut dalam sel, misalnya pada pengaturan osmosis, pertumbuhan sel, menyimpan cadangan makanan, dan sebagai organ pencernaan yang mampu mengurai dan mendaur ulang bagian organel tua Cairan Vakuola terdiri : air,namun di dalamnya dapat terlarut berbagai zat seperti gula, garam, protein, alkaloid, zat penyamak (tanin), dan zat warna
11. Zat Ergastik Merupakan bahan cadangan atau bahan buangan yang diproduksi sel, meliputi : a. Pati/Amilum - Karbohidrat yang paling umum terdapat dalam tumbuhan selain selulosa. - Butir pati terdiri dari lapisan-lapisan yang mengelilingi titik pusat yang disebut hilum.Perbedaan kadar air pd zat pembentuk lap. Pati yaitu amilopektin dan amilose. Amilose lebih larut dalam air daripada amilopektin. Bila di tambah reagen I2-KI amilose akan (biru) sedangkan amilopektin (coklat)
b. Protein - Terdapat pada lapisan endosperm paling luar dan embrio biji-bijian di dalam bentuk butiran yang disebut aleuron. - Ketika biji mengering, protein mengendap di batas luar vakuola atau dalam vakuola itu sendiri, disebut butir aleuron (vakuola yang mengering). Pada endosperm biji jarak (Ricinus comuis). terdapat butir aleuron yang besar.
c. Lipid (minyak, lemak dan lilin/malam) - Minyak dan lemak merupakan ester gliserida asam lemak, ditemukan paling banyak dalam biji dan buah dan dihasilkan oleh elaioplas atau sferosom. - Malam terdiri dari ester asam lemak berantai panjang dan alkohol monohidrida berantai panjang. ditemukan sebagai lapisan pelindung pada epidermis batang, daun dan buah. - Senyawa lipid lain seperti terpentin dan minyak atsiri (minyak esensial ) biasanya dihasilkan jaringan sekresi.
d. Kristal dan silika Kristal adalah garam kalsium sedangkan silika adalah silikon dioksida
e. Sistolit - Merupakan kristal halus terdiri dari selulosa yang diresapi oleh kalsium karbonat yang berhubungan dengan pertumbuhan dinding ke arah dalam/lumen. - Umumnya ditemukan pada epidermis, dalam rambut (trikom) atau sel khusus. Bentuknya tak beraturan atau kadang berbentuk sekumpulan buah anggur.
b. INTI SEL - Inti sel dikelilingi oleh selaput inti dan mengandung matriks inti (nukleoplasma, karyolimf, cairan inti) dan nukleolus (satu atau lebih) - Dalam nukleoplasma terdapat kromosom yang terdiri dari DNA dan protein Gabungan DNA dan protein dalam kromosom yang memiliki afinitas terhadap zat warna basa disebut kromatin.
2. DINDING SEL Terdiri 3 Lapisan : a. Lamela Tengah : Merekatkan satu sel dengan sel lainnya. Terdiri dari pektin sehingga bila diberi enzim pektinase akan melarutkan lamela tengah sehingga sel akan terpisah satu sama lain (maserasi). b. Dinding Primer : Dinding yang dibentuk ketika sel sedang tumbuh, terdiri dari selulosa, hemiselulosa dan pektin. c. Dinding Sekunder : Terbentuk di sebelah dalam dinding primer, setelah sel selesai tumbuh. Lapisan dinding ini terdiri : selulosa dan lignin.
