1
PROPOSAL BAHAN AJAR
MATAKULIAH
STRUKTUR PERKEMBANGAN TUMBUHAN II BIO-222
PENYUSUN,
DR. HENNY LIEKE RAMPE, MSi.
NIP : 196509221988032001
PROGRAM STUDI BIOLOGI
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SAM RATULANGI MANADO
TAHUN 2018
2
BAB 1.
SEL DAN BAGIAN-BAGIANNYASel berasal dari istilah celula digunakan pertama kali oleh Robert Hook pada tahun 1665, yang berarti bilik kecil. Istilah tersebut untuk memberi nama ruang yang dibatasi oleh dinding yang dilihatnya pada gabus botol (Quercus suber) di bawah mikroskop. Ahli botani M. Schleiden dan ahli zoology T. Schwan pada tahun 1838 mengajukan konsep bahwa semua organisme tersusun atas sel-sel yang dikenal dengan teori sel. Semua organisme hidup terdiri atas sel, dapat berupa organisme tunggal (uniseluler) atau bersel banyak (multiseluler). Setiap sel merupakan unit fungsional dan struktural dari bentuk hidup.
Bagian yang ada di sebelah dalam dinding sel disusun oleh bahan yang disebut protoplasma yang berarti bahan hidup. Bagian yang disusun oleh protoplasma disebut protoplas. Bagian-bagian sel yang bersifat hidup (protoplasmik) merupakan sebagian dari protoplas, terdiri atas sitoplasma beserta sistim membrane, inti sel, plastida dan mitokondria.
Di dalam sel juga terdapat bagian-bagian yang tidak hidup (non-protoplasmik), yang berada di dalam plasma dan plastid terdiri atas bagian-bagian yang bersifat cair dan padat. Dinding sel juga merupakan bagian yang sel yang tidak hidup terletak di luar plasma. Struktur sel tumbuhan ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1. Struktur Sel Tumbuhan
Pada bab ini akan dibahas sel dan bagian-bagiannya meliputi bentuk dan struktur sel, komponen sel yang bersifat hidup (protoplasmik) dan komponen sel yang bersifat tidak hidup (non-protoplasmik), dinding sel dan noktah.
3 BENTUK DAN UKURAN SEL
Sel tumbuhan mempunyai bentuk, ukuran dan struktur yang bervariasi. Perbedaan pokok sel tumbuhan dan sel hewan adalah bahwa sel tumbuhan mempunyai dinding sel, adanya plastid dan vakuola yang membesar. Sel tumbuhan berbentuk seperti peluru, kubus, poliedrik, prisma dan memanjang. Penampang lintang sel mempunyai ukuran rata-rata 1/100 – 1/10 mm (10 – 100 µm), tetapi ada sel yang mempunyai diameter 1mm atau lebih seperti pada empulur batang atau pada buah yang berdaging.
Sel tumbuhan mempunyai ukuran panjang yang bervariasi. Pada serabut-serabut kayu dan serabut-serabut kulit kayu tumnuhan bijj tertutup (angiospermae) mempunyai panjang 1- 3 mm, dan pada tumbuhan biji terbuka (gymnospermae) berukuran 2-8 mm. panjang sel-sel serabut pada batang urticaceae dan monokotil adalah 20-550 mm, dan sel yang terpanjang adalah sel-sel buluh getah yaitu yang terdapat pada tumbuhan yang mengeluarkan getah apabila dilukai.
KOMPONEN SEL YANG BERSIFAT HIDUP (PROTOPLASMIK) 1. Sitoplasma
Sitoplasma disebut juga plasma sel atau plasma. Sitoplasma merupakan komponen yang bersifat cair. Secara kimia struktur sitoplasma sangat kompleks, mempunyai bahan dasar tersusun atas 85-90% air. Macam-macam zat organik maupun anorganik terdapat di dalam medium air sebagai larutan atau koloid.
Pengamatan sel-sel dengan menggunakan mikroskop electron menunjukkan adanya diferensiasi membrane didalam sitoplasma. Membran yang membatasi sitoplasma dengan dinding sel disebut membran plasma, plasmalema, plasmolema, plasmoderma atau ektoplas (Gambar 2). Membran yang berbatasan ddengan vakuola disebut tonoplas. Bagian sitoplasma yang terletak diantara plamolema dengan tonoplas disebut polioplasma. Bagian ini mengandung butir-butir halus disebut mikrosoma atau fisoda, terdiri dari tetes minyak, air dan kristal-kristal kecil. Bahan dasar penyusun sitoplasma disebut hialoplasma. Di dalam sel terjadi gerakan sitoplasma pada beberapa vakuola kecil disebut gerakan sirkulasi, dan pada sebuah vakuola yang besar disebut gerakan rotasi.
4 Gambar 2. Struktur Membran Plasma
Membran plasma suatu sel mempunyai hubungan dengan membran plasma sel tetangga, melalui noktah yaitu bagian dinding sel yang tidak menebal. Hubungan ini berupa benang-benang plasma atau plasmodesmata (tunggal, plasmodesma), dan di dalam plamodesmata terdapat bagian berupa buluh-buluh halus disebut mikrotubula.
Butