BIOLOGI UMUM
OLEH :
Prof. Dr. SITI SALM AH
Dr. ARDINIS ARBAIN
Dra. NETI M ARUSIN
Prof. Dr. SYAM SUARDI, M .Sc.
PUTRA SANTOSO, M .Si.
M . IDRIS, M .Si.
Dr. HENNY HERW INA, M .Sc.
JURUSAN BIOLOGI
FAKULTAS M ATEM ATIKA & ILM U PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS ANDALAS
DIDANAI OLEH ANGGARAN DIPA UNAND TAHUN 2011 DENGAN
KEPUTUSAN DEKAN FM IPA UNAND PERIHAL PENETAPAN TIM
PENYUSUNAN DIKTAT M ATA KULIAH DASAR FM IPA NO.
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan segala nikmat kepada kami
sehingga penyusunan modul kuliah ini dapat diselesaikan sebagai mana mestinya.
Modul kuliah ini dimaksudkan sebagai bahan ajar yang akan mendukung kelancaran
proses pembelajaran pada Mata Kuliah BIOLOGI UMUM pada Jurusan Biologi
FMIPA UNAND. Sebagai suatu bentuk mata kuliah pengantar, maka materi-materi
yang disajikan dalam modul ini bersifat umum yang diharapkan dapat memberikan
pemahaman konsep-konsep dasar dalam Biologi yang nantinya akan lebih diperdalam
pada berbagai mata kuliah spesifik di semester-semester berikutnya.
Rampungnya bahan ajar ini tidak terlepas dari kontribusi berbagai pihak baik
berupa material maupun dorongan motivasi kepada kami sebagai tim penyusun. Oleh
sebab itu sudah selayaknya kami mengucapkan terima kasih kepada :
1. Bapak Prof. Dr. Emriadi, M.Sc. selaku dekan FMIPA UNAND yang telah
berkenan memberikan kesempatan kepada tim kami sebagai penerima bantuan
dana DIPA UNAND Th. 2011.
2. Ketua Jurusan Biologi FMIPA UNAND yang telah memberikan dukungan dan
panduan dalam pengajuan pembuatan bahan ajar.
3. Rekan-rekan sesama staf pengajar di lingkungan Jurusan Biologi UNAND yang
telah memberikan kontribusi berupa materi-materi yang relevan untuk
menambah materi dalam bahan ajar ini.
4. Semua pihak yang telah berperan serta baik secara langsung maupun tidak
langsung.
Sebagai sebuah karya keilmiaan, kami berharap semoga bahan ajar ini menjadi
sesuatu yang bermanfaat bagi siapa saja yang membaca dan mempelajarinya. Dan
sebagai sebuah karya pula maka kami menyadari bahwa sudah pasti terdapat
kekurangan ataupun kejanggalan di berbagai tempat dalam buku ini. Oleh sebab itu,
demi kesempurnaannya di masa mendatang, kritik dan saran yang bersifat membangun
sangat kami harapkan.
COVER i
KATA PENGANTAR ii
DAFTAR ISI iii
1. PENDAHULUAN 1
2. ASAL USUL MAHLUK HIDUP 6
3. SEL DAN REPRODUKSI SEL 10
4. JARINGAN HEWAN 16
5. JARINGAN TUMBUHAN 23
6. SISTEM ORGAN TUMBUHAN 28
7. FOTOSINTESIS 34
8. RESPIRASI TUMBUHAN 42
9. TRANSPIRASI DAN GUTASI 47
10. UNSUR HARA TUMBUHAN 52
11. HORMON TUMBUHAN 59
12. GERAK TUMBUHAN 66
13. REPRODUKSI TUMBUHAN 71
14. INTEGUMEN, RANGKA DAN OTOT 79
15. SISTEM PENCERNAAN 84
16. SISTEM RESPIRASI HEWAN 88
17. SISTEM SIRKULASI HEWAN 95
18. SISTEM EKSKRESI 99
19. SISTEM REPRODUKSI HEWAN 104
20. SISTEM KOORDINASI HEWAN 110
21. BIOSISTEMATIKA HEWAN 116
22. BIOSISTEMATIKA TUMBUHAN 122
23. GENETIKA 128
24. EVOLUSI 135
1. PENDAHULUAN
Hakekat Ilmu Pengetahuan
Ilmu didefinisikan sebagai pengetahuan yang terorganisir, bersifat dinamis dan berkembang
terus. Sains (science) berasal dari bahasa latin yaitu scientia yang berarti to know dan secara harfiah berarti ilmu pengetahuan (sains = ilmu). Pengetahuan dapat diperoleh dengan
mengumpulkan pengalaman yang didapatkan dengan cara berfikir dan merasa. Asal Ilmu
bersumber dari pandangan yang bersifat: magis, gaib atau sihir. Kemudian ada perkembangan
pemahaman berdasarkan ajaran agama dan ilmu murni (science) dan ilmu terapan (oleh
professional).
Berdasarkan masanya, periode perkembangan ilmu dibagi menjadi tiga yaitu periode
awal, periode yunani kuno, dan periode modern.
a) Periode Awal (4000-6000 SM)
b) Penemuan yang didokumentasikan pada kertas papyrus (Mesir & Mesopotamia)
c) Periode Yunani Purba (600 SM-1600)
Muncul berbagai perkembangan teoritis, dimana terdapat para ahli filsafat seperti
Socrates Pluto (Academi), dan Aristoteles (perkembangan ilmu taxonomi dan
morfologi).
d) Perode Modern (1600 – Sekarang)
Periode modern dicirikan dengan adanya pemahaman fenomena alam melalui
observasi dan eksperimen seperti yang dilakukan oleh Darwin dan Pasteur.
Landasan pemahaman tentang ilmu pengetahuan sangat berkaitan erat dengan filosofi.
Dimana filosofi itu sendiri diartikan sebagai suatu pengulasan ilmu secara mendasar dan
menyeluruh. Hal ini dapat dikategorikan menjadi tiga aspek yaitu :
1. Ontologi: materi (objek) suatu ilmu dan keberadaannya di kehidupan manusia
2. Epistemologi: cara mendalami dan bergerak dalam ilmu pengetahuan
3. Aksiologi: guna mendalami dan pedoman untuk bergerak dalam dunia ilmu
Biologi Sebagai Ilmu Pengetahuan
Bioloi merupakan salah satu dari ilmu pengetahuan alam. Ilmu biologi dirintis oleh
Aristoteles yang merupakan ilmuwan berkebangsaan Yunani yang kita sebut juga sebagai
bapak perintis biologi Biologi berasal dari kata bios (βiος) dan logos (λόγος) yang
Sebenarnya aspek yangg dipelajari di biologi adalah semua yang berhubungan dengan
makhluk hidup itu sendiri. Selain struktur, fungsi, tumbuh-kembang, dan adaptasi terhadap
lingkungan tempat hidup, ada juga penggolongan makhluk hidup, habitatnya, peran pada
lingkungan, asal-usul dan evolusinya. Biologi sangat luas karena semua makhluk hidup
dipelajari, dari yang sekecil bakteri hingga yang sebesar paus putih. Karena begitu luasnya
cakupan Biologi, maka dibuatlah cabang-cabang ilmu biologi seperti pada skema berikut ini.
Pada dasarnya ilmu biologi hanya dikategorikan menjadi dua yaitu botani
(mempelajari tumbuhan) dan zoologi (mempelajari hewan). Namun kemudian diperluas
berdasarkan jenis atau kelompok organisme yang dipelajarinya secara lebih spesifik. Hal
tersebut dapat dilihat seperti pada cabang ilmu zoologi yang dibagi menjadi berbagai cabang
lagi antaralain :
Protozoolgi Helminthologi
Biologi termasuk Ilmu Pengetahuan Alam
Ichtiologi Primatologi Entomologi Melittologi Acarologi
Cabang biologi terus-menerus bertambah, sesuai dengan perkembangan ilmu biologi
itu sendiri. Antara lain mikologi (ilmu tentang fungi) yang dahulu disatukan dalam botani,
sekarang dipisahkan, kemudian ada fikologi (ilmu tentang alga), lalu ada bryologi (ilmu
lumut), ada ichtiologi (ilmu tentang ikan), karsinologi (ilmu tentang krustasea), mammologi
(ilmu tentang mammalia), ornitologi (ilmu tentang burung), entomologi (ilmu tentang
insekta), parasitologi (ilmu tentang parasit), etnobotani, dan etnozoologi. Cabang biologi
yang mempelajari virus disebut virologi, bakteri bakteriologi, mikroorganisme secara umum
disebut mikrobiologi, tumbuhan botani, hewan zoologi, hubungan antara makhluk dan
lingkungan disebut ekologi. Cabang yg mempelajari aspek kimia dari kehidupan disebut
biokimia. Ilmu Biologi sangat berpengaruh dan berguna bagi kehidupan manusia. Biologi
banyak digunakan untuk berbagai bidang kehidupan seperti pertanian, peternakan, perikanan,
kedokteran, dan lain sebagainya.
