REPRODUKSI DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN

Transkripsi

1 REPRODUKSI DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN BY : I GEDE SUDIRGAYASA REPRODUKSI SEKSUAL REPRODUKSI DAN PERKEMBANG AN TUMBUHAN MEKANISME SELULER PERKEMBANG AN TUMBUHAN REPRODUKSI ASEKSUAL 1

2 DALAM PANDANGAN DARWINIAN MENGENAI KEHIDUPAN, KELESTARIAN SUAU ORGANISME DIUKUR SEMATA-MATA DARI KEMAMPUANNYA UNTUK MENGGNTIKAN DIRINYA SENDIRI DENGAN KETURUNAN YANG SEHAT DAN SUBUR. ANGIOSPERMA BISA BEREPRODUKSI SECARA SEKSUAL DAN ASEKSUAL ANGIOSPERMA MERUPAKAN KELOMPOK TUMBUHAN YANG PENTING DALAM EKOSISTEM DAN PERTANIAN 2

3 REPRODUKSI SEKSUAL GENERASI SPOROFIT DAN GAMETOFIT BERGILIRAN DALAM SIKLUS HIDUP TUMBUHAN GAMETOFIT JANTAN BERKEMBANG DI DALAM KEPALA SARI DAN GAMETOFIT BETINA DI DALAM OVARIUM SUATU BUNGA SIKLU HIDUP ANGIOSPERMA MEMILIKI KARAKTERISTIK : BUNGA, PEMBUAHAN GANDA, DAN BUAH Serbuk sari yang bergerminasi (n) (gametofit jantan) Kepala sari/anther Ovary/pangkal putik Ovule/ bakal biji Kantung embrio (n) (gametofit betina) Tabung serbuk sari FERTILIZATION Sel telur (n) Sel Sperma (n) Kunci Haploid (n) Diploid (2n) SIKLUS HIDUP ANGIOSPERMA Zygote (2n) Sporofit dewasa (tumbuhan) (2n) Biji Biji Biji berkecambah (bergerminasi) Buah Embryo (2n) (sporophyte) 3

4 Benang sari Kepala sari Tangkai sari Kepala putik Putik Tangkai putik Ovarium Kelopak Mahkota Bakal biji Reseptakel STRUKTUR BUNGA SEMPURNA Stigma Stamen Anther Carpel Style Filament Ovary Petal Sepal Ovule 4

5 TIPE-TIPE BUNGA 5

6 PERKEMBANGAN GAMETOFIT JANTAN ( POLEN/ SERBUK SARI. DI DALAM SPORANGIA (KANTUNG POLEN) KEPALA SARI, SEL-SEL DIPLOID YAITU MIKROSPOROSIT MENGALAMI MAIOSIS YANG MASING-MASING MEMENTUK 4 MIKROSPORA HAPLOID. MASING-MASING MIKROSPORA MEMBELAH SECARA MITOSIS HASILKAN 2 SEL YAITU SEL GENERATIF DAN SEL TABUNG YANG DIBUNGKUS OLEH DINDING TEBAL DA RESISTEN DENGAN POLA YANG UNIK BAGI SETIAP TUMBUHAN. KEDUA SEL DALAM DINDING ITULAH DISEBUT BUTIRAN SERBUK SARI/ GAMETOFIT JANTAN YANG BELUM DEWASA (a) Perkembangan gametofit jantan (serbuk sari/pollen) Microsporangium (kantong pollen) Mikrosporosit MEIOSIS Mikrospora (4) Masing-masing dari 4 mikrospora MITOSIS Sel generatif (akan membentuk 2 sperma) pollen Nucleus sel tabung 20 m Keterangan 75 m (LM) pollen rumput (SEM) Haploid (n) Diploid (2n) 6

