Kegiatan Belajar 4 Jaringan Daun dan Sifat Totipotensi Tumbuhan

Kegiatan Belajar 4 Jaringan Daun dan Sifat Totipotensi Tumbuhan Dikembangkan oleh: Wiwit Febriani Dr. Hadi Suwono, M.Si Dra. Sunarmi, M.Pd Jurusan Biologi FMIPA UNIVERSITAS NEGERI MALANG April 2013 Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 78

Engagement [10 menit] Daun merupakan modifikasi dari batang. Daun merupakan bagian tubuh tumbuhan yang paling banyak mengandung (10) sehingga kegiatan fotosintesis untuk memproduksi makanan bagi tumbuhan paling banyak berlangsung di daun. Secara umum fungsi daun yaitu (10). Struktur jaringan daun terdiri dari (10), (10), dan (10). Epidermis merupakan lapisan terluar yang terdapat di permukaan atas maupun bawah daun yang berfungsi untuk melindungi lapisan di bawahnya. Pada epidermis ditemukan (10), yang berfungsi untuk pertukaran udara dan mengatur transpirasi. Jaringan mesofil pada daun berdeferensiasi menjadi (10) dan (10). Berkas pengangkut pada daun tersusun atas (10) dan (10). Berkas pengangkut terdapat pada tulang daun dan urat daun. Fungsi jaringan pengangkut pada daun adalah untuk mengangkut air serta zat hara dari tanah dan menyebarkan hasil fotosintesis Exploration [30 Menit] Untuk mengetahui lebih jelas tentang struktur jaringan pada daun. Lakukanlah kegiatan di bawah ini! Buatlah kelompok dengan anggota 4-5 siswa. Carilah literatur tentang jaringan pada tumbuhan. Isilah pertanyaan-pertanyan di bawah ini dengan benar. Diskusikan jawabanmu dengan teman sekelompokmu. Kegiatan 4. Pengamatan Struktur daun dikotil dan monokotil A. Tujuan : Mengidentifikasi jaringan yang terdapat pada daun tumbuhan dikotil maupun monokotil B. Alat dan Bahan : 1. Mikroskop 2. Preparat jadi daun monokotil 3. Preparat jadi daun dikotil C. Cara Kerja 1. Meletakkan preparat awetan irisan melintang daun monokotil dibawah lensa objektif. 2. Mengamati preparat dengan perbesaran paling kecil ke perbesaran yang lebih besar. Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 79

3. Menggambar hasil amatan. 4. Mengulangi langkah yang sama untuk mengamati preparat awetan irisan melintang daun dikotil. D. Hasil Pengamatan (Skor 40) No Gambar Keterangan 1. Preparat awetan irisan melintang daun monokotil 2 Preparat awetan irisan melintang daun dikotil E. Evaluasi 1. Pada pengamatan preparat awetan daun monokotil jaringan apa saja yang dapat kalian temukan?(20) 2. Pada pengamatan preparat awetan daun dikotil jaringan apa saja yang dapat kalian temukan?(20) 3. Dari kegiatan diatas analisislah jaringan yang membedakan antara daun dikotil dan daun monokotil!(20) Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 80

Untuk lebih jelas tentang materi jaringan pada daun dan Sifat Totipotensi pada Tumbuhan bacalah uraian materi di bawah ini! Ayo Belajar Jaringan Pada Daun Umumnya ada dua tipe daun, yaitu daun dorsiventral dan daun isobilateral. Daun dorsiventral yaitu apabila jaringan tiang (palisade) hanya terdapat pada sisi atas dari daun, sedangkan daun isobilateral adalah daun yang mempunyai jaringan tiang pada sisi atas dan sisi bawah dari daun. Daun dorsiventral biasanya tumbuh horizontal, permukaan atas tampak lebih cerah dibandingkan permukaan bawah karena terdapat perbedaan struktur antara daun bagian atas dan daun bagian bawah. Tipe ini dimiliki oleh hampir semua anggota tumbuhan dikotil, sedangkan daun isobilateral tumbuh vertical sehingga kedua permukaan daun menerima sinar matahari dengan intensitas yang sama. Daun isobilateral mempunyai struktur yang seragam antara permukaan atas dan bawahnya. Tipe Daun ini dijumpai hampir semua tumbuhan monokotil. Daun biasanya tersusun oleh berbagai macam jaringan, tetapi secara garis besar daun tersusun atas jaringan pelindung (epidermis dan derivatnya), jaringan dasar (mesofil), dan jaringan pengangkut. 1. Epidermis Epidermis daun terdapat di permukaan atas maupun bawah, umumnya terdiri dari selapis sel, tetapi ada pula yang terdiri dari beberapa lapis sel (epidermis ganda). Jumlah lapisan sel epidermis bagian atas biasanya lebih banyak daripada permukaan bawah. Dinding sel epidermis mengalami penebalan yang tidak merata. Dinding sel yang menghadap ke luar umumnya berdinding lebih tebal, dapat terdiri dari lignin, tetapi penebalan itu umumnya terdiri dari kutin. Penebalan kutin ini membentuk suatu lapisan kutikula yang dapat tipi atau tebal tergantung pada jenis serta tempat hidupnya. Stomata sebaga derivate epidermis dapat berada di kedua permukaan daun (disebut daun amfistomatik) atau salah satu permukaan saja, umumnya dibagian bawah (daun hipostomatik). Namun pada daun yang terapung stomata hanya terdapat di bagian atas (daun epistomatik). Letak stomata dapat sejajar dengan epidermis lainnya (stomata paneropor), tenggelam dibandingkan deretan epidermis (stomata kriptopor), atau kadangkadang bahkan berada di atas permukaan sel-sel epidermis seperti pada daun terapun. Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 81

Sel-sel epidermis daun tidak mengandung kloroplas, kecuali pada sel penutup. Namun daun tumbuhan yang tenggelam dalam air, epidermisnya mengandung kloroplas. Stomata berfungsi sebagai jalan bagi pertukaran gas pada tubuh tumbuhan dan sebagai pengatur besarnya transpirasi. 2. Mesofil Mesofil sebagai jaringan dasar terletak antara epidermis atas dan epidermis bawah. Pada tumbuhan dikotil, mesofil berdiferensiasi menjadi jaringan tiang (jaringan palisade) dan jaringan bunga karang (jaringan spon). Sel-sel penyusun jaringan tiang berbentuk silindris, tegak pada permukaan daun, selapis atau lebih, rapat satu sama lain, dan mengandung kloroplas. Jaringan bunga karang tersusun oleh sel-sel yang tak teratur, berdinding tipis, lepas, dan mengandung kloroplas meski jumlah kloroplasnya lebih sedikit dibanding pada jaringan tiang. Ruang antarsel besar sehingga memudahkan terjadinya pertukaran gas karena ruang antar sel berhubungan dengan lubang stomata. Pada daun tumbuhan anggota monokotil, mesofil tidak berdiferensiasi menjadi jaringan tiang dan jaringan bunga karang, tetapi tersusun atas sel parenkim yang struktur dan ukurannya seragam. 3. Jaringan pengangkut Tangkai daun memiliki struktur anatomi yang mirip dengan batang. Bagian Kosta dan vena pada daun merupakan lanjutan dari batang tetapi memiliki arah tumbuh menyamping, sehingga letak berkas pengangkut terbalik dengan berkas pengangkut pada batang. Xilem pada berkas pengangkut di batang terletak di sebelah dalam floem sedang pada daun xilem berada di atas floem. Susunan xilem sama seperti pada batang, terutama di ibu tulang daun terdiri dari trakea, trakeid, serabut, dan parenkim. Semakin kecil berkas pengangkut semakin sederhana susunannya. Floem juga terdiri dari buluh tapis, sel pengiring, dan parenkim floem, kecuali pada Pteridophyta dan Gymnospermae floem tanpa sel pengiring. Sel-sel yang mengelilingi berkas pengangkut menunjukkan morfologi berbeda dengan sel-sel mesofil yang lain. Sel-sel tersebut mungkin lebih besar, lebih tebal dindingnya, dan kloroplasnya lebih sedikit. Sel-sel ini membentuk selubung berkas pengangkut yang dapat melebar ke permukaan atas dan bawah daun sampai mencapai epidermis. Untuk lebih jelasnya tentang struktur Anatomi daun, Lihat Gambar 4.1. Struktur Anatomi daun. Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 82