Pemecahan Masalah Dengan Metode Ilmiah
Metode ilmiah adalah cara kerja dari ilmu pengetahuan, brsifat ilmiah serta merupakan
langkah-langkah sistematis yang digunakan dalam ilmu-ilmu tertentu yang baik direfleksikan
atau diterima begitu saja. Metode atau cara kerja Ilmu pengetahuan pertama kali di
kemukakan oleh Filsuf Yunani, Aristotelas. Ia memandang penelitian ilmiah sebagai
kelanjutan dari observasi-observasi empiris ke prinsip umum (induksi) dan kemudian dari
prisip umum ke observasi(deduksi). Jadi, inti dari metode ilmiah adalah dimana seseorang
mampu berfikir logis, analistis, (menggunakan analisis), dan empiris (seseai kenyataan).
Dalam melakukan aktivitas ilmiah, kita perlu memperhatikan struktur metode ilmiah, struktur
metode penelitian ilmiah, stuktur penulisan ilmiah atau cara penyusun laporan ilmiah, serta
bahasa ilmiah. Selain itu kita mampu bersikap ilmiah saat melakukan aktivitas ilmiah.
Penelitian akan berhasil dengan baik apabila dilakukan sesuai dengan struktur metode
ilmiah. Sruktur metode ilmiah memiliki beberapa langkah yang terdiri dari:
pada sesuatu, sering timbul pertanyaan dalam pikiran kita. Perumusan masalah
merupakan langkah untuk mengetahui masalah yang akan dipecahkan sehingga
masalah tersebut menjadi jelas batasan, kedudukan, dan alternatif cara untuk
memecahkan masalah tersebut. Perumusan masalah juga berarti pertanyaan mengenai
suatu objek serta dapat diketahui factor-faktor yang berhubungan dengan objek
tersebut.
b. Pembuatan kerangka berfikir : Pembuatan kerangka berfikir merupakan argumentasi
yang menjelaskan hubungan antar berbagai faktot yang berkaitan dengan objek dan
dapat menjawab permasalahan. Pembuatan kerangka berfikir menggunakan pola
berfikir logis, analitis, dan sintesis atas keterangan-keterangan yang diperoleh dari
berbagai sumber informasi. Hal itu diperoleh dari wawancara dengan pakar atau
dengan pengamatan langsung.
c. Penarikan hipotesis : Hipotesis merupakan dugaan atau jawaban sementara terhadap
suatu permasalahan. Penyusunan hipotesis dapat berdasarkan hasil penelitian
sebelumnya yang pernah dilakukan oleh orang lain. Dalam penelitian, setiap orang
berhak menyusun Hipotesis.
d. Pengujian Hipotesis : Pengujian hipotesis dilakukan dengan cara menganalisis data.
Data dapat diperoleh dengan berbagai cara, salah satunya melalui percobaan atau
eksperimen. Percobaan yang dilakukan akan menghasilkan data berupa angka untuk
memudahkan dalam penarikan kesimpulan. Pengujian hipotesis juga berarti
mengumpulkan bukti-bukti yang relevan dengan hipotesis yang diajukan untuk
memperlihatkan apakah terdapat bukti-bukti yang mendukung hipotesis.
e. Penarikan kesimpulan : Penarikan kesimpulan merupakan penilaian apakah sebuah
hipotesis yang diajukan itu ditolak atau diterima. Hipotesis yang diterima dianggap
sebagai bagian dari pengetahuan ilmiah, sebab telah memenuhi petrsyaratan
keilmuan. Syarat keilmuan yakni mempunyai kerangka penjelasan yang konsisten
dengan pengetahuan ilmiah sebelumnya serta telah teruji kebanarannya.
Upaya Menyingkap Suatu Masalah Dan Penerapannya Dalam Metode Ilmiah
Penarikan kesimpulan masing-masing d isi sekerat daging. Toples I ditutup dan toples II dibiarkan terbuka. Setelah beberapa hari toples I tidak ditemukan adanya belatung dan pada toples II di temukan banyak belatung
2. ASAL USUL MAHLUK HIDUP
A. Asal Usul Kehidupan
Bagaimana makhluk hidup pertama lahir masih merupakan misteri yang belum bisa diungkap
para ilmuan. Secara umum Teori asal usul kehidupan ada dua, yaitu abiogenesis (makhluk
hidup berasal dari benda mati) dan biogenesis (makhluk hidup brasal dari makhluk hidup
juga).
1. Teori Abiogenesis
Pemuka paham ini adalah seorang bangsa Yunani, yaitu Aristoteles (394-322 sebelum
masehi). Teorinya mengatakan kalau makhluk hidup yang pertama menghuni bumi ini adalah
berasal dari benda mati. Timbulnya makhluk hidup pertama itu terjadi secara spontan karena
adanya gaya hidup. Oleh karena itu paham abiogenesis disebut juga paham generatio
spontanea. Paham ini bertahan cukup lama, yaitu semenjak zaman Yunani kuno (ratusan
tahun sebelum masehi) hingga pertengahan abad ke 17. Pada pertengahan abad ke 17 paham
ini seolah-olah diperkuat oleh antonie van Leeuweunhoek, seorang bangsa Belanda. Dia
menemukan mikroskop sederhana yang dapat digunakan untuk melihat jentik-jentik
(makhluk hidup) amat kecil pada setetes rendaman air jerami. Hal inilah yang seolah-olah
memperkuat paham abiogenesis.
2. Teori Biogenesis
Setelah bertahan cukup lama, paham abiogenesis mulai diragukan. Beberapa ahli kemudian
mengemukakan paham biogenesis. Para ahli yang mengemukakan paham biogenesis antara
lain:
a. Francesco Redi (Italia, 1626-1697)
Redi menentang teori abiogenesis dengan mengadakan percobaan menggunakan toples dan
daging. Toples 1 diisi daging yang ditutup rapat-rapat. Toples 2 diisi daging dan ditutup kain
kasa. Toples 3 diiisi daging dan dibuka. Ketiga toples ini dibiarkan beberapa hari. Dari hasil
percobaan ini ia mengambil kesimpulan sebagai berikut : Larva (kehidupan) bukan berasal
dari daging yang membusuk tetapi berasal dari lalat yang dapat masuk ke dalam tabung dan
bertelur pada keratin daging.
b. Lazzaro Spallanzani (Italia, 1729-1799)
dari udara, pada tabung tertutup tidak terdapat kehidupan, hal ini membuktikan bahwa
kehidupan bukan dari air kaldu.
c. Louis Pasteur (Perancis, 1822-1895)
Louis Pasteur melakukan percobaan yang menyempurnakan percobaan Spalanzani. Ia
mlakukan percobaan menggunakan labu yang penutupnya berbentuk leher angsa, bertujuan
untuk membuktikan bahwa mikroorganisme terdapat di udara bersama dengan debu. Hasil
percobaannya adalah sebagai berikut: Mikroorganisme yang tumbuh bukan berasal dari
benda mati (cairan) tetapi dari mikroorganisme yang terdapat di udara. Jasad renik terdapat di
udara bersama dengan debu. Dari percobaan ini, gugurlah teori abiogenesis tersebut. Pasteur
terkenal dengan semboyannya “Omne vivum ex ovo, omne ovum ex vivo” yang mengandung
pengertian : kehidupan berasal dari telur dan telur dihasilkan makhluk hidup, makhluk hidup
sekarang berasal dari makhluk hidup sebelumnya, makhluk hidup berasal dari makhluk hidup
juga.
Di samping dua teori di atas, masih ada lagi beberapa teori tentang asal usul
kehidupan. Beberapa teori yang dikembangkan ilmuan antara lain :
A. teori kreasi khas, yang menyatakan bahwa kehidupan diciptakan oleh zat
supranatural ( gaib) pada saat yang istimewa.
B. Teori kosmozoan, yang menyatakan bahwa kehidupan yang ada di planet ini berasal
dari mana saja
C. Teori evolusi biokimia, yang menyatakan bahwa kehidupan ini muncul berdasarkan
hukum fisika, kimia, dan biologi
D. Teori keadaan mantap, menyatakan bahwa kehidupan tidak berasal usul.
Beberapa ilmuan yang membuktikan teori evolusi kimia antara lain Harold Urey,
Stanley Miller, dan Alexander Oparin. Teori Harold Urey, menurutnya zat hidup yang
pertama kali mempunyai susunan menyerupai virus saat ini. Zat hidup tersebut mengalami
perkembangan menjadi berbagai jenis makhluk hidup. Urey berpendapat bahwa kehidupan
terjadi pertamakali di udara (atmosfer). Pada saat tertentu dalam sejarah perkembangan
terbentuk atmosfer yang kaya akan molekul- molekul CH4, NH3, H2, H2O. Karena adanya
loncatan listrik akibat halilintar dan sinar kosmik terjadi asam amino yang memungkinkan
terjadi kehidupan. Eksperimen Stanley miller, Stanley Miller adalah murid Harold Urey yang
juga tertarik terhadap masalah asal usul kehidupan. Dia melakukan percobaan untuk menguji
hipotesis Harold Urey. Dari hasil eksperimennya Miller dapat memberikan petunjuk bahwa
Oparin, dia berpendapat bahwa kehidupan pertama terjadi di cekungan pantai dengan
bahan-bahan timbunan senyawa organik dari lautan. Timbunan senyawa organic ini disebut sop
purba atau sop primordial.
.
B. Mahluk Hidup dan Cirinya
Aktivitas yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup prosesnya tidak dapat diamati secara
langsung, tetapi berdasarkan ciri-ciri yang dimilikinya. Makhluk hidup memiliki beberapa
ciri, yaitu bernapas, bergerak, makan, tumbuh, peka terhadap rangsangan, dan dapat
berkembang biak. Jika ditelisik secara struktural maka semua mahluk hidup tersebut tersusun
atas senyawa C, H, O, N, S, dan P. Karakter spesifik lainnya adalah bahwa mahluk hidup
memiliki ciri mutlak berupa material genetik DNA atau RNA. Berikut adalah uraian ringkas
tentang beberapa ciri mahluk hidup :
(a). Bernapas
Semua makhluk hidup melakukan proses pernapasan. Bernapas adalah proses mengambil
udara (O2) dari luar dan mengeluarkan udara (CO2) dari dalam tubuh. Oksigen (O2) sangat
diperlukan makhluk hidup untuk pembakaran makanan dalam tubuh dan menghasilkan energi
yang diperlukan tubuh atau disebut juga oksidasi tubuh. Energi ini digunakan tubuh untuk
bergerak dan melakukan aktivitas lainnya.
(b). Bergerak
Bergerak merupakan salah satu ciri makhluk hidup. Gerak pada manusia dan hewan jelas
tampak terlihat. Kamu dapat berjalan, berlari, dan menggerakkan tangan. Begitu juga dengan
hewan dapat berlari, terbang, dan lain sebagainya. Untuk melakukan gerakan tersebut,
manusia dan hewan dibantu oleh alat gerak. Pada manusia, misalnya tangan dan kaki.
Sedangkan, pada hewan, seperti sayap, sirip, kaki, silia, dan lainnya.
Selain manusia dan hewan, tumbuhan juga melakukan gerakan, tapi gerakan ini tidak
mudah dilihat. Contoh gerakan pada tumbuhan adalah menutupnya daun putri malu bila
disentuh. Daun-daun pohon petai cina yang menutup pada sore hari, arah tumbuhnya tanaman
selalu ke arah datangnya sinar matahari, dan bunga matahari yang selalu menghadap
matahari. Gerakan pada tumbuhan disebabkan karena ada rangsangan dari luar.
(c). Memerlukan Nutrisi (Makan)
terdapat dalam biji-bijian, seperti jagung, beras, gandum, dan tepung terigu. Lemak berfungsi
sebagai cadangan makanan bagi tubuh. Lemak memiliki kalori paling tinggi dibandingkan zat
makanan lainnya. Zat makanan ini terdapat dalam susu dan mentega. Protein berfungsi untuk
pertumbuhan dan mengganti sel-sel tubuh yang rusak. Protein dibagi menjadi dua macam,
yaitu protein hewani dan protein nabati. Protein hewani adalah protein yang berasal dari
hewan, contohnya: telur, daging, susu, dan ikan. Sedangkan, protein nabati adalah protein
yang berasal dari tumbuhan, contohnya: kacang-kacangan, dan buah-buahan. Vitamin dan
mineral diperlukan tubuh kita untuk mengatur proses kegiatan tubuh. Vitamin dapat diperoleh
dari buah-buahan dan sayursayuran, seperti: wortel, sayur bayam, kangkung, jeruk, alpukat,
apel, dan sebagainya.
(d). Iritabilitas
Kemampuan makhluk hidup memberi tanggapan terhadap rangsangan disebut iritabilitas.
Hewan memiliki sistem saraf dalam menanggapi adanya rangsangan, sedangkan tumbuhan
tidak. Rangsangan dapat disebabkan oleh faktor luar tubuh. Contohnya, mata kita akan
mengedip bila terkena cahaya yang silau. Contoh reaksi rangsangan yang diterima hewan
adalah anjing akan menegakkan telinga bila mendengar suara yang asing dan sekelompok
rusa akan berlari bila ada pemangsa yang mengintai.
(e). Tumbuh
Makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan. Pertumbuhan merupakan
pertambahan sel-sel tubuh, sehingga ukuran tubuh bertambah dan tidak bisa mengecil
kembali. Hewan dan tumbuhan juga mengalami pertumbuhan seperti manusia, yaitu ukuran
tubuhnya makin besar. Pertumbuhan ini dapat diukur.
(f). Berkembang Biak
Berkembang biak atau reproduksi adalah kemampuan makhluk hidup untuk memperoleh
keturunan. Perkembangbiakan ini berguna untuk melestarikan jenisnya. Cara
perkembangbiakan pada hewan dibagi menjadi dua macam, yaitu secara generatif (kawin)
dan secara vegetatif (tak kawin). Pada hewan tingkat tinggi umumnya berkembang biak
secara kawin, sedangkan pada hewan tingkat rendah berkembang biak dengan vegetatif (tak
3. SEL DAN REPRODUKSI SEL
Sel merupakan unit dasar dari kehidupan, teori ini dikemukakan oleh dua orang ahli
mikroskopis Jerman masing-masingnya adalah T. Schwann dan M. J. Schleiden (1838) dan
Theodore Schwaan (1839) yang dikenal sebagai teori sel. Teori ini menyatakan bahwa sel
merupakan unit dasar yang penting dari suatu organisme yang baik yang uniseluler maupun
yang multiseluler. Teori ini berlaku pada sel hewan ataupun tumbuhan, walaupun ditemukan
ada perbedaan dari keduanya tapi dasar pola susunan dan konstruksinya sama. Pada
kenyataannya ternyata ada pengecualian terhadap teori sel, dimana organisme hidup tidak
selalu berbentuk sel seperti yang dinyatakan pada teori sel tetapi bisa saja bukan sel yang
benar atau aseluler.
Suatu sel sebenarnya dapat didefinisikan sebagai kumpulan protoplasma yang
memiliki inti yang jelas dan dibungkus oleh membran plasma tetapi pengecualiannya adalah
adanya suatu bentuk kehidupan lain yang lebih sederhana yang dikenal sebagai virus karena
ternyata tidak memiliki protoplasma dan nukleus dan hanya memiliki DNA dan RNA
sebagai material genetiknya.
Bakteri dan alga hijau biru juga bukan sel yang benar karena intinya tidak diselaputi
oleh membran dan intinya mempunyai kontak langsung dengan sitoplasma. Demikian juga
dengan jamur seperti rhyzopus yang juga tidak dapat diterangkan menurut teori sel karena
tubuhnya dibangun hanya oleh sekumpulan protoplasma yang tidak terbagi yang dengan
demikian memiliki banyak inti dengan posisi tersebar.
A. Prokariot (Pro = primitif, karion = inti)
Hanya memiliki satu membran pembungkus dan karena itu dikenal sebagai “one envelope
sistem”. Bagian tengah sel merupakan daerah inti, inti tidak punya selaput inti, daerah inti
hanya merupakan sitoplasma yang mengental. Sitoplasma tidak memiliki organel seperti
mitokondria, badan golgi, endoplasmik retikulum dan lainnya. Yang termasuk prokariot
antara lain adalah : bakteri, PPLO dan ganggang biru.
Bakteri : Memiliki ukuran mikroskopis, uniselular, reproduksinya dilakukan secara
sel bakteri kuat, rigid, terdiri dari karbohidrat, lipid, protein, fosfor dan beberapa garam
organik dan asam amino tertentu yaitu diaminopimelic acid. Dalam penggolongannya
bakteri yang dapat diwarnai dan bila dapat diwarnai dengan pewarnaan gram disebut sebagai
bakteri gram positif. Capsul, merupakan lapisan pelindung pada kebanyakan bakteri
merupakan slime atau lendir, kapsul sebagian besar terdiri dari polisakarida. Sitoplasma
bakteri, memiliki tekstur yang kental (dense), bersifat koloid, dan mengandung sejumlah
granul dari glikogen, protein dan lemak. Ribosom yang ada pada sitoplasma terdapat bebas
dan ukurannya lebih kecil dari ribosom organisme eukariot. Material genetik, pada bakteri
berada dalam daerah inti pada sitoplasma tanpa membran inti, daerah ini disebut nukleoid.
Gambaran umum sel bakteri
B. Eukariot
Struktur sel eukariot terdiri dari beberapa bagian yaitu bagian yang paling luar adalah dinding
sel di ikuti dengan membran plasma, kedua sitoplasma, ketiga adalah inti. Dinding sel
merupakan pemisah protoplasma sel dengan lingkungan luar, terdapat setelah membran
plasma.
Dinding sel ditemukan pada sel tanaman dan sebagian bakteri dan tidak ditemukan
pada sel hewan. Dinding sel strukturnya semi rigid ( semi kaku), lamina, merupakan
pelindung yang tidak hidup dari sel, dinding sel di sekresi oleh sel sendiri terdiri dari
polisakarida komplek yaitu cellulosa. Membran plasma merupakan tutup luar dari
lainnya adalah plasma membran, cell membran atau membran plasma. Sifat dari membran
plasma adalah hidup, tipis, elastis, berpori, dan semipermiabel. Sitoplasma pada sel eukariot
terdiri dari dua bagian yaitu bagian tidak hidup dan hidup yaitu butir pada sitoplasma (
cytoplasmic inclusion) dan organel (cytolasmic organel).
a. Cytoplasmic inclusion
Merupakan bagian yang tidak hidup disebut sebagai paraplasma, deutoplasma atau
inclusions. Termasuk disini butiran-butiran yang ada dalam sitoplasma antara lain seperti
cadangan makanan, dan substansi sekret yang tersuspensi dalam maktrik sitoplasma
dalam bentuk granul yang refraktil dan membentuk cytoplasmic inclusion sebagai contoh
adalah oil drop, york granules, pigmen, secretory granules dan glycogen granules.
b. Cytoplasmic organel
Merupakan bagian yang hidup yang merupakan struktur yang diselaputi membran dan
disebut sebagai organoid atau organel. Organel ini memiliki berbagai aktivitas penting
dalam metabolisme seperti biosintetik, respirasi, transportasi, support, dan reproduksi.