Pada Tumbuhan terdapat 3 sistem jaringan yang akan membangun organ tumbuhan yaitu: 1. Jaringan dasar/jaringan pengisi a. Parenkim - Dihasilkan dari meristem dasar - Lokasi : Korteks, empulur, mesopil daun, daging buah, bagian sumbu vertikal jaringan, pembuluh primer, daerah radial jaringan pembuluh sekunder. - Karakteristik : sel hidup pada saat dewasa, memiliki dinding sel yang tipis, umumnya hanya memiliki dinding sel primer saja. - Bentuk dan ukuran bervariasi, membulat, memanjang, atau seperti bintang seringkali tersusun secara tidak rapat dan memiliki ruang antar sel yang cukup besar
- Fungsi : a. Fotosintesis (Dinamakan klorenkim karena sel mengandung kloroplas). b. Penyimpan cadangan makanan (mengandung pati, protein atau metabolit lainnya) c. Sel sekresi, seringkali membatasi saluran sekresi (nektar, minyak, karet, hormon) d. sel transfer untuk pergerakan senyawa antar sel e. Pergerakan H2O f. Aerenkim (jaringan parenkim yang memiliki ruang antar sel yang cukup luas)
b. Kolenkim - Lokasi : bagian urat daun, batang dan petiolus - Karakteristik sel : pendek membulat, sel memanjang, memiliki penebalan dinding sel yang tidak merata, merupakan sel hidup pada saat dewasa. - Fungsi : Penyokong pada bagian tumbuhan yang sedang aktif tumbuh
Menurut tipe penebalan dinding sel, ada 4 tipe kolenkim yaitu: 1). Kolenkim menyudut (angular) yaitu penebalan dinding terapat pada sudut sel dan memanjang mengikuti sumbu sel. 2). Kolenkim lamelar (kolenkim lempeng), Penebalan dinding sel terutama pada dinding tangensial.
3). Kolenkim lakunar ; Penebalan terdapat pada bagian dinding sel yang menghadap ruang antar sel. 4). Kolenkim anular : Penebalan dinding sel merata sehingga ruang sel (lumen) menjadi berbentuk pipa
3. Sklerenkim - Lokasi : Di berbagai bagian tumbuhan
- Fungsi : Penyokong, Penguat tumbuhan - Karakteristik : sel memiliki penebalan dinding yang berlignin, memiliki lumen yang berdiameter kecil, Pada umumnya sel mati pada saat dewasa - Berdasarkan perbedaan ukuran panjang dan lebarnya, sklerenkim dibagi menjadi 2 jenis: a. Serat/serabut: b. Sklereid (sel batu)
Sklerenkim
Sklerenkim Sklereid
serat
3. Jaringan Dermal
a. Lapisan Epidermis Dihasilkan dari protoderm Umumnya berupa lapisan tunggal yang cukup tebal (kecuali pada akar udara, misalnya anggrek yang terdiri atas beberapa lapisan sel ( velamen), dan pada beberapa tumbuhan tropis yang berfungsi untuk menahan panas matahari). Fungsi : - Proteksi terhadap kerusakan mekanis - Proteksi terhadap kehilangan air yang berlebihan - Proteksi terhadap hama dan penyakit.
Karakteristik : Memiliki dinding yang tebal di bagian permukaan luar epidermis, memiliki bentuk yang bervariasi, dapat berupa sel mati pada saat dewasa. Pada bagian luar epidermis dapat ditemukan adanya kutikula, yaitu lapisan pelindung berupa lilin, yang disekresikan pada permukaan selepidermis berfungsi untuk membantu mencegah kehilangan air yang berlebihan serta untuk proteksi terhadap hama dan penyakit.
b. Periderm atau Lapisan gabus Terbentuk didalam akar dan batang dikotil yang mempunyai penebalan sekunder yang nyata dan terus-menerus. Terdiri atas: 1. Felogen : merupakan kambium gabus, terjadi pada lapisan korteks tepat dibawah epidermis atau lebih dalam lagi. 2. Felem, Lapisan gabus yang dihasilkan felogen secara sentrifugal. Dindingnya terdiri atas selulosa dan kadang lignin atau suberin (zat gabus), isi sel mati dengan lumen kadang berisi zat berwarna gelap yaitu resin atau tanin. 3. Feloderm, merupakan jaringan parenkimatis yang dihasilkan felogeb secara sentripetal. Merupakan sel hidup tanpa dinding yang bersuberin. Pada tumbuhan tertentu mengandung kloroplas dan dapat membuat pati. Kadang diantara feloderm terdapat sklereid. Merupakan persenyawaaan polimer tinggi yang terdiri atas asam lemak tak jenuh. Sifatnya tidak dapat ditembus oleh air dan gas serta dapat tahan terdapat asam sehingga sering digunakan sebagai gabus tutup botol terutama yang berasal dari Quercus suber.
