STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN

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

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

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

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

DAFTAR ISI Hal iii v vi viii

KATA PENGANTAR DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL BAB I

BAB II

PENDAHULUAN A. Latar Belakang

1 1

B. Deskripsi Singkat

1

C. Tujuan

4

D. Program Penyajian

4

STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN A. Tubuh Tumbuhan

9 9

1. Sistem tunas dan sistem akar

10

2. Sistem tunas

18

3. Sistem akar

23

4. Tumbuhan berkayu

27 31

B. Nutrisi dan sistem pengangkutan pada tumbuhan 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 66

E. Aplikasi dalam Pembelajaran

BAB III RANGKUMAN BAB IV EVALUASI DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN LKS


69 73 79

BERMUTU

v

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.

Gambar 2.6.

14

Tipe-tipe sel utama pada xilem yang mengalirkan air dan garam15

garam mineral terlarut. Gambar 2.7.

(a) Penampang melintang batang jagung, menunjukkan bagian epidermis (b) Permukaan epidermis daun jagung

Gambar 2.8.

16

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 19

sama Gambar 2.12.

a. sketsa susunan kuncup pada cabang pohon walnut berumur 3 tahun. b-d. Pembentukan daun pada pohon dogwood

Gambar 2.13.

20

Bentuk umum daun tumbuhan dikotil (kiri) dan daun tumbuhan monokotil (kanan). Gambar atas memperlihatkan contoh beberapa daun tunggal dan daun majemuk.

Gambar 2.14.

vi

21

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

BERMUTU

DAFTAR ISI/DAFTAR GAMBAR/DAFTAR TABEL

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 28

sekunder 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 30

pertumbuhan sekunder 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 42

membesar. 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 65

kering, c. Strawberi, buah agregat


BERMUTU

vii

DAFTAR TABEL Hal Tabel 2.1.

Elemen Esensial Tumbuhan Darat

10

Tabel 2.2.

Peran Mineral bagi Tumbuhan

20

viii

BERMUTU


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


BERMUTU

1


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 (ciriciri 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


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


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 bagianbagian 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


No.

Kelas/ Semester

1.

IV/1

Standar Kompetensi 2. Memahami hubungan antara struktur bagian tumbuhan dengan fungsinya

Kompetensi Dasar 2.1. Menjelaskan hubungan antara struktur akar tumbuhan dengan 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.

3.

VI/1

1. Memahami hubungan antara ciri-ciri makhluk hidup dengan lingkungan tempat hidupnya

1.2 Mendeskripsikan hubungan antara ciri-ciri khusus yang dimiliki tumbuhan (kaktus, tumbuhan pemakan serangga) dengan lingkungan hidupnya

2. Memahami cara perkembangbiakkan makhluk hidup

2.3. Mengidentifikasi cara perkembangbiakkan tumbuhan 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


Alur Kegiatan

Kegiatan 1 : 10 menit

Kegiatan 2: 25 menit


Penjelasan umum :

Curah pendapat

Pengkajian modul:

Topik yang akan dipelajari, tujuan, kegiatan belajar yang akan dilakukan guru peserta diskusi, dan produk kegiatan belajar yang diharapkan dari kegiatan belajar.

Diskusi dan tanya jawab tentang kesulitan serta solusinya dalam melaksanakan pembelajaran materi:  struktur bagian tumbuhan  hubungan antara ciri-ciri tumbuhan dengan lingkungannya  perkembangbiakan tumbuhan

Kerja kelompok  Membuat rangkuman materi yang ada pada modul  Menjawab pertanyaan-pertanyaan yang ada pada modul Pleno laporan hasil kerja kelompok



Penutup

Kegiatan praktikum:

Penjelasan tugas mandiri : Menyusun rencana pembelajaran

Kerja kelompok

Reviu hasil kegiatan oleh fasilitator

 Melakukan pengamatan langsung terhadap jaringan tumbuhan melalui mikroskop  Membandingkan antara hasil pengamatan dan diagram jaringan tumbuhan Pleno Laporan hasil kerja keompok

6

BERMUTU

BAB I PENDAHULUAN


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


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

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.


BERMUTU

9


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

bagian

terbesar

dasar

merupakan

penyusun

tubuh

tumbuhan muda, menempati ruangan antara sistem jaringan dermal dan sistem jaringan dasar

terdiri

pembuluh.

dari

tiga

Jaringan

jenis

yaitu

parenkima, kolenkima, dan sklerenkima. Ketiganya

dibedakan

berdasarkan

pada

selnya.

10

BERMUTU

struktur

terutama dinding Gambar 2.1. Skema Tubuh Tumbuhan

BAB II 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


BERMUTU

11


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

tumbuhan. bentuknya

menguatkan

Umumnya membulat

tubuh

sel-sel atau

ini

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 batang bunga matahari.

dari sklerenkima. Pada jaringan dasar ini, dinding sel sekundernya mengalami penebalan sehingga menjadi kaku atau liat.

12

BERMUTU



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


BERMUTU

13


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

membentuk

ujung-ujung pipa

selnya,

kapiler

di

sepanjang akar, batang, dan daun.

Gambar 2.5. Contoh sel-sel pada xilem dan floem tersusun dalam suatu ikatan berada pada jaringan dasar 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



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, ujungujung 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 selselnya hidup hingga dewasa. Pada dinding selnya terdapat pori-pori yang menghubungkan materi sitoplasma antara sel-sel yang berdekatan. Pada


BERMUTU

15


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



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.


BERMUTU

17


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



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


BERMUTU

19


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 disusun

oleh

meristematik,

b

jaringan 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 menempel pada batang. Selanjutnya

kuncup

tumbuh menjadi daun, bunga,

Gambar 2.12. a. sketsa susunan kuncup pada cabang kedongdong berumur 3 tahun. b-d. Pembentukan daun pada pohon kemboja

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



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.


BERMUTU

21


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 selsel 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



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 bawah.

dan

tumbuh

Akar-akar

kearah 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 cabangcabang 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


BERMUTU

23


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



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 (jaringan

semua

jaringan

pembuluh)

vaskuler

pada

akar

tersusun sebagai suatu kolom yang berada di bagian tengah, dinamakan silinder

vaskuler.

Jaringan

dasar

yang

disebut

korteks

akar

mengelilingi silinder vaskuler.

Gambar 2.18. Penampang melintang 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.


BERMUTU

25


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



Air yang masuk ke dalam akar bergerak dari satu sel ke sel lainnya sehingga

mencapai

endodermis

korteks

Akar lateral muncul dari aktivitas meristematik pada epidermis perisikel

(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

menghasilkan

sel akar

yang

dapat

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


BERMUTU

27


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



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

BERMUTU

29


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. Selsel 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



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


BERMUTU

31


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 Unsur

Tersedia dalam bentuk

Simbol

Karbon

C

CO2

Oksigen

O

O2 , H2O, C 2

Hidrogen

H

H2O

Nitrogen

N

NO3-; NH4+

Kalium Kalsium

Mg

96% dari total berat kering

1,5 1,0

K

Ca

Magnesium

45 45 6

+

K

Persentase (dalam berat kering jaringan)

++

0,5

Ca

++

0,2

Mg

P

H2PO4-,

Sulfur

S

Klorin

Cl

SO4- -

Besi

Fe

Fe , Fe

0,010

Tembaga

Cu

Cu+, Cu++

0,006

Boron

B

H3BO3

0,002

Manggan

Mn

MN++

0,0050

Seng

Zn

Zn

0,0020

Molibdenum

Mo

MoO4-

0,00001

Fosfor

HPO4- -

0,2 0,1 0,010

Cl

++

+++

++

Tabel 2.2. Peran Mineral bagi Tumbuhan Makronutrien

Fungsi

Gejala Defisiensi

Nitrogen

Komponen protein, asam nukleat, hormone, dan koenzim

Pertumbuhan kerdil, daun tua berwarna pucat; daun tua kuning dan mati (klorosis)

Kalium

Kofaktor yang berfungsi dalam sintesis klorofil; zat terlarut utama yang berfungsi dalam keseimbangan air; pergerakan stomata

Pertumbuhan terhambat; daun tua keriting, burik, atau bertitik-titik; pinggir daun terbakar; batang dan akar layu

32

BERMUTU



Makronutrien

Fungsi

Gejala Defisiensi

Kalsium

Berperan dalam pembentukan dan stabilitas dinding sel dan dalam pemeliharaan struktur dan permeabilitas membrane; mengaktifkan beberapa enzim; mengatur banyak respons sel terhadap rangsangan

Pembentukan daun terhambat; kuncup terminal mati; pertumbuhan akar terhambat

Magnesium

Merupakan komponen klorofil; mengaktifkan banyak enzim

Klorosis; daun gugur

Fosfor

Komponen asam nukleat, fosfolipid, ATP, beberapa koenzim

Tulang daun yang tua berwarna keunguan; buah dan biji yang dihasilkan sedikit; pertumbuhan terhambat

Sulfur

Komponen protein, koenzim

Daun berwarna pucat atau kekuningan; pertumbuhan terhambat

Klorin

Diperlukan dalam tahapan pemecahan air pada fotosintesis; berfungsi dalam menjaga keseimbangan air

Layu; klorosis; beberapa daun mati

Besi

Komponen sitokrom; mengaktifkan beberapa enzim

Klorosis; pada rerumputan daunnya menguning dengan garisgaris hijau

Boron

Kofaktor dalam sintesis klorofil; bias terlibat dalam transport karbohidrat dan sitesis asam nukleat

Kuncup terminal, cabang lateral mati; daun menebal, mengikal, menjadi rapuh

Manggan

Aktif dalam pembentukan klorofil; mengaktifkan beberapa enzim; diperlukan dalam tahapan pemutusan air dalam fotosintesis

Daun pucat, tulang daun utama berwarna hijau; daun memutih dan gugur

Seng

Aktif dalam pembentukan klorofil; mengaktifkan beberapa enzim

Klorosis; daun burik atau berwarna perunggu; akar abnormal

Tembaga

Komponen enzim-enzim redoks dan biosintesis lignin

Klorosis; pada daun terdapat bintikbintik daun mati; pertumbuhan terhambat; kuncup terminal mati

Molibdenum

Berperan dalam fiksasi nitrogen; kofaktor yang berfungsi dalam reduksi nitrat

Memungkinkan defisiensi nitrogen; daun pirang, menggulung

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 daerahdaerah lain, menggantikan akar yang lama. Bukan berarti akar dapat


BERMUTU

33


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 organismeorganisme 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



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.


BERMUTU

35


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



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.


BERMUTU

37


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



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 pohonpohon 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.


BERMUTU

39


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, molekulmolekulnya tidak menjauh satu sama lain. Mengapa demikian? Beberapa waktu yang lalu, seorang botanis, Henry Dixon, memberikan penjelasan yang bagus,

40

BERMUTU



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.


BERMUTU

41


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



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


BERMUTU

43


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 buahbuahan 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 bentukbentuk 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



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 senyawasenyawa 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.


BERMUTU

45


Serangga-serangga kecil yang disebut aphid membantu menunjukkan bahwa senyawa organik mengalir di bawah tekanan floem. Seekor aphid mengambil makanan dari daun dan batang. Ia menusukkan salah satu bagian dari mulutnya yang disebut stilet ke dalam tabung tapis dan memakan gula yang terlarut di dalamnya. Isi tabung tapis tersebut bertekanan tinggi, lima kali lebih tinggi daripada tekanan yang berada di dalam sebuah ban mobil. Tekanan ini mendorong cairan tersebut ke dalam perut aphid hingga keluar dari ujung yang lain sebagai tetesan madu. Jika kita memarkir mobil di bawah pohon yang sedang diserang oleh sekawanan aphid, mungkin kita akan kejatuhan tetesantetesan madu tersebut. Dalam beberapa eksperimen, aphid yang sedang makan dibius dengan konsentrasi karbondioksida yang tinggi. Kemudian, tubuh mereka dilepaskan dari stilet yang tertinggal dalam tabung tapis yang menjadi tempat makan sang aphid. Analisis dari cairan yang keluar dari tabung tersebut memverifikasi bahwa pada sebagian besar tumbuhan, bentuk karbohidrat utama yang ditranslokasi di bawah tekanan melalui floem adalah sukrosa.

b. Teori Aliran Tekanan Di dalam tumbuhan berbunga, gula dan senyawa-senyawa organik lainnya mengalir dari sebuah sumber menuju sebuah tempat tujuan mengikuti gradien penurunan konsentrasi dan tekanan zat terlarut. Yang disebut sebagai sumber adalah suatu bagian tubuh tumbuhan di mana senyawa organik dimasukkan ke dalam sistem tabung tapis. Yang disebut sebagai tempat tujuan adalah suatu bagian tubuh tumbuhan di mana senyawa organik dikeluarkan dari sistem tabung tapis untuk digunakan atau disimpan. Lokasi fotosintesis dalam daun-daun dewasa adalah contoh sebuah sumber. Contoh lainnya adalah umbi, di mana timbunan makanan dimobilisasi untuk diangkut menuju bagian-bagian tubuh tumbuhan yang sedang tumbuh. Sebaliknya, bunga-bunga muda yang tumbuh adalah bagian tujuan. Begitu pula buah apel, pir, dan buah-buah lainnya yang Anda lihat tumbuh di pohon. Sebenarnya, daun-daun muda, akar, dan bagian-bagian tubuh tumbuhan lainnya pada awalnya adalah tempat tujuan, namun berubah menjadi sumber seiring dengan berjalannya waktu.

46

BERMUTU



Apa yang membuat gula dan senyawa-senyawa organik lainnya mengalir dari sumber menuju tempat tujuan! Menurut teori aliran tekanan, tekanan terbangun di ujung sumber dari sebuah sistem tabung tapis dan mendorong zat-zat terlarut menuju tempat tujuan. Bayangkan bagaimana sukrosa mengalir dari sumber ke tempat tujuan. Di dalam daun, sukrosa yang dibentuk dalam sel-sel mesofil fotosintetik diangkut ke dalam floem yang terdiri dari pembuluh-pembuluh halus. Di sini, sukrosa dimasukkan ke dalam tabung tapis kecil. Sel-sel tabung tapis hidup pada saat dewasa namun hanya memainkan peran pasif dalam proses translokasi. Proses masuknya sukrosa ini bergantung pada pengeluaran energi oleh sel-sel tetangga yang letaknya bersebelahan dengan sel-sel tabung tapis. Seiring dengan masuknya sukrosa, konsentrasi sukrosa meningkat di dalam tabung tapis. Sebagai akibatnya tekanan air menurun. Coba Anda ingat kembali tekanan turgor! Tekanan cairan internal yang mendorong dinding sel, meningkat ketika air masuk ke dalam sel melalui osmosis. Dalam kasus ini, energi potensial air yang lebih rendah menyebabkan air masuk ke dalam tabung tapis. Berkenaan dengan meningkatnya tekanan turgor, cairan yang dipenuhi sukrosa ini bergerak ke dalam tabung tapis dari pembuluh-pembuluh yang membesar. Pada akhirnya, cairan tersebut terdorong keluar dari daun melalui batang menuju ke tempat tujuan. Di sini, cairan tersebut dikeluarkan dari sistem tabung tapis.


BERMUTU

47


a.

b.

c.

Gambar 2.35.

Tahapan pemindahan nutrisi a. Pengisian nutrisi ke dalam sumber b. Pengaliran nutrisi sepanjang jaringan pembuluh c. Pengeluaran nutrisi ke tempat tujuan

Karena sukrosa ditambahkan di dalam ujung sumber dari tabung tapis dan dikeluarkan di ujung tempat tujuan, konsentrasinya semakin menurun di perjalanan sehingga terjadi penurunan tekanan. Sebagian besar sukrosa yang dimasukkan ke dalam tabung-tabung tapis kecil akan mencapai tempat tujuan. Sebaliknya, air bebas masuk dan keluar dari sistem tabung tapis di sepanjang rute perjalanan. Oleh karena itu, hanya sedikit (jika ada sama sekali) molekulmolekul air yang bertahan di perjalanan dan sampai ke tempat tujuan. Meskipun demikian, air dalam ujung tempat tujuan tetap dikeluarkan menuju sel-sel yang berada di sekitarnya ketika sukrosa dikeluarkan dan bergerak menuju sel-sel tersebut.

48

BERMUTU



Perlu diingat bahwa tabung-tabung tapis hanyalah alat pasif dalam translokasi. Sistem tabung tapis bekerja karena (1) sel-sel tetangga menyediakan energi untuk memasukkan sukrosa ke dalam sumber dan (2) sukrosa dikeluarkan di tempat tujuan. Oleh karena itu, selalu terdapat gradien konsentrasi sukrosa dari sumber ke tempat tujuan dan gradien tekanan yang menjaga sukrosa tetap bergerak. Senyawa-senyawa organik mengalir melalui floem sebagai respon terhadap gradien konsentrasi dan tekanan. Gradien tersebut dipertahankan melalui pengeluaran energi di sumber, misalnya daun-daun dewasa, dan pengeluaran zat-zat terlarut di tempat tujuan, misalnya akar.

C. Adaptasi Batang, Daun, dan Akar pada Tumbuhan Tumbuhan, seperti makhluk hidup lainnya melakukan adaptasi untuk dapat mempertahankan jenisnya. Adaptasi yang dapat dilakukan tumbuhan mencakup perubahan morfologi tumbuhan. Adaptasi morfologi yang dilakukan tumbuhan, antara lain berupa modifikasi daun, batang, dan akar. 1.

Adaptasi Daun Daun merupakan tempat utama berlangsungnya fotosintesis dan menghasilkan karbohidrat dengan menggunakan energi dari sinar matahari. Daun fotosintetik biasanya tipis, memiliki area permukaan yang luas, dan letaknya pada batang dengan posisi miring untuk penyerapan cahaya maksimum. Namun demikian, daun

dapat

diadaptasi

untuk

keperluan

lain

termasuk

sebagai

tempat

penyimpanan makanan dan air, pemberi dukungan, dan pertahanan.


BERMUTU

49


Tempat penyimpanan makanan

Sebagai pertahanan/ kehilangan air

Pemikat

Insektifor

Umbi Bawang (Allium cepa)

Duri Opuntia marnierana

Floral bracts Bougainvillea glabra

Venus perangkap serangga (Dionaea muscipula)

Daun memainkan peran sebagai mahkota bunga dalam menarik penyerbuk

Daun yang dimodifikasi untuk membentuk sebuah perangkap serangga.

Sumbu batang yang sangat pendek dengan sisik daun berdaging tebal

2.

Setiap daun telah menjadi kayu dan duri non fotosintetik. Duri dengan luas permukaan yang kecil mengurangi kehilangan air dan melindungi tanaman dari hewan herbivora.

Adaptasi Batang Batang cenderung berada di atas permukaan tanah, tegak, dan mendukung tubuh tumbuhan. Batang mendukung daun, tunas sisi, dan organ reproduksi serta biasanya berakhir dalam bentuk kuncup. Cabang lateral muncul dari ketiak daun (sudut antara daun dan batang). Terdapat banyak variasi pada batang 'normal'. Batang mungkin berada di bawah tanah, berfungsi sebagai tempat penyimpanan, sebagai organ reproduksi atau organ pendukung.

50

BERMUTU



Fotosintetik

Penyimpanan

Penyimpanan

Pemanjatan/ Pendukung

Phylloclade atau cladode Butcher’s broom (Ruscus aculeatus)

Rhizoma Jahe (Zingiber officinale)

Umbi Crocus (Crocus species)

Sulur Anggur (Vitis species)

Batang di dalam tanah yang tumbuh horizontal di bawah permukaan tanah. Umumnya tebal, berdaging atau berkayu.

Batang (vertikal) yang pendek, gemuk dibangun dari beberapa buku dan ruas. Berkembang di dalam atau di bawah tanah.

Posisi sulur dan keberadaan/ ketiadaan sisik daun yang tereduksi dapat dijadikan petunjuk asal modifikasi sulur dari batang atau daun.

kuncup

Struktur batang yang mirip dan bertindak sebagai daun

3.

Adaptasi Akar

Akar cenderung tumbuh ke bawah, menjauhi cahaya, dan mendekati air. Peran utama akar adalah penambatan, penyerapan, dan transportasi. Akar harus memiliki penyesuaian untuk memenuhi berbagai fungsi lain termasuk penyimpanan, pendukung, dan aerasi.