7 PERKEMBANGAN GAMETOFIT BETINA( KANTUNG EMBRIO) BAKAL BIJI MASING-MASING MENGANDUNG SEBUAH SPORANGIUM, TERBENTUK DALAM RUANG OVARIUM. SEL DALAM SPORANGIUM YAITU MEGASPOROSIT DIPLOID MENGALAMI MAIOSIS HASILKAN 4 MEGASPORA HAPLOID. PADA BANYAK ANGIOSPERMA HANYA SATU DARI 4 MEGASPORA TERSEBUT BERTAHAN HIDUP. KEMUDIAN NUKLEUSNYA MEMBELAH SECARA MITOSIS SEBANYAK 3 KALI HASILKAN 1 SEL TELUR BESAR DENGAN 8 INTI HAPLOID. KEMUDIAN MEMBRAN MEMBAGI BAGI MASSA TERSEBUT MENJADI STRUKTUR MULTISELULER YANG DISEBUT OVULE/ KANTUNG EMBRIO. (b) Perkembangan gametofit betina (kantung embrio) Megasporangium MEIOSIS Bakal biji Megasporosit Integuments Micropil Megaspora Yang bertahan hidup Bakal biji Sel antipoda (3) Nukleus polar (2) Telur (1) Integuments Sinergid (2) Gametofit betina (kantung embrio) MITOSIS Haploid (n) Diploid (2n) 100 m Keterangan Kantung embrio (LM) 7

8 SERBUK SARI ( POLLEN) PENYERBUKAN/ POLINASI MENYATUKAN GAMETOFIT JANTAN DAN BETINA PADA ANGIOSPERMA, PENYERBUKAN MERUPAKAN TRANSFER SERBUK SARI DARI KEPALA SARI/ ANTHER KE KEPALA PUTIK/ STIGMA PENYERBUKAN BISA PENYERBUKAN SENDIRI TAPI JARANG, OLEH ANGIN, AIR ATAU HEWAN BUNGA DAN POLINATORNYA SAMA-SAMA BEREVOLUSI (KOEVOLUSI ) SELAMA BERINTERAKSI UNTUK MENYESUAIKAN MORFOLOGI SEHINGGA POLINASI BISA TERJADI 8

9 Pollinasi/ penyerbukan oleh angin Pollinasi oleh lebah Common dandelion under normal light Hazel staminate flowers (stamens only) Hazel carpellate flower (carpels only) Common dandelion under ultraviolet light Pollination by Moths and Butterflies Pollination by Flies Pollination by Bats Anther Moth Fly egg Stigma Moth on yucca flower Blowfly on carrion flower Long-nosed bat feeding on cactus flower at night Pollination by Birds Hummingbird drinking nectar of columbine flower 9

10 FERTILISASI GANDA MENGHASILKAN ZIGOT DAN ENDOSPERMA SETELAH PENYERBUKAN, TABUNG SERBUK SARI YANG PANJANG AKAN MULAI TUMBUH KE ARAH BAWAH TANGKAI PUTIK SAMPAI KE OVARIUM. ABUNG TERSEBT AKAN MEMBEBASKAN 2 SEL SPERMA KE DALAM KANTNG EMBRIO BAKAL BIJI. SATU SPERMA MEMBUAHI SEL TELUR YANG MEMBENTUK ZIGOT(2n), SPERMA YANG LAIN AKAN MENYATU DENGAN 2 NUKLEUS POLAR PADA SEL PUSAT YANG BESAR MEMBENTUK SEL TRIPLOID YANG AKAN BERKEMBANG MENJADI JARINGAN NUTRITIF BAGI ZIGOT YANG DISEBUT ENDOSPERMA(3n) 1 Pollen Tabung pollen 2 sperma Bakal biji Nukleus polar telur Micropil 10

11 2 1 Pollen Tabung pollen Bakal biji Nukleus polar 2 sperma telur Bakal biji Sinergid Nukleus polar 2 sperm telur Micropil 2 1 Pollen Tabung pollen Bakal biji 3 Nukleus endosperma(3n) (2 nikleus polar + sperma) Nukleus polar 2 sperma telur Bakal biji Sinergid Nukleus polar Zygote (2n) 2 sperm telur Micropil 11

