FISIOLOGI TUMBUHAN : SUATU PENGANTAR.

(1)

(2)

FISIOLOGI TUMBUHAN Suatu Pengantar

Penata letak: Muhammad Yunus Nasution Perancang sarnpul: Aulia Grafika

Penerbit: UNIMED PRESS

Gedung Lembaga Penelitian Lantai I ]!. Willem Iskandar, Pasar V

Kotak Pos 1589 - Medan 20221 Fax. (061) 6614002 Contact person: M.Rizal 0811 60 4291

Erond 0813 6134 "1334 Cetakan pertarna: Desember 2012

ISBN 978-602-8848-88-6

Dicetak oleh: Perdana Mulya Sarana Anggota Ikatan Penerbit Indonesia (IKAPI)

Jl. Sosro No. 16A Medan 20224

Telp 061-7347756, 77151020 Faks. 061-7347756 Email: asrulmedan@gmail.com

(3)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis ucapkan kepada Allah

swr

pencipta alam semesta dan merupakan sumber dari segala sumber ilmu, atas izin dan kehendakNya naskah buku teks yang berjudul FISIOLOGI TUMBUHAN (Suatu Pengantar) ini dapat diselesaikan

Naskah buku teks ini disusun bertujuan untuk menterjemahkan, merangkum, dan mensosialisasikan pengalaman penulis, juga berbagi pengalaman selama penulis mengelola dan meneliti beberapa tanaman di laboratorium serta pengalaman penulis selama mengajar mata kuliah Fisiologi Tumbuhan sejak tahun 2006 hingga sekarang.

Buku ini juga ditujukan untuk penambahan wawasan khususnya untuk kepentingan perkuliahan mahasiswa dan bahan bacaan bagi peminat lainnya. Naskah buku ini telah mulai disusun·sejak tahun 2006 hingga saat ini sudah beberapa kali dilakukan penyempumaan. Melalui Kompetisi HIBAH BUKU TEKS UNIMED penulis berharap akan mendapatkan bimbingan dan pendalaman. lsi buku ini terdiri dari 12 Bab yang mencakup: 1) Pendahuluan, yang menuliskan pengantar Fisiologi Thmbuhan, ditinjau dari teori dasar biologi yang berkontribusi terhadap munculnya pengembangan ilmu Fisiologi Thmbuhan, 2) Bagian yang mendiskusikan hubungan tllinbuhan dengan lingkungan yaitu didiskusikan pada Bab II dan Bab III, 3) Bagian yang membahas proses fisiologis tumbuhan yang didiskusikan pada Bab IV-XII.

Mudah mudahan buku ini dapat bermanfaat bagi pengguna, khususnya mahasiswa dan peminat lainnya. Kritik dan saran sangat penulis harapkan untuk kesempumaan isi Buku Teks ini.

v

Medan, 5 Juli 2012 Penyusun

(4)

DAFTAR lSI

Hal a man

Kata Pengantar . . . .. . . v

Daftar lsi . . . .. . . .. . . vi

BAB I BAB II : PENDAHULUAN ... . 1

: TUMBUHAN DAN LINGKUNGANNYA (Mekanisme Penyerapan, Pengaliran,dan Kehilangan Air) .. ... .... 14

BAB III : NUTRISI DAN MINERAL... 30

BAB IV : PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN ... 36

BAB V : GERAK TUMBUHAN .. . ... 46

BAB VI : ENZIM ... :... 61

BAB VII : KONSEP HORMON ... 75

BAB VIII : FOTOSINTESIS ... 105

BAB IX : RESPIRSI ... 118

BAB X : FOTORESPIRASI ... 133

BAB XI : FIKSASI DAN METABOLISME NITROGEN... 147

BAB XII : DORMANSI ... 155

DAFTAR PUSTAKA ... 171

INDEKS ... 176

CURRICULUM VITAE ... 178

(5)

(6)

BAB I

PENDAHULUAN

Kompetensi Dasar:

1. Mampu mendeskripsikan Peran Fisiologi 'fumbuhan dalam kehidupan

2. Mampu menggambarkarl struktur sel dan organel-organelnya

3. Mampu nienguraikan fungsi masing-masing bagian sel dan sub selluler

Sebagai mahluk hidup, tumbuhan menunjukkan aktivitas-aktivitas kehidupan, seluruh aktivitas tersebut di kaji di materi fisiologi tumbuhan. Maka sangatlah ideal jika dikatakan bahwa Fisiologi 1\.unbuhan adalah Ilmu yang mempelajari aktivitas hid up yang dilakukan tumbuhan, juga merupakan ilmu yang menginterpretasi proses kehidupannya yang berguna untuk pengaturan tumbuhan itu sendiri, misalnya mempelajari tanggapan tumbuhan terhadap perubahan lingkungan, proses metabolisme dan lain-lain.

Sebagai mahluk hid up, tumbuhan menunjukkan aktivitas-aktivitas seperti:

• Mampu bertukar senyawa kimia dengan lingkungan, sementara senyawa penyusun tubuhnya hanya sedikit yang hilang.

• Mampu menyerap dan menggunakan energi dari luar.

• Mampu mensintesis bahan kimia yang diperlukan.

• Sebahagian selnya membelah dan bersifat meristematis, kemudian bergabung membentuk jaringan dan berdifrensiasi lebih lanjut. Jika proses ini tidak ada maka tumbuhan akan mati.

(7)

2 FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

Beberapa perbedaan antara tumbuhan dan hewan:

No Tumbuhan Hewan

1 Tidak bergerak (gerakan ter- Bergerak untuk mencari makan batas, daerah sempit) dan menghindarai bahaya

2 Aututrof, contoh : melakukan Umumnya heterotrof metabolisme C

3 Tergantung pada bahan mineral Tergantung pada lingkungan

dari tanah sekitar

4 Mampu mempertahankan diri Hampir sama, contoh beruang di lingkungan tertentu, contoh kutub

tumbuhan padang pasir

5 Memberikan reaksi terhadap Memproduksi dan memberi pemberian hormon dan mem- respon terhadap sejumlah pengaruhi seluruh jaringan hormon secara spesifik

6 Mengikuti perubahan musim

---7 Tidak memiliki sistem syaraf Memiliki sistem saraf

Chtto:Ugened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookPS.htrnl. Diakses tanggal 12 Desember 2010)

Organisasi Turnbuhan

(8)

FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

3

(struktur sel) dan organisasi sub selluler. Sel mahluk hid up digolongkan sebagai sel prokariotik dan sel eukariotik. Sel Prokariotik: Materi intinya tersebar di seluruh sitoplasma, dinding nukleus tidak ada. Contoh: Alga Hijau, Alga Biru, Bakteri. Sel Eukariotik: Intinya jelas dan memiliki dinding inti.

1. Prokariotik (Misalnya: Bakteri).

Ciri-ciri bakteri: ukurannya kecil, tebal hanya ± 1 J.lm, dilindungi oleh dinding sel, kadang-kadang memiliki kapsul Geli), memiliki membran plasma. Ciri-ciri Alga hijau: memiliki ukuran lebih besar dari bakteri, mampu melakukan fotosintesis, Cyanobakteria merupakan wujud lain dari bakteri, dilindungi oleh dinding sel.

Organel - organel pada sel prokariotik:

~ Dinding sel (bukan selulosa) ~ Capsul Gelli, lendir)

~ Plasmalemma

~ Mesosom (Membran luar yang melipat, berguna untuk tempat keluar masuknya zat)

~ Ribosom (tempat sintesis protein)

~ Vacuola (berfungsi juga sebagai tempat cadangan gula kompleks yang bersifat anorganik)

~ Vesicle (Vacuola-vacuola kecil). ~ dan lain-lain.

2. Eukariotik

Contoh: Fungi, 1\.unbuhan, Protista.

Ciri-cirinya:

• Memiliki struktur yang lebih maju, ada struktur tambahan yang dibungkus oleh membran.

• Memiliki ciri khas sel tumbuhan, misal: korteks, ujung akar:, empelur.

• Umumnya memiliki dinding sel, membran, sementara hewan tidak memiliki dinding sel.

• Pada awal pembentukan memiliki dinding primer yang tipis, mengelilingi protoplas dan membran.

(9)

4

• Memiliki lamela tengah, yang terdapat diantara 2 sel yang berdekatan yang berfungsi merekatkan 2 dinding sel menjadi satu.

• Dinding sel memiliki benda ergastik (non protoplasmik)

Dinding Primer:

• Tipis: 1-3 ~m

• 9-25 % mengandung selulosa (30 - 40 pasang molekul selulosa yang panjang tidak bercabang yang disebut mikrofibril, yang memiliki daya renggang tinggi) .

• 10-35 % terdiri dari hemiselulosa (zat perekat) 10% protein

• Mempunyai zat pengatur tumbuh endogen yang berperan untukmelemaskan dinding sel dan menyebabkan mikrofibril bergeser sehingga sel dapat mengembang.

Dinding Sekunder:

• Berukuran lebih tebal dari dinding primer

• Merupakan perkembangan dan penebalan dari dinding primer: memiliki kandungan selulosa (41-45 %), hemiselulosa (30 %), lignin (22-28 %).

• Bentuk tidak mudah berubah, tidak mudah ditekan, tersusun oleh lignin, selulosa.

• Memiliki bahan pektat yang melekat pada sel, pada lamela tengah dalam bentuk gel.

• Pektat (pektin) dapat dirombak oleh enzim tertentu pada proses pemasakan buah.

• Plasmodesmata: merupakan kanal yang dibatasi oleh membran sel yang berdampingan dan diisi oleh benang plasma sebingga dapat menyatukan banyak sel.

• Beberapa memiliki zat anorganik pada dinding sel, seperti kersik dan kapur.

