Nama Sekolah : SMA Negeri 1 Liliriaja Mata Pelajaran: Biologi Kelas/Semester : XII / Ganjil Alokasi waktu : 8 x 45 menit I. Standar kompetensi 1. Melakukan percobaan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan II.Kompetensi Dasar 1.1 Merencanakan percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan III. Indikator. 1. Menjelaskan ciri-ciri tumbuh dan berkembang 2. membedakan ciri-ciri tumbuh dan berkembang 3. Mengidentifikasi faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan 4. menjelaskan dampak kekurangan dan kelebihan faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan 5. Menjelaskan variabel-variabel faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan. 6. Menentukan variabel-variabel yang berpengaruh dan variabel bebas terhadap percobaan yang dirancang 7. Menjelaskan cara kerja/fungsi alat yang digunakan untuk melakukan percobaan yang akan dibuat 8. Menuliskan rancangan percobaan yang direncanakan. A. Pertumbuhan dan Perkembangan Pertumbuhan mengandung pengertian pertambahan ukuran, dapat berupa volume, massa, tinggi dan ukuran lainnya yang dapat dinyatakan dalam bilangan atau bentuk kuantitatif. Adapun perkembangan mengandung pengertian bertambah dewasanya suatu individu. Makhluk hidup dikatakan dewasa jika alat-alat reproduksinya telah berfungsi. Tumbuhan akan berbunga dan hewan akan menghasilkan sel-sel kelamin. Adapula yang mengartikan perkembangan sebagai perubahan akibat proses diferensiasi yang menyebabkan perbedaan struktur dan fungsi organ-organ makhluk hidup sehingga semakin kompleks 1. Pertumbuhan. Pertumbuhan meliputi bertambah besar dan bertambah banyaknya selsel pada jaringan. Proses yang terjadi pada pertumbuhan adalah suatu kegiatan yang irreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula). Dapat ditarik kesimpulan bahwa Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 1
pertumbuhan merupakan perubahan kuantitatif dari ukuran sel, organ, atau keseluruhan organisme. 2. Perkembangan. Perkembangan makhluk hidup lebih tepat diartikan sebagai suatu perubahan kualitatif yang melibatkan perubahan struktur serta fungsi yang lebih komplejks. Contoh, organ kulit manusia tumbuh bersamaan dengan bertambahnya ukuran tubuh. Akan tetapi ketika mencapai kedewasaan, hanya pada bagian tertentu dari tubuh kita mulai bermunculan rambut tambahan. Dari bacaan di atas, coba Anda simpulkan ciri pertumbuhan dan perkembangan! B. Tahap Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan Tahap Awal Pertumbuhan Terjadi proses fisika saat biji melakukan imbibisi atau penyerapan air sampai biji ukurannya bertambah dan menjadi lunak. Saat air masuk ke dalam biji, enzim-enzim mulai aktif sehingga menghasilkan berbagai reaksi kimia Cadangan makanan mulai disintesis dan bijipun berkecambah Perkecambahan Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil) dari dalam biji yang merupakan hasil pertumbuhan dan perkembangan embrio Tipe Perkecambahan hipogeal (kotiledon di bawah tanah) Tipe Perkecambahan epigeal (kotiledon di atas tanah) Pertumbuhan Primer dan Sekunder Pert. Primer berasal dari meristem primer Pert. Sekunder berasal dari meristem sekunder (Kambium dan kambium gabus) Gambar 1. Tahap awal pertumbuhan pada dikotil Gambar 2. Tahap awal pertumbuhan pada monokotil Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 2
C. Faktor Pertumbuhan dan Perkembangan Hand out Biologi XII IA 3 Auksin Giberelin Faktor Internal Gen Hormon Etilen Sitokinin Suhu As. Absisat Faktor Pertumbuhan dan Perkembangan Cahaya Kalin Air As. Traumalin Faktor Eksternal Oksigen ph Nutrisi Kelembapan 1. Hormon Tumbuh adalah hormon yang dibentuk dalam tubuh tanaman a. Auksin (dihasilkan di ujung akar dan ujung batang) 1) Memacu proses pembelahan & pemanjangan titik tumbuh 2) Auksin pada tunas Apikal menghambat pertumbuhan tunas lateral (dominansi apikal) 3) Merangsang kambium menghasilkan xilem & floem 4) Membantu proses partenokarpi 5) Merangsang pembentukan bunga dan buah. 6) Merangsang pemanjangan titik tumbuh 7) Mempengaruhi pembengkokan batang 8) Merangsang pembentukan akar lateral. 9) Merangsang terjadinya proses diferensiasi. Jika terkena sinar matahari, auksin akan berubah menjadi senyawa yang menghambat pertumbuhan. Hal inilah yang menyebabkan batang akan membelok ke arah datangnya cahaya, karena bagian yang tidak terkena cahaya pertumbuhannya lebih cepat daripada bagian yang terkena cahaya. b. Giberelin (Dihasilkan oleh embrio, daun muda, meristem akar dan batang) 1) Merangsang pembelahan sel kambium. 2) Merangsang pembungaan lebih awal sebelum waktunya. 3) Merangsang pembentukan biji. 4) Merangsang tanaman tumbuh sangat cepat sehingga mempunyai ukuran raksasa 5) Memperbesar buah dan bunga 6) Mengakhiri masa dormansi biji 7) Memengaruhi perkembangan dan perkecambahan embrio Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 3
c. Etilen/Gas Karbit (Dihasilkan oleh buah yang matang, ruas batang dan daun tua) 1) Membantu pematangan buah. 2) Mendukung proses pembungaan (kombinasi auksin, giberelin dan etilen) 3) Mendukung terjadinya abscission (pelapukan) pada daun. 4) Membantu memecahkan dormansi pada tanaman, misalnya pada ubi dan kentang. 5) Menghambat pemanjangan akar pada beberapa spesies tanaman dan dapat menstimulasi pemanjangan batang. 6) Menstimulasi perkecambahan. 7) Mendukung terbentuknya bulu-bulu akar. d. Sitokinin (Dihasilkan pada akar dan daun) 1) Berperan dalam pembelahan sel 2) Menunda penuaan 3) Memperbesar daun muda 4) Merangsang pertumbuhan tunas lateral 5) Menghambat efek dominansi apikal oleh auksin 6) Mengatur pembentukan bunga dan buah e. As. Absisat (Dihasilkan pada batang, daun, buah, dan biji) 1) Menghambat pembelahan dan pemanjangan sel 2) Menyebabkan dormansi 3) Merangsang penutupan stomata 4) Menyebabkan rontoknya (absisi) daun di musim kering, serta absisi buah dan bunga f. Kalin (Dihasilkan pada akar, batang daun dan bunga) Berperan dalam proses organogenesis: 1) Rizokalin = Pembentukan akar 2) Kaulokalin = Pembentukan batang 3) Filokalin = Pembentukan daun 4) Antokalin = Pembentukan bunga g. As. Traumalin (Dihasilkan oleh jaringan tumbuhan yang luka) Merangsang pembelahan sel (regenerasi sel) pada jaringan yang luka 2. Faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman a. Suhu. Suhu berkaitan dengan aktivitas enzim dan kandungan air dalam tubuh tumbuhan. Semakin tinggi suhu, semakin besar pula transpirasi. Akan tetapi kandungan air dalam tubuh tumbuhan berkurang sehingga proses tumbuh akan lambat. Pada Suhu rendah, enzim tidak aktif sehingga mempengaruhi proses metabolisme pada tanaman. Suhu optimum (15 C hingga 30 C) merupakan suhu yang paling baik untuk pertumbuhan b. Cahaya. Perkembangan struktur tumbuhan dipengaruhi oleh cahaya (fotomorfogenesis). Efek fotomorfogenesis ini dapat dengan mudah diketahui dengan cara membandingkan kecambah yang tumbuh di tempat terang dengan kecambah dari tempat gelap. Kecambah yang tumbuh di tempat gelap akan mengalami etiolasi atau kecambah tampak pucat dan lemah karena produksi klorofil terhambat oleh Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 4
kurangnya cahaya. Sedangkan, pada kecambah yang tumbuh di tempat terang, daun lebih berwarna hijau, tetapi batang menjadi lebih pendek karena aktifitas hormon pertumbuhan auksin terhambat oleh adanya cahaya. c. Air. Pemenuhan kebutuhan unsur tumbuhan diperoleh melalui penyerapan oleh akar dari tanah bersamaan dengan penyerapan air. Air dibutuhkan tanaman untuk fotosintesis, tekanan turgor sel, mempertahankan suhu tubuh tumbuhan, transportasi, dan medium reaksi enzimatis. d. Oksigen. Oksigen mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan. Dalam respirasi pada tumbuhan, terjadi penggunaan oksigen untuk menghasilkan energi. Energi ini digunakan, antara lain untuk pemecahan kulit biji dalam perkecambahan, dan aktivitas tumbuhan. e. ph. Derajat keasaman tanah (ph tanah) sangat berpengaruh terhadap ketersediaan unsure hara yang diperlukan oleh tumbuhan. Pada kondisi ph tanah netral, unsurunsur yang diperlukan seperti Ca, Mg, P, K cukup tersedia. Adapun pada ph asam, unsur yang tersedia adalah Al, Mo, Zn, yang dapat meracuni tubuh tumbuhan. f. Nutrisi. Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan membutuhkan nutrisi. Nutrisi ini harus tersedia dalam jumlah cukup dan seimbang, antara satu dengan yang lain. Nutrisi diambil tumbuhan dari dalam tanah dan udara. Unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah yang banyak disebut unsur makro (C, H, O, N, P, K, S, Ca, Fe, Mg). Adapun unsur-unsur yang dibutuhkan dalam jumlah sedikit disebut unsur mikro (B, Mn, Mo, Zn, Cu, Cl). Jika salah satu kebutuhan unsur-unsur tersebut tidak terpenuhi, akan mengakibatkan kekurangan unsur yang disebut defisiensi. Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 5
g. Kelembapan. Laju transpirasi dipengaruhi oleh kelembapan udara. Jika kelembapan udara rendah, transpirasi akan meningkat. Hal ini memacu akar untuk menyerap lebih banyak air dan mineral dari dalam tanah. Meningkatnya penyerapan nutrien oleh akar akan meningkatkan pertumbuhan tanaman. D. Perencanaan Percobaan 1. Pengumpulan Data. Melakukan studi kepustakaan, observasi, dan lainnya mengenai faktor yang akan diteliti. 2. Perumusan Masalah. Selalu dalam bentuk kalimat tanya. 3. Menentukan Variabel. Variabel manipulasi/bebas adalah faktor penentu yang berpengaruh pada peneliatian dan diperlakukan berbeda pada setiap sampel penelitian. Variabel kontrol adalah faktor penentu yang berpengaruh pada penelitian dan diperlakukan sama pada setiap sampel. Variabel respon/terikat adalah faktor penentu yang muncul dari variabel bebas. 4. Penyusunan Hipotesis. Hipotesis dibedakan menjadi dua, yaitu hipotesis nol dan hipotesis alternatif. Hipotesis nol, yaitu hipotesis yang landasan teoretisnya mengarah pada kesimpulan tidak ada pengaruh dan tidak ada hubungan. Hipotesis alternatif, yaitu apabila dari landasan teoretis mengarah pada kesimpulan ada pengaruh atau ada hubungan. 5. Perencanaan Eksperimen. Kamu perlu merancang teknik pelaksanaan yang meliputi hal-hal berikut: a. Menentukan jenis tumbuhan yang akan diteliti. b. Jumlah biji. c. Lamanya percobaan. d. Tempat percobaan. e. Alat-alat yang diperlukan. f. Cara kerja percobaan, termasuk rancangan perlakuan. Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 6
Nama Sekolah : SMA Negeri 1 Liliriaja Mata Pelajaran : Biologi Kelas / semester : XII / Ganjil Alokasi Waktu : 6 X 45 menit I. Standar Kompetensi 1. Melakukan percobaan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. II. Kompetensi Dasar 1.2. Melaksanakan percobaan pengaruh faktor luar terhadap pertumbuhan tumbuhan III. Indikator. 1. Menjelaskan pengertian pertumbuhan primer / sekunder. 2. membedakan ciri ciri pertumbuhan primer dan sekunder 3. menggambarkan struktur jaringan yang mengalami pertumbuhan primer dan sekunder, 4. menjelaskan adanya akibat pertumbuhan primer dan sekunder. 5. mengidentifikasi struktur jaringan yang mengalami pertumbuhan primer / sekunder. 6. melakukan pengamatan atas percobaan yang dibuat. A. Pertumbuhan Primer Pertumbuhan yang terjadi selama fase embrio sampai perkecambahan merupakan contoh pertumbuhan primer. Pertumbuhan primer pada tumbuhan hanya terjadi pada bagian tertentu saja, yaitu pada bagian yang aktif membelah dan tumbuh. Pada jaringan meristem terdapat bagain titik tumbuh akar dan titik tumbuh batang Titik Tumbuh Akar Daerah diferensiasi: sel meristem terdiferensiasi menjadi jaringan-jaringan akar, yaitu epidermis, korteks, endodermis, dan silinder pusat. Daerah pemanjangan: Sel-sel meristem pada bagian ini tumbuh membesar dan memanjang Daerah pembelahan: merupakan bagian dari ujung akar yang selnya senantiasa mengadakan pembelahan secara mitosis Tudung akar: Fungsi tudung akar adalah melindungi akar dari gesekan dan kerusakan dalam tanah. Gambar 3. Pertumbuhan primer pada ujung akar Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 7
Titik Tumbuh Batang Titik tumbuh batang adalah jaringan meristem pada batang yang berfungsi untuk tumbuhnya batang. Batang juga memiliki daerah pemanjangan sel. Pada daerah ini, jaringan yang dibentuk juga akan mengalami diferensiasi seperti pada akar. Perbedaan pertumbuhan primer pada monokotil dan dikotil: 1. Pertumbuhan Primer pada Monokotil Pada monokotill, akan muncul koleoptil sebagai pelindung ujung bakal batang. Begitu koleoptil muncul di atas permukaan tanah, pucuk daun pertama akan muncul menerobos koleoptil. Biji masih tetap berada di dalam tanah dan memberi suplai makanan kepada kecambah yang sedang tumbuh (hipogeal). 2. Pertumbuhan Primer pada Dikotil Pada dikotil, tidak muncul koleoptil. Dari dalam tanah kotiledonnya akan muncul ke atas permukaan tanah bersamaan dengan munculnya daun pertama (plumula). Perkecambahan yang kotiledonnya terangkat ke permukaan tanah dinamakan perkecambahan epigeal. B. Pertumbuhan Sekunder Semakin tua, batang tumbuhan dikotil akan semakin membesar. hal ini disebabkan adanya pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder ini tidak terjadi pada tumbuhan monokotil. Pada sebagian kelompok monokotil seperti palem-paleman (kelapa, lontar, aren, palem, sagu), tidak mengalami pertumbuhan sekunder oleh aktivitas kambium pembuluh, tetapi hanya mengalami penebalan sekunder yang disebabkan adanya pembelahan dan pembentangan sel parenkim. Umumnya hanya tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan berkeping dua (dikotil) yang mengalami pertumbuhan sekunder. Aktivitas kambium menghasilkan jaringan baru yang menyebabkan akar dan batang tumbuh membesar. Oleh karena itu, kambium memegang peranan utama dalam proses pertumbuhan sekunder. Terdapat dua macam kambium: 1. Kambium Primer (Kambium Vaskuler dan Intervaskuler) a. Kambium Vaskuler pada akar dan batang menghasilkan unsur-unsur kayu (xilem sekunder) ke arah dalam dan menghasilkan kulit kayu (floem sekunder) ke arah luar. Aktivitas kambium ke dalam jauh lebih besar daripada aktivitas ke luar. Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 8 Gambar 4. Tahapan Pertumbuhan sekunder pada Dikotil dan Gymnospermae