12 Animation: Plant Fertilization Right-click slide / select Play 2011 Pearson Education, Inc. 12

13 BAKAL BIJI BERKEMBANG MENJADI BIJI YANG MENGANDUNG EMBRIO DAN PERSEDIAAN MAKANAN PERKEMBANGAN ENDOSPERMA DIMULAI SEBELUM PERKEMBANGAN EMBRIO. ENDOSPERMA BERKEMBANG DARI SEL TENGAH BAKAL BIJI YANG TRIPLOID. ENDOSPERMA KAYA AKAN ZAT-ZAT MAKANAN YANG DISEDIAKAN BAGI EMBRIO YANG SEDANG BERKEMBANG EMBRIO TUMBUHAN BERKEMBANG DARI ZIGOT. MENJELANG BAKAL BIJI MENJADI BIJI YANG MATANG, ZIGOT TELAH MENJADI TUMBUHAN EMBRIONIK DENGAN ORGAN YANG SEMPURNA Bakal biji Proembryo Nukleus Endosperm Suspensor Integuments Zygote kotiledon Sel Basal Ujung tunas Ujung Akar Sel terminal Sel basal Suspensor Selaput biji Endosperm Zygote 13

14 Animation: Seed Development Right-click slide / select Play 2011 Pearson Education, Inc. 14

15 Selaput biji Epicotyl Hypocotyl Radikula Cotyledons (a) Kotiledon berdaging pada biji buncis, dikotil Selapu biji Endosperm Cotyledons Epicotyl Hypocotyl Radikula (b) Biji jarak dengan kotiledon bermembran, dikotil Scutellum (cotyledon) Coleoptile Coleorhiza Endosperm Epicotyl Hypocotyl Radikula (c) Biji jagung, monokotil ADAPTASI EVOLUSIONER PERKEMBANGAN BIJI MEMBERIKAN SUMBANGAN TERHADAP KELANGSUNGAN HIDUP BENIH PERKECAMBAHAN MENERUSKAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN BIJI ADA BIJI YANG SEGERA BERKECAMBAH JIKA BERADA PADA LINGKUNGAN YANG SESUAI, ADA JUGA BIJI LAIN YANG DORMAN(TIDUR) SAMPAI PETUNJUK LINGKUNGAN MENGAKHIRI DORMANSI BIJI TERSEBUT PERKECAMBAHAN BIJI BERGANTUNG PADA IMBIBISI, PENYERAPAN AIR AKIBAT POTENSIAL AIR YANG RENDAH PADA BIJI YANG KERING. AIR YAN BERIMBIBISI MEMBUAT BIJI MENGEMBANG DAN KULITNYA PECAH SERTA MEMICU PERUBAHAN METABOLIK PADA EMBRIO 15

16 Helai daun Cotyledon Epicotyl Hypocotyl Cotyledon Cotyledon Hypocotyl Hypocotyl Radiula Selaput biji (a) Buncis Helai daun Coleoptile Coleoptile Radikula (b) Jagung 16

17 OVARIUM BERKEMBANG MENJADI BUAH YANG DIADAPTASIKAN UNTUK PENYEBARAN BIJI KETIKA BIJI BERKEMBANG DARI BAKAL BIJI, OVARIUM BERKEMBANG MENJADI BUAH YANG MELINDUNGI BIJI DAN MEMBANTU PENYEBARANNYA OLEH ANGIN, AIR DAN HEWAN Stigma Carpels Stamen Flower Style Petal Ovary Stamen Sepal Ovule Stigma Ovule Pea flower Raspberry flower Carpel (fruitlet) Seed Stigma Ovary Stamen Pineapple inflorescence Each segment develops from the carpel of one flower Stamen Ovary (in receptacle) Apple flower Remains of stamens and styles Sepals Seed Pea fruit (a) Simple fruit Raspberry fruit (b) Aggregate fruit Pineapple fruit (c) Multiple fruit Receptacle Apple fruit (d) Accessory fruit 17

18 Disebarkan oleh angin Dandelion fruit Dandelion seeds (actually one-seeded fruits) Tumbleweed Winged seed of the tropical Asian climbing gourd Alsomitra macrocarpa Winged fruit of a maple Dispersal by Water Coconut seed embryo, endosperm, and endocarp inside buoyant husk Disebarkan oleh hewan Fruit of puncture vine (Tribulus terrestris) Squirrel hoarding seeds or fruits underground Ant carrying seed with nutritious food body to its nest Seeds dispersed in black bear feces 18