BERMUTU

51


Penyerapan

Aerasi

Perekat

Pendukung

Akar udara Anggrek epifit (spesies Oncidium)

Akar napas Mangrov (Spesies Sonneratia)

Ivy (Hedera helix)

Prop roots Jagung (Zea mays)

Tumbuhan epifit hidup pada tumbuhan lain untuk menyokong pertumbuhannya. Akar udara tersebut sedikit yang mencapai permukaan tanah untuk menyerap air hujan.

Akar napas memiliki ruang udara internal yang berhubungan dengan akar yang terendam air.

Tambahan akar adventif tumbuh dari batang, pada bagian samping untuk mencapai permukaan.

Akar udara tumbuh ke arah bawah dari batang menuju tanah.

D. Reproduksi pada Tumbuhan Bagi tumbuhan berbunga, reproduksi seksual mensyaratkan dihasilkannya sporaspora, seperti halnya gamet. Spora-spora ini terbentuk di dalam struktur reproduksi khusus yang dinamakan bunga. Dalam berbagai spesies, bunga dibantu oleh serangga, burung, dan binatang-binatang dalam proses yang membantu polinasi (penyerbukan) dan penyebaran biji. Struktur bunga jantan menghasilkan mikrospora haploid yang berkembang menjadi gametofit jantan yang belum dewasa (butir serbuk sari). Sperma terbentuk di dalam butir-butir serbuk sari. Struktur bunga betina memproduksi megaspora haploid yang berkembang menjadi gametofit betina. Telur terbentuk di dalam gametofit betina. Butir serbuk sari dikeluarkan dari tumbuhan induk dan beradaptasi untuk mengadakan perjalanan menuju telur. Gametofit betina tetap melekat pada tumbuhan induk dan diberi nutrisi olehnya. Setelah terjadi fertilisasi, biji-biji berkembang. Masing-masing biji terdiri atas sporofit embrio dan jaringan-jaringan yang berfungsi untuk menutrisi, melindungi, dan membantu penyebarannya.

52

BERMUTU



1.

Model-model Reproduktif Meskipun kita mungkin tidak terlalu sering memikirkannya, tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi) terlibat dalam hubungan seksual. Sebagaimana halnya pada

manusia,

tumbuhan

ini

memiliki

sistem

reproduksi

lengkap

yang

menghasilkan sperma dan susu, menutrisi, dan melindunginya. Sebagaimana halnya pada manusia, struktur betina dari tumbuhan berbunga mengandung embrio pada masa awal perkembangannya. Bunga berfungsi sebagai pengundang pihak ketiga, yaitu penyerbuk, yang berfungsi dalam menyatukan sperma dan telur. Jauh sebelum manusia memikirkan hal tersebut, tumbuhan-tumbuhan berbunga telah menggunakan warna-warni dan wewangian yang memikat untuk meningkatkan kesuksesan hubungan seksual. Banyak tumbuhan dapat melakukan hal yang tidak dapat dilakukan oleh manusia, mereka dapat berkembang biak secara aseksual. Ingat kembali bahwa reproduksi seksual mensyaratkan pembentukan gamet

yang diikuti oleh

pembuahan (fertilisasi). Hal ini berarti dua perangkat instruksi genetik dari dua gamet hadir di dalam telur yang dibuahi. Reproduksi aseksual berlangsung melalui mitosis sehingga individu-individu dari generasi yang baru adalah klon, yakni identik secara genetik dengan tumbuhan induknya. Apa yang biasa kita sebut tumbuhan sebenarnya adalah sporofit, badan vegetatif yang berkembang setelah telur yang telah dibuahi (zigot) menjalani serangkaian pembelahan dan diferensiasi sel secara mitosis. Tumbuhan lobak, kaktus, dan pohon mangga adalah contoh-contoh sporofit. Pada suatu tahap masa pertumbuhan dan perkembangan, sporofit memproduksi tunas-tunas reproduksi yang dinamakan bunga. Beberapa sel dalam bunga membelah diri secara meiosis dan berkembang menjadi gametofit yang akan memproduksi sel-sel seks haploid, yaitu gamet. Gametofit jantan menghasilkan sperma dan gametofit betina menghasilkan telur.


BERMUTU

53


Gambar 2.36. Siklus hidup tumbuhan berbunga pada umumnya.

Gametofit betina biasanya berbentuk badan-badan multisel kecil yang melekat pada jaringan bunga. Gametofit jantan yang belum dewasa dilepaskan dari bunga dalam bentuk butir-butir serbuk sari; yang seperti peti dalam kapal bagi sel-sel yang memproduksi sperma sampai pada akhirnya mereka mendarat di bagian bunga betina. Pemandu kimiawi dan molekular memandu pertumbuhan gametofit jantan yang menyerupai tabung dalam menuruni jaringan bunga betina, menuju kamar telur dan takdir seksualnya. Sporofit dapat juga mereproduksi diri sendiri secara aseksual melalui beberapa cara. Tumbuhan strawberi menjulurkan batang-batangnya horisontal di atas tanah, sementara akar serta tunas-tunasnya berkembang di setiap bintil di sepanjang batang. Batang yang pendek di bawah tanah seperti yang dimiliki bawang-bawangan atau lili mengeluarkan kuncup yang tumbuh menjadi tumbuhan baru. Di musim kemarau, ketika kita menduga bahwa ia tidak melakukan apapun selain dorman, rumput teki sebenarnya tengah melahirkan tumbuhan-tumbuhan kecil baru pada bintil-bintil di sepanjang batang horisontalnya yang berada di bawah tanah. Reproduksi aseksual juga berlangsung dengan bantuan manusia. Keseluruhan kebun buah yang terdiri dari pohon pir, misalnya, ditumbuhkan dengan cara memotong kuncup dari sebuah tumbuhan induk. Dengan kata lain, reproduksi sosial mendominasi siklus hidup tumbuhan bunga dan ini akan menjadi fokus pembahasan kita di sini.

54

BERMUTU



Gambar 2.37. Susunan bagian-bagian bunga dengan putik tunggal.

2.

Pembentukan Gamet pada Bunga Sebuah bunga berkembang pada ujung tunas (Gambar

2.37). Selama

perkembangannya, sel-sel berdiferensiasi dan jaringan mengatur diri ke dalam bagian-bagian nonfertil (daun kelopak dan daun mahkota) dan bagian-bagian yang fertil (benang sari dan putik). Bagian-bagian khusus ini tumbuh dari ujung tunas bunga yang termodifikasi, yaitu penyangga atau dasar bunga (receptaculus). Bagian terluar, sekelompok daun kelopak (sepal) yang menyerupai daun bersama-sama membentuk kelopak bunga (calyx). Biasanya, kelopak bunga melingkupi bagian-bagian lainnya, sebagaimana terdapat di dalam bunga mawar sebelum kuncup terbuka (Gambar 2.38). Di bagian yang lebih dalam, setelahnya, adalah bunga mahkota (petal), juga menyerupai daun, yang melingkari bagian jantan dan betina. Bersama-sama, daun mahkota bergabung membentuk mahkota bunga. Mahkota biasanya memiliki warna pola, dan bentuk yang menarik, yang berfungsi untuk menarik perhatian lebah dan penyerbuk lainnya.


BERMUTU

55


mahkota bunga (kombinasi semua fetal) kelopak bunga (kombinasi semua sepal) dasar bunga

Gambar 2.38. Tempat beberapa bagian bunga mawar.

Di bagian dalam mahkota terdapat benang sari, yaitu bagian reproduktif jantan. Dalam hampir seluruh spesies hidup, benang sari terdiri dari tangkai yang ramping yang dimahkotai oleh kepala sari. Kepala sari adalah struktur bercuping dua yang mengandung empat kantung serbuk sari, kamar-kamar di mana butirbutir serbuk sari berkembang. Bagian dalam yang berada di tengah-tengah sebuah bunga terdiri dari satu putik atau lebih, yaitu bagian reproduktif betina. Sebuah putik bagaikan sebuah kapal tanpa bukaan, sebuah rumah tanpa pintu. Bagian bawah dari putik adalah indung telur. Indung telur adalah tempat di mana telur dikembangkan, dibuahi, dan di mana biji menjadi matang. (Angiospermae merujuk pada putik; namanya diambil dari kata bahasa Yunani, angeion, yang berarti sebuah bejana, dan sperma, yang berarti biji). Banyak jenis bunga memiliki sekelompok putik yang berkumpul bersama sedemikian rupa sehingga mereka membentuk indung telur. Biasanya, bagian atas dari putik menyempit, membentuk lajur ramping (tangkai putik) yang berujung pada sebuah kepala putik, tempat mendarat serbuk sari. Putik yang berkumpul bersama dapat berbagi kepala putik dan tangkai putik atau memiliki kepala dan tangkai putik yang terpisah.

56

BERMUTU



Yang disebut sebagai bunga sempurna memiliki bagian reproduktif jantan dan betina. Bunga yang tidak sempurna dapat memiliki bagian reproduktif jantan atau betina saja, tidak kedua-duanya. Beberapa spesies, termasuk jagung, memiliki bunga jantan dan betina pada tumbuhan yang sama. Spesies-spesies lain, termasuk pohon melinjo, memiliki bunga jantan dan betina pada tumbuhan yang berbeda.

3.

Mikrospora menuju Serbuk sari Mari kita beralih pada pembentukan serbuk sari. Serbuk sari adalah gametofit jantan yang belum dewasa dan terdiri dari dua sel. Gambar 2.39 menunjukkan beberapa contoh serbuk sari. Dalam hampir seluruh kasus, satu keluarga tumbuhan dapat dibedakan berdasarkan ukuran dan pahatan dinding dari serbuk sarinya, juga jumlah pori-pori di dindingnya. Dinding-dinding tersebut cukup keras untuk melindungi sel-sel sperma selama perjalanan berbahaya dari kepala sari ke kepala putik. Mereka juga cukup keras untuk menahan dekomposisi. Hal ini menjadi salah satu alasan mengapa serbuk sari dapat menjadi fosil yang baik dan dapat menjadi petunjuk yang baik mengenai evolusi tumbuhan berbunga. Serbuk sari mulai terbentuk ketika kepala sari tumbuh di dalam kuncup bunga. Sebagaimana ditunjukkan oleh Gambar 2.40, setiap mikrospora di dalam kepala sari mengalami pembelahan sel mitosis untuk menghasilkan empat sel induk. Beberapa lapisan sel membentuk kamar berdinding di sekeliling masingmasing massa sel. Ini adalah kantung di mana serbuk sari akan berkembang. Masing-masing sel di dalam sebuah kantung serbuk sari mengalami meiosis dan pada akhirnya empat sel haploid akan terbentuk. Sel-sel haploid yang dihasilkan melalui meiosis ini bukanlah gamet, tetapi sejenis spora. Sel-sel yang dihasilkan dalam kantung serbuk sari adalah calon mikrospora. C

Gambar 2.39. Skaning mikrograf serbuk sari a. ros, b. rumput, c. jenis lain dari serbuk sari.