(10)

FISIOlOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

5

Protoplas:

1. Sitoplasma 2. Inti Sel 3. Vakuola

4. Bahan ergastik.

Ada Beberapa Pendapat

1. Protoplas merupakan bagian yang hidup di dalam sel tubuh.

2. Protoplas merupakan keseluruhan isi sel baik yang hid up maupun yang mati.

Maka dapat dikatakan bahwa Protoplasma adalah zat hid up penyusun protoplas. Sedangkan Sitoplasma: dengan bahan dasar hialoplasma, yang memiliki sifat membias cahaya.

Ciri-ciri Sitoplasma : merupakan substansi hyalin yang jernih, lebih kental dari air, terdiri dari 3 komponen:

a. Plasmolemma/ Plasmoderma/ Ectoplasma: Dinding plasma luat; memiliki sifat semipermiabel.

b. Polioplasma: di bagian tengah, nampak keruh, memiliki butir-butir mikrosoma: fisoda yang terdiri dari butir-yang sangat hal us, yang memilki 2 macam gerak.

c ~ . Tonoplasma merupakan membran plasma dalam, mengelilingi vacuola dan bersifat semi permiabel

Organel-Organel Sel

1. Nukleus= karion= inti sel

(11)

[image:11.612.27.381.68.424.2]

6

FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Peilgantar

Gambar Sel dengan inti sel yang sebagai focus (http://gened.emc.maricopa.edu/ bio/bio181/BIOBK/BioBookPS.html. Diakses tanggal12 Desember 2010)

Susunan membran nukleus (karioteka), Rangka nukleus (RE), Cairan inti= nukleoplasma= kariolimfe, anak inti= nukleolus, butir-butir kromatin.

Fungsinya : mempunyai sifat yang dapat diturunkan, mengatur proses hid up protoplasma, mensintesis protein: DNA dan RNA.

Jumlah inti sel pada tumbuhan tingkat tinggi adalah 1, pada tumbuhan tingkat rendah lebih dari 1, contoh pada ganggang Cladiophora.

2. Plastida

Merupakan organel kecil, bentuk awalnya disebut proplastida. Penggolongan plastida menurut wama adalah:

a. Leukoplas (tidakberwama). Bentuknyaseperti tepung (leukoaniiloplas), seperti minyak (elaioplas), bentuk protein (proteinoplas)

(12)

7

Mesophyll

[image:12.612.44.392.63.400.2]

S tro

Gambar Struktur Kloroplas Chttp://gened.ernc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/ BioBookPS.html. Diakses tanggal12 Desernber 2010)

3. Membran Sel

Fungsinya: rnengatur aliran zat-zat terlarut untuk keluar rnasuk sel, rnengatur aliran air rnelalui osmosis. Terdapat pada kloroplas, rnitokondria, inti sel. Mernbran yang rnengelilingi vacuola (tonoplas) hanya 1 lapis.

Mernbran sel terdiri dari lipid dan protein

Fungsi spesifik

• Transfer energi

• Transfer elektron

• Pernbentukan ATP

(13)

[image:13.612.27.386.47.585.2]

8

Gambar Membran Plasma berserta bagian-bagianya Chttp://gened.emc.maricopa. edu!bio/bio 181/BIOBK/BioBookPS.html. Diakses tanggal12 Desember 2010)

4. Retikulum Endoplasma (RE)

Yaitu saluran-saluran halus/lorong-lorong kecil yang dibangun oleh unit membran yang menghubungkan inti, organ-organ dengan bagian luar sel, yang berfungsi sebagai alat transportasi.

(14)

9

Retikulum Endoplasma terdiri dari :

• Retikulum Endoplasma granular (kasar) yaitu butiran-butiran ribosom yang melekat pada Retikulum Endoplasma

• Retikulum Endoplasma agranular (halus): tidak ada butiran-butiran.

Terdapat hubungan antara Retikulum Endoplasma dengan Ribosom dalam fungsi Sintesis protein.

5. Mitokondria (Dapur Energi)

Ukurannya lebih besar dari sperosom dan lebih kecil dari plastida. Bentuknya seperti sampan dan seragam untuk semua sel. Terbungkus membran rangkap, permukaan luamya berlubang-lubang, permukaan dalamnya berupa tonjolan-tonjolan (krista) yang masuk ke stroma. Jumlah krista sesuai dengan keaktifan sel tersebut. Fungsi Mitokondria adalah sebagai Pusat Respirasi dan Sintesis Protein atau DNA.

Substrat Mitokondria terdiri dari Protein= 65-70%, Lipid/ fosfolipid= 25-30 %, ARN = 0,5 % , ADN = sedikit.

[image:14.612.25.400.67.591.2]

Krista pada mitokondria dapat berubah bentuk dan sifatnya jika ber-langsung respirasi, hal ini terjadi karena terjadinya perubahan bentuk molekul protein.

(15)

10 FISIOlOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

6. Diktiosom (Badan Golgi)

Bentuknya seperti pipa, mempunyai diameter lebih besar dari RE. Fungsi Diktiosom: merupakan sekresi sel karena menghasilkan vesikula yang dilepaskan ke plasma yang nantinya akan membentuk membran dan dinding sel. Pada tumbuhan disebut Diktiosom karena berbentuk seperti tumpukan gelembung-gelembung pipih terdiri dari mambran-membran serupa RE. Pada bagian tengah diduga sebagai pusat sintesis polisakarida yang nantinya di sekresikan ke dalam mikrotubul yang berguna untuk membentuk dinding sel primer.

7. Mikrotubul.

Terdapat pada :

• Nukleus, berfungsi untuk membentuk benang spindel

• Plasma: diduga berfungsi mengatur arah rangkaian molekul selulosa dalam pembentukan dinding sel

8. Ribosom:

Terdiri dari Protein dan Ribosom RNA yang be bas a tau melekat pada RE. Merupakan butir-butir kecil berdiameter 15 - 25 nm. Poliribosom/ polisom merupakan ribosom yang mengelompok tersusun seperti rantai yang diikat oleh m RNA yang akan dijabarkan dalam bentuk protein. Ribosom berfungsi dalam sintesis protein.

Tempat ribosom tersebar dimana-mana yang mana terjadi pusat-pusat sintesis:

• Retikulum Endoplasma: RE G : mensintesis protein dan disekresi keluar sel, RE A: mensintesis protein dan disekresi ke dalam sel

• Bebas pada sitosol • Di dalam mitokondria • Di dalam kloroplas

9. Vacuola

(16)

FISIOlOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar 11

Kandungan vakuola adalah ion organik, asam amino, asam organik, gula, pigmen (antosianin). Fungsinya mula-mula diduga hanya tempat pembuangan sisa-sisa produk metabolisme. Saat ini diketahui bahwa vakuola berperan sangat penting sebagai tempat penyimpanan senyawa-senyawa metabolik seperti gula, asam amino, amida, asam organik.

10. Badan Golgi (App,aratus Golgi)

Berbentuk seperti kantung (vesikel) yang dilengkapi dengan membran, berfungsi memproses protein dan lemak, untuk digunakan oleh sel.

Komponen-Komponen Non Protoplasmik (Benda-Benda Ergastik)

Benda Ergastik:

1. Benda ergastik bersifat cair (biasanya terdapat di vakuola sel). Contoh: asam organic, alkaloid, hidrat arang, minyak atsiri, protein, lipid, pigmen, vakuoler, hars, tanin (zat penyamak).

2. Benda ergastik bersifat padat: kristal Ca-oksalat, merupakan sekresi metabolisme yang mengendap, kristal kersik, butir-butir aleuron dan kristaloid zat putih telur, butir-butir amilum.

Peranan T umbuhan dan Fisiologi T umbuhan Bagi

Man usia:

(17)

12 FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

setelah kurun waktu beratus - beribu tahun bersama sisa-sisa hewan akan menjadi bahan bakar seperti batubara dan minyak bumi.

Pada bidang pertanian, perkebunan, kehutanan akan selalu membutuhkan ilmu fisiologi tumbuhan untukmempelajari tumbuhan dalam hal: pengolahan tanah, pemilihan bibit, pemeliharaan tanaman, penanggulangan hama, penanganan panen dan pasca panen (penyimpanan) yang pada akhimya bermuara untuk peningkatan kehidupan manusia.

Dalam mempelajari fisiologi tumbuhan banyakilmu yang terkait didalamnya yaitu Kimia/ Fisika : Biokimia, kimia organik, kimia anorganik, Sitologi, Anatomi, Morfologi, Sistematik, Ilmu tanah, Genetika, Ekologi.

Tugas :

1. Gambarkan 1 buah sel tumbuhan beserta organel penyusunnya.

2. Bagaimana peranan fisiologi tumbuhan bagi kehidupan sehari-hari ?

3. Pilih 5 organel sel yang kamu ketahui, lalu uraikanlah fungsinya masing-masing

GLOSARIUM

Dinding Sel:

Lapisan protektif di bagian eksternal membran plasma pada sel tumbuhan, bakteri, fungi, dan beberapa protista. Pada sel tumbuhan dinding itu terbentuk dari serat selulosa yang tertanam dalam suatu matriks pro-tein - polisakarida.

Dinding Primer:

Dinding sel yang bersifat fleksibel

Dinding Skunder:

Dindingyang bersifat lebih kuat dan kaku dan merupakan bahan penyusun utama kayu.

DNA:

Suatu molekul asam nukleat berbentuk heliks dan beruntai ganda yang mampu bereplikasi dan menentukan struktur protein sel yang diwariskan.

Eukariotik:

(18)

Fisiologi Tumbuhan:

Ilmu yang mempelajari aktivitas hid up yang dilakukan tumbuhan, juga merupakan ilmu yang menginterpretasi proses kehidupannya yang berguna untuk pengaturan tumbuhan itu sendiri, misalnya mempelajari tanggapan tumbuhan terhadap perubahan lingkungan, proses metabolisme dan lain-lain.

Mitokondria:

Organel sel berbentuk bulat a tau bulat panjang dengan ukuran 0,2 - 5 milli mikron yang digunakan untuk respirasi sel.

Nukleus:

Inti sel, pusat organisasi sel mahluk hidup

Prokariotik:

Kelompok mahluk yang inti selnya sederhana karena tak berselaput yang tergolong: bakteri dan ganggang biru

Retikulum Endoplasma:

Organel yang terdapat didalam sel yang terlibat dalam sintesis protein

Ribosom:

Tempat berlangsungnya sintesis protein.

Vakuola:

(19)

BAB II

TUMBUHAN DAN LINGKUNGANNYA

(Mel~anisme

Penyerapan, Pengaliran dan

Kehilangan Air)

Kompetensi Dasar:

1. Mampu rnenjelaskan Hubungan Thmbuhan dan air

2. Marnpu rnelakukan analisis pad a proses mernl:iUka dan rnenutupnya stomata.

3. Mampu rnendiskripsikan proses osmosis pada tubuh turnbuhan

Air rnerupakan rnolekul terbesar dalarn kehidupan dan rnerniliki sifat fisik dan kirnia yang unik.

Fungsi Air Dalarn Kehidupan (Turnbuhan) :

1. Berperan dalarn reaksi biokirnia di dalarn protoplasrna, yang kerjanya dikontrol oleh enzirn. Kornponen-kornponen reaktif dalarn rangkaian reaksi rnetabolisrna terlarut dalarn air, sehingga rnernberi fasilitas bagi reaksi-reaksi biokirnia. Air bereaksi secara langsung dalarn kornponen reaktif dalarn rnetabolisrne, contohnya yaitu dalarn proses sintesa dan perornbakan asarn lernak.

2. Untuk pernbentukan koloid protoplasrna. Protoplasrna yang terdiri dari antara lain protein, asarn nukleat. Enzirn rnengkatalisis proses pernbentukan protein ini dan dibantu dengan keberadaan air. Dalarn pernbentukan koloid pati dan pektinjuga dernikian, pati dan pektin berasosiasi dengan air rnernbentuk koloid.

3 . Untuk sistirn hidrolik. Air rnernberikan tekanan hidrolik pada sel dan rnenirnbulkan turgor pada sel- sel turnbuhan sehingga dapat rnernberi sokongan/turnpangan pada jaringan struktural yang tidak rnernpunyai

(20)

FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar 15

sokongan. Contoh: a)Thmbuhan yang hidup di daerah basah (teratai, genjer), jika sel-selnya kekurangan air maka akan kelihatan layu terutama daun akan layu jika kekurangan air. b) Tekanan hidrolik juga sangat berperan pada proses membuka dan menutupnya stomata.

4. Sebagai sistem transport. Air sebagai alat transport untuk mengangkut bahan-bahan dari satu sel ke sellain, dari jaringan ke jaringan lain, dari tanah hingga ke daun dan seluruh tubuh tumbuhan.

5. Sebagai stabilisator dan pemindah panas. Sebagai pengatur suhu tubuh tumbuhan, air mempunyai panas jenis yang tinggi. Pada proses ini, air berfungsi sebagai dapur (buffer), sebagai penyerap sejumlah panas sehingga kenaikan dan penurunan suhu tidak terlalu besar.

6. Merupakan 90- 95% penyusun tubuh tanaman 7. Aktivator enzim

8. Sumber H dalam fotosintesis 9. Penghasil 0₂dalam fotosintesis

10. Pengatur pemanjangan sel dan pertumbuhan, dll

Beberapa sifat air terkait dengan kepentingan tumbuhan:

Sifat Fisik

1. Berbentuk cair pada suhu kamar

2. Panas jenis air tinggi/besar. Air dapat menyerap banyak panas tanpa menyebabkan suhu tubuh tumbuhan menjadi naik dan relatif stabil sehingga metabolisme beljalan stabil. Penelitian menemukan: menaikkan suhu 1 gr air menjadi 1°C diperlukan 1,515 jjkalori.

3. Mengembang pada waktu membeku. Volume air menjadi bertambah dalam keadaan beku, berat jenis air beku adalah lebih kecil dari air biasa.

4. Viskositas/ kekentalan/ daya alir. Viskositas air sangat rendah, sehingga mudah mengalir dan mudah dipindah-pindahkan di dalam tubuh, hal ini memudahkan proses transportasi.

(21)

6. Panas latent, penguapan, pencairan. Contoh: 1 gram air untuk menjadi uap pada temperatur 10 °C, maka dibutuhkan E sebesar 586 kalori (E= panas latent penguapan), Untukmengubah 1 gram es 0 °C menjadi cair dibutuhkan E

=

80 kalori (E

=

panas latent pencairan).

Difusi Dan Osmosis

a. Difusi

Difusi adalah proses perembesan senyawa kimia tertentu secara spontan dari daerah yang memiliki konsentrasi tinggi ke daerah yang berkonsentrasi rendah. Proses ini terjadi akibat mobilitas dan energi kinetik dari molekul atau ion yang berdifusi tersebut. Arah gerakan tidak tentu, ini dikarenakan adanya han taman molekul-molekul terse but. Mekanisme ini menjadi penting dalam menghubungkan sel dengan lingkungannya.

Proses difusi digerakkan oleh gaya dorong yang terjadi karena adanya beda potensial dari tinggi ke rendah baik dalam hal temperatur, listrik, tekanan hidrostatik, konsentrasi dan lain-lain.

Kecepatan transportnya dihitung dalam Flux (besamya massa yang melewati satu luas permukaan tertentu pada satuan waktu tertentu). Contoh; a) pada proses perembesan yang terjadi tanpa melewati sekat/ membran di dalam protoplasma, seperti dari ujung retikulum endoplasma ke bagian lain, b) pada proses perembesan yang terjadi dengan melewati sekat seperti dari intra ke ekstra sel, dari sitoplasma ke nukleoplasma, dari sitoplasma ke organel-organel sel.

Difusi Gas di alam: minyak wangi, gas amoniak, H₂S, proses difusi berjalan tanpa sekat/membran, dengan tujuan untuk menyamakan konsentrasi. Proses difusi gas ini di dalam tubuh tumbuhan juga berlangsung, misalnya pada proses pertukaran gas di dalam daun pada gas C0₂, 0

2, etilen, minyak atsiri.

Pada proses fotosintesis terjadi pemindahan 0₂dari daun ke udara be bas dan pemindahan C0₂dari udara ke daun. Pada peristiwa ini, 0₂ dapat di bebaskan dan C0₂dapat digunakanjika kandungan 0₂daun lebih tinggi dari lingkungan sekitar dan kandungan C0₂udara bebas lebih besar dari di daun.

Difusi Krista! Zat Wama

Contoh : KMnO ₄---.. air ---.. merah

CuSO ₄---.. air ---.. biru

(22)

Difusi melalui membran, terjadi karena 2 hal yaitu gradien konsentrasi dan gradien listrik. Berdasarkan ada tidaknya pembawa ( carier) pada membran, difusi dibedakan atas: Difusi bebas yaitu difusi zat tanpa pembawa (carier) yang terjadi pada membran (zat-zat dapat secara bebas berdifusi sendiri). Contoh: ion dan gula, mengalami transport secara difusi terikat dan juga difusi bebas. Sedangkan difusi terikat adalah difusi pada zat dengan bantuan carrier.

Faktor yg mempengaruhi difusi :

1. Suhu, makin tinggi difusi makin cepat 2. BM makin besar difusi makin lambat

[image:22.612.28.387.68.535.2]

3. Kelarutan dalam medium, makin besar difusi makin cepat 4. Beda potensial kimia, makin besar beda difusi makin cepat

Gambar Proses Difusi (http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/

(23)

Diffusion

e

solute

Solute transport is from the left to the right; . movement of the solutes is due to the concentratior

gradient (dCI dx).

(http://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio181/BIOBK/BioBookPS.html)

Laju difusi an tara lain tergantung pada suhu dan densitas (kepadatan) medium. Pertukaran udara melalui stomata merupakan contoh dari proses difusi. Pada siang hari teljadi proses fotosintesis yang menghasilkan 02 sehingga konsentrasi 02 meningkat. Peningkatan konsentrasi 02 ini akan menyebabkan difusi 02 dari daun ke udara luar melalui stomata. Sebaliknya konsentrasi C02 di dalam jaringan menurun (karena digunakan untuk fotosintesis) sehingga C02 dari udara luar masuk melalui stomata.

(24)

~ -

--

~ ~·~ -

...

~ ~ _,_... - . ~~ [image:24.612.40.390.57.440.2]

FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar 19

Gambar : Difusi zat terlarut melintasi mernbran (http://gened.ernc.rnaricopa.edu/ bio/bio 181/BIOBK/BioBookPS.html

Larutan zat pewama yang berbeda dipisahkan oleh membrane yang permeable terhadap kedua zat tersebut maka setiap zat pewama tersebut berdifusi menuruni gradien konsenstrasinya sendiri. Difusi sewaktu substansi melintasi membran biologi disebut transport pasif, karena sel tidak harus mengeluarkan energi untuk membuat hal itu teljadi. Gradien konsentrasi itu sendiri merupakan energi potensial dan mengarah kan difusi. Akan tetapi harus diingat membrane permeable selektif mempengaruhi laju difusi berbagai molekul.

b. Osmosis

Osmosis adalah pergerakan air dari suatu larutan yang potensial aimya tinggi ke larutan yang potensial aimya rendah yang teljadi melalui membran.

Peranan Osmosis :

• Penting dalam pengabsorbsian air yang dilakukan oleh sel-sel tumbuhan. Tumbuhan tingkat tinggi mengandung 70% air yang terdapat di dalam sel tumbuhan dewasa (air vakuola) yang masuk dengan cara osmosis.