Gambar 4.1. Struktur Anatomi daun (//http:google.com//) Sifat Totipotensi Sel sebagai Dasar Kultur Jaringan Sel tumbuhan memiliki sifat dasar yan-g disebut totipotensi sel. Sifat totipotensi sel ini merupakan sifat sel yang mampu menjadi individu baru yang utuh jika berada pada lingkungan yang sesuai. Teori ini berdasarkan teori sel yang dikemukakan pertama kali oleh Jakob Schleiden dan Theodor Schwann (1838-1839). Berdasarkan teori tersebut, jika sebuah sel berada dalam kondisi yang sesuai untuk pertumbuhan dan perkembangan, sel tersebut dapat tumbuh dan berkembang menjadi individu baru. Sel tumbuhan memiliki sifat totipotensi yang lebih besar dibandingkan sel hewan. Hal ini dikarenakan pada tumbuhan masih terdapat sel atau jaringan yang belum terdiferensiasi, yaitu jaringan yang bersifat meristematik atau jaringan meristem serta jaringan dasar (jaringan parenkim) yang masih bersifat meristematik. Berdasarkan teori totipotensi sel maka lahirlah suatu teknik reproduksi vegetatif baru yang disebut teknik kultur jaringan. Perkembangan kultur jaringan tumbuhan lebih maju dibandingkan pada hewan. Kultur jaringan di dunia maupun Indonesia saat ini lebih berorientasi untuk produksi tanaman pangan dan industri. Teknik kultur jaringan ini dalam pelaksanaannya merupakan suatu metode untuk mengisolasi (mengambil) bagian tumbuhan, seperti protoplasma, sel, sekelompok sel, jaringan, dan organ, serta menumbuhkannya dalam kondisi aseptik (bebas hama dan penyakit). Sifat tanaman hasil kultur jaringan akan sama seperti induknya. 1. Jenis Teknik Kultur Jaringan Perkembangan teknik jaringan telah menghasilkan teknik kutur jaringan baru dengan tujuan yang berbeda-beda. Selain itu, jenis eksplan (sel atau jaringan asal) yang digunakan juga berbeda. Berbagai teknik kultur jaringan tersebut di antaranya sebagai berikut (Hendaryono dan Wijayani, 1994: 29). a) Meristem culture, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan (bagian tanaman) dari jaringan muda atau meristem. b) Pollen atau anther culture, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan dari serbuk sari atau benang sari. Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 83

c) Protoplast culture, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan dari protoplasma (sel hidup yang telah dihilangkan dinding selnya). d) Chloroplast culture, yaitu teknik kultur jaringan dengan menggunakan eksplan kloroplas untuk keperluan memperbaiki sifat tanaman dengan membuat varietas baru. e) Somatic cross atau silangan protoplasma, yaitu penyilangan dua macam protoplasma menjadi satu, kemudian dibudidayakan hingga menjadi tanaman yang mempunyai sifat baru. 2. Syarat Kultur Jaringan Agar berhasil dengan baik ketika akan melakukan kultur jaringan, terdapat beberapa syarat yang harus diperhatikan, antara lain sebagai berkut. a) Pemilihan eksplan Eksplan adalah bagian dari tanaman yang digunakan dalam kulturisasi. Eksplan ini menjadi bahan dasar bagi pembentukan kalus (bentuk awal calon tunas yang kemudian mengalami proses pelengkapan bagian tanaman, seperti daun, batang, dan akar). Sebagian eksplan sebaiknya dipilih pucuk muda tanaman dewasa yang diketahui asal-usul dan varietasnya, tidak terinfeksi penyakit, dan jenisnya unggul. b) Penggunaan media yang cocok. Media yang cocok memengaruhi pertumbuhan eksplan yang telah ditanam untuk menjadi plantlet (tanaman kecil). Media yang baik, harus memenuhi syarat nutrisi yang diperlukan eksplan untuk tumbuh dan berkembang. Oleh karena itu, di dalam media kultur jaringan ditambahkan berbagai macam mineral, vitamin, sumber karbohidrat, dan zat pengatur tumbuh (hormon) c) Keadaan yang aseptik dan pengaturan udara yang baik. Semua tahapan yang dilakukan dalam kultur jaringan harus dilakukan secara aseptik. Hal ini guna menghindari kontaminasi oleh jamur maupun bakteri. Oleh karena itu, sterilisasi eksplan ke dalam medium dilakukan di dalam laminar air flow cabinet. Penyimpanan kultur juga harus di dalam ruangan dengan suhu, pencahayaan, dan pengaturan udara yang baik. 3. Manfaat dari Kultur Jaringan Kultur jaringan memiliki manfaat yang besar bagi manusia sesuai fungsinya. Melalui kultur jaringan ini, dapat dibudidayakan tanaman yang memiliki sifat sama dengan induknya. Tentu saja sifat yang diinginkan ini sifat yang unggul, contohnya saja pada wortel. Para petani menginginkan wortel yang berukuran besar dan berwarna menarik. Melalui teknik kultur jaringan, dapat diperoleh tanaman seperti itu. Syaratnya tentu saja mengambil eksplan dari dari induk yang memiliki sifat unggul tersebut. Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 84