Termasuk organel sitoplasma adalah mikrotubule dan mikrofilamen, centrosome, basal
granules, cilia dan flagella, endoplasmic reticulum, golgi complex, lysosom, cytoplasmic
vacuola, ribosom ,microbodies, mitochondria dan plastids.
Nukleus : Nukleus atau inti pada eukariot memiliki dinding dan pada dinding inti
ditemukan pori. Inti pada eukariot merupakan inti yang benar. Berperan penting dalam
mengontrol seluruh aktivitas dalam sitoplasma dan membawa material genetik yaitu DNA.
Inti terdiri dari dari membran inti, cairan inti dan kromosom dan anak inti atau nukleolus.
Tabel 1. Perbandingan struktur dan komponen sel prokariot, hewan dan tumbuhan
STRUKTUR FUNGSI PROKARIOT TUM BUHAN HEW AN
diperlukan unt uk
Nuklelolus M ensint esis ribosom Tidak ada Ada ada STRUKTUR
SITOPLASM A
M itokondria M enghasilkan energy m elalui m et abolism e aerob
Tidak ada Ada ada
Kloroplas M enjalankan fot osint esis Tidak ada Ada Tidak ada Ribosom Tem pat sint esis prot ein Ada Ada ada
Komplek golgi M em odifikasi dan
m em bent uk paket prot ein
Vakuola tengah M engandung air dan sisa m et abolism e, m em berikan
sitoskleton M em berikan bent uk dan m endukung st rukt ur sel, m em posisikan dan m enggerakkan bagian-bagian sel
Tidak ada Ada Ada
(spindle)pada sel hew an Silia dan flagela M enggerakkan sel pada
cairana at au m enggerakkan cairan m elew ati perm ukaan sel
Tidak ada* Tidak ada (um um nya)
ada
Gambar Struktur umum sel hewan dan sel tumbuhan
Reproduksi Sel
Kita mengenal tiga jenis reproduski sel, yaitu Amitosis, Mitosis dan Meiosis (pembelahan
reduksi). Amitosisadalah reproduksi sel di mana sel membelah diri secara langsung tanpa
melalui tahap-tahap pembelahan sel. Pembelahan cara ini banyak dijumpai pada sel-sel yang
bersifat prokariotik, misalnya pada bakteri, ganggang biru.
Mitosis adalah cara reproduksi sel dimana sel membelah melalui tahap-tahap yang
teratur, yaitu Profase Metafase-Anafase-Telofase. Antara tahap telofase ke tahap profase
berikutnya terdapat masa istirahat sel yang dinarnakan Interfase (tahap ini tidak termasuk
tahap pembelahan sel). Pada tahap interfase inti sel melakukan sintesis bahan-bahan inti.
Secara garis besar ciri dari setiap tahap pembelahan pada mitosis adalah sebagai berikut:
1. Profase: pada tahap ini yang terpenting adalah benang-benang kromatin
menebal menjadi kromosom dan kromosom mulai berduplikasi menjadi
kromatid.
2. Metafase: pada tahap ini kromosom/kromatid berjejer teratur dibidang
pembelahan (bidang equator) sehingga pada tahap inilah kromosom /kromatid mudah
diamati dan dipelajari.
kutub-Meiosis (Pembelahan Reduksi) adalah reproduksi sel melalui tahap-tahap pembelahan seperti pada mitosis, tetapi dalam prosesnya terjadi pengurangan (reduksi) jumlah kromosom.
Meiosis terbagi menjadi due tahap besar yaitu Meiosis I dan Meiosis IIBaik meiosis I
maupun meiosis II terbagi lagi menjadi tahap-tahap seperti pada mitosis. Secara lengkap
pembagian tahap pada pembelahan reduksi adalah sebagai berikut :
Berbeda dengan pembelahan mitosis, pada pembelahan meiosis antara telofase I
dengan profase II tidak terdapat fase istirahat (interface). Setelah selesai telofase II dan akan
dilanjutkan ke profase I barulah terdapat fase istirahat atau interfase. Pada hewan dikenal
adanya peristiwa meiosis dalam pembentukan gamet, yaitu Oogenesis dan
Speatogenesis. Sedangkan pada tumbahan dikenal Makrosporo-genesis
4. JARINGAN HEWAN
Jaringan merupakan kumpulan massa sel sejenis yang saling bekerja sama dalam
menyelenggarakan suatu fungsi tertentu baik secara struktural maupun fungsional. Pada
hewan juga ditemukan jaringan meristematis dan jaringan permanen. Jaringan meristematis
misalnya pada sum-sum tulang dan jaringan embrional. Sedangkan sebagian besar jaringan
hewan adalah jaringan permanen. Secara struktural, jaringan hewan dibedakan menjadi 4
macam yaitu jaringan epitel, jaringan ikat (penyambung), jaringan otot, dan saraf.
A. EPITEL
Epitel (epi = di atas, thelia = putting, pentil) merupakan lapisan sel yang membatasi
permukaan badan, kulit dan membran mukosa. Sel-sel itu mungkin tersusun selapis atau
dalam beberapa lapisan; mereka terletak di atas suatu membran basal yang terdiri atas
substansi amorf non-seluler, terutama mukopolisakarida.
Sel-sel epitel juga membentuk kelenjar, dengan cara invaginasi (eksokrin) atau setelah
terbentuk kelenjar lalu hubungan dengan permukaan terputus (endokrin). Kelenjar merupakan
derivat epitel dan sel-selnya mengeluarkan substansi spesifik.
Epitel yang terdapat pada membran serosa disebut mesotel karena berasal dari
mesoderm dan membatasi pembuluh darah disebut endotel, walaupun bukan berasal dari
endoderm.
Penggolongan epitel
A. Berdasarkan susunan lapisan sel
1. Selapis – setebal satu lapisan sel
2. Berlapis – lebih dari satu lapisan sel
3. Bertingkat – setebal satu lapisan sel tetapi tinggi sel-sel berbeda sehingga
memberi gambaran berlapis yang keliru, karena inti-inti terlihat terletak pada lebih
dari satu baris.
B. Berdasarkan bentuk sel
1. Pipih / gepeng – tinggi sel tidak seberapa bila dibandingkan dengan lebarnya
(epitel pipih / gepeng)
2. Kuboid – tinggi dan lebar sel sama
B. JARINGAN IKAT (PENYAMBUNG)
Jaringan ikat berfungsi mengikat dan menyokong jaringan (fungsional aktif) lain. Jaringan ini
berguna sebagai penyokong mekanik dan mekanisme pertahanan (fagositik dan fungsi
imunologik). Ia berasal dari mesoderm embrional atau mesenkim, yang menyediakan
berbagai sel jaringan ikat. Sel-sel ini mengeluarkan secret ke sekelilingnya berupa matriks
dan karenanya terpendam didalamnya. Matriks terdiri atas dua unsur utama yaitu :
1. Substansi dasar – homogen dan amorf; terdiri atas mukopolisakarida dan glikoprotein,
dan
2. Serat dan serabut
Berdasarkan kebutuhan fungsionalnya, jaringan penyambung mempunyai gambaran,
konsitensi dan komposisi yang berbeda-beda. Perbedaan ini terletak pada banyak tidaknya
satu atau lebih jenis serat atau sifat matriks. Berdasarkan hal-hal itu maka kita mengenal
macam-macam jaringan penyambung.
1. Jaringan ikat embrional
a. Mesenkim
a. Jaringan ikat longgar atau aerolar
b. Jaringan ikat padat
i. Teratur, seperti tendo, ligament, dan aponeurosis
ii. Tidak teratur, seperti pada dermis, fasia, periosteum, perikondrium, dan simpai
pelbagai organ
c. Jaringan reticular
d. Jaringan lemak
e. Jaringan pigmen
3. Jaringan ikat khusus
a. Tulang
b. Tulang rawan
c. Darah – dengan matriks cair
C. JARINGAN OTOT
Jaringan otot terdiri atas serat-serat yang memiliki sifat kontraktil. Penggolongan
jaringan otot terdiri atas 3 macam yaitu :
1. Otot rangka, bergurat melintang (bercorak) atau volunter
2. Otot polos, tidak bergurat melintang (bercorak) atau involunter
3. Otot jantung
Semua otot berkembang dari mesoderm kecuali otot siliar, sfingter pupil dan
dilatator pupil, yang berkembang dari ektoderm. Otot arektor pili berkembang dari
sel-sel mesenkim setempat.
Tabel Perbedaan macam-macam serat otot
Karakter serat otot polos Serat otot rangka serat otot jantung
Bentuk Gelondong kecil,
Diskus interkalaris Tidak ada Tidak ada ada
D. JARINGAN SARAF (NEURON)
Jaringan saraf terdiri atas sel-sel spesifik (komponen neuron) yang berperan dalam
menyelenggarakan fungsi koordinasi. Pada sususnan saraf terdapat jenis sel berikut
ini :
dikhususkan untuk resepsi, integrasi dan transformasi keterangan yang tiba padanya
sebagaimana rangsangan. Mereka juga bereaksi terhadap rangsangan ini dan
meneruskan informasi berupa impuls elektrokimia.
Neuron terdiri atas :
1. soma atau badan sel (perikarion) dengan daerah permukaan luas
2. neurit ; cabang-cabang. Terdapat dua macam cabang
a. dendrit : cabang yang menerima rangsang
Terdapat tiga macam neuron yaitu :
1. neuron sensory (sensory neuron), neuron ini mengalirkan impuls dari reseptor
ke sistem saraf pusat
2. neuron antara (internuron), interneuron selalu ditemukan pada sumsum tulang
belakang dan otak. Neuron ini membentuk hubungan antara pada jalur sistem
saraf.
3. neuron penggerak (motor neuron), neuron ini mengalirkan impuls dari sistem
saraf pusat menuju ke efektor yang berupa otot dan kelenjar. Dapat dikatakan
bahwa neuron ini mengantarkan respon dari suatu stimulus.
Gambar Struktur penyusun jaringan saraf
JARINGAN TUMOR DAN KANKER
Hingga saat ini, masyarakat sering mencampuradukkan antara pengertian tumor dan
kanker. Padahal keduanya berbeda. Tumor adalah jaringan sel liar berupa benjolan
atau pembengkakan di bagian tubuh. Perkembangan tumor lambat dan tetap di satu
lokasi, tetapi pasti dan terus membesar. Apabila muncul benjolan di bagian tubuh
kita secara liar, baik terasa sakit maupun tidak, harus diwaspadai karena benjolan
tersebut kemungkinan adalah tumor.
Tumor tidak begitu berbahaya bagi kesehatan tubuh. Perkembangan tumor
bisa disebabkan oleh pertumbuhan jaringan baru atau pengumpulan cairan, seperti
tidak diobati secara benar akan meradang dan bukan tidak mungkin akan berubah
menjadi tumor ganas alias kanker. Tumor jinak biasanya tumbuh lambat dan hanya
di satu tempat. Tumor ini bisa terus membesar, tetapi tidak menyebar ke bagian
tubuh lain dan jarang mengganggu kesehatan. Tak heran apabila seseorang yang
sudah bertahun-tahun menderita tumor di bagian punggung tidak merasa terganggu
dan tidak pernah merasakan sakit apapun.
Berbeda dengan tumor, kanker adalah sel jaringan tubuh yang tumbuh tidak
normal, tetapi terus membelah diri dengan cepat dan tidak terkendali. Kanker tidak
menular, kecuali kanker hati atau hepatitis C. Sementara itu, ada pendapat yang
menyatakan bahwa kanker disebabkan oleh sejenis virus, tetapi virus tersebut
berbeda dengan virus pada penyakit lain yang menular. Sel-sel kanker akan terus
tumbuh menyusup ke jaringan di sekitarnya, lalu menyebar ke tempat yang lebih
jauh melalui pembuluh darah dan pembuluh getah bening. Sel kanker yang sudah
menyebar di berbagai tempat sangat sulit diobati. Bahkan, secara medis sudah tidak
5. JARINGAN TUMBUHAN
Seperti pada hewan, tubuh tumbuhan pun terdiri dari sel-sel. Sel-sel tersebut akan
berkumpul membentuk jaringan, jaringan akan berkumpul membentuk organ dan
seterusnya sampai membentuk satu tubuh tumbuhan. Di sini akan dibahas
macam-macam jaringan dan organ yang membentuk tubuh tumbuhan. Jaringan tumbuhan
dapat dibagi 2 macam :
1. Jaringan meristem
2. Jaringan dewasa
A. JARINGAN MERISTEM
Jaringan meristem adalah jaringan yang terus menerus membelah. Jaringan meristem
dapat dibagi 2 macam :
a. Jaringan Meristem Primer
Jaringan meristem yang merupakan perkembangan lebih lanjut dari pertumbuhan
embrio. Contoh: ujung batang, ujung akar. Meristem yang terdapat di ujung batang
dan ujung akar disebut meristem apikal. Kegiatan jaringan meristem primer
menimbulkan batang dan akar bertambang panjang. Pertumbuhan jaringan meristem
primer disebut pertumbuhan primer.
b. Jaringan Meristem Sekunder
Jaringan meristem sekunder adalah jaringan meristem yang berasal dari jaringan
dewasa yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan jaringan meristem
sekunder disebut pertumbuhan sekunder. Kegiatan jaringan meristem menimbulkan
pertambahan besar tubuh tumbuhan. Contoh jaringan meristem skunder yaitu
kambium. Kambium adalah lapisan sel-sel tumbuhan yang aktif membelah dan
terdapat diantara xilem dan floem. Aktivitas kambium menyebabkan pertumbuhan
skunder, sehingga batang tumbuhan menjadi besar . Ini terjadi pada tumbuhan dikotil
dan Gymnospermae (tumbuhan berbiji terbuka ). Pertumbuhan kambium kearah luar
akan membentuk kulit batang, sedangkan kearah dalam akan membentuk kayu.Pada
masa pertumbuhan, pertumbuhan kambium kearah dalam lebih aktif dibandingkan
pertumbuhan kambium kearah luar, sehingga menyebabkan kulit batang lebih tipis
Gambar Jaringan Meristem
Berdasarkan letaknya jaringan meristem dibedakan menjadi tiga yaitu :
a. Meristem apikal adalah meristem yang terdapat pada ujung akar dan pada
ujung batang. Meristem apikal selalu menghasilkan sel-sel untuk tumbuh
memanjang.Pertumbuhan memanjang akibat aktivitas meristem apikal disebut
pertumbuhan primer. Jaringan yang terbentuk dari meristem apikal disebut
jaringan primer.
b. Meristem interkalar atau meristem antara adalah meristem yang terletak
diantara jaringan meristem primer dan jaringan dewasa. Contoh tumbuhan yang
memiliki meristem interkalar adalah batang rumput-rumputan (Graminae).
Pertumbuhan sel meristem interkalar menyebabkan pemanjangan batang lebih
cepat, sebelum tumbuhnya bunga.
c. Meristem lateral atau meristem samping adalah meristem yang menyebabkan
pertumbuhan skunder. Pertumbuhan skunder adalah proses pertumbuhan yang
menyebabkan bertambah besarnya akar dan batang tumbuhan. Meristem lateral
disebut juga sebagai kambium. Kambium terbentuk dari dalam jaringan
meristem yang telah ada pada akar dan batang dan membentuk jaringan skunder
JARINGAN DEWASA
Jaringan dewasa adalah jaringan yang sudah berhenti membelah.
Jaringan dewasa dapat dibagi menjadi beberapa macam :
1. Jaringan Epidermis
Gambar jaringan epidermis
Jaringan yang letaknya paling luar, menutupi permukaan tubuh tumbuhan. Bentuk
jaringan epidermis bermacam-macam. Pada tumbuhan yang sudah mengalami
pertumbuhan sekunder, akar dan batangnya sudah tidak lagi memiliki jaringan
epidermis. Fungsi jaringan epidermis untuk melindungi jaringan di sebelah
dalamnya.
2. Jaringan Parenkim
Nama lainnya adalah jaringan dasar. Jaringan parenkim 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. Penyimpanan cadangan
makanan dan air oleh tubuh tumbuhan dilakukan oleh jaringan parenkim.
Berdasarkan fungsinya jaringan parenkim dibedakan menjadi beberapa macam yaitu: Parenkim asimilasi (klorenkim) adalah sel parenkim yang mengandung
klorofil dan berfungsi untuk fotosintesis.
Parenkim penimbun adalah sel parenkim ini dapat menyimpan cadangan
makanan yang berbeda sebagai larutan di dalam vakuola, bentuk partikel
padat, atau cairan di dalam sitoplasma.
Parenkim air adalah sel parenkim yang mampu menyimpan air. Umumnya
Parenkim udara (aerenkim) adalah jaringan parenkim yang mampu
menyimpan udara karena mempunyai ruang antar sel yang besar. Aerenkim
banyak terdapat pada batang dan daun tumbuhan hidrofit.
3. Jaringan Penguat/Penyokong
Fungsinya untuk menguatkan bagian tubuh tumbuhan. Terdiri dari kolenkim dan
sklerenkim.
a. Kolenkim : Sebagian besar dinding sel jaringan kolenkim terdiri dari
senyawa selulosa merupakan jaringan penguat pada organ tubuh muda
atau bagian tubuh tumbuhan yang lunak.
b. Sklerenkim : Selain mengandung selulosa dinding sel, jaringan
sklerenkim mengandung senyawa lignin, sehingga sel-selnya menjadi
kuat dan keras. Sklerenkim terdiri dari dua macam yaitu serabut/serat dan
sklereid atau sel batu. Batok kelapa adalah contoh yang baik dari bagian
tubuh tumbuhan yang mengandung serabut dan sklereid.
4. Jaringan Pengangkut
Gambar Jaringan Pengangkut
terlarut dari akar ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Xilem ada 2 macam: trakea dan
trakeid. Floem bertugas mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian
tubuh tumbuhan.
5. Jaringan Gabus
Fungsi jaringan gabus adalah untuk melindungi jaringan lain agar tidak kehilangan
banyak air, mengingat sel-sel gabus yang bersifat kedap air. Pada Dikotil, jaringan
gabus dibentuk oleh kambium gabus atau felogen, pembentukan jaringan gabus ke
arah dalam berupa sel-sel hidup yang disebut feloderm, ke arah luar berupa sel-sel
mati yang disebut felem.