Aktivitas kambium ini bergantung pada keadaan lingkungan. Pada musim kemarau, kambium tidak aktif. Walaupun aktif, kambium hanya akan membentuk sel-sel xilem berdiameter sempit (berwarna gelap). Ketika air berlimpah, kambium akan membentuk sel-sel xilem dengan diameter besar (berwarna terang). Perbedaan ukuran diemeter ini akan menyebabkan terbentuknya lingkaran lingkaran pada penampang melintang batang. Lingkaran ini dikenal dengan Lingkaran Tahun, yang dapat digunakan untuk memeperkirakan umur tumbuhan. b. Kambium Intervaskuler, Kambium ini menghasilkan sel-sel hidup yang berderetderet menurut arah jari-jari dari bagian kayu sampai kulit dan disebut jari-jari empulur. 2. Kambium Sekunder (Kambium gabus/felogen) Pada umumnya, tumbuhan dikotil seperti pohon jati memiliki kulit batang pecahpecah atau rusak. Mengapa kulit batang tumbuhan dikotil seperti pohon jati tampak pecah-pecah atau rusak? Kulit batang jati mengalami pecah-pecah, karena adanya aktivitas kambium yang membentuk jaringan xilem dan floem lebih cepat dari pertumbuhan kulit, sehingga akan mengakibatkan jaringan kulit paling luar seperti epidermis dan korteks menjadi rusak atau pecah-pecah. Untuk mencegah terjadinya kerusakan kulit terluarnya lebih lanjut, maka jaringan yang berada di sebelah dalam kulit membentuk jaringan pelindung dari kerusakan, berupa kambium gabus atau felogen. Felogen membentuk jaringan yang tumbuh ke arah dalam disebut feloderm yang selselnya hidup sedangkan jaringan yang tumbuh ke arah luar disebut felem yang sel-selnya mati. Lapisan gabus perlu dibentuk karena fungsi epidermis sebagai pelindung tidak memadai lagi. Hal ini diakibatkan oleh pertumbuhan sekunder yang dilakukan kambium mendesak pertumbuhan ke arah luar. Adanya lapisan gabus mengakibatkan batang lebih terlindungi dari perubahan cuaca. Zat suberin pada sel-sel gabus dapat mencegah penguapan air dari batang. Agar pertukaran gas tetap berjalan lancer, di beberapa bagian dari permukaan batang terdapat lentisel. Gambar 5 felem felogen feloderm xilem kambium floem Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang disebabkan oleh adanya aktivitas sel sel meristem primer sedangkan pertumbuhan sekunder disebabkan karena adanya aktivitas meristem sekunder (kambium). Pertumbuhan sekunder dicirikan oleh adanya pertumbuhan panjang dari akar maupun batang, sedangkan pertumbuhan sekunder dicirikan oleh adanya pertumbuhan besar dari akar maupun batang. Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 9
Nama Sekolah : SMA Negeri 1 Liliriaja Mata Pelajaran : Biologi Kelas / semester : XII / Ganjil Alokasi Waktu : 2 X 45 menit I. Standar Kompetensi 1. Melakukan percobaan pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan. II. Kompetensi Dasar 1.3 Mengkomunikasikan hasil percobaan pengaruh faktor luar terhdap pertumbuhan tumbuhan. III. Indikator. 1. Menjelaskan faktor faktor internal yang mempengaruhi pertumbuhan. 2. Membedakan pengaruh faktor internal dan faktor eksternal pada tumbuhan. 3. Menjelaskan keterkaitan antara faktor internal dan eksternal pada tumbuhan. Andi Maryam Mogana Karpov iymo_bio iymo.ets@gmail.com 10