STRUKTUR & FUNGSI TUMBUHAN Pokok bahasan : Struktur anatomi organ, pertumbuhan primer & sekunder tumbuhan tinggi. Beberapa proses fisiologi tumbuhan : 1. Transpor air 2. Translokasi fotosintat 3. Pertumbuhan & perkembangan : a. Zat pengatur tumbuh b. Tropisme c. Jam biologi BIO100/101 Tumbuhan Tumbuhan 2 2 1
STRUKTUR ANATOMI 1. Sel 2. Ciri anatomi organ BIO100/101 Tumbuhan 2 2 2
Sel Tumbuhan Memiliki plastid (kloroplas) & vakuola sentral. Memiliki dinding sel dengan 3 lapisan: 1. Lamela tengah 2. Dinding primer 3. Dinding sekunder BIO100/101 Tumbuhan Tumbuhan 2 2 3
Nukleus Kloroplas Vakuola sentral Retikulum endoplasma Mitokondria Dinding sekunder Dinding primer Lamela tengah Badan Golgi Ribosom Mikrotubul Plasmodesmata Membran plasma Membran plasma Noktah BIO100/101 Tumbuhan Tumbuhan 2 2 4
Tunas lateral Tunas apikal Ciri Anatomi Organ Sistem jaringan pembuluh 3 Sistem jaringan pada tumbuhan tinggi : 1. Jaringan pelindung Epidermis : melindungi permukaan daun, batang dan akar. 2. Sistem jaringan dasar Terdiri atas jaringan parenkima (penyusun utama), kolenkima dan sklerenkima. 3. Sistem jaringan pembuluh Meliputi xilem dan floem. BIO100/101 Tumbuhan 2 2 5
1. Jaringan parenkima Sistem Jaringan Dasar Menyusun sebagian besar tubuh tumbuhan. Selnya hidup, umumnya berbentuk poligonal & berdinding tipis. Fungsi : - Tempat menyimpan cadangan makanan. - Tempat terjadinya proses fotosintesis dan respirasi. Dinding primer Noktah Sel-sel parenkima (sayatan melintang) BIO100/101 Tumbuhan 2 2 6
2. Jaringan kolenkima & sklerenkima Kolenkima : jaringan penguat pada organ yang masih muda & tumbuhan herba. Sel hidup, berbentuk panjang, dinding sel lebih tebal dari dinding sel parenkima. Dinding primer Sel-sel kolenkima (sayatan melintang) BIO100/101 Tumbuhan 2 2 7
Sklerenkima: jaringan penguat dengan dinding sel berlignin meliputi serat (bentuk sel panjang) dan sklereid (bentuk sel isodiameter/membulat). Noktah Serat pada floem Noktah Sklereid pada tempurung kelapa BIO100/101 Tumbuhan 2 2 8
Sistem Jaringan Pembuluh Xilem penyalur air : Jaringan kompleks terdiri atas beberapa jaringan : - Unsur trakea (unsur utama) dapat berupa trakea dan trakeid (angiosperma) atau hanya trakeid (gimnosperma). - Jaringan parenkima. - Serat. Noktah Noktah Plat perforasi Trakeid BIO100/101 Tumbuhan 2 2 9
Floem penyalur fotosintat : Jaringan kompleks terdiri atas beberapa jaringan : - Unsur tapis (unsur utama) dapat berupa pembuluh tapis (angiosperma) atau sel tapis (gimnosperma). - Sel pengiring (angiosperma) atau sel albumin (gimnosperma). - Jaringan parenkima. - Serat. Sel pengiring BIO100/101 Tumbuhan 2 2 10
Struktur Anatomi Akar Epidermis : tidak berkutikula. Sistem jaringan dasar : Korteks : relatif tebal, terutama terdiri atas jaringan parenkima. Endodermis : lapisan terdalam korteks, terdapat jalur/pita Caspary. Sistem jaringan pembuluh : xilem dan floem tersusun berselang-seling. Epidermis Sistem jaringan pembuluh Dikotil Sistem jaringan dasar Sayatan melintang Monokotil BIO100/101 Tumbuhan 2 2 11