Explanation [20 Menit] Jawablah pertanyaan-pertanyaan berikut ini: 1. Sebutkan 4 fungsi daun pada tumbuhan!(20) 2. Sebutkan 3 jaringan penyusun pada daun!15) 3. Sebutkan perbedaan struktur mesofil pada daun dikotil dan monokotil!(25) 4. Apakah yang dimaksud dengan totipotensi pada tumbuhan?(20) 5. Senutkan 4 keuntungan pada teknik kultur!(20) Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 85

Elaboration [20 Menit] Analisislah pertanyaan-pertanyaan berikut ini: Daun merupakan bagian tumbuhan yang sangat penting. Bentuk daun umumnya tipis, datar, diperkuat oleh tulang daun, dan memiliki permukaan luas untuk menerima cahaya. Daun berfungsi untuk transpirasi dan menangkap cahaya untuk fotosintesis, yaitu perubahan energi matahari menjadi energi kimia. Mesofil tersusun atas jaringan palisade dan jaringan spons (bunga karang). Jaringan palisade terdiri atas sel-sel panjang yang tersusun rapat secara vertikal. Sel-sel tersebut kaya akan kloroplas yang di dalamnya terdapat klorofil. Jaringan ini terdapat di bagian bawah lapisan epidermis atas. Jaringan spons (bunga karang) terdiri atas sel-sel yang bentuk dan susunannya tidak teratur, mengandung kloroplas relatif sedikit dan banyak terdapat ruangruang udara. Sel-sel palisade dan spons disebut sel fotosintetik. Berdasarkan uraian singkat di atas, jawablah pertanyaan-pertanyaan di bawah ini! 1. Sebutkan bagian daun yang berperan pada proses fotosintesis dan jelaskan peranannya?(50) 2. Mengapa fotosintesis disebut sebagai sumber energy dan penghasil oksigen?(25) 3. Apa saja faktor yang mempengaruhi laju fotosintesis?(25) Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 86

Evaluation [10 Menit] Pada tabel di bawah ini, pada kolom A terdapat pernyataan-pernyataan tentang konsep Jaringan pada daun. Isikan pada kolom B jawaban B atau S (Benar atau Salah) tentang pernyataanpernyataan pada kolom A! No A B 1 Teori totipotensi dikemukakan oleh G. Heberland pada tahun 1898. Pada tahun 1950, F.C. Steward dan mahasiswanya memperoleh tanaman wortel utuh dari sel somatik floem akar wortel. 2 Daun terdiri dari tiga sistem jaringan terdiri dari selapis epidermis pelindung, bagian jaringan dasar parenkim yang dikenal sebagai mesofil, dan berkas vaskuler. 3 Epidermis daun terdapat pada permukaan atas daun disebut permukaan abaksial dan permukaan bawah daun disebut permukaan adaksial 4 Daun epistomatik jika stomata terdapat di bagian adaksial daun, hipostomatik jika stomata berada di bagian epidermis bawah daun, dan amfistomatik jika stomata terdapat pada kedua epidermis daun. 5 Parenkim daun terdiri dari 2 lapisan sel, yakni parenkim palisade (jaringan pagar/tiang) dan jaringan spons (jaringan bunga karang) 6 Pada tumbuhan dikotil, dibawah epidermis terdapat sel-sel parenkim yang membentuk jaringan parenkim palisade dan jaringan spon. Sedangkan pada tumbuhan monokotil tidak terdapat jaringan parenkim palisade, hanya ada jaringan spon. 7 Jaringan palisade pada umumnya tersusun rapat dan mengandung kloroplas lebih banyak dibandingkan jaringan sponsa. Jaringan sponsa memiliki banyak ruang antar sel yang kecil-kecil. 8 letak berkas pengangkut terbalik dengan berkas pengangkut pada batang. Xilem pada berkas pengangkut di batang terletak di sebelah dalam floem sedang pada daun xilem berada di atas floem. 9 Jaringan spons tersusun oleh sel-sel yang tak teratur, berdinding tipis, lepas, dan mengandung sedikit kloroplas. Ruang antarsel besar sehingga memudahkan terjadinya pertukaran gas. 10 Letak stomata dapat sejajar dengan epidermis lainnya (stomata Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 87