6. SISTEM ORGAN TUMBUHAN
Organ pada tumbuhan biji terdiri atas organ vegetatif dan generatif, namun yang
utama adalah organ vegetatif yaitu akar, batang, dan daun. Organ lain pada dasarnya
merupakan modifikasi dari organ utama tersebut seperti bunga, buah, umbi dan
lain-lainnya.
A. AKAR (RADIX)
Asal akar adalah dari akar lembaga (radix), pada Dikotil, akar lembaga terus tumbuh
sehingga membentuk akar tunggang, pada Monokotil, akar lembaga mati, kemudian
pada pangkal batang akan tumbuh akar-akar yang memiliki ukuran hampir sama
sehingga membentuk akar serabut. Akar monokotil dan dikotil ujungnya dilindungi
oleh tudung akar atau kaliptra, yang fungsinya melindungi ujung akar sewaktu
menembus tanah, sel-sel kaliptra ada yang mengandung butir-butir amylum,
dinamakan kolumela.
1. Fungsi Akar
a. Untuk menambatkan tubuh tumbuhan pada tanah
b. Dapat berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan
c. Menyerap air dam garam-garam mineral terlarut
2. Anatomi Akar
Pada akar muda bila dilakukan potongan melintang akan terlihat bagian-bagian dari
luar ke dalam.
Epidermis : sel-selnya rapat dan setebal satu lapis sel, dinding selnya mudah
dilewati air. Bulu akar merupakan modifikasi dari sel epidermis akar,
bertugas menyerap air dan garam-garam mineral terlarut, bulu akar
memperluas permukaan akar.
Korteks : Letaknya langsung di bawah epidermis, sel-selnya tidak tersusun
rapat sehingga banyak memiliki ruang antar sel. Sebagian besar dibangun
oleh jaringan parenkim.
pertumbuhan selanjutnya penebalan zat gabus sampai pada dinding sel yang
menghadap silinder pusat, bila diamati di bawah mikroskop akan tampak
seperti hutuf U, disebut sel U, sehingga air tak dapat menuju ke silinder
pusat. Tetapi tidak semua sel-sel endodermis mengalami penebalan, sehingga
memungkinkan air dapat masuk ke silinder pusat. Sel-sel tersebut dinamakan
sel penerus/sel peresap.
d.Silinder Pusat/Stele : Silinder pusat/stele merupakan bagian terdalam dari
akar. Akar terdiri dari berbagai macam jaringan :
- Persikel/Perikambium : Merupakan lapisan terluar dari stele. Akar
cabang terbentuk dari pertumbuhan persikel ke arah luar.
- Berkas Pembuluh Angkut/Vasis : Terdiri atas xilem dan floem yang
tersusun bergantian menurut arah jari jari. Pada dikotil di antara xilem
dan floem terdapat jaringan kambium.
- Empulur : Letaknya paling dalam atau di antara berkas pembuluh
angkut terdiri dari jaringan parenkim.
B. BATANG (CAULIS)
Terdapat perbedaan antara batang dikotil dan monokotil dalam susunan anatominya.
1. Batang Dikotil
Pada batang dikotil terdapat lapisan-lapisan dari luar ke dalam :
Epidermis : Terdiri atas selaput sel yang tersusun rapat, tidak mempunyai
ruang antar sel. Fungsi epidermis untuk melindungi jaringan di bawahnya.
Pada batang yang mengalami pertumbuhan sekunder, lapisan epidermis
digantikan oleh lapisan gabus yang dibentuk dari kambium gabus.
Korteks : Korteks batang disebut juga kulit pertama, terdiri dari beberapa
lapis sel, yang dekat dengan lapisan epidermis tersusun atas jaringan
kolenkim, makin ke dalam tersusun atas jaringan parenkim.
Endodermis : Endodermis batang disebut juga kulit dalam, tersusun atas
selapis sel, merupakan lapisan pemisah antara korteks dengan stele.
Endodermis tumbuhan Anguiospermae mengandung zat tepung, tetapi tidak
Stele/ Silinder Pusat : Merupakan lapisan terdalam dari batang. Lapis terluar
dari stele disebut perisikel atau perikambium. lkatan pembuluh pada stele
disebut tipe kolateral yang artinya xilem dan floem. Letak saling bersisian,
xilem di sebelah dalam dan floem sebelah luar. Antara xilem dan floem
terdapat kambium intravasikuler, pada perkembangan selanjutnya jaringan
parenkim yang terdapat di antara berkas pembuluh angkut juga berubah
menjadi kambium, yang disebut kambium intervasikuler. Keduanya dapat
mengadakan pertumbuhan sekunder yang mengakibatkan bertambah
besarnya diameter batang. Pada tumbuhan Dikotil, berkayu keras dan
hidupnya menahun, pertumbuhan menebal sekunder tidak berlangsung
terus-menerus, tetapi hanya pada saat air dan zat hara tersedia cukup, sedang pada
musim kering tidak terjadi pertumbuhan sehingga pertumbuhan menebalnya
pada batang tampak berlapis-lapis, setiap lapis menunjukkan aktivitas
pertumbuhan selama satu tahun, lapis-lapis lingkaran tersebut dinamakan
Lingkaran Tahun.
2. Batang Monokotil
Pada batang Monokotil, epidermis terdiri dari satu lapis sel, batas antara korteks dan
stele umumnya tidak jelas. Pada stele monokotil terdapat ikatan pembuluh yang
menyebar dan bertipe kolateral tertutup yang artinya di antara xilem dan floem tidak
ditemukan kambium. Tidak adanya kambium pada Monokotil menyebabkan batang
Monokotil tidak dapat tumbuh membesar, dengan perkataan lain tidak terjadi
pertumbuhan menebal sekunder. Meskipun demikian, ada Monokotil yang dapat
mengadakan pertumbuhan menebal sekunder, misalnya pada pohon Hanjuang
(Cordyline sp) dan pohon Nenas seberang (Agave sp).
C. DAUN (FOLIUM)
Daun merupakan modifikasi dari batang, merupakan bagian tubuh tumbuhan yang
Epidermis : Epidermis merupakan lapisan terluar daun, ada epidermis atas
dan epidermis bawah, untuk mencegah penguapan yang terlalu besar, lapisan
epidermis dilapisi oleh lapisan kutikula. Pada epidermis terdapatstoma/mulut
daun, stoma berguna untuk tempat berlangsungnya pertukaran gas dari dan ke
luar tubuh tumbuhan.
Gambar anatomi daun
Parenkim/Mesofil: Parenkim daun terdiri dari 2 lapisan sel, yakni palisade
(jaringan pagar) dan spons (jaringan bunga karang), keduanya mengandung
kloroplast. Jaringan pagar selnya rapat sedang jaringan bunga karang
sel-selnya agak renggang, sehingga masih terdapat ruang-ruang antar sel.
Kegiatan fotosintesis lebih aktif pada jaringan pagar karena kloroplastnya
lebih banyak daripada jaringan bunga karang.
Jaringan Pembuluh : Jaringan pembuluh daun merupakan lanjutan dari
jaringan batang, terdapat di dalam tulang daun dan urat-urat daun.
D. BUNGA (FLOS)
Bunga mempunyai fungsi sebagai organ perkembang biakan. Bagian bunga
dikategorikan dalam dua kelompok, yaitu:
Hiasan bunga, terdiri atas 2 yaitu : Kelopak bunga yang berperan dalam
melindungi bunga pada saat bunga masih kuncup dan mahkota bunga yang
umumnya punya warna dan bau yang harum yang digunakan untuk menarik
Alat kelamin pada bunga terdiri atas 2 yaitu : Putik dapat menghasilkan ovum
atau lebih dikenal dengan sel kelamin betina, benang sari dapat menghasilkan
sperma atau yang lebih dikenal dengan sel kelamin jantan.
Berdasarkan kelengkapan bagiannya, bunga dibedakan menjadi:
Bunga sempurna/bunga lengkap yaitu bunga yang memiliki hiasan bunga
serta alat kelamin yang lengkap.
Bunga tidak sempurna yaitu bunga yang hanya memiliki salah satu bagian
hiasan bunga atau salah satu dari alat kelamin.
Bunga jantan: bunga yang hanya memiliki alat kelamin jantan.
Bunga betina: bunga yang hanya memiliki alat kelamin betina.