Struktur Anatomi Batang Epidermis: berkutikula & terdapat stomata. Sistem jaringan dasar : korteks (jar. parenkima,kolenkima, sklerenkima) & empulur (jar. parenkima). Sistem jaringan pembuluh : xilem & floem dalam berkas tersusun melingkar (dikotil) atau tersebar (monokotil). Dikotil Monokotil Sistem jaringan pembuluh Sistem jaringan dasar Sayatan melintang Sistem jaringan pembuluh Sistem jaringan dasar BIO100/101 Tumbuhan 2 2 12
Struktur Anatomi Daun Epidermis : berkutikula & terdapat stomata. Sistem jaringan dasar : jaringan pagar & bunga karang (mesofil). Sistem jaringan pembuluh : xilem & floem terdapat pada tulang daun. Mesofil Epidermis bawah BIO100/101 Tumbuhan 2 2 13
PERTUMBUHAN PRIMER & SEKUNDER 1. Pertumbuhan primer 2. Pertumbuhan sekunder BIO100/101 Tumbuhan 2 2 14
Pertumbuhan Primer Meliputi pertumbuhan memanjang yang disebabkan oleh aktivitas meristem apikal yang terdapat di ujung pucuk utama, pucuk lateral, dan akar. Pertumbuhan primer tajuk Meristem apikal Tajuk tumbuhan bertambah tinggi akibat aktivitas meristem apikal Meristem pucuk lateral Tahap 1 Tahap 2 Meristem apikal terdorong ke atas akibat pertumbuhan sel di bawahnya BIO100/101 Tumbuhan 2 2 15
Pertumbuhan primer akar Rambut akar Akar tumbuh bertambah panjang akibat aktivitas meristem apikal. BIO100/101 Tumbuhan 2 2 16
Arah tumbuh Pertumbuhan Sekunder pada tumbuhan berkayu Arah tumbuh Diameter batang membesar pertambahan lapisan xilem & floem sekunder Bagian ujung batang Arah tumbuh Bagian tengah batang Bagian pangkal batang BIO100/101 Tumbuhan 2 2 17
Pertumbuhan Sekunder Pertambahan diameter suatu organ tumbuhan akibat aktivitas meristem lateral. Meristem lateral : Kambium pembuluh Kambium gabus Terlihat jelas pada batang pohon, semak atau vine (batang berkayu yang menjalar). Lapisan xilem sekunder yang lebih tua Lapisan xilem sekunder yang muda Potongan melintang batang pohon yang mengalami pertumbuhan sekunder BIO100/101 Tumbuhan 2 2 18
TRANSPOR AIR & TRANSLOKASI FOTOSINTAT 1. Mekanisme penyaluran air 2. Mekanisme penyaluran fotosintat BIO100/101 Tumbuhan Tumbuhan 2 2 19
Transpor Air Rute masuknya air ke dalam akar : a. Jalur intraseluler (simplast) : Air berdifusi ke dalam sel melalui plasmodesmata. b. Jalur ekstraseluler (apoplast) : Air berdifusi diantara dinding sel dipaksa masuk ke dalam sel endodermis akibat adanya pita Caspary xilem. BIO100/101 Tumbuhan 2 2 20
Rambut akar Caspary Pita Caspary Endodermis BIO100/101 Tumbuhan Tumbuhan 2 2 21
Transpor air dari akar ke tajuk : Terutama disebabkan oleh transpirasi (proses hilangnya air dari daun dan bagian tumbuhan lainnya). Teori tarikan transpirasi/tekanan adhesi-kohesi : Air diabsorpsi oleh rambut akar xilem batang (molekul air saling berikatan membentuk kolom dengan ikatan hidrogen (kohesi) dan berikatan pula dengan dinding sel (adhesi) molekul air keluar melalui stomata. BIO100/101 Tumbuhan 2 2 22