paneropor), tenggelam dibandingkan deretan epidermis (stomata kriptopor) atau kadang-kadang berada di atas permukaan sel-sel epidermis seperti pada daun terapung. Umpan Balik Cocokkanlah jawaban Anda dengan kunci jawaban. Hitunglah jawaban yang benar, kemudian gunakan rumus di bawah untuk mengetahui tingkat penguasaan Anda terhadap materi Struktur dan Fungsi Jaringan Pada Daun serta Sifat Totipotensi pada Tumbuhan. Tingkat Penguasaan = Keterangan: Ketercapaian Pembelajaran: B1 = Bagian 1 90 100 = Baik sekali B2 = Bagian 2 80 89 = Baik B3 = Bagian 3 70 79 = Cukup B4 = Bagian 4 < 70 = Kurang B5 = Bagian 5 Bila Anda berhasil mencapai nilai 75, Selamat! Anda dapat melanjutkan pada modul berikutnya. Apabila Anda hanya mencapai < 75 maka Anda harus mengulang kembali materi pada kegiatan belajar 1, terutama materi yang belum Anda kuasai dengan baik. Apapun hasilnya Anda telah berusaha dengan baik. Oleh karena itu JANGAN PUTUS ASA DAN PANTANG MENYERAH. Belajarlah lebih giat dan semoga Anda berhasil dengan baik. Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 88

Rangkuman Jaringan pada tumbuhan dibedakan berdasarkan sifat, as.al, dan fungsinya. Jaringan meristem primer merupakan lanjutan dari pertumbuhan embrio, contoh: meristem pada ujung akar, ujung batang, kuncup. Jaringan meristem sekunder adalah berkembang dari jaringan dewasa yang telah terdiferensiasi namun aktif membelah (bersifat meristematis), contoh kambium yang menyebabkan peertumbuhan sekunder pada tumbuhan dikotil. Jaringan parenkim terdapat pada sebagian besar tubuh tumbuhan, pada bagian tertentu selsel parenkim terdiferensiasi menjadi jaringan epidermis, mesofil, endodermis, dan perisikel. Jaringan kolenkim dan jaringan sklerenkim berfungsi sebagai penyokong. Xilem berfungsi sebagai penyokong dan pengangkut, terdiri atas trakeid, trakea, parenkim xilem dan serabut xilem. Floem terdiri atas buluh tapis, sel pengiring, parrrenkim floem, dan serabut floem. Berfungsi sebagai pengangkut zat-zat makanan hasil fotosintesis. Anatomi akar monokotil dan dikotil hampir sama, terdiri atas epidermis, korteks, endodermis, dan silinder pusat (stele). Jaringan pada batang dikotil tersusun secara konsentris terdiri atas epidermis, korteks, jaringan pengangkut, dan empulur, pada batang monokotil berkas pembuluh menyebar. Pertumbuhan primer disebabkan oleh aktivitas titik tumbuh primer (pertumbuhan akar dan batang). Pertumbuhan sekunder disebabkan oleh aktivitas kambium, hanya terdapat pada dikotil. Jaringan penyusun daun meliputi epidermis, mesofil, berkaspembuluh angkut. Mesofil merupakan jaringan fotosintesis. Totipotensi pada tumbuhan yaitu jaringan tumbuhan yang telah terdeferensiasi dapat menjadi meristematik kembali lalu terdeferensiasi menjadi berbagai jaringan yang menyusun satu tumbuhan. Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 89

Daftar Rujukan. 2013. Gambar-gambar. (online) (http://www.google.co.id/images, diakses tanggal 8 April 2013) Aryulina, Diak, dkk. 2007. Biologi 2 SMA dan MA untuk kelas XI. Jakarta: Esis Campbell. 2004. Biologi Jilid 2 Edisi Kelima. Jakarta: Erlangga Hartanto, Nugroho, dkk. 2006. Struktur & Perkembangan Tumbuhan. Jakarta: Penebar Swadaya Pratiwi, dkk. 2007. Biologi Untuk SMA Kelas XI. Jakarta. Penerbit Erlangga. Pujiyanto, Sri. 2008. Menjelajah Dunia Biologi 2 untuk Kelas XI SMA dan MA. Solo: PT Tiga Serangkai Pustaka Mandiri. Sulisetijono, dkk. 2004. Anatomi Tumbuhan. Universitas Negeri Malang: JICA Sutrian, Yayan. 1992. Pengantar Anatomi Tumbuh-tumbuhan Tentang Sel & Jaringan. Jakarta: Rineka Cipta Syamsuri, Istamar., dkk. 2007. Biologi Untuk SMA Kelas XI Semester 1. Jakarta: Penerbit Erlangga. Modul Jaringan Tumbuhan untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 1 90