• Peristiwa plasmolisis (protoplas yang kehilangan air, sehingga volume sel menyusut dan akhimya dapat terlepas dari dinding sel) sangat tergantung pada peristiwa osmosis.

(25)

20 FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

Membran semipermiabel adalah selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya.

Setiap sel hid up merupakan sistem osmotik. Jika sel ditempatkan dalam larutan yang lebih pekat (hipertonik) terhadap cairan sel, air dalam sel akan terhisap keluar sehingga menyebabkan sel mengkerut. Peristiwa ini disebut plasmolisis.

flacdd

(http: //gened.emc.maricopa.edulbio/bio 181/BI OBK/BioBookPS .html

(26)

Osmosis Merupakan Transpor Pasif

Air

Dalam membandingkan dua larutan, jika konsentrasi zat terlarut lebih tinggi disebut hipertonik. Larutan dengan konsentrasi zat terlarut yang lebih rendah disebut hipotonik. Ini merupakan istilah relatif yang hanya bermakna hila terdapat suatu perbandingan. Misalnya air PAM bersifat hipertonik terhadap air destilasi tetapi hipotonik terhadap air laut. Larutan dengan konsentrasi zat yang sama disebut isotonik.

Dalam gambar bejana bentuk U dengan membran permeabel selektif memisahkan dua larutan gula yang berbeda konsentrasinya. Pori membran terlalu kecil untuk dilewati oleh molekul gula tetapi cukup besar untuk di-lewati molekul air. Akibatnya larutan dengan konsentrasi hipertonik memiliki konsentrasi air yang lebih rendah sehingga air berdifusi melintasi membran dari larutan hipotonik ke larutan hipertonik. Difusi air melintasi membran permeabel selektrif merupakan suatu kasus khusus transport pasif yang disebut osmosis.

Arah osmosis ditentukan hanya oleh perbedaan konstrenstrasi zat terlarut toal. Air berpindah dari larutan hipotonik ke hipertonik sekalipun larutan hipotoniknya lebih banyak jenis zat terlarut.

Zat Terlarut dan Tekanan Mempengaruhi Potensial

Air

Pengaruh konsentrasi zat terlarut dan tekanan disebut Potensial Air ('J') :Oimana air akan bergerakmelewati membran dari larutan dengan potensial yang tinggi ke larutan dengan potensial yang rendah.Para ahli biologi mengukur '¥ dalam satuan megapascal yang disingkat MPa.Pengaruh gabungan dari tekanan dan konsentrasi zat terlarut terhadap potensial air ditulis dalam persamaan berikut :

'I'

=

'1'.

+

'Pp

'¥

=

(potensial air) '¥.

=

(potensial solute)

'J'p

=

(potensial tekanan I fisik)

(27)

• Keadaan awal

A. '¥ = '¥ s

+

'¥ P

=

-30

+

0

=

-30 bar B. 'If'

=

'If's

+

\f'p

= -10

+

0 = -10 bar • Keseimbangan

A. '¥

=

'¥ s

+

'¥ P

=

-30

+

20

=

-10 bar B. 'If' = 'If's

+

\f'p

= ~10 + 0 =-lObar

Tekanan osmotik atau osmosa adalah tekanan yang diperlukan, sehingga terjadi penghentian aliran pelarut ke dalam larutan. Pada Gam bar 11.7 besarnya tekanan setara dengan perubahtan dari ~h.

~

...

. . . . -.ift

...

· .

·d••.-

.,.,

...

Membriln

...

,

... .

(http ://gened.emc.maricopa.edu/bio/bio 181/BI OBK/BioBookPS .html

Tekanan osmotik larutan berbanding lurus dengan konsentrasi molar zat. Dalam bentuk persamaan dapat ditulis sebagai berikut.

,

_.

1t ~ M atau 1t

=

k.M

k adalah tetapan kesetaraan yang bergantung pada suhu. Untuk larutan encer harga k sama dengan RT, dimana R tetapan gas dan T adalah suhu mutlak.

(28)

1t

=

M RT atau 1t

=

(n/V) RT Keterangan:

1t = Tekanan osmotik M

=

Molaritas larutan

R = Tetapan gas (0,082 L atm/mol.K) T = Suhu (K)

Contoh:

• Berapakah potensial air pada larutan sukrosa 1m pada temperatur 30°C

1t air

=

mol I 1 air x R x T = - (1) (1) (0,00831)(303)

=

-2,518 Mpa

Keseimbangan Air pad.a Sel Tanpa Dinding

Sel tumbuhan hila dimasukkan kedalam larutan yang hipertonik terhadap sel tersebut maka akan kehilangan air dan berpindah ke lingkungan. Sel akan mengkerut dan mungkin saja mati. Namunjika kita tempatkan sel tersebut dalam larutan yang hipotonik terhadap sel itu air akan masuk lebih cepat dari pada yang meninggalkannya sehingga sel akan membengkak dan pecah.

Sel tanpa dinding akan kaku dan tidak dapat menerima penyerapan atau pelepasan air yang berlebihan. Masalah keseimbangan air dapat terselesaikan jika sel terse but hid up dalam lingkungan yang isotonic. Hewan dan organisma lain yang tidak memiliki dinding sel kaku hidup dalam lingkungan hipertonik atau hipotonik harus memiliki adaptasi khusus untuk osmoregulasi yaitu kontrol keseimbangan air. Misalnya protista hidup dalam air kolam yang hipotonik terhadap sel, tetapi memiliki vakuola kontraktil suatu organel yang berfungsi sebagai pompa memaksa air keluar dari sel secepat air itu masuk melalui osmosis.

(29)

24 FISIOlOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

Masulmya air ke dalam sel akan menyebabkan tekanan terhadap dinding sel sehingga dinding sel meregang. Hal ini akan menyebabkan timbulnya tekanan hidrostatik untuk melawan aliran air terse but. Tekanan hidrostatik dalam sel disebut tekanan turgor. Tekanan turgor yang berkembang melawan dinding sebagai hasil masulmya air ke dalam vakuola sel disebut potensial tekanan. Tekanan turgor penting bagi sel karena dapat menyebabkan sel dan jaringan yang disusunnya menjadi kaku. Potensial air suatu sel tumbuhan secara esensial merupakan kornbinasi potensial osmotic dengan potensial tekanannya. Jika dua sel yang bersebelahan mempunyai potensial air yang berbeda, maka air akan bergerak dari sel yang mempunyai potensial air tinggi menuju ke sel yang mempunyai potensial air rendah.

Konsentrasi suatu zat adalah ukuran yang menunjukkanjumlah suatu zat dalam volume tertentu. Difusi partikel zat itu

aka!?.

berhenti jika konsentrasi zat di kedua tempat tersebut sudah sama. Proses osmosis juga teljadi pada sel hid up di alam. Perubahan bentuk sel teljadi jika terdapat pada larutan yang berbeda. Sel yang terletak pada larutan isotonik, maka volumenya akan konstan. Dalam hal ini, sel akan mendapat dan kehilangan air yang sama. bersifat isotonik dengan lingkungannya. Jika sel terdapat pada larutan yang hipotonik, maka sel tersebut akan mendapatkan banyak air, sehingga bisa menyebabkan lisis (pada sel hewan), a tau turgiditas tinggi (pada sel tumbuhan).

Sebaliknya, jika sel berada pada larutan hipertonik, maka sel banyak kehilangan molekul air, sehingga sel menjadi kecil dan dapat menyebabkan kematian. Pada hewan, untuk bisa bertahan dalam lingkungan yang hipo-atau hipertonik, maka diperlukan pengaturan keseimbangan air, yaitu dalam proses osmoregulasi. Banyak hewan-hewan laut, seperti bintang laut (Echi-nodermata) dan kepiting (Arthropoda) cairan selnya bersifat isotonik dengan lingkungannya.

Transpirasi

Transpirasi adalah penguapan dalam bentuk uap air. Jumlah air yang ditranspirasikan sangat tergantung padajenis tanamannya, sehingga bersifat khas untuk tanaman.

Transpirasi dilakukan melalui :

(30)

Pengeluaran air dalam bentuk tetesan air disebut gutasi, yang terjadi melalui hidatoda yaitu lubang yang terdapat pada ujung urat daun, contoh pada talas.

Organ tumbuhan yang paling banyak melakukan transparansi adalah daun, karena memilikijumlah stomata banyak dibanding organ yang lainnya.

Transpirasi mempunyai beberapa peran pada tumbuhan:

1. Mengatur Suhu tubuh dengan cara melepas kelebihan panas dari tubuh 2. Mengatur turgor optimum dalam sel

3. Membantu meningkatkan laju angkutan air dan garam mineral.

Mekanisme Transpirasi Melalui daun :

• Transpiransi dimulai dengan penguapan oleh sel-sel mesofil ke rongga antar sel (terutama yang mempunyai jaringan spon)

• Penguapan akan terns berlanjut selama rongga antar sel bel urn jenuh dengan uap air.

• Uap air di dalam rongga antar sel akan tetap, sampai dengan stomata membuka.

• Stomata membuka yang merupakan penghubung antara rongga antar sel dengan atmosfer.

• Jadi transpirasi mempersyaratkan adanya penguapan di dalam sel dan membukanya stomata.

Selain faktor dalam yang mempengaruhi mekanisme transpirasi, faktor luar juga sangat menentukan, seperti: suhu, kelembaban, radiasi sinar matahari, keadaan air tanah, angin. Angin dapat langsung memberi kemudahan untuk pemindahan massa udara.

Pemindahan

Rmas

Antara

Tumbuhan

dengan Lingkungan

Pengaturan panas tubuh tergantung pada pemindahan panas antara tumbuhan dengan lingkungan, dengan rumus sebagai berikut:

0 = Q + C+ V

+

B

+

M

(31)

Q

=

radiasi netto

(-)

=

daun meradiasi banyak energi ke lingkungan

(+)

=

daun menerima/ menyerap banyak energi dari lingkungan

c

=

konversi

(-)

=

panas yang pindah dari daun ke udara

(+)

=

panas yang pindah dari udara ke daun

v

=

Kadar cepat untuk konsumsi panas. (-)

=

air yang diuapkan dari daun.