BERMUTU

57


Gambar 2.33. Tahap merkembangan gametofit jantan Gambar 2.40. Tahap perkembangan gametofit jantan.

Masing-masing mikrospora mengalami pembelahan sel mitosis yang hasilnya adalah badan haploid bersel ganda. Inilah serbuk sari. Selanjutnya, setelah serbuk sari mendarat pada kepala putik, satu sel akan berkembang menjadi sel-sel sperma sedangkan yang lain menjadi buluh serbuk sari yang akan tumbuh melalui jaringan putik dan dengan demikian mengangkut sperma ke indung telur.

4.

Megaspora menuju Telur Sementara itu, dalam putik sebuah bunga, salah satu massa sel berbentuk lonceng telah berkembang di bagian dalam dari dinding indung telur. Masingmasing massa adalah awal dari sebuah bakal biji yang bila segala sesuatunya berjalan dengan baik, akan berkembang menjadi biji. Hanya satu massa berbentuk lonceng terbentuk dalam putik sebuah bunga mangga dalam satu waktu. Ratusan atau bahkan ribuan terbentuk dalam putik bunga lain. Cobalah Anda potong sebuah pepaya matang dan banyaknya biji yang terdapat di dalamnya akan membuat Anda berpikir tentang rupa dinding ovari bunga pepaya tersebut terbentuk pada suatu waktu. Sejalan dengan tumbuhnya massa sel, beberapa sel ini membentuk sebuah tangkai. Sisanya berkembang menjadi jaringan bagian dalam (nuselus) dan satu atau dua lapisan pelindung (integumen) terbentuk di sekelilingnya. Hanya

58

BERMUTU



sebagian kecil dari nuselus ini akan tertutupi oleh integumen. Biasanya, celah kecil ini yang disebut, mikrofil, adalah tempat di mana tabung serbuk sari akan mempenetrasi bakal biji. Di dalam massa sel, sel induk diploid membelah diri secara meiosis. Di dalam bakal biji, keempat sel haploid yang terbentuk setelah meiosis disebut sebagai megaspora. Biasanya, tiga dari empat megaspora terdisintegrasi. Sisanya, yang satu, mengalami mitosis tiga kali tanpa pembelahan sitoplasma sehingga pada awalnya ia menjadi sel tunggal dengan delapan inti sel. Sitoplasma terpisah hanya ketika tiap inti sel bermigrasi menuju lokasi khusus di dalam sel tersebut. Hasilnya adalah kantung embrio bersel tujuh, yaitu gametofit betina. Salah satu selnya adalah telur. Sel lainnya, adalah sel induk endospermae memiliki dua inti sel. Sel ini akan membantu terbentuknya endosperma yang merupakan, jaringan nutrisi di sekitar embrio yang akan terbentuk. Sebuah bakal biji adalah struktur serupa tangkai yang berkembang di dinding ovari pada sebuah putik. Ia tersusun atas sebuah sel telur di dalam kantung embrio (gametofit betina), sebuah jaringan yang mengelilinginya (nuselus), dan satu atau dua lapisan pelindung (integumen). Ketika telah dewasa, sebuah bakal biji akan menjadi biji.

5.

Penyerbukan dan Pembuahan a. Penyerbukan Perpindahan serbuk sari ke kepala putik disebut sebagai penyerbukan. Angin, serangga, burung, atau agen-agen lain membantu perpindahan tersebut. Hubungan di antara tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi)dan penyerbuknya adalah salah satu kisah yang paling menarik dalam kisah evolusi. Berbagai variasi tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi)dapat ditemukan hampir di mana saja, dari daerah bersalju hingga pegunungan dan ke gurun pasir, dari air tawar ke permukaan laut. Bagaimanakah distribusi dan keanekaragaman ini terjadi, padahal tumbuhan (tidak seperti hewan) tidak dapat begitu saja berpindah tempat? Untuk menjawabnya, kita harus kembali ke 430 juta tahun yang lalu ketika tumbuhan mulai menginvasi daratan. Serangga yang dapat hidup dari


BERMUTU

59


bagian-bagian tumbuhan yang lembap dan membusuk mungkin berada di balik semua ini. Fosil menunjukkan kepada kita bukti evolusi menuju batang yang lebih kuat dan tumbuhan yang lebih tinggi. Kita juga memiliki fosil binatang pemakan bangkai yang telah menyesuaikan diri sehingga tahan terpaan udara. Tidak adanya persaingan untuk mendapatkan bagian tumbuhan yang dapat dimakan (meskipun tipis) tampak telah mendorong beragam adaptasi cara makan (seperti bagian tubuh untuk menyedot, merobek, dan mengunyah). Hal itu juga telah mendorong perkembangan sayap serangga. Tumbuhan penghasil biji pertama memasuki hutan pinggir pantai yang lembap sekitar 395 juta tahun yang lalu. Mereka adalah nenek moyang dari Gimnospermae dan tumbuhan berbunga. Seringkali, bakal biji dan kantung serbuk sari terletak di dalam formasi daun yang berbentuk kerucut yang telah termodifikasi dan tampaknya serbuk sari dapat mencapai bakal biji hanya dengan bantuan aliran air. Serbuk sari adalah sumber protein yang kaya. Seandainya beberapa serangga datang dan mengasosiasikan kerucut dengan sumber makanan, mereka akan mulai berperan sebagai agen penyerbuk. Beberapa serbuk sari yang menyerupai debu dapat dimakan, namun sebagian akan menempel pada badan serangga dan diangkut ke bakal biji. Serangga-serangga yang memanjat di sekitar kerucut reproduktif mungkin bukan agen penyerbuk dengan presisi tinggi, namun mereka lebih efektif daripada aliran air semata (yang tidak banyak terdapat di hutan yang lebat). Serbuk sari akan dikirimkan tepat di depan pintu rumah. Semakin lezat serbuk sari, semakin banyak kiriman yang datang, dan semakin banyak biji yang terbentuk. Dan semakin banyak biji yang terbentuk, semakin besar sukses reproduktif. Yang kita deskripsikan di sini adalah kasus koevolusi, yang berarti evolusi dua atau lebih spesies yang berhubungan dan berinteraksi erat dalam lingkungan ekologis. Ketika satu spesies berevolusi, perubahan tersebut mempengaruhi tekanan seleksi yang beroperasi di antara kedua spesies tersebut. Begitu pula ketika spesies yang lain berevolusi. Dalam kisah evolusioner kita, terdapat seleksi alam terhadap variasi tumbuhan yang mampu menarik serangga yang berguna. Di waktu yang sama, terdapat seleksi terhadap serangga penyerbuk. Karena kemampuan mereka untuk mengenali

60

BERMUTU



dan

melacak

lokasi

makanan

tertentu,

serangga

penyerbuk

dapat

menyingkirkan serangga yang pencari makan ke tempat-tempat yang jauh. Perubahan lain patut disebutkan. Kumbang pemakan serbuk sari yang masih ada hingga saat ini, memiliki bagian mulut yang kuat dan banyak yang mengunyah

bakal

biji

yang

mereka

bantu

penyerbukannya.

Perilaku

mengunyah mungkin berperan sebagai kekuatan selektif dalam evolusi struktur bunga. Bakal biji tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi) saat ini terlindung di dalam putik yang tertutup, yang dapat menyediakan perlindungan dari serangga-serangga yang lapar. Banyak aspek struktur bunga dapat dikorelasikan dengan penyerbuk tertentu. Daun kelopak dari bunga-bunga yang berwarna merah membentuk tabung untuk nektar. Warna itu tidak menarik kumbang atau lebah madu secara visual maupun mendeteksi panjang gelombang merah (disamping itu, pada bunga dengan tabung yang dalam dan besar, serangga juga menghadapi kemungkinan tenggelam di dalam nektar.) Burung-barung, di sisi lain, memiliki daya visual (pandang) yang baik dan dapat mendeteksi bunga dengan komponen merah dan kuning. Beberapa jenis burung memiliki paruh yang sama panjangnya dengan tabung bunga. Kepala benang sari dan kepala putik bunga terletak di tempat paruh burung yang akan menyenggol mereka. Karena burung mengunjungi cangkir nektar tumbuhan yang sama spesiesnya, burung mendorong terjadinya penyerbukan silang. Bunga-bunga yang dikunjungi oleh burung biasanya tidak memiliki bau yang kuat. Burung memiliki daya penciuman yang lemah, jadi bau yang menarik akan sia-sia untuk menarik. Sebaliknya, beberapa bunga yang dibantu penyerbukannya oleh kumbang dan lalat memiliki bau yang kuat yang menyerupai daging busuk atau tinja lembap. Mungkin bau tersebut pada awalnya menyerupai bau bahan-bahan yang sedang membusuk di tempat sampah hutan, di mana kumbang pertama kali berevolusi. Bunga-bunga yang biasanya dibantu penyerbukannya oleh lebah memiliki bau yang kuat dan manis dan mengandung komponen warna kuning terang, biru, ungu, atau ultraviolet. Rambut yang menyerupai bulu pada sebagian besar lebah tertempeli serbuk sari dari bunga yang mereka kunjungi. Landasan pendaratan dari beberapa bunga yang penyerbukannya dibantu oleh


BERMUTU

61


lebah memposisikan tubuh lebah sedemikian sehingga ia harus menyenggol kepala benang sari yang berisi serbuk sari. Kupu-kupu mencari makan pada siang hari dan seringkali tertarik pada bunga-bunga yang berbau manis, berwarna merah, dan bunga-bunga tegak yang memiliki landasan pendaratan horisontal. Sebagian besar ngengat mencari makan di malam hari. Mereka membantu penyerbukan bunga yang berbau kuat, manis, yang berkelopak berwarna putih atau pucat, yang lebih terlihat di kegelapan. Kupu-kupu memiliki bagian tubuh yang panjang dan sempit, yang berkorelasi dengan tabung atau taji bunga yang sempit. Ketika, bagian mulut ngengat Madagaskar diuraikan, bagian ini dapat mencapai panjang 22 cm, sama dengan panjang tabung bunga pada anggrek (Angraecum

sesquipedale)!