c. Modifikasi Epidermis 1. Rambut atau Trikoma
2. Stomata berfungsi : Sebagai tempat respirasi dan transpirasi pada tumbuhan, merupakan celah pada epidermis yang dibatasi oleh 2 sel epidermis yang khusus yaitu sel penutup. Dengan merubah bentuknya, sel penutup mengatur pelebaran dan penyempitan celah. Sel yang mengelilingi stoma dapat berbentuk sama atau berbeda dengan sel epidermis lainnya. Sel yang berbeda bentuk dinamakan sel tetangga, yang kadangkadang berbeda juga isinya. Sel tetangga berperan dalam perubahan osmotik yang menyebabkan gerakan sel penutup yang mengatur lebar celah. Di temukan paling banyak pada bagian bawah daun. Pembagian tipe stomata: 1. Berdasarkan jumlah dan letak sel tetangga a. Anomositik, d. Aktinositik b. Anisositik e. Bidiasitiik c. Parasitik d. Diasitik
Stomata
Tipe Stomata Jumlah sel tetangga > 3 dan bentuknya hampir sama (alamanda)
sel tetangga > 3, satu sel jelas lebih kecil (Cabe)
Tipe Stomata Sel tetangga berjumlah 2 tegak lurus terhadap celah (kumis kucing)
Sel tetangga berjumlah 2 sejajar dengan celah (daun alpukat)
Tipe Stomata sel tetangga pipih, mengelilingi stomata dalam susunan melingkar
sel tetangga (diasitik) dikelilingi oleh 2 sel epidermis
3. Berdasarkan letak sel penutup terhadap
epidermis a. Tipe Faneropor, yaitu letak sel penutup sama tinggi dengan sel epidermis, terdapat pada tumbuhan yang hidup di daerah tidak terlalu kering. Contoh Tembakau, mangga. b. Tipe kriptopor,yaitu letak sel penutup lebih dalam daripada sel epidermis. Terdapat pada tumbuhan yang hidup di daerah kering. C/ Karet, pinus dll.
2. Berdasarkan bentuk sel penutup a. Tipe Amarylidaceae, stomata yang memiliki sel penutup berbentuk ginjal. Umumnya terdapat pada dikotil dan monokotil. b. Tipe Gramine, yaitu stoma yang sel penutupnya berbentuk halter. Umumnya terdapat pada Poaceae dan Cyperaceae
2. Floem F/ translokasi fotosintat, terutama karbohidrat, ke seluruh bagian tumbuhan Terdiri Dari : a. Pembuluh tapis (sieve tube) (Gymnospermae dan tumbuhan tidak berbiji) b. Sel Pengantar (Angiospermae) c. Sel Tapis (Tmbh. Rendah dan Gimnospermae) d. Sel albumin e. Parenkim floem, merupakan jar pengisi, sel hidup dan berisi cadangan makanan dan kristal f. Serat floem/sklereid, dinding berlignin, F/ pengokoh
BERKAS PENGANGKUT/Ikatan Pembuluh (Bila xylem dan floem berdekatan sehingga membentuk suatu berkas) Berdasarkan letaknya, Berkas Pembuluh tdd : 1. Tipe kolateral : Bila X dan F letaknya berdamping dengan posisi floem di lingkaran luar Kolateral terbuka : antara x dan f terdapat kambium (dikotyledon) Kolateral tertutup : antara x dan f tidak terdapat kambium tetapi dikelilingi oleh jaringan sklerenkim (Monokotyledon)
F
F X
X
2. Tipe
bikolateral, susunannya terdiri dari Floem luar, kambium, xilem dan floem dalam. ( solanaceae, cucurbitaceae, convulvulaceae, compositae dan apocynaceae.
c. Tipe Konsentris : X mengelilingi/membungkus F atau
sebaliknya. Dibagi 2 tipe : 1. Konsentris amfikribal, bila f mengelilingi x (Pteridophyta) 2. Konsentris amfivasal, bila x mengelilingi F (Batang tmb. Monokotiledonae yang berkambium, Misal Agave, Aloe.)
X X F F
d. Tipe Radial : X dan F tdk membentuk berkas yang sesungguhnya krn meskipun x dan F berdampingan tetapi berada pada jari-jari tubuh yang berbeda dipisahkan oleh jaringan dasar. (pd akar sewaktu x dan f berada dalam keadaan primer)