(+)

=

air yang mengembun pada permukaan daun B

=

penyimpanan

(-)

=

suhu daun turun

(+)

= suhu daun naik

M

=

metabolisma dan faktor lain-lainnya (panas yang diserap atau dihasilkan pada proses metabolisme (fotosintesis dan respirasi)

B dan M pengaruhnya sangat kecil, sehingga dapat diabaikan.

Maka rumus menjadi

+

0

=

Q

+

C

+

V

Pengaturan Membuka dan Menutupnya Stomata

a. Stomata membuka karena air dari sel tetangga mengalir ke sel penutup menyebabkan turgor naik. Keadaan ini menyebabkan sel tetangga kekurangan air dan selnya mengerut dan menarik sel penutupnya ke belakang sehingga mengakibatkan stomata terbuka.

b. Stomata menutup karena air dari sel penutup kembali ke sel tetangga, keadaan ini menyebabkan sel tetangga mengembang dan mendorong sel penutup ke muka dan meyebebkan celah stomata tertutup

Beberapa Teori Tentang Penyebab Terjadinya Perubahan:

1. Fotosintesis

Pengamatan pada proses fotosintesis tidak cukup untuk menimbulkan turgor pada sel penutup untuk membuat stomata membuka

2. Perubahan pati menjadi Gula

(32)

stomata tertutup. Pada malam hari gula hilang dari sel penutup sehingga menyebabkan potensial air pada sel penutup menjadi tinggi dan menyebabkan air keluar dari sel penutup, hal ini menyebabkan tekanan turgor menurun dan pada akhimya menyebabkan stomata menutup. Timbul dan munculnya gula dari sel penutup terjadi karena perubahan gula menjadi pati dan sebaliknya.

3. Modifikasi teori klasik

Teori Syark (1923) mengemukakan bahwa perubahan pH tidak sepenuhnya benar.

Levilt (1967) mengatakan bahwa perubahan pH pada sel di malam hari bukan karena terakumulasinya asam karbonat, tetapi kadar C0₂ yang tinggi pada malam hari akan menunjang terbentuknya asam organik di dalam sel sehingga pHnya menjadi turun.

4. Pemompaan ion K+

Keadaan osmotik sel penutup dapat diatur dengan cara pemompaan ion secara aktif. Ion K dipompakan (didukung dengan fakta pada penambahan ATP), contoh pada sayatan sel epidermis yang diapungkan pada larutan KCl, kondisi ini menyebabkan kadar ion K meningkat. Hal ini menyebabkan stomata cepat membuka ( dalam keadaan terang) Digunakannya C0₂pada proses fotosintesis menyebabkan pH akan naik, meningkatnya pH akan mempengaruhi hidrolisisnya menjadi gula.

Faktor lingkungan yang mempengaruhi membuka/menutupnya sto-mata:

(33)

Cahaya

F otosintesis pada sel penutup

n

Pengurangan C02 di dalam sel penutup

~nuime~t~

Hidrolisis pati HC03- meningkat

dengan pembentukan asam malat

n

.---n~

P sintesis

Konsentrasi gula pada sel dengan penutup naik

diikuti anion

ATP-ase mempengaruhi pertukaran W /K+. K+ masuk ke dalam

sel penutup diikuti Anion

Pemompaan K+ ke dalam sel penutup bantuan ATP ase

Peningkataan konsentrasi K+ dan anion dalam

s~lfenutup

Penurunan potensial osmotik didalam sel penutup

D.

Stomata membuka

Bagan Alir Proses Membuka Menutupnya Stomata

Tugas:

1. Jelaskan 3 peranan air bagi tumbuhan

(34)

29

GLOSARIUM

Transpor Pasif:

merupakan difusi melintasi suatu membran. Difusi:

Gerakan molekul zat dari konsentrasi zat terlarut tinggi ke konsentrasi rendah melalui

tanpa selektif membran permeabel karena energi kinetiknya sendiri sampai terjadi keseimbangan dinamis.

Osmosis:

Proses perpindahan air dari daerah yang berkontrasi zat terlarut rendah (hipotonik) ke daerah yang berkonsentrasi tinggi (hipertonik) melalui membran semipermiabel a tau disebut juga. pergerakan air dari suatu larutan yang potensial aimya tinggi ke larutan yang potensial aimya rendah yang terjadi melalui membran.

Membran Semipermiabel:

Selaput pemisah yang hanya bisa ditembus oleh air dan zat tertentu yang larut di dalamnya.

Plasmolisis:

Jika sel ditempatkan dalam larutan yang lebih pekat (hipertonik) terhadap cairan sel, air dalam sel akan terhisap keluar sehingga menyebabkan sel mengkerut.

Peristiwa ini disebut plasmolisis. Turgor:

(35)

BAB

III

NUTRISI DAN MINERAL

Kornpetensi , Dasar:

1. Mampu mendiskripsikan unsur penyusun tubuh tumbuhan

2. Mampu menganalisis peranan tanali bagi tumbuhan

Mahluk hid up disusun oleh senyawa-senyawa tertentu yangjika diurai akan terdiri dari (sebagian besartumbuhan): Carbon (C = 43,6 %), Hidrogen (H = 6,2%), Oksigen (0 = 44,4%). C dan 0 didapat tumbuhan dari udara, H didapat tumbuhan dari tanah. C,H,O ditambah unsur lain (N = 1,5 %, K= 1 %) akan membentuk protein, lemak dan bahan organik lain.

Analisis abu dan tehnik kultur abu dahulu digunakan oleh peneliti untuk mengetahui unsur-unsur yang diperlukan tanaman. Tahapan ringkas analisis abu yaitu: tumbuhan dibersihkan, kemudian dikeringkan sampai 100°C hingga air yang terkandung pada tumbuhan telah keluar semuanya. Kemudian bahan tersebut dipanaskan hingga 600-800°C hingga akhimya hanya tersisa abu keputihan yang mengandung zat anorganik.

Analisis abu digunakan untuk menunjukkan unsur-unsur yang pada umumnya terdapat pada tumbuhan (N akan menguap/lepas dengan perlakuan suhu tinggi). Besamya kandungan abu, serta komposisi kimianya ditentukan oleh jenis tumbuhan, jenis organ, umur organ serta kecepatan transpirasinya.

Abu dari tanaman mengandung 40- 60 elemen yang terdiri dari: 14-16 elemen yang benar-benar dibutuhkan tumbuhan :

Makro elemen atau makro nutrien atau unsur hara pokok : C, H, 0, N, S, P ,Ca, K, Mg, Fe. Mikro elemen atau mikro nutrien atau unsur hara pelengkap: B, Cu, Mn, Mo, Zn, Cl, dibutuhkan dalam jumlah relatif rendah

Makro dan mikro elemen merupakan elemen esensial dan harus ada pada tumbuhan. Jika salah satu unsur diatas tidak ada maka pertumbuhan

(36)

dan rnetabolisrne terganggu hingga akhimya rnenyebabkan kernatian pada turnbuhan tersebut.

Unsur hara tarnbahan/ unsur benefisial terdiri dari: Na, Al, Si, Au, Sn, Ni atau beberapa ahli rnengatakan unsur beneisial terdiri dari: Na, Al, Si, Ba, Ni, Ce, Sn, Ba, Co. Unsur-unsur C, H, 0, N rnerupakan unsur pernbangun bahan organik turnbuhan.

Untuk rnenentukan kriteria apakah elernen tertentu dibutuhkan turnbuhan adalah:

1. Elernen tersebut harus penting bagi perturnbuhan dan reproduksi 2. Elernen tidak dapat digantikan oleh elernen lain.

3. Kebutuhan akan elernen tersebut bersifat langsung, bukan hasil efek tidak langsung.

Berdasarkan pengetahuan tentang analisis abu, kita dapat rnelakukan penanarnan dengan rnenggunakan media buatan yang rnengandung elernen-elernen yang diperlukan turnbuhan dengan rnenggunakan kultur air (water culture) dan kultur pasir.

Kultur

Air dan

Kultur

Pasir:

Peneliti - peneliti yang rnengernukakan teorinya antara lain :

1. Saussure (1804) dan Uebig (1840) rnengernukakan : Tanarnan rnengarnbil unsur-unsur dari tanah rnelalui akar. Hukurn minimum Uebig rnengatakan : Unsur yang paling sedikit akan rnenyebabkan tidak terserapnya unsur lain yang berlebihan.

(37)

No Gararn Sachs (gr/1) Knop (gr/1) V. Crone Hoagland (gr/1) (gr/1)

1 KN03 1 0,2 1 0,51

2 MgS047H20 0,5 0,2

-

0,41

3 Ca3(P04)2 0,5

-

0,25

-4 CaS04 0,5

-

0,5

-5 NaCl 0,25

-

-6 FeS04 Sedikit

-

-7 Ca(N03)4H20

-

0,8

-

1,18

8 KH2P04

-

0,2

-

0,14

9 FeP04

-

Sedikit

-

-10 Fe3(P0)2

-

0,25

-11 MgS04

-

0,5

-12 Ferritartrat

-

0,05

3. Vander Crone (1910)

4. Tottingham dan Shive (1914), terkenal dengan teori kestabilan osmotik 5. Hammer (1940) dan Hoagland (1948)

Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam kultur buatan adalah:

• Kemumian senyawa yang dipakai

• Kepekatan masing-masing senyawa yang diberikan

• Kemurnian air yang digunakan (aqua bidest atau ion exchange) • Adanya kontaminasi dari wadah dan dari udara

• Adanya kontaminasi dari biji yang dipakai

• Perlunya penggunaan bahan chelating untuk melarutkan ion tertentu

Man:faat Elemen-Elemen (Unsur Hara) Bagi Tumbuhan:

Unsur hara makro, mikro maupun unsur tambahan senantiasa dibutuhkan oleh tumbuhan untuk dapat berlangsungnya proses metabolisme di dalam tubuh tumbuhan tersebut.