Daun Rongga udara Dinding sel Batang Akar BIO100/101 Tumbuhan 2 2 23
Translokasi Fotosintat Penyaluran fotosintat/gula terjadi dari sugar source (sel penghasil) ke sugar sink (sel gudang). Teori : aliran tekanan/massa gula dialirkan dari lokasi dengan konsentrasi gula tinggi ke rendah. Mekanisme : o Gula dimuat ke dalam floem secara transpor aktif. o Air masuk ke dalam floem secara osmosis. o Gula dialirkan dari sugar source ke sugar sink. Air melalui proses osmosis kembali ke xilem. BIO100/101 Tumbuhan Tumbuhan 2 2 24
PERTUMBUHAN & PERKEMBANGAN 1. Zat Pengatur Tumbuh 2. Tropisme 3. Jam Biologi BIO100/101 Tumbuhan Tumbuhan 2 2 25
Pertumbuhan & perkembangan dipengaruhi oleh dua faktor: a. Internal zat pengatur tumbuh, fitokrom. b. Eksternal suhu,cahaya,gravitasi, panjang hari. Zat Pengatur Tumbuh Zat pengatur tumbuh berinteraksi sangat kompleks & bekerja pada tingkat sel. Zpt Fungsi Tempat diproduksi Auksin Pemanjangan batang, dominansi apikal, fototropisme dan geotropisme. Meristem apikal, daun muda, embrio. Sitokinin Pembelahan sel, perkecambahan, pembungaan, penundaan aging. Giberelin Pemanjangan batang, perkecambahan biji. ABA Absisi daun/buah, menghambat pertumbuhan, penutupan stomata, dormansi. Etilen Pematangan buah, gugur daun/ bunga/ buah. Disintesis di akar & didistribusikan ke seluruh bagian tumbuhan. Meristem apikal (tunas dan akar), daun muda, embrio. Daun, batang, buah muda. Buah masak, buku, daun muda. BIO100/101 Tumbuhan 2 2 26
Beberapa Contoh Pengaruh Zat Pengatur Tumbuh Pengaruh auksin (IAA) pemanjangan batang tanaman Kontrol Perlakuan IAA Konsentrasi auksin (g/l) o Zpt yang sama (auksin) pada konsentrasi berbeda pengaruh berbeda pada sel target. o Suatu konsentrasi zpt pengaruh berbeda pada sel target yang berbeda. BIO100/101 Tumbuhan Tumbuhan 2 2 27
Pengaruh auksin & sitokinin pertumbuhan tajuk tanaman a. Tunas ujung ada auksin menghambat pertumbuhan tunas lateral. b. Tunas ujung dipotong sitokinin merangsang pertumbuhan tunas lateral. Pengaruh giberelin ukuran buah anggur a. Kontrol. b. Perlakuan buah lebih besar dan tersusun padat. BIO100/101 Tumbuhan 2 2 28
Pengaruh etilen pada pemasakan buah tomat a. Kontrol. b. Tomat + etilen buah masak. a b BIO100/101 Tumbuhan 2 2 29
Tropisme Respon pertumbuhan terhadap suatu stimulus. 1. Fototropisme Respon pertumbuhan terhadap cahaya tumbuhan tumbuh ke arah datangnya cahaya. 2. Geotropisme Respon pertumbuhan terhadap gaya gravitasi akar tumbuh ke arah bumi. 3. Thigmotropisme Respon pertumbuhan terhadap sentuhan sulur melilit pada batang penyangga. BIO100/101 Tumbuhan 2 2 30
Jam Biologi Jam biologi ~ ritme Circadian : siklus biologi tumbuhan selama 24 jam Misal : gerak membuka & menutupnya stomata, gerakan tidur pada putri malu (Mimosa pudica) atau gerak tidur pada tumbuhan lainnya. M. pudica Gerak tanaman kacang : Jam 12.00 posisi daun horizontal Jam 24.00 daun terkulai (gerakan tidur) BIO100/101 Tumbuhan 2 2 31