Ngengat

ini

tidak

memerlukan

landasan

pendaratan, mereka terbang di depan tabung bunga.

Gambar 2.41.

62

BERMUTU

Beberapa tahap perkembangan tumbuhan dikotil a. Organisasi internal zigot b-d. Embrio e. Embrio yang telah berdiferensiasi dengan baik f. Embrio yang matang



6.

Pembentukan Biji dan Buah a. Pembuahan dan Pembentukan Endosperma Begitu serbuk sari mendarat di kepala putik, ia mulai berkecambah. Sebuah tabung serbuk sari berkembang dari salah satu sel-selnya dan memulai perjalanan menuju bakal biji. Sebelum atau pada saat pertumbuhan tabung melalui kepala putik dan tangkai putik berlangsung, sel penghasil sperma serbuk sari mengalami mitosis, membentuk dua inti sel sperma. Apa yang terjadi ketika tabung serbuk sari mencapai indung telur? Ia tumbuh menjadi bakal biji. Ketika ia mempenetrasi kantung embrio, ujungnya pecah dan kedua sperma tersebut dilepaskan. Pembuahan secara umum berarti penggabungan inti sel sperma dan inti sel telur. Pembuahan ganda berlangsung dalam tumbuhan berbunga (tumbuhan tingkat tinggi). Satu inti sel sperma bergabung dengan inti sel telur dan membentuk zigot diploid (2n). Sementara itu, inti sel sperma yang lainnya dan kedua inti sel dari sel induk endosperma bergabung dan membentuk sel dengan inti sel triploid (3n). Jaringan-jaringan yang dihasilkan dari sel 3n tersebut disebut endosperma. Mereka akan menutrisi embrio dan sporofit muda (semaian bibit) sampai daun-daun terbentuk dan fotosintesis dapat dilakukan. Endosperma terbentuk hanya pada tumbuhan berbunga. Evolusinya berbarengan dengan reduksi gametofit betina, sumber nutrisi bagi sporofit embrio dari tumbuhan darat lainnya.

b. Pembentukan Biji Ketika zigot terbentuk pertama kali, bakal biji masih melekat pada tumbuhan induk (pada tangkai yang berkembang dari dinding indung telur). Sebelum menjadi embrio dewasa, zigot mengalami sejumlah perkembangan bahkan sebelum dimulai pembelahan mitosis. Sebagai contoh, amati Gambar 2.42, bagaimana sebagian besar organel, termasuk inti sel, terletak pada setengah puncak dari zigot Capsella. Begitu pembelahan dimulai, beberapa sel anak tumbuh menjadi embrio dewasa yang terdiri dari beberapa sel.


BERMUTU

63


Kotiledon berkembang embrio

atau

sebagai

(Gambar

daun

biji

bagian

dari

2.42).

Banyak

tumbuhan memiliki kotiledon besar yang

menyerap

berfungsi

endosperma

sebagai

penyimpanan

dan

tempat

makanan.

Tumbuhan

lain memiliki kotiledon yang tipis yang dapat

memproduksi

enzim

untuk

mencerna dan mengangkut makanan yang disimpan di endosperma menuju tempat

perkecambahan.

Seiring

dengan

berkembangnya

embrio,

endosperma intergumen

memanjang bakal

biji

dan

mengeras.

Intergumen ini akan menjadi selaput

Gambar 2.42. Irisan membujur biji jagung

biji. Dalam pembuahan ganda, satu inti sel sperma bergabung dengan inti sel telur dan menghasilkan zigot diploid. Inti sperma yang lain bergabung dengan dua inti sel dari sel induk endosperma yang menghasilkan jaringan cadangan makanan/nutritif triploid (3n).

c. Pembentukan Buah dan Penyebaran Biji Sebuah indung telur yang mengandung bakal biji (atau beberapa bakal biji) berkembang menjadi buah. Buah adalah indung telur yang dewasa atau matang, bersama-sama dengan bagian-bagian bunga. Banyak buah, termasuk apel dan tomat, mengandung banyak air dan daging. Buah dari jenis lainnya, termasuk biji-bijian dan kacang-kacangan, bersifat kering. Dinding buah dari kacang polong bersifat kering dan keras pada saat dewasa. Berbagai jenis bunga tetap bergabung bersama membentuk buah ganda, misalnya nanas. Gambar 2.43 menunjukkan contoh-contoh buah.

64

BERMUTU



c.

a.

b.

Gambar 2.43.

Berbagai jenis buah; a. Nanas, buah majemuk, b. Mahoni, buah kering, c. Strawberi, buah agregat

Buah berfungsi untuk melindungi dan menyebarkan bibit dalam lingkungan yang spesifik. Sebagai contoh, buah mahoni memiliki perpanjangan seperti sayap. Ketika buah jatuh, sayap menyebabkannya berputar. Dengan putaran tersebut, biji dapat disebarkan ke lokasi-lokasi baru yang cocok untuk pertumbuhannya jauh dari induknya. Hal ini terjadi untuk menghindari persaingan. Banyak buah memiliki kait, tangkai, rambut, dan permukaan yang lengket. Buah-buah ini dapat tersebar ke lokasi-lokasi baru ketika menempel pada bulu atau rambut binatang yang bersinggungan dengan buah-buah tersebut.. Buah-buah berdaging, seperti bluberi dan ceri dapat menyesuaikan diri untuk bertahan dari enzim-enzim pencernaan dalam saluran pencernaan binatang.

Enzim-enzim

yang

terdapat

di

saluran

pencernaan

dapat

menghilangkan selaput biji yang keras, sehingga memudahkan perkecambahan biji-biji ketika keluar dari tubuh binatang.


BERMUTU

65


d. Reproduksi Aseksual Tumbuhan Berbunga Reproduksi seksual merupakan reproduksi yang terjadi pada tumbuhan berbunga.

Tumbuhan

dapat

pula

berkembang

biak secara

aseksual.

Reproduksi aseksual adalah perkembangbiakkan tumbuhan tanpa teradinya pembuahan. Pada reproduksi aseksual perbanyakan terjadi dari organ-organ vegetatif tumbuhan. Oleh karena itu, reproduksi aseksual dinamakan juga reproduksi vegetatif. Sebagai contoh, strawberi menjulurkan batang yang menjalar di atas tanah, dikenal sebagai geragih. Di sepanjang geragih tersebut, akar dan tunastunas baru dapat berkembang. Jeruk bereproduksi dengan partogenesis; perkembangan embrio dari telur yang tidak dibuahi. Dalam beberapa jenis tumbuhan, partogenesis dirangsang ketika serbuk sari melakukan kontak dengan kepala putik meskipun buluh serbuk dari tidak menuruni tangkai putik. Hormon, baik yang dibentuk di kepala putik maupun yang diproduksi oleh serbuk sari, tampaknya berdifusi masuk ke dalam telur yang tidak dibuahi dan menstimulasi pembentukan embrio. Embrio menjadi 2n melalui fusi produk mitosis telur. Sel 2n di luar gametofit dapat dirangsang untuk membentuk embrio. Reproduksi vegetatif terkadang berlangsung secara alami di antara tumbuhan-tumbuhan yang terluka. Sebagai contoh, ketika sebuah daun jatuh atau robek dari pohon cocor bebek, tumbuhan yang baru dapat tumbuh dari daun. Reproduksi vegetatif juga dapat dilakukan dengan mengkulturkan jaringan tumbuhan di laboratorium. Pengembangan kultur jaringan dapat mengarah pada perbanyakan ratusan dan bahkan ribuan tumbuhan identik berasal hanya dari satu spesimen. Teknik ini telah digunakan untuk memperbaiki bahan pangan utama, seperti jagung, gandum, beras, dan kedelai. Teknik ini juga digunakan untuk meningkatkan anggrek hibrida, lili, dan tumbuhan hias lainnya.

E. Aplikasi dalam Pembelajaran Materi modul ini berkaitan erat dengan standar isi KTSP SD kelas 4 dan kelas 6 sebagai berikut.

66

BERMUTU



No.

Kelas/ Semester

1.

IV/1

Standar Kompetensi 2. Memahami hubungan antara struktur bagian tumbuhan dengan fungsinya

Kompetensi Dasar 2.1 Menjelaskan hubungan antara struktur akar tumbuhan dengan 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

3.

1. Memahami hubungan antara ciri-ciri makhluk hidup dengan lingkungan tempat hidupnya

1.2 Mendeskripsikan hubungan antara ciri-ciri khusus yang dimiliki tumbuhan (kaktus, tumbuhan pemakan serangga) dengan lingkungan hidupnya

2. Memahami cara perkembangbiakan makhluk hidup

2.3 Mengidentifikasi cara perkembangbiakan tumbuhan dan hewan

Di sini, akan dibahas salah satu alternatif cara membelajarkan siswa kelas 4, tentang materi ajar yang terkandung dalam SK 2 itu. Disarankan Anda memberikan kesempatan pengalaman belajar kepada siswa, seperti berikut ini. Siswa diberi kesempatan melakukan pengamatan yang teliti terhadap struktur akar, batang, daun, dan bunga. Agar pembelajaran ini berlangsung dengan baik, Anda hendaknya menyiapkan LKS sesuai dengan yang diperlukan minimal sebanyak kelompok yang disiapkan di kelas. Bilamana Anda tidak memungkinkan

menyiapkannya,

Anda

dapat

menggunakan

papan

tulis

menuliskan langkah-langkah kegiatan pengamatan terhadap objek pembelajaran yang dilakukan siswa. Selama kegiatan pengamatan berlangsung hendaknya Anda membimbing siswa. Jangan membiarkan siswa melakukan kegiatan yang menyimpang dari pembelajaran ini. Tuntunlah siswa melakukan pengamatan yang tepat sehingga memperoleh materi ajar. Selanjutnya lakukan diskusi kelompok tentang hasil pengamatan siswa. Misalnya, tentang perbedaan akar serabut dengan akar tunggang, susunan akar serabut, susunan akar tunggang, fungsi akar, batang