(38)

berbagai bentuk dan menyebabkan pertumbuhan tumbuhan tersebut menjadi terganggu dan akhirnya tanaman mati.

Dibawah ini disebutkan beberapa unsur menurut fungsi dan jika teljadi kekurangan terhadap unsur tersebut:

1. Nitrogen (N) : berfungsi dalam pembentukan klorofil, penyusun asam amino, asam nukleat, protein (plasma maupun enzim), harmon dan bahan organik lainnya. Asimilasi N tidak dapat dipisahkan dengan asimilasi C. Jika teljadi kekurangan terhadap unsur ini, maka pembentukan klorofil menjadi terganggu, kandungan protein menurun, pembentukan antosianin menjadi meningkat dan daun berwarna kekuningan dan akhirnya gugur. Tumbuhan mengambil N dalam bentuk N03- a tau NH4 +, kecuali tanaman

Leguminosae yang mampu melakukan fiksasi N langsung dari udara dengan bantuan bakteri penghambat N. Untuk mengatasi kekurangan N dapat dilakukan dengan pemupukan dengan pupuk buatan a tau dengan pupuk hijau (menanam tumbuhan penambat N).

2. Posfor (P): unsur sangat diperlukan dalam penyusunan membran plasma, asam nukleat, senyawa berenergi (ATP, GTP dll), sintesis Posfolipida, rrionosakarida P (pada asimilasi C), Nukleoprotein. Jika kekurangan P maka pertumbuhan menjadi terhambat, _daun menjadi hijau tua dan pembentukan antosianin meningkat, diffrensiasi jaringan terganggu. Lembaran dan tangkai daun menjadi mati dan akhirnya daun rontok. Tumbuhan mengambil P dalam bentuk H₂P0₄•

3. Kalium (K): K hanya sedikit yang terlarut dalam larutan tanah, terutama terdapat sebagai bentuk yang dapat ditukar karena teljerap dipermukaan partikel tanah. Terdapat dalam bentuk garam anorganik pada jaringan yang sedang tumbuh. Penting untuk katalisator dalam pengubahan asam amino menjadi protein. Jika teljadi kekurangan K akan menyebabkan terhambatnya proses fotosintesis dan proses pernapasan menjadi lebih giat, daun menguning dan pertumbuhan menurun. Jaringan mati di bagian tengah atau tepi daun, batang melemah. Teljadi penurunan kandungan protein sementara kandungan asam amino meningkat.

(39)

34 FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

dan ujung akaJ; daun muda menjadi abnormal bentuknya (keriting, nekrosis), tangkai daun lemas, pengambilan Mg menjadi meningkat dan dapat menyebabkan sel tanaman mengalami keracunan. Kekurangan Ca dapat digantikan dengan pupuk Ca, supaya kadar Ca dan Mg menjadi seimbang.

5. Magnesium (Mg): Mg berguna untuk pembentukan klorofil, berperan dalam transfort Posfat, mempengaruhi proses pemafasan, mengaktifkan enzim transfosforilase, dehidrogenase, karboksilase. Jika kekurangan Mg menyebabkan klorosis, ujung daun menguning.

6. Belerang (S): Berguna untuk penyusunan asam amino dan pembentukan protein, vitamin (tiamin dan biotin), koenzimA dan minyak atsiri. Diserap dalam bentuk S04 dari akar dan S02 dari daun. Karena Sulfat adalah asam keras, setelah diserap akan dinetralkan oleh ATP membentuk APS a tau PAPS. Gejala yang muncul jika kekurangan S adalah daun menguning.

7. Besi (Fe): Berperan sebagai katalisator sintesis klorofil (bukan penyusun), sebagai koenzim (pembawa 02) dalam proses pemapasan. Gejala yang muncul jika kekurangan Fe adalah klorosis ( daun menguning).

8. Barium (Ba): Merupakan mikro elemen penting yang berfungsi pada translokasi gula dan terlibat dalam perkecambahan polen, metabolisme N, keseimbangan redoks dalam sel. Kekurangan Ba menyebabkan penyakit

pucuk.

9. Mangan (Mn): Serupa dengan Fe, berperan mengaktifkan beberapa

enzim (dalam pemapasan), katalisator reaksi redoks. Gejala yang muncul

jika kekurangan Mn adalah klorosis (daun menguning).

10. Tembaga (Cu): Merupakan unsur yang sangat penting dalam reaksi redoks, penyusun plastosianin dalam kloroplas, stabilisator klorofil, penyusun enzim oksidase (sitokrom oksidase, polifenol oksidase dll). Gejala yang muncul jika kekurangan Cu adalah ujung daun mengisut.

11. Seng (Zn): Berperan mengaktifkan beberapa enzim (aktivator enzim karbonik an hidrase yang mengkatalisis reaksi H20

+

C02 ---+ H+

+

HC03-, enzim amilum sintetase. Sangat di"butuhkan dalam sintesis triptofan (bahan pembentuk IAA) (lndol Asetat Acid, suatu zat pengatur tumbuh yangsangatberperandalam pembentukanakar). Kekurangan Znmenyebabkan ujung akar mengalami salah tumbuh dan akhimya menyebabkan per-tumbuhan terhambat.

(40)

35

13. Aiumunium (AI): Banyak berperan dalam mengkatalisis proses metabolisme, namun AI yang berlebihan akan menyebabkan keracunan pada tumbuhan. Keberadaan AI dalam tanah selama ini diketahui sangat terkait dengan pH tanah yang rendah (bersifat masam).

14. Silikon (Si): Merupakan penyusun tubuh Diatomae, Gramineae.

15. Clor (Cl ): Berperan pada fotosintesis, metabolisme karbohidrat dan mengatur kandungan air sel.

Tugas:

1. Uraikan 3 peranan tanah bagi tumbuhan!

2. Jelaskan peranan unsur Zn (seng) bagi tumbuhan!

GLOSARIUM

Analisis Abu:

Cara yang dilakukan untuk menentukan unsur hara pada tumbuhan yang sudah diabukan menggunakan oven pada suhu 500 °C.

Unsur:

Setiap substansi yang tidak dapat dipecahkan oleh substansi lain

Unsur Hara Makro:

Yaitu unsur yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah besar, misalnya C, H, 0, N, S, P, Ca, K, Mg

Unsur Hara Mikro:

Yaitu unsur yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah kecil, misalnya Mn, Fe, Cu, Mo, Zn.

Kultur Air:

Kultur I uji budidaya tanaman untuk menentukan apakah elemen tertentu dibutuhkan tumbuhan, dengan menggunakan media air

Kultur Pasir:

(41)

BABIV

PERTUMBUHAN DAN

PERKEMBANGAN

Kompetensi Dasar:

1. Mampu menjelaskan ~ngertian pemunbuhan dan perkembangan

2. Mampu melakukan analisis terhadap penetapan lokasi pertumbuhan primer dan pertumbuhan selo:mder

3. Mampu menjabarkan pengaturan pertumbuhan dan perkernbangan

4. Mampumengurail<anjenispengontrolanpadaperl<embangan

Thmbuhan mengalami pertumbuhan dari kecil menjadi besar dan ber-kembang dari zigot menjadi embrio, kemudian menjadi individu yang mempunyai perangkat akar, batang, dan daun. Salah satu ciri organisme yaitu tumbuh dan berkembang. Pertumbuhan diartikan sebagai suatu proses pertambahan ukuran a tau volume serta jumlah sel, proses ini te:rjadi secara tidak bolak-balik (irreversibel). Perkembangan didefenisikan sebagai suatu proses menuju keadaan yang lebih dewasa. Namun jika kita mengkajinya lebih dalam, proses ini tidak be:rjalan sendiri-sendiri, tetapi be:rjalan seiring. Diawali dengan pertumbuhan, lalu dilanjutkan dengan perkembangan.

(42)

37

Peranan gen dalam mempengaruhi penumbuhan dapat dijelaskan sebagai berikut, gen penentu pertumbuhan dan perkembangan terdapat dalam sel. Sel merupakan kesatuan hereditas karena di dalamnya terdapat gen yang bertanggung jawab dalam pewarisan sifat untuk pembentukan protein, enzim dan harmon. Pembentukan enzim dan harmon mempengaruhi berbagai reaksi metabolisme untuk mengatur dan mengendalikan pertumbuhan.

Harmon berpengaruh dalam proses pembelahan dan pemanjangan sel, namun ada pula harmon yang menghambat pertumbuhan. Horman yang menginduksi pertumbuhan adalah auksin, giberelin, sitokinin, gas etilen. Asam absisat merupakan senyawa penghambat pertumbuhan. Asam traumalin merupakan harmon luka untuk menumbuhkan sel-sel jika terjadi luka.

Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan biji diawali dari per-kecambahan. Pada embrio atau lembaga terdapat plumula yang tumbuh menjadi batang dan radikula yang tumbuh menjadi akar. Perkecambahan pada akhir pertumbuhan membentuk akar, batang dan daun. Pada ujung-ujung akar dan batang terdapat sel-sel yang senantiasa membelah diri (meristematis), dikenal sebagai jaringan meristem ujung.

Proses pertumbuhan dan perkembangan itu sendiri adalah merupakan suatu koordinasi dari banyak peristiwa dan berlangsung pada tahap yang berbeda, yaitu dari tahap biofisika dan biokimia ke tahap organisme yang utuh dan lengkap. Prosesnya berlangsung sangat kompleks dan banyak cara yang berbeda untuk dapat memahaminya.