19 REPRODUKSI ASEKSUAL BANYAK TUMBUHAN DAPAT MENGKLON DIRINYA SENDIRI DENGAN REPRODUKSI ASEKSUAL (REPRODUKSI VEGETATIF) PERBANYAKAN TUMBUHAN SECARA VEGETATIF SANGAT UMUM DALAM PERTANIAN YANG DIDASARKAN PADA KEMAMPUAN TUMBUHAN UNTUK MEMBENTUK TUNAS ATAU AKAR ADVENTIF PARA AHLI TEKNOLOGI PERTANIAN TELAH MENGEMBANGKAN METODE KULTUR JARINGAN SERTA FUSI PROTOPLAS UNTUK MNGKLON TUMBUHAN DALAM JUMLAH BANYAK DANCEPAT SERTA DENGAN KUALITAS DAN SIFAT UNGGUL REKAYASA GENETIK MENGHASILKAN TUMBUHAN TRANSGENIK (GMO) YANG MEMICU BANYAK PERDEBATAN 19

20 Rhizoma Rhizoma Root Umbi lapis Pangkal daun batang Stolons Stolon Umbi Tahapan kultur jaringan Potongan Melintang Akar wortel 2-mg fragmen Fragmen dikultur Satu sel Mulai dalam medium membelah kultur Tumbuhan Embrionik dari sel kultur. Tumbuhan Dikultur dalam Medium Agar. Kemudian ditanam Pada tanah. Tumbuhan dewasa 20

21 MEKANISME SELULER PERKEMBANGAN TUMBUHAN PERTUMBUHAN, MORFOGENESIS, DAN DIFERENSIASI MENGHASILKAN TUBUH TUMBUHAN MERISTEM MENGHASILKAN SEL-SEL UNTUK ORGAN BARU SEPANANG KEHIDUPAN TUMBUHAN PERTUMBUHAN PRIMER : MERISTEM APIKAL MEMPERBESAR TUNAS DAN AKAR PERTUMBUHAN SEKUNDER : MERISTEM LATERAL MENAMBAH UKURAN DIAMETER DENGAN MENGHASILKAN JARINGAN PEMBULUH SEKUNDER DAN PERIDERM SITOSKELETON MENGATUR GEOMETRI PEMBELAHAN DAN PERLUASAN SEL DIFERENSIASI SE BERGANTUNG PADA KONTROL EKSPRESI GEN PERTUMBUHAN PRIMER Meristem Apikal tunas Calon daun Meristem Apikal akar AKAR 100 m TUNAS 1 m 100 m 21

22 PERTUMBUHAN SEKUNDER Kambium vaskuler Meristem lateral Cortex Periderm Floem primer Floem sekunder Empulur Xilem primer Xilem sekunder Kambium vaskuler PENGORIENTASIAN SUMBU PEMBELAHAN SEL Vesikula Membentuk Plat sel Pita profase mikrotubulus Dinding sel induk Plat sel 1 m Dinding sel baru Plat sel Sel anakan 22

23 (a) Pertumbuhan primer dan Sekunder batang berkayu berumur 2 tahun Epidermis Empulur Xilem primer Cortex floem primer Epidermis Kambium vaskuler Floem primer Cortex Kambium vaskuler Xilem primer Empulur Xilem primer Xilem sekunder Kambium vaskuler Floem sekunder floem primer Kambium gabus pertama Gabus Periderm Floem primer Floem sekunder Xilem Sekunder (selama 2 th) Kambium vaskuler Xilem sekunder Kambium vaskuler Floem sekunder Kambium gabus Xilem primer Periderm gabus Kulit kayu Empulur Floem sekunder Kambium vaskuler Kulit kayu Kambium gabus Periderm Xilem sekunder 0.5 mm Gabus Cincin pertumbuhan 0.5 mm 23

24 Kambium vaskuler tumbuh Xilen sekunder Setelah tumbuh 1 tahun Kambium vaskuler Floem sekunder Setelah tumbuh 2 tahun Cincin pertumbuhan Galih Xilem sekunder Gubal Kambium vaskuler Floem sekunder Kulit kayu Lapisan periderm 24

25 PERTUMBUHAN SEKUNDER???????????? 25

26 ??????????????????? 26

27 ?????????????? REPRODUKSI SEKSUAL REPRODUKSI DAN PERKEMBANG AN TUMBUHAN MEKANISME SELULER PERKEMBANG AN TUMBUHAN REPRODUKSI ASEKSUAL 27

28 28