BERMUTU

67


akar (akar primer), cabang akar, rambut akar, tudung akar. Usahakan semua siswa dalam kelompok terlibat dalam diskusi, sehingga di antara mereka terjadi pertukaran pengetahuan. Bilamana perlu siswa diberi kesempatan mencari informasi pengetahuan di perpustakaan atau buku siswa. Usahakan Anda tidak memberi langsung pengetahuan tentang materi ajar itu. Anda dapat menolong siswa dalam melakukan pengamatan yang tepat, mencari buku atau sumber informasi yang sesuai dengan materi pembelajaran, atau menyarankan siswa berwawancara dengan nara sumber, misalnya dengan penyuluh pertanian. Hasil diskusi di masing-masing kelompok hendaknya dilaporkan di kelas oleh salah seorang anggota kelompok yang mewakili kelompoknya. Kelompok yang lain diminta menanggapinya. Anda hendaknya, mendorong siswa untuk saling bertukar pengetahuan baik di antara kelompoknya maupun dengan kelompok yang lain. Bilamana diperlukan, Anda dapat memberikan penguatan terhadap siswa yang telah menyampaikan hasil belajarnya yang sesuai dengan tujuan yang diharapkan. Penguatan ini dapat dilanjutkan dengan pemberian pengayaan materi ajar kepada siswa. Bila terjadi penyimpangan dari tujuan yang diharapkan, hendaknya Anda melacak kegiatan pembelajaran ini sehigga Anda dapat menemukan penyebabnya. Dengan diketemukan penyebab penyimpangan itu, Anda dapat menyusun langkah-langkah perbaikannya. Penilaian dapat Anda lakukan selama siswa melakukan pembelajaran. Pada waktu siswa melakukan pengamatan, Anda dapat menilai sejauh mana siswa melakukannya dengan tepat. Ketika siswa berdiskusi dalam kelompok, Anda dapat menentukan siapa, dan apa yang siswa kemukakan. Demikian pula halnya, ketika berlangsung diskusi kelas, Anda dapat menilai seberapa banyak siswa

telah

memperoleh

hasil

yang

diharapkan

sesuai

dengan

tujuan

pembelajaran yang Anda susun. Secara umum Anda telah memperoleh strategi pembelajaran materi ajar yang terkandung di SK ini. Dengan demikian Anda akan dapat menyediakan perangkat pembelajarannya, yang meliputi silabus, RPP, dan LKS. Cobalah Anda buat perangkat pembelajaran ini! Perhatikan komponen-komponen pokok yang harus terdapat di dalam silabus, RPP, dan LKS. Dengan tersusunnya perangkat pembelajaran ini, Anda dapat meminta masukan atau saran kepada teman sejawat dan atau kepada dosen yang bersangkutan. Selanjutnya, Anda dapat mengujicobakannya di kelas yang menjadi tanggung jawab Anda. Selamat bekerja, semoga Anda sukses!

68

BERMUTU


BAB III

RANGKUMAN Pada dasarnya, tubuh tumbuhan terdiri atas dua sistem utama, yaitu sistem akar dan tunas. Sistem akar meliputi akar, umbi, dan rizoma, Sedangkan sistem tunas meliputi daun, tunas, batang, bunga, dan buah. Sistem akar berfungsi menyerap air dan mineral yang terlarut dari tanah, tempat menyimpan makanan, menegakkan dan melekatkan tubuh tumbuhan ke dalam tanah. Batang berfungsi sebagai kerangka tubuh tumbuhan, tempat melekatnya daun, bunga, dan buah. Daun berfungsi sebagai tempat berlangsungnya pembuatan makanan. Proses pembuatan makanan ini disebut fotosintesis. Bunga berfungsi sebagai alat pembiakan atau reproduksi. Reproduksi yang melibatkan bunga termasuk ke dalam reproduksi seksual. Buah, adalah organ tumbuhan yang umumnya mengandung biji, yang di dalamnya terdapat bakal tumbuhan baru, atau embrio. Jadi buah berperan sebagai tempat embrio, melindungi, dan menyediakan makanan untuk melangsungkan kehidupannya. Pada umumnya, organ tumbuhan disusun oleh tiga sistem jaringan utama, yaitu jaringan dasar, jaringan pembuluh, dan jaringan dermal. Jaringan dasar merupakan penyusun sebagian besar organ tumbuhan muda, mengisi ruangan yang tedapat antara sistem jaringan dermal dan pembuluh. Jaringan pembuluh berperan dalam pengangkutan air dan hara yang terlarut dari tanah, dan zat-zat makanan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh organ. Jaringan dermal berfungsi sebagai pelindung jaringan yang berada di bagian lebih dalam, menahan serangan mikroba, dan membatasi hilangnya air dari organ tumbuhan. Jaringan dasar terdiri atas parenkima, kolenkima, dan sklerenkima. Sel-sel pada jaringan parenkima umumnya memiliki dinding sel primer yang tipis dan lunak. Jaringan parenkima terdapat pada kulit batang, kulit akar, daging daun, daging buah, dan endosperm. Parenkima yang mengandung klorofil disebut klorenkim, berperan dalam fotosintesis. Parenkima yang mengandung rongga-rongga udara disebut aerenkim, berperan dalam penyimpanan sekresi.

Better Education through Reformed Management Universal and Teacher Upgrading

BERMUTU

69


Jaringan dasar yang berfungsi menguatkan tubuh adalah kolenkima dan sklerenkima. Kolenkima tersusun dari sel-sel yang bentuknya bulat atau silinder, dinding sel primernya tebal, mengandung selulosa dan pektin. Jaringan ini berada di bawah jaringan dermal batang dan daun. Sklerenkima tersusun dari sel-sel sklereid, dinding sel sekundernya menebal, mengandung lignin sehingga menjadi kaku dan liat. Sel-sel ini banyak terdapat pada batok kelapa dandaging buah pir Sistem jaringan pembuluh terdiri atas jaringan xilem dan floem. Xilem berfungsi mengangkut air dan hara yang terlarut dari tanah. Sel-selnya pendek, berdidinding tebal, ujung-ujungnya terbuka, sel satu dengan yang lainnya bersambungan membentuk pembuluh. Floem berfungsi menyalurkan zat makanan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh organ tumbuhan. Floem tersusun dari sel-sel pembuluh tapis, sell pendamping, serabut floem, sklereid, dan parenkima floem. Dinding sel-sel pembuluh tapis berpori-pori, yang menghubungkan materi sitoplasma sel-sel yang berdekatan. Sel-sel pendamping dapat berfungsi sebagai penyalur gula, dan tempat penyimpanan makanan. Sistem jaringan dermal terdiri atas epidermis dan periderma atau jaringan gabus. Epidermis tersusun rapat dari sel-sel berbentuk pipih, menutupi seluruh organ tumbuhan. Permukaan dinding luar sel-sel ini dilapisi lilin, penutupnya disebut kutikula yang berfungsi menjaga lepasnya air, dan menahan mikroba. Periderma merupakan pengganti epidermis pada saat akar dan batang tumbuhan membesar dan berkayu. Jaringan ini berfungsi sebagai pelindung atau pembungkus jaringan yang terletak lebih dalam. Pada prinsipnya, jaringan organ tumbuhan mengalami dua jenis pertumbuhan, yaitu pertumbuhan primer dan sekunder. Pertumbuhan primer yaitu pertumbuhan yang terjadi pada ujung-ujung akar dan tunas. Pertumbuhan ini terjadi karena pembelahan sel-sel meristim primer, sehingga menyebabkan pertumbuhan memanjang. Jenis pertumbuhan yang lain yaitu pertumbuhan sekunder, yaitu pertumbuhan yang disebabkan pembelahan sel-sel meristem lateral. Pertumbuhan ini menghasilkan pertumbuhan menyamping, misalnya pada batang tumbuhan dikotil. Struktur organ tumbuhan yang terletak di bagian atas permukaan tanah (sistem tunas) seperti batang, daun, bunga, dan buah, itu bervariasi. Batang monokotil pada umumnya memiliki berkas pembuluh menyebar pada jaringan dasar, sedangkan pada batang dikotil tersusun seperti cincin yang memisahkan jaringan dasar menjadi daerah korteks di sebelah luar, dan empelur di sebelah dalam. Bentuk daun bervariasi, daun

70

BERMUTU

BAB III RANGKUMAN


monokotil umumnya memanjang, tidak bertangkai tetapi berpelepah . Bentuk daun dikotil umumnya bertangkai, menjari, tunggal atau majemuk. Daun monokotil ataupun dikotil tersusun atas epidermis atas, mesofil palisade, mesofil bunga karang, tulang daun, epidermis bawah. Pada umumnya sistem akar dikotil adalah sistem akar tunggang, sedangkan monokotil adalah sistem akar serabut. Struktur akar tersusun atas tudung akar, meristem apikal akar, prokambium, xilem primer, floem primer, perisikel, endodermis, korteks, epidermis, dan rambut akar. Jaringan pembuluh pada akar tersusun sebagai suatu kolom, berbentuk silinder dikelilingi korteks. Tumbuhan hijau adalah organisme autotrof, yaitu organisme yang membuat makananya sendiri melalui fotosintesis. Untuk melakukan fotosintesis, tumbuhan ini memerlukan CO2, H2O, dan cahaya. Di samping ini, agar tumbuhan ini dapat hidup normal, tumbuhan memerlukan tiga belas elemen esensial lainnya. Elemen-elemen ini tersedia di dalam tanah dalam bentuk larutan garam mineral. Tumbuhan dapat memperolehnya melalui berbagai cara, misalnya melaui kerja rambut akar (difusi), mekanisme osmosis dan difusi, tenaga penguapan. Di samping ini, beberapa jenis tumbuhan

memperoleh

nitrogen,

dengan

bantuan

bakteri

pengikat

nitrogen.

Mekanisme pengangkutan membran membantu mengendalikan penyerapan jenis-jenis larutan yang akan disebarkan ke seluruh organ tumbuhan. Pengendalian ini dilakukan dalam lapisan sel dekat permukaan akar (eksodermis), dekat tabung pembuluh (endodermis), dan dalam membran plasma sel-sel hidup di seluruh organ tumbuhan. Di sisi lain, stoma harus membuka dan menutup pada waktu yang berlainan untuk mengendalikan keluarnya air dan masuknya karbondioksida. Hasil fotosintesis digunakan oleh seluruh bagian tubuh tumbuhan, seperti selsel daun, akar, batang, kuncup, bunga, dan buah. Karbohidrat dalam bentuk tepung disimpan di sebagian besar sel tumbuhan, sebagian besar lemak disimpan dalam beberapa jenis buah, dan protein dan lemak disimpan dalam bentuk biji. Bentuk-bentuk senyawa organik ini (tepung, protein, lemak) adalah senyawa kompleks yang terlalu besar untuk melewati membran sel. Oleh karena ini, sebelum senyawa ini dapat disalurkan ke bagian-bagian lain yang membutuhkan, maka senyawa tersebut mengalami penguraian melalui reaksi-reaksi khusus, yang mencakup hidrolisis sehingga dihasilkan senyawa yang sederhana yang dapat menembus membran sel. Tepung, lemak, dan protein teruraikan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil yang dapat larut dan diangkut melalui badan tumbuhan. Misalnya, sukrosa adalah bentuk yang lebih sederhana dari tepung yang dapat dialirkan melalui pembuluh floem.

BAB I RANGKUMAN

BERMUTU

71


Tumbuhan berbunga bereproduksi secara seksual. Sebagai alat reproduksi tumbuhan ini adalah bunga. Pada bunga terdapat alat kelamin jantan yang dikenal dengan benang sari, alat kelamin betina yang dikenal dengan putik, dan bagian pelengkap bunga seperti mahkota, kelopak, dan dasar bunga. Bunga yang mempunyai semua bagian bunga disebut bunga lengkap, dan bunga yang mempunyai alat kelamin jantan dan betina disebut bunga sempurna. Bunga jantan adalah bunga yang hanya mempunyai alat kelamin jantan, dan bunga betina hanya mempunyai alat kelamin betina. Dalam bunga jantan, terkandung sel kelamin jantan, yang dikenal dengan tepung sari atau polen. Sedangkan bunga betina mengandung sel kelamin betina, yang dikenal dengan bakal buah. Jatuhnya tepung sari pada kepala putik disebut penyerbukan. Penyebab ternjadinya penyerbukan bermacam-macam, misalnya angin, serangga, burung. Bentuk bunga bermacam-macam disesuaikan dengan penyebab penyerbukan ini. Setelah terjadi penyerbukan, terjadilah proses yang mengantarkan sel kelamin jantan (serbuk sari) bertemu dengan sel kelamin betina (bakal buah). Pertemuan ini disebut pembuahan atau zigot yang prosesnya disusul dengan pertemuan inti-inti sel kelamin jantan dan betina yang telah bermodifikasi, sehingga bakal buah akan menjadi buah dan bakal biji akan menjadi biji. Perkembangan selanjutnya, biji akan tumbuh menjadi tumbuhan baru. Tahap perkembangan dari bunga sampai dengan terjadinya biji disebut tahap gemetofit, sedangkan tahap dari pertumbuhan biji sampai tumbuhan dewasa disebut tahap sporofit. Tumbuhan bunga disebut dewasa bila telah menghasilkan bunga.

72

BERMUTU

BAB III RANGKUMAN

BAB IV

EVALUASI A. Uraian 1. Tuliskan beberapa fungsi sistem akar dan sistem tunas pada tumbuhan berbunga. 2. Tuliskan tiga tipe utama jaringan pada tumbuhan berbunga, dan jelaskan fungsi masing-masing! 3. a. Jelaskan perbedaan antara monokotil dan dikotil! b. Manakah dari bagian batang pada gambar di bawah ini yang merupakan tipe monokotil dan mana pula dikotil? c. Beri label pada jaringan yang ditandai pada gambar di bawah ini!

4. Di mana lokasi meristem apikal dan lateral, dan berasal dari jaringan apakah pada mulanya kedua jaringan itu? 5. Bagaimana lapisan pertumbuhan tahunan terbentuk pada batang berkayu? Bila Anda mengelupas floem sepanjang lingkaran pohon, apa yang mungkin terjadi pada pohon tersebut? Mengapa? 6. Berdasarkan tabel 2.1 pada Bab II, sebutkan beberapa fungsi dari tiga atau lebih elemen mineral yang bermanfaat bagi tumbuhan. Sebutkan beberapa gejala tumbuhan yang mengalami kekurangan elemen mineral tersebut! 7. Mengapa infeksi yang disebabkan bakteri tertentu seperti Rhizobium, bermanfaat untuk tanaman kacang polong atau tanaman kacang-kacangan lainnya? 8. Uraikan komponen sel, lokasi, dan fungsi pita kaspari pada akar!


BERMUTU

73


9. Gambarkan proses transpirasi. Uraikan teori tegangan kohesi pengangkutan air sebagai cara untuk menjelaskan fenomena tersebut. 10. Apabila stomata pada daun dan batang pada kebanyakan tumbuhan tetap terbuka sepanjang hari, tumbuhan akan mati karena kehilangan air berlebih. Bila stomata tumbuhan tersebut tetap tertutup sepanjang hari, tumbuhan tetap akan mati. Jelaskan mengapa demikian. 11. Gambarkan proses translokasi. Uraikan teori tekanan aliran sebagai cara untuk menjelaskan fenomena tersebut. 12. Isilah bagian-bagian bunga dalam diagram di bawah. Jelaskan fungsi bunga dengan menghubungkan beberapa struktur bunga pada proses siklus hidup tumbuhan berbunga.

13. Bedakanlah antara: a. Megaspora dan mikrospora b. Polinasi dan fertilisasi c. Butir serbuksari dan buluh serbuk sari d. Ovule dan gametofit betina 14. Amati jenis-jenis bunga yang tumbuh di area dimana Anda tinggal. Berdasarkan informasi yang telah Anda baca tentang koevolusi antara tumbuhan berbunga dan polinatornya, dapatkah Anda tentukan jenis agen polinasi apakah dari bunga-bunga tersebut? 15. Uraikan langkah-langkah dalam pembentukan 8-sel, 7-kantung embrio nukleat (gametofit betina).

74

BERMUTU

BAB IV EVALUASI


B. Pilihan Ganda 1. Dua kelas dari tumbuhan berbunga adalah .... a. Angiospermae dan gimnospermae b. Monokotil dan dikotil c. Semak dan pohon d. Herba dan semak 2. Jaringan dasar yang menempati sebagian besar bagian tanaman yang gemuk adalah …. a. parenkima

b. sklerenkima

c. kolenkima

d. epidermis

3. Sel-sel berdinding tipis, hidup ketika dewasa, dan berfungsi dalam fotosintesis, penyimpanan, dan tugas lainnya adalah …. a. parenkima b. sklerenkima c. kolenkima d. epidermis 4. Sel-sel dari jaringan dasar yang memiliki dinding tebal dan secara mekanik membantu untuk menyokong bagian tumbuhan adalah …. a. parenkima; dan kolenkim b. kolenkim dan sklerenkim c. parenkim; dan sklerenkim d. parenkim dan epidermis 5. . . . adalah jaringan vaskuler yang mengangkut air dan mineral; . . . merupakan jaringan vaskuler yang mengangkut makanan. a. Floem; xilem b. Kambium vasikuler; floem c. Xilem; floem d. Xilem; kambium vaskuler 6. Tumbuhan herba tahunan menunjukkan sedikit atau tidak pertumbuhan . . .; tumbuhan perenial menunjukkan banyak pertumbuhan . . . . a. sekunder; sekunder b. primer; sekunder c. sekunder, primer d. Primer, primer

BAB IV EVALUASI

BERMUTU

75


7. Batang .... memiliki ikatan vaskuler yang tersebar sepanjang jaringan dasar; batang .... memiliki ikatan vaskuler yang tersusun sebagai suatu silinder yang memisahkan jaringan dasar menjadi korteks dan empulur. a. dikotil; dikotil

b. dikotil; monokotil

b. monokotil; monokotil

d. monokotil; dikotil

8. Di samping ion mineral, tumbuhan membutuhkan .... a. kalsium, oksigen, dan hidrogen b. karbon, kalium, dan oksigen c. oksigen, karbon, dan nitrogen d. karbon, oksigen, dan hidrogen 9. Dalam metabolisme tumbuhan, ion mineral memiliki peran dalam .... a. aktivitas metabolik b. penetapan gradien konsentrasi larutan melewati membran sel c. pergerakan air ke dalam sel d. memelihara bentuk dan pertumbuhan sel 10. Evaporasi molekul air dari daun dikenal sebagai .... a. respirasi

b. ekspirasi

c. transpirasi

d. tegangan

11. Kunci pokok teori tegangan kohesi pengangkutan air adalah .... a. volume air yang hilang dari permukaan daun b. kekuatan kumulatif ikatan hidrogen antar molekul air c. lebar batang d. semuanya benar 12. Pada siang hari, tumbuhan kehilangan .... dan mengambil .... a. karbon dioksida; air

b. air; oksigen

c. oksigen, air

d. air; karbon dioksida

13. Pada malam hari, tumbuhan memelihara .... dan membatasi pengambilan .... a. karbon dioksida; air b. air; oksigen c. oksigen; air d. air; karbon dioksida

76

BERMUTU

BAB IV EVALUASI


14. Translokasi senyawa organik pada floem adalah antara fotosintesis atau daerah penyimpanan dan wilayah dimana metabolismenya tinggi. Dua wilayah tersebut berturut-turut diketahui sebagai .... a. daun dan batang b. tempat penyimpan (sink) dan sumber c. batang dan daun d. sumber dan tempat penyimpan (sink) 15. Struktur yang mendukung bunga, akar, batang, dan daun; mendominasi siklus hidup tumbuhan berbunga, disebut ….. a. sporofit

b. gametofit

16. Bunga-bunga pada kebanyakan spesies bekerjasama dengan serangga, burung, dan agen lainnya yang berfungsi sebagai .... 17. Gametofit jantan memproduksi .... , dan gametofit betina memproduksi .... a. spora; telur b. sperma; spora c. telur; sperma d. sperma; telur 18. Biji merupakan .... matang, dan buah merupakan .... matang a. ovari; ovule b. ovule; benang sari c. ovule; ovari d. Benang sari; ovari 19. .... adalah pembuluh tertutup dengan sebuah ovari yang mana tempat telur berkembang, fertilisasi terjadi, dan benih menjadi matang. a. kantung sari b. putik c. dasar bunga d. kelopak bunga 20. Produk antara pembelahan meiosis dalam kantung sari adalah .... haploid. a. megaspore

b. sperma

c. mikrospora

d. serbuk sari

BAB IV EVALUASI

BERMUTU

77


21. Hasil meiosis dalam putik, terbentuk .... megaspora. a. dua b. empat c. enam d. delapan 22. Lapisan pembungkus biji terbentuk dari struktur .... a. Integumen b. Ovari c. Endosperma d. Nuselus

78

BERMUTU

BAB IV EVALUASI

DAFTAR PUSTAKA Campbell, Neil A. 2003. Biologi. Terjemahan. Jakarta: Penerbit Erlangga. Setyati, Harjadi. 1982. Pengantar Agronomi. Jakarta: Penerbit PT Gramedia. Syamsuri, Istamar. 2004. Sains Biologi SMP. Jakarta : Penerbit Erlangga. Taggart Ralph, Starr Cecie, 1992, Biologi The Unity and Diversity of Life, Belmont California : Wadsworth.