E. BUAH (FRUCTUS) DAN BIJI (SEMEN)
Secara struktural buah itu mempunyai susunan yang terdiri dari dinding
buah/perikarp atau disebut juga dengan pericarpium. Di bagian luar pada buah
disebut dengandinding luar, eksokarp (exocarpium), atau epikarp (epicarpium),
sedangkan yang ada di dalam buah disebut dengan dinding dalam atau
endokarp (endocarpium), serta lapisan tengah yang hanya bisa beberapa lapis saja,
yang disebut dengan dinding tengah atau mesokarp(mesocarpium). Macam-macam
buah terdiri atas 3 yaitu :
a) Buah tunggal, yaitu buah yang bentuknya terdiri dari satu bunga dengan satu
bakal buah, serta berisi satu biji atau lebih.
b) Buah ganda, yang bentuknya itu terdiri dari satu bunga yang memiliki
banyak bakal buah. Masing-masing dalam bakal buah tumbuh menjadi buah
tersendiri, namun pada akhirnya menjadi kumpulan buah yang tampak seperti
satu buah. Contohnya seperti buah sirsak(Annona).
c) Buah majemuk, bentuknya terdiri dari bunga majemuk. Dengan demikian,
bus ini berasal dari banyak bunga dan banyak bakal buah. Akhirnya,
seakan-akan bunga tersebut menjadi satu buah saja. Contohnya seperti buah
nanas(Ananas), serta bunga matahari (Helianthus).
a. Kulit biji. Pada tumbuhan yang berjenis Angiospermae, kulit bijinya terdiri
dari kulit luar atau disebut dengan testa dan kulit dalam atau disebut
dengan tegmen.
b. Tali pusar atau biasa disebut dengan funiculus,yaitu bagian yang
menghubungkan antara biji dengan tembuni yaitu daerah tempat
perlekatan biji yang menempel pada dinding dalam buah
c. Inti biji atau disebut dengan nukleus seminis, adalah terdiri dari lembaga
atau embrio dan putih lembaga. Lembaga tersebut terbagi lagi menjadi
radikula, kotiledon, dan plumula.
7. FOTOSINTESIS
Fotosintesis adalah proses yang terjadi pada tumbuhan atau mikroorganisme
berklorofil lainnya, yang mengubah energi radiasi matahari menjadi energi kimia
dalam bentuk senyawa-senyawa kimia terutama karbohidrat. Dalam proses
fotosintesis, gas CO2 dan air diubah menjadi karbohidrat sederhana dan gas O2. Gas
O2 yang terbentuk kemudian dilepaskan ke atmosfir. Melalui proses-proses
metabolisme, karbohidrat sederhana itu, diubah menjadi senyawa-senyawa penyusun
sel seperti karbohidrat struktural, protein, asam nukleat, lemak dan senyawa-senyawa
lainnya. Senyawa-senyawa organik ini selanjutnya dipergunakan untuk membentuk
sel, jaringan dan organ baru.
Proses fotosintesis dibagi dalam dua fase. Fase(1), disebut fase cahaya, yaitu
fase yang membutuhkan energi radiasi, jadi termasuk proses fotofisiologi. Fase (2),
disebut fase gelap, yang tidak membutuhkan energi radiasi. Fase ini disebut fase
asimilasi atau fiksasi CO2. Asimilasi CO2 terjadi dalam siklus Calvin atau siklus C3,
dan dapat pula terjadi melalui siklus C4.
Gambar Reaksi umum fotosintesis
Fotosintesis merupakan proses fisikokimia, dimana energi cahaya digunakan
untuk mensintesis senyawa organik (bentuk yang stabil)dari senyawa anorganik.
Proses ini bergantung pada satu set komplek mol-mol protein yang terdapat dalam
kloroplas melalui satu seri reaksi perubahan/pemindahan energi, merubah energi
Fotoreseptor Cahaya (Pigmen)
Fotosintesis berlangsung di kloroplas terbukti bahwa kloroplas yang terisolasi
mampu melakukan fotosintesis secara lengkap. Tidak semua sel mengandung
kloroplas hanya di dalam sel mesofil dan sel penutup stoma, epidermis batang muda,
sel subepidermal kelopak bunga, dan buah muda.
Kloropls terbungkus oleh system membrane lengkap yang sifatnya diferensial
permeable. Didalam cairan kloroplas (disebut matriks) terdapat lembaran-lembaran
rangkap pula yaitu tilakoid. Tilakoid membentuk semacam cakram membatasi lumen
tilakoid. Cakram-cakram ini bertumpuk-tumpuk membentuk granum. Membrane
tilakoid yang menghubungkan grana dinamakan lamella stroma. Reaksi cahaya
(penangkapan energi cahaya dan mengubahnya menjadi energi kimia) berlangsung di
grana dan fiksasi CO2 berlangsung di stroma. Di dalam kloroplas terdapat
pigmen-pigmen yang diperlukan pada fotosintesis dan enzim-enzim yang diperlukan pada
reaksi kimia fotosintesis.
Gambar Struktur kloroplast
Pada tumbuhan didapatkan bermacam-macam pigmen yang berperanan
menyerap energi cahaya. Pigmen fotosintesis terdapat dalam kloroplas yang terdiri
dari Klorofil a, b, c, d, karotenoin, santofil dan bakterioklofil pada bakteri. Pigmen
ini menyerap warna atau gelombang cahaya yang berbeda-beda. Masing-masing
menyerap maksimum pada gelombang cahaya tertentu. Pigmen umumnya
cahaya panjang. Untuk memaksimalkan penyerapan energi cahaya , maka pada
kloroplas terdapat kelompok pemanen cahaya disebut antena yang terdiri dari
bermacam-macam pigmen. Pigmen yang paling banyak dalam kloroplas adalah
klorofil. Berbagai jenis klorofil tergantung pada rantai samping yang mengikat inti
porfirinnya (klorofila, b, c, d, e). jenis yang terbanyak pada tumbuhan tinggi adalah
klorofi a dan b. keduanya mempunyai extion spectrum yang berbeda.
Selain klorofil, didalam kloroplas juga terdapat karotenoid yang merupakan
derivat likopen. Karotenoid yang paling banyak dijumpai adalah xantofil dan
karoten. Fungsi karotenoid :
1. Melindungi klorofil dari fotooksidasi pada penyinaran yang terlalu kuat.
2. Membantu klorofil menangkap dan mentransfer energi cahaya.
Klorofil merupakan suatu mol yang terdiri dari bagian kepala dan ekor.
Kepala adalah mol porpirin terdiri dari empat cincin pirol yang mengandung N dan
masing dihubungkan ke ion Mg sebagai pusatnya. Ekor adalah mol pitol yaitu
alcohol berantai panjang (20 c) beresrifikasi pada cincin pirol ke empat pada kepala.
(Gb ). Beda klorofil a dengan b adalah; gugusan metil(CH3) pada cincin pirol II
diganti dengan aldehid(CHO). Pada klorofil c tidak mempunyai ekor pitol, sedang
klorofil d, gugusan rangkaian dua metil (CH3=CH3) pada cincin pirol I diganti
dengan gugusan –O-CHO. Adanya rantai pitol berpengaruh utama terhadap kelarutan
klorofil,karena pitol ini sebenarnya tidak larut dalam air. Kloropfi ini besada dalam
membran lipid kloroplas dan terikat dengan bagian hidropobik protein. Sangat sedikit
pigmen ini bebas. Cahaya yang diserap klorofil yang terikat berbeda dengan yang
bebas. Klorofil bebas dalam aseton menyerap gel cahaya 675 nm sedang yang
terikat protein 663 nm. Penggabungan klorofil dengan protein mempunyai dua
alasan; membuat pigmen-pigmen berada pada satu kelompok atau organisasi yang
sesuai untuk efisiensi transfer energi cahaya. Kedua membuat pigmen itu pada suatu
lingkungan yang khusus,dengan susunan perbedaan maksimum cahaya yang hanya
berbeda tipis sehingga transfer ini berantai sampai kepigmen yang mengalami
fotokimia (pusat reaksi). Klorofil a disamping peranannya sama dengan klorofil lain
Pada proses fotosintesis bekerja empat komponen Fotosistem , yang terdapat pada
membran dalam kloroplas, terdiri dari; Fotosistem II, komplek sitokrom b/f.
Fotosistem I dan Enzim ATPase. Melalui komponen-komponen inilah terjadi system
aliran atau pemindahan elektron.
Mekanisme Reaksi Cahaya (Fotolisis )
Mekanisme aliran atau pemindahan elektron
Mekanisme ini dimulai dengan adanya energi cahaya yang dikoleksi LHCII
ditransfer ke pusat reaksi P680, sehingga P680 terksitasi( P680+) dan electron
berenergi tinggi dari P680 diterima oleh aseptor pertama Pheopitin, selanjutnya
diterima oleh aseptor didekatnya yaitu plastoquinon A(PQ A), kemudian
memindahkan lagi ke plastoquinon B (PQB) yang terletak pada bagian pinggir PS II.
Untuk mereduksi PQB ternyata tidak hanya menerima electron tapi juga mengikat
H+ menjadi PQH(plastoqinol) bentuk reduksi. Karena itu H+ diambil dari stroma,
menyebabkan stroma kosentrasi H+ menurun(pH naik). Untuk mereduksi PQB
diperlukan 2 elektron dan 2 H+ menjadi PQH. Kemudian PQH lepas dari PS II dan
mobil secara lateral dalam membran tilakoid.
PQH mobil dalam tilakoid akan dioksidasi oleh komplek sit b/f. Komplek sit
b/f hanya menerima electron tapi tidak menerima H+. Karena itu H+ dilepas kedalam
lumen tilakoid(menambah H+ menyebabkan pH turun) Elektron dari PQH diterima
oleh Fe3+ pada sitokrom b menjadi Fe2+. Kemudian dioksidasi lagi oleh sitokrom f,
seterusnya oleh protein 2Fe-2S. dan diterima oleh plastosianin yang mobil yang akan
membawa electron ke PS I.