Pertumbuhan menunjukkan suatu pertambahan dalam ukuran dengan menghilangkan konsep-konsep yang menyangkut perubahan kwalitas seperti halnya kedewasaan (maturity), yang tidak relevan dengan pengertian proses pertambahan. Pertumbuhan dapat dicontohkan dalam bentuk volume, massa atau berat (segar atau kering).

(43)

38

Pola Perturnbuhan dan Perkembangan

Ada dua aspek yang dikaji pada proses perkembangan pada pertumbuhan yaitu aspek morfologi dan anatomi, aspek fisiologi dan biokimia. Pada aspek morfologi dan anatomi yang dikaji adalah perubahan-perubahan yang teijadi, yang terlihat selama proses perkembangan tumbuhan. Perkembangan tidak terlepas dari proses fisiologi dan biokimia yang sangat menentukan perubahan morfologi suatu organisme.

Perkecambahan

Perkecambahan merupakan proses pertumbuhan dan perkembangan dari embrio yang mengalami perubahan dimana plumula tumbuh dan berkembang menjadi batang dan radikula tumbuh menjadi akar.

Berdasarkan letakkotiledon saat berkecambah ada dua tipe perkecambahan, yaitu:

a. Perkecambahan hypogeal. Pada perkecambahan hipogeal teijadi per-tumbuhan memanjang dari epikotil yang menyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul diatas tanah. Kotiledon dan endosperma berada dalam tanah. Contohnya kacang merah dan kacang kapri.

b. Perkecambahan epigeal. Pada perkecambahan epigeal teijadi pertumbuhan memanjang akibat kotiledon dan plumula terdorong ke permukaan tanah. Kotiledon berada diatas permukaan tanah. Contohnya kacang hijau dan kacang tanah.

Fisiologi Perkecambahan

Embrio yang tumbuh belum memiliki klorofil sehingga embrio belum dapat membuat makanan sendiri. Pada tumbuhan dikotil, makanan untuk pertumbuhan embrio diambil dari kotiledon, sedangkan pada tumbuhan monokotil diambil dari endosperma.

Perkecambahan dimulai dengan proses penyerapan air kedalam sel -sel. Proses ini merupakan proses fisika . Masuknya air pada biji menyebabkan enzim- enzim hidrolisa bekeija memecahkan tepung menjadi maltosa, dimana proses ini dihidrolisis oleh maltase selanjutnya diubah menjadi glukosa.

(44)

menyusun enzim-enzim baru. Asam-asam lemak digunakan untuk menyusun membran sel.

Perturnbuhan Primer

Aktivitas sel-sel meristem menyebabkan batang dan akar tumbuh memanjang yang disebut proses pertumbuhan primer. Pada akhir proses perkecambahan tumbuhan membentuk aka!; batang, dan daun. Pada ujung batang dan akar terdapat sel-sel meristem yang dapat berdiferensiasi menjadi sel-sel yang memiliki struktur dan fungsi khusus.

Daerah pertumbuhan pada ujung batang dan akar menurut aktivitasnya dapat dibedakan menjadi tiga bagian:

a. Daerah pembelahan, terdapat dibagian ujung yang sel-selnya aktif membelah dan sifatnya tetap meristem.

b. Daerah perpanjangan sel, terletak dibelakang daerah pembelahan yang merupakan daerah dimana setiap sel memiliki aktivitas untuk membesar dan memanjang.

c. Daerah diferensiasi merupakan daerah yang sel-selnya memiliki struktur dan fungsi khusus . Meristem ujung batang membentuk primordia daun. Pada sudut daun dan batang terdapat sel-sel yang dipertahankan sebagai sel-sel meristematis yang akan berkembang menjadi cabang.

Pertumbuhan Sekunder

Pada tumbuhan dikotil, selain terdapat jaringan meristem primer di ujung akar dan ujung batang, juga terdapat jaringan meristem sekunder. Jaringan meristem terse but berupa kambium dan kambium gabus. Aktivitas kambium dan kambium gabus mengakibatkan pertumbuhan sekunderyaitu bertambah besamya batang dan akar tanaman.

Adapun proses pertumbuhan sekunder adalah sebagai berikut:

)- Kambium vaskuler membelah ke arah dalam membentuk xilem dan kearah luar membentuk floem

)- Parenkim batang atau akar di antara vasis berubah menjadi kambium intervaskuler

(45)

40

Perturnbuhan sek:under pada pohon dikotil tidak tetap sepanjang tahun. Pada saat musirn hujan dan cukup hara, pertumbuhan sangat cepat sedangkan pada saat musirn kemarau, perturnbuhan sek:under akan lambat atau terhenti.

Aktivitas kambium membentuk xilem dan floem yang lebih cepat dari pada pembentukan kulit mengakibatkan kulit pohon (korteks dan epider-mis) pecah. Untuk mengatasinya felogen membentuk feloderm kearah dalam dan felem ke arah luar. Feloderm merupakan sel hid up, sedangkan sel felem merupakan sel mati.

Pengaturan Perturnbuhan dan Perkembangan

1. Pengaturan Genetika

Setiap sel pada tumbuhan mempunyai perangkat genetik yang diturunkan dari induknya ke keturunannya dan merupakan sumber informasi untuk melaksanakan kegiatan pertumbuhan dan perkembangan. Informasi genetik diterima oleh setiap sel pada saat pembelahan sel teijadi, sehingga setiap organ pada tumbuhan dapat berkembang pada jalur yang tepat.

Dalam pemanfaatan informasi yang berkaitan dengan proses perkembangan, akan menyangkut proses pengaktifan gen dari DNA, selanjutnya akan dilakukan transkripsi mRNA dan kemudian diteijemahkan menjadi susunan asam amino yang akan membentuk protein enzim tertentu, yang kemudian enzim ini akan digunakan pada kegiatan metabolisme dalam sel yang sesuai dengan arah perkembangannya.

Secara umum mekanisme proses pengaktifan, dilaksanakan dan diusulkan oleh F.Jacob danJ. Monob yang disebut dengan sistem operon, yakni pengontrolan sintesis protein yang diatur oleh gen pengatur, gen operator dan gen struktur. Kombinasi gen pengatur dan gen struktur disebut operon.

(46)

Proses pengaktifan satu atau kelompok operon yang spesifik akan selalu mengarah pada satu pola perkembangan, pada satu tingkat perkembangan dapat sangat berbeda dengan arah perkembangan pada tingkat yang lain.

2. Pengaturan Organisme

Banyak perkembangan tumbuhan diperantarai oleh rangsangan dari dalam. Perkembangan dipengaruhi oleh hormon yaitu senyawa-senyawa kimia yang disintesis pada suatu lokasi, kemudian ditransfortasikan ketempat lain untuk selanjutnya beketja melalui suatu cara yang spesifik, kebutuhan akan hormon hanya dalam konsentrasi yang sangat rendah. Hormon berperan untuk mengatur pertumbuhan, perkembangan dan metabolisme.

Beberapa kelompok hormon telah diketahui dan beberapa di antaranya bersifat sebagai zat perangsang pertumbuhan dan perkembangan (promoter), sedang yang lain bersifat sebagai penghambat (inhibitor), antara lain:

a. Auksin

Auksin adalah hormon pertumbuhan yang pertama kali ditemukan. Salah satu jenis auksin yang dapat diekstraksi dari tumbuhan adalah asam indol asetat atau IAA. Auksin ditemukan oleh Friederich August Ferdinand Went, ahli botani Belanda pada tahun 1928 dengan dalilnya "tidak mungkin tetjadi pertumbuhan tanpa adanya zat tumbuh".

Tern pat sintesis auksin ialah di meristem apikal, misalnya ujung batang (tunas), daun muda dan kuncup bunga. Awalnya auksin diketahui terdapat pada ujung kecambah gandum, namun temyata diujung- ujung tumbuhan lain juga terdapat zat yang berfungsi sama dengan auksin.

Auksin didefinisikan sebagai zat tumbuh yang mendorong elongasijaringan koleoptil pada percobaan-percobaan bio-assay dengan Avena a tau tanaman lainnya. Indole Asetic Acid (IAA) adalah auksin endogen atau auksin yang terdapat pada tanaman.

(47)

42 FISIOlOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

pada saat proses sterilisasi. 1M juga kurang menguntungkan karena cepat rusak oleh cahaya dan oksidasi enzimatik.

Auksin dalam aktivitasnya, dapat bekerja sendiri atau berkombinasi dengan hormon lain, dapat merangsang atau menghambat berbagai peristiwa yang berbeda, dari mulai peristiwa reaksi enzim secara individual sampai pada pembelahan sel dan pembentukan organ.

Pengaruh Fisiologis dari Auksin:

~ Pembesaran sel

~ Penghambatan mata tunas samping

~ Menghambat absisi (pengguguran daun)

~ Menstimulir aktivitas dari pada kambium

~ Pertumbuhan akar b. Giberelin

Senyawa ini ditemukan di Jepang ketika ekstrakjamur Giberellafujikuroi

yang menyerang tanaman padi, dapat menimbulkan gejala yang sama pada waktu disemprotkan kembali pada tanaman yang sehat. Karakter penyakit ini menyebabkan pemanjangan ruas-ruas yang berlebihan sehingga menyebabkan tumbuhan mudah rebah.

Kerja utama dari giberelin merangsang pemanjangan sel. Giberellin (asam Giberellate) dalam dosis tinggi menyebabkan gigantisme. Giberellin berpengaruh terhadap pembesaran dan pembelahan sel, pengaruh Giberellin ini mirip dengan auksin yaitu an tara lain pada pembentukan akar. Giberellin dapat menyebabkan terjadinya peningkatan jumlah auksin endogen.

Disamping merangsang proses pemanjangan, giberelin juga terlibat dalam proses pembungaan. Giberelin dapat berinteraksi dengan honnon lain seperti auksin. Interaksi mereka bersifat sinergis. Namun interaksi GA dengan ABA bersifat antagonis (Harahap, 2007).

c. Sitokinin

(48)

FISIOlOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

43

Kinetin bersarna-sama dengan auksin memberikan pengaruh interaksi terhadap diferensiasi jaringan. Pada pemberian auksin dengan konsentrasi relatif tinggi, diferensiasi kalus cenderung ke arah pembentukan primor-dia akar, sedangkan pada pemberian kinetin yang relatif tinggi, diferensiasi kalus cenderung ke arah pembentukan primordia batang atau tunas.

d. Etilen

Telah diketahui bahwa etilen menjadi penyebab beberapa respons tanaman seperti pengguguran daun, pembengkakan batang, pemasakan buah dan hilangnya warna buah. Etilen menghambat pertumbuhan ke arah memanjang (longitudinal) dan mendorong pertumbuhan ke arah melintang (transver-sal) sehingga batang kecarnbah terlihat membengkak. Etilen juga merubah respons geotropisma, mendorong pengguguran daun, bunga dan buah.

e. Asam Absitat

Senyawa ini lebih berperan pada dormansi dan proses absisi pada daun. Ditemukan oleh P. R Wareing, yang menamakan senyawa tersebut sebagai dormin dan absisin II, yang lebih dikenal dengan nama asam absisat (ABA).

Peranan ABA sangat nyata dalam proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman. ABA berinteraksi dengan zat-zat pengatur tumbuh tanaman yang lain pada proses tersebut, biasanya interaksi ini bersifatmenghambat (antagonisma).

3. Pengaturan Lingkungan

Banyak rangsangan lingkungan a tau ekstemal mempengaruhi perkem-bangan tumbuhan. Rangsangan utama lingkungan yang mempengaruhi per-kembangan tumbuhan adalah:

~ Cahaya: banyaknya cahaya yang dibutuhkan tidak selalu sama pada setiap tumbuhan, dimana cahaya dapat menguraikan auksin sehingga menghambat pertumbuhan meninggi

~ Suhu: tumbuhan membutuhkan suhu yang optimum untuk berkembang dengan baik, suhu paling rendah namun masih memungkinkan tumbuhan untuk tumbuh disebut suhu minimum.

~ Gravitasi: dimana arah dari pertumbuhan bagian organ tubuh ditentukan.

~ Kelembaban

~ Nutrien

(49)

44

Tugas :

1. Thliskan pengertian pertumbuhan dan perkembangan

2. 1\.tnjukkan dengan gambarkan lokasi pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder sutau tumbuhan

3. Jabarkan 4 hal yang terlibat dalam pengaturan pertumbuhan dan per-kembangan

4. Uraikan jenis pengontrolan pada perkembangan

GLOSARIUM

Auksin:

Suatu hormon tumbuhan termasuk asam indolasetat (IM) yang mem-punyai efek berbeda- beda seperti respon fototropik melalui stimulasi perpanjangan sel, stimulasi pertumbuhan skunder dan perkembangan jejak daun dan buah.

Asam Absisat:

Hormon tumbuhan yang biasanya berfungsi menghambat pertumbuhan, menggalang dormansi(keadaan tidak aktif dan membantu tumbuhan mentolerir keadaan yang mencekam.

Asam Traumalln:

Hormon luka untuk menumbuhkan sel-sel jika teijadi luka. Diferensiasi:

Suatu tahap pertumbuhan embrio, yang pada-waktu sel muda berdiferensiasi menjadi sel defenitif untuk salah satu jari

Dinding Sel:

Lapisan protektif di bagian eksternal membran plasma dalam sel tumbuhan, bakteri, fungi, dan beberapa protista. Pada sel tumbuhan dinding itu terbentuk dari serat selulosa yang tertanam dalam suatu matriks pro-tein - polisakarida.

Dinding Primer:

Dinding yang bersifat dan fleksibel Dinding Skunder:

(50)

FISIOLOGI TUMBUHAN: Suatu Pengantar

45

DNA:

Suatu molekul asam nukleat berbentuk heliks dan beruntai ganda yang mampu bereplikasi dan menentukan struktur protein sel yang diwariskan.

Korteks:

Thmbuhan yang terletak diantara lapisan stele yang mengandungjaringan pembuluh dan epidermis.

Radikula:

Bakal akar yang akan berkembang menjadi sistem akar.

Sel Seludang Pembuluh:

(51)

BAB V

GERAK PADA TUMBUHAN

Ko-mpetensi Dasar:

1. Mampu membuat penggolongan gerak pada tumbuhan

2. Mampu mendesainmini research untuk mengungkapkan jenis gerak tertentu pada nunbuhan

Mahluk hidup termasuk tumbuhan mempunyai kepekaan terhadap ransang dan mampu bereaksi terhadap rangsang. Sifat ini dikenal dengan irritabilita. Iritabilitas pada tumbuhan disebabkan karena adanya bagian dinding sel yang tidak mengalami penebalan. Pada bagian ini terdapat suatu celah yang disebut noktah yang menghubungkan sel satu dengan yang lain. Melalui noktah tetjadi hubungan antara sel satu dengan lainnya oleh penjuluran-penjuluran protoplasma atau benang-benang plasma yang disebut plasmodesmata.

Thmbuhan tidak mempunyai organ kusus sebagai penerima rangsang a tau reseptor. Gerakan pada tumbuhan relatif tidak terlihat, gerakan tumbuhan hanya dilakukan oleh sebagian tubuh tumbuhan dan tidak seluruhnya, tetapi hal itu juga termasuk gerak. Gerak tumbuhan begitu perlahan lahan sehingga kadang kadang tidak terlihat oleh mata biasa. Sepintas lalu agaknyajanggal kalau dikatakan bahwa tanaman itu bergerak, namun nyatanya demikian.

Kemampuan bergerakini adalah salah satu ciri ciri mahlukhidup disamping ciri yang lain seperti: pertumbuhan, reproduksi, metabolisme, dan lain-lain. Banyak tanaman rendah, terutama yang bersel satu dapat bergerak dalam arti kata berpindah pindah tempat. Banyak bakteri, alga bersel satu, sper-matozoid bangsa lumut dan paku dapat bergerak dengan bebasnya, seakan akan mereka itu hewan hewan gesit. Gerak tanaman rendah semacam itu sering disebut gerak lokomotoris (gerak pindah tempat).

(52)

4 7

Oleh karen itu rnungkin hanya berupa pernbengkokan bagian tanarnan, pernbelitan, getaran, dan lain lain.

Gerak pada turnbuhan yang beraneka ragarn terse but rnerupakan suatu hal yang sangat rnenarik dicermati. Di dalarn pernbahasan rnakalah ini akan dibedakan gerak tanarnan terse but berdasarkan bagian apa yang bergerak dan faktor apakah yang rnernpengaruhi geraktersebut pada berbagaijenis tanarnan.

Jenis-jenis Gerak pada Tumbuhan

Beberapa gerak yang dilakukan oleh turnbuhan, dihasilkan sebagai respon turnbuhan terhadap sejurnlah rangsangan dari luar a tau dari lingkungannnya. Gerak pada turnbuhan paling banyak berorientasi pada cahaya dan gravitasi.

Berdasarkan atas penyebab tirnbulnya gerak, dapat dibedakan antara gerak turnbuh dan gerak turgor. Gerak turnbuh adalah gerak yang ditirnbulkan oleh adanya perturnbuhan, sehingga rnenirnbulkan perubahan elastis atau "irreversible". Gerak turgor adalah-gerak yang tirnbul karena teijadi perubahan turgor pada sel-sel tertentu, dan sifatnya elastis atau "reversible".

Berdasarkan arah rangsangannya, gerak pada turnbuhan chbedakan rnenjadi tiga, yaitu: gerakHygroskopis, geraketionorn, dangerakendonorn (autonorn) . Gerak Hygroskopis disebabkan oleh perbedaan kadar air. Gerak etionorn rnerupakan reaksi gerak turnbuhan yang disebabkan oleh adanya rangsangan dari luar. Sedangkan gerak endonorn (autonorn) rnerupakan reaksi gerak turnbuhan yang disebabkan oleh adanya rangsangan dari dalarn atau dari turnbuhan itu sendiri.

A. Gerak Higroskopis

Gerakan ini disebabkan oleh perbedaan kadar air. Sel-sel turnbuhan rnernpunyai kernarnpuan yang tidak sarna dalarn rnenerirna dan rnelepaskan aimya. Jika lingkungan dalarn keadaan kering, sel-sel yang lebih cepat rnelepaskan air akan berkerut, sernentara sel-sel yang lainnya relatif tetap. Akibatnya, akan teijadi tarik rnenarik antara bagian yang kekurangan air dan bagian yang normal. Kekuatan tarik rnenarikini akan rnenentukan arah gerak turnbuhan.

Contoh:

(53)

48

1. Seperti gigi disekitar mulut kapsul pada lumut

2. Pecahnya kulit buah polong-polongan.

B.

Gerak

Etionom

Berdasarkan hubungan antara arah respon gerakan dengan asal rangsangan, gerak etionom dapat dibedakan menjadi: gerak tropisme, gerak nasti dan gerak taksis.

1. Gerak Tropisme

Tropisme adalah gerak bagian tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi oleh arah datangnya rangsangan. Bagian yang bergerak itu misalnya cabang, daun, kuncup bunga atau sulur.

Gerak tropisme dapat dibedakan menjadi tropisme positif apabila gerak itu menuju sumber rangsangan dan tropisme negatif apabila gerak itu menjauhi sumber rangsangan. Ditinjau dari macam sumber rangsangannya, tropisme dapat dibedakan lagi menjadi fototropisme, geotropisme, hidrotropisme, kemotropisme, tigmotropisme dan gravitroprisme.

Fototropisme

Fototropisme adalah gerak bagian tumbuhan karena rangsangan cahaya. Gerak bagian tumbuhan yang menuju ke arah cahaya disebut fototropisme po