Better Education Through Reformed Management and Universal Teacher Upgrading

BERMUTU

79

Lembar Kegiatan 1

Struktur Tumbuhan Pendahuluan

Tubuh tumbuhan tersusun dari kelompok-kelompok sel yang telah mengalami spesialisasi. Pada tumbuhan tinggi terdapat beberapa macam sel yang berbeda-beda menurut fungsinya. Organ pada tumbuhan antara lain terdiri atas akar, batang, dan daun.

Tujuan : 

Mengidentifikasi bentuk-bentuk sel dan jaringan pada organ tumbuhan



Menginterpretasikan hubungan antara sel, jaringan, dan organ pada tumbuhan tinggi.

Alat dan Bahan                

Mikroskop Kaca penutup Kaca benda Pipet tetes Mikroslaid biologi Penampang melintang (c.s.) akar Helianthus muda Penampang melintang (c.s.) akar Zea Penampang melintang (c.s.) batang Helianthus Penampang melintang (c.s.) batang Zea Daun dari tumbuhan darat Umbi kentang atau wortel Gelas kimia, 50 ml Sel alat bedah Pisau bedah Pinset Jarum

Prosedur 1. Letakkan preparat (sediaan mikroskopis) penampang melintang akar Helianthus muda dan akar Zea pada meja mikroskop. Amati mula-mula dengan pembesaran lemah kemudian dengan pembesaran kuat. Akat tumbuhan tinggi umumnya tersusun atas jaringan epidermis, korteks, endodermis, berkas pembuluh yang terdiri atas xilem dan floem, serta silinder pusat.


BERMUTU


Buatlah gambar skematis masing-masing penampang melintang batang tersebut. Berilah label untuk masing-masing jaringan yang tampak.

Akar Helianthus

Akar Zea

Amatilah berkas pembuluh pada kedua sediaan tersebut. Jelaskan perbedaan struktur berkas pembuluh pada akar Helianthus dan pada akar Zea.

2. Letakkan slaid (sediaan mikroskopis) penampang melintang batang Helianthus muda dan batang Zea pada meja mikroskop. Amati mula-mula dengan pembesaran lemah kemudian dengan pembesaran kuat. Buatlah gambar skematis masing-masing penampang melintang batang tersebut. Berilah label untuk masingmasing jaringan yang tampak.

Batang Helianthus

BERMUTU

Batang Zea

LAMPIRAN LKS


PERHATIAN : Hati-hati dalam menggunakan pisau bedah, karena pisau itu sangat tajam. Buatlah sediaan irisan melintang daun tumbuhan darat (misalnya daun Ficus) dengan menggunakan mikrotom tangan sebagai berikut. 

Pilih sebuah pelubang gabus yang diameternya sama dengan diameter lubang mikrotom tangan.



Dengan pelubang gabus buatlah bentuk silinder dari kentang, panjang sekitar 3 cm. Pada salah satu ujung silinder buat celah membujur sedalam 1 cm persis di bagian tengah.



Buat potongan daun, ukuran: 0,5 x 1 cm, dan sisipkan pada celah di bagian ujung silinder kentang tadi.



Masukkan silinder kantang yang telah disisipi potongan daun ke dalam lubang mikrotom, dengan ujung yang disisipi daun di bagian atas.



Dengan pisau bedah, buat sayatan setipis mungkin dengan mengiris silinder kentang sejajar meja mikrotom. Untuk mendorong silinder kentang, putar mikrotom searah jarum jam.



Pilih sayatan daun yang tipis dan utuh, tempatkan di bagian tengah kaca benda yang telah diberi setetes air.

Letakkan sediaan daun tadi pada meja mikroskop. Amati mula-mula dengan pembesaran lemah kemudian dengan pembesaran kuat. Umumnya pada penampang daun dikotil akan tampak bagian-bagian kutikula, epidermis, jaringan palisade, jaringan bunga karang, berkas pembuluh, dan stoma. Buatlah gambar skematis masing-masing penampang melintang daun tersebut. Berilah label untuk masing-masing jaringan yang tampak.

Penampang daun

LAMPIRAN LKS

BERMUTU


Analisis dan Kesimpulan 1. Berdasarkan hasil pengamatan Anda, tuliskanlah struktur umum sel tumbuhan.

2. Berilah uraian mengenai struktur dan fungsi dari masing-masing berikut ini.

Sel atau jaringan

Struktur

Fungsi

epidermis korteks endodermis xilem floem jaringan palisade jaringan bunga karang stoma

Tindak Lanjut 

Bandingkan persamaan dan perbedaan di antara jaringan-jaringan penyusun akar, batang, dan daun.

BERMUTU

LAMPIRAN LKS


Lembar Kegiatan 2

REPRODUKSI PADA TUMBUHAN Pendahuluan

Semua tumbuhan Angiospermae menghasilkan bunga. Untuk bereproduksi tumbuhan memerlukan organ perkembangbiakkan yang terdapat pada bunga. Gametofit betina berkembang dari megaspora yang terjadi pada putik dan gametofit jantan berkembang dari mikrospora yang terjadi pada benang sari. Agar proses pembuahan antara ovum dan sperma dapat terjadi maka harus didahului dengan proses penyerbukan. Setelah penyerbukan, akan terjadi perkembangan selanjutnya dari serbuk sari, yaitu tumbuhnya buluh serbuk sari yang menembus jaringan kepaa putik. Tumbuhnya buluh serbuk sari dipacu oleh adanya larutan gula pada kepala putik. Tujuan Melaksanakan

eksperimen

untuk menguji masalah

“Bagaimanakah

pengaruh

konsentrasi larutan sukrosa terhadap prosentase buluh serbuk sari yang tumbuh?”

Alat dan Bahan 

Mikroskop



Kaca benda kultur mikro



Gelas kimia, 50 ml, dan 100 ml.



Gelas ukur, 50 ml



Neraca, 311 g



Jarum

Prosedur 1. Buatlah larutan sukrosa 5%, 10%, dan 15 %, masing-masing sebanyak 40 ml. Untuk itu Anda terlebih dahulu harus membuat stok larutan sukrosa 15 %. Sebagai berikut.  Dengan menggunakan neraca 311 g, timbanglah sukrosa (dapat digunakan gula pasir) sebanyak 15 gram dan masukkan ke dalam gelas kimia 100 ml. Dengan

LAMPIRAN LKS

BERMUTU


gelas ukur, ukurlah akuades sebanyak 85 ml dan tuangkan ke dalam gelas kimia berisi sukrosa, aduk sampai larut. Larutan ini berupa larutran sukrosa 15%  Untuk membuat larutan sukrosa 10% sebanyak 50ml dapat dibuat dengan cara mengencerkan larutan sukrosa 15% (larutan stok) dengan menggunakan rumus sebagai berikut. V1 x M1 = V2 x M2 V1 = Volum larutan stok (yang akan diencerkan) M1 = Konsentrasi larutan stok (15 %) V2 = Volum larutan yang diinginkan ( 40 ml) M2 = Konsentrasi larutan yang diinginkan ( 10%)

Jika V1 sudah diperoleh, tambahkan akuades sebanyak 40 ml - V1 2. Pilihlah bunga (jika memungkinkan, pilihlah bunga pada tumbuhan polongan) yang kepala sarinya sudah matang, yaitu bunga yang benderanya sudah mekar dan kepala sarinya memenuhi bagian lunas. 3. Sediakan empat buah kaca benda kultur mikro, dan beri label 1 s.d. 4. nomor 1 tetesi dengan akuades; no. 2 dengan larutan sukrosa 5%; no. 3 dengan larutan sukrosa 10%; no. 4 dengan larutan sukrosa 15%; 4. Taburkan serbuk sari di atas larutan gula kira-kira dalam jumlah yang sama di atas larutan gula pada keempat kaca benda kultur mikro. Ratakan dengan jarum. 5. Setelah 60 menit, amati dengan menggunakan miroskop tumbuhnya bukuh serbuk sari. Kemudian hitung jumlah serbuk sari yang tumbuh dan bandingkan dengan jumlah serbuk sari seluruhnya, dalam satu lapangan pandang mikroskop. 6. Catat hasil pengamatan Anda pada tabel di bawah ini!

Tabel : Hasil Pengamatan Pertumbuhan Buluh Serbuk Sari pada Larutan Sukrosa Jumlah Sebuk Sari

Larutan Sukrosa (%)

Tumbuh

Seluruhnya

Prosentase

0 5 10 15

BERMUTU

LAMPIRAN LKS


Analisis dan Kesimpulan

1. Berdasarkan hasil pengamatan Anda, tanda apakah yang Anda jumpai pada serbuk sari yang tumbuh?

2. Apa tujuan perendaman serbuk sari pada akuades (larutan sukrosa 0%)?

3. Pada perendaman dengan larutan sukrosa 0%, apakah terdapat serbuk sari yang tumbuh?

4. Jika demikian, dapatkah dikatakan bahwa larutan sukrosalah yang menyebabkan terbentuknya buluh serbuk sari? Berilah penjelasan!

5. Simpulkan bagaimana pengaruh konsentrasi larutan sukrosa terhadap prosentase serbuk sari yang tumbuh!

Tindak Lanjut

Pada eksperiman yang telah Anda lakukan, identifikasikanlah yang menjadi : 

Variabel manipulasi



Variabel respon



Variabel kontrol

LAMPIRAN LKS

BERMUTU

STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN

Recommend Documents