Elektron akan diterima PS I oleh P 700 yang telah tereksitasi lebih dulu. P700
mengalami eksitasi oleh energi cahaya yang dikirim LHC I, Elktron berenergi
tingginya diterima oleh aseptor Ao yaitu semacam klorofil a, kemudian diterima oleh
aseptor berikutnya A1 (derivat vit K), kemudian diterima aseptor berikut X yaitu
Protein 4Fe-4 S . electron dari protein ini diterima oleh protein kecil yang mobil
feredoksin dan membawa electron ini mereduksi NADP+ dengan H+(dari stroma)
menjadi NADPH dengan bantuan enzim feredoksin-NADP reduktase yang berada
pada stroma. Pemakaian H+ menyebabkan kosentrasi H+ pada stroma menjadi
P680 yang tereksitasi menjadi oksidator yang kuat, akan mengoksidasi
mengambil elektron molekul didekatnya yaitu tirosin, selanjutnya mengolsidasi Mn
yang terdapat pada polipeptidaEOC dan Mn yang kehilangan elektronnya akan
mengoksidasi mol H2O pada lumen untuk mendapatkan elektron. H2O teroksidasi
menjadi 2 H+ + 2 e + ½ O2. Jadi P680 yang tereksitasi menerima electron berasal
dari mol H2O.
Jadi dengan adanya energi cahaya yang diserap LHCII, P680 tereksitasi
menjadi oksidator yang kuat untuk menguraikan mol H2O, melalui transfer electron
electron yang beenergi tinggi ditransfer ke PS I , dengan penyerapan energi cahaya
oleh LHCI mengeksitasi P700 yang , dimana elektronnya yeng berenergi tinggi
mereduksi NADP+ dan H+ menjadi NADPH.
Reaksi Gelap (Fiksasi CO2 )atau Siklus Calvin
Fiksasi CO2 terjadi dalam stroma. Proses ini terjadi dalam 3 tahap yaitu pertama
karboksilasi dilanjutkan dengan reduksi dan tahapan akhir adalah regenerasi. Hal
tersebut dapat dilihat pada Gambar berikut.
Tabel Perbandingan Fotosintesis Tumbuhan C3 dan C4
Faktor pembanding Tumbuhan C3 Tumbuhan C4
Anatomi daun
Seperti halnya proses metabolisme yang lain, fotosintesis dipengaruhi oelh berbagai
factor. Di alam fotosintesis dipengaruhi oleh factor luar dan dalam dan sulit
dipisahkan ecara tegas. Analisis hanya dengan cara seksama dapat mengetahui factor
masing-masing. Sesuai dengan hukum Black man (prinsip factor pembatas), maka
kecepatan fotosintesis ditentukan oleh factor yang berada dalam keadaan minimum.
Pada dasarnya factor-faktor tersebut dapat dikelompokkan menjadi :
A. Faktor dalam
1. Kandungan klorofil : karena pigmen ini langsung berperan dalam
penangkapan energi radasi dan mengubahnya menjadi energi kimia maka
jumlahnya akan menentukan kecepatan fotosintesis.
2. Morfologi daun : termasuk di dalamnya kerapatan tulang daun, permukaan
daun (mengkilat atau tidak).
3. Anatomi daun : struktur anatomi mempengaruhi fotosintesis secara tidak
langsung karena mempengaruhi kecepatan didusi C02 dan lewatnya cahaya
4. Faktor protoplasma : suatu tumbuhan yang dipindahkan dari gelap ke terang
tidak segera mampu mengadakan fotosintesis. Perlu waktu unutuk persiapan.
Factor ini tidak jelas, mungkin untuk sintesis enzim-enzim yang berperan
pada tahap-tahap fotosintesis.
5. Akumulasi fotosintat : bila translokasi fotosintesis dari daun terhambat
(misalnya defisiensi B) maka akan terjadi penimbunan glucose dalam
kloroplas. Kandungan glucose yang tinggi ini akan menghambat reaksi
fotosinteis.
Gambar Kurva hubungan 3 faktor eksternal (cahaya, CO2, suhu) terhadap laju
fotosintesis tumbuhan
B. Faktor Luar
1. Cahaya : pengaruhnya lewat intensitasnya, kualitasnya, lama penyinaran,
besarnya pantulan dan seterusnya. Secara tidak langsung mempengaruhi
membuka menutupnya stomata, sehingga mempengaruhi difusi C02 untuk
fotosintesis.
1. Pada dasarnya sampai intensitas tetentu kenaikan intensitas akan menaikkkan
kecepatan fotosintesis. Penurunan fotosintesis apda intensitas tinggi sebagai
akibat adanya fotooksidasi klorofil dan kerusakan enzim.
2. Temperatur : temperature optimim disekitar 35o C dan pada tumbuhan C-4
3. Air : meskipun air merupakan bahan dasar untuk proses fotosintesis tetapi
pengaruhnya secara tidak langsung, yaitu mempengaruhi membuka
menutupnya stomata.
4. Oksigen : oksigen merupakan hasil tambahan fotosintesis dan bila berada
dalam jumlah besaar akan menghambat fotosintesis tertutama lewat reaksi
fotorespirasi.
5. Zat hara mineral : berbagai unsure hara mineral diperlukan untuk sintesis
klorofil, koenzim berbagai enzim yang berperan pada fotosintesis, transport
karbohidrat, dll.
6. Karbondioksida : C02 merupakan bahan dasar fotosintesis, tetapi bila
diberikan dalam jumlah besar akan menyebabkan kecepatan fotosintesis
berkurang karena kadar CO2 yang tinggi akan menurunkan pH cairan sel,
8. RESPIRASI TUMBUHAN
Respirasi adalah reaksi oksidasi senyawa organik untuk menghasilkan energi
yang digunakan untuk aktifitas sel dan kehidupan tumbuhan dalam bentuk ATP
atau senyawa berenergi tinggi. selain itu respirasi juga menghasilkan senyawa
antara yang berguna sebagai bahan sitesis berbagai senyawa lain. Hasil akhir
respirasi adalah CO2 yang berperan sebagai keseimbangan karbon di dunia.
Respirasi berlangsung siang malam karena cahaya bukan merupakan syarat.
Berdasarkan kebutuhannya terhadap oksigen, respirasi dibagi menjadi 2 macam
yaitu:
1. Respirasi anaerob : tidak memerlukan oksigen tetapi penguraian bahan
organiknya tidak lengkap. Respirasi macam ini jarang terjadi, hanya dalam
keadaan khusus. Substrat respirasi adalah glucose, reaksinya:
C6H12O6 2 C2H5OH + 2 CO2 + ATP
2. Respirasi aerob : memerlukan oksigen, penguraiannya lengkap, sampai
dihasilkan CO2 dan H2O, reaksinya :
C6H12O6 6 H2O + 6 CO2 + ATP
Tabel Perbedaan antara Respirasi Aerob dan Anaerob
Faktor pembeda Respiras Aerob Respirasi Anaerob
- Status proses
Respirasi terdiri dari satu rangkaian reaksi kimia dimana karbohidrat dan mol
dan biasanya energi yang dikandung dilepas dalam bentuk panas, tapi pada respirasi
terjadi dalam medium cair dan prosesnya berjalan secara bertahap dan energi yang
dilepas diubah menjadi energi berguna dalam bentuk senyawa kimia yang dapat
dipakai untuk sintesis, gerak.dan pertumbuhan.
Mekanisme Respirasi
Reaksi respirasi ini adalah kebalikan dari ringkasan reaksi Fotosintesis. Pada
fotosintesis CO2 direduksi menjadi glukosa dengan H2O sebagai sumber electron
dan hydrogen sedang pada respirasi glukosa dioksidasi menjadi CO2 dan dibentuk
H2O sebagai produk. Meskipun demikian kedua proses ini berbeda, karena enzim
yang berperanan juga berbeda, dan lokasi terjadinya berbeda. Respirasi terjadi pada
semua sel hidup sedang fotosintesis terjadi pada sel yang berkloroplas. Proses
respirasi mengalami 3 tahap reaksi yang terpisah yaitu:
1. Glikolisis terjadi di sitosol
2. Siklus asam sitrat terjadi dalam matrik mitokondria
3. Transfer elektron terjadi pada membran krista mitokondria
Keseluruhannya terdiri dari lebih 50 rangkaian reaksi.
Gambaran tahapan respirasi tumbuhan dan energi yang dihasilkan
Disamping menghasilkan energi ,peranan respirasi juga menyediakan rangka
carbon. Senyawa intermediet respirasi dari mulai glikolisis sampai siklus
trikarboksilat berperanan sebagai bahan dasar untuk untuk membentuk senyawa
organik lain seperti protein, lemak, pigmen as inti dinding sel dan lain-lain.
Faktor-Faktor yang mempengaruhi respirasi
Ada dua faktor yang mempengaruhi respirasi yang terjadi pada tumbuhan. Faktor
tersebut digolongkan atas faktor dalam dan faktor luar.
1. Faktor dalam
Faktor dalam yaitu umur, tipe jaringan atau organ, bentuk pertumbuhan dari
suatu spesies. Umur mempengaruhi laju respirasi, dimana sel atau jaringan
muda lebih cepat dari umur dewasa, sebab aktifitas metabolisme, yang
memer-lukan energi dan rangka karbon untuk pertumbuhannya. Jaringan
meristem lebih tinggi laju respirasi dibandingkan lainnya ,karena sifat
jaringan berpe-ranan membentuk sel-sel baru, sehingga memerlukan materi
dan energi yang banyak, karena itu diperlukan laju respirasi tinggi.
2. Faktor luar
Faktor luar diantaranya adalah kosentrasi oksigen, suhu dan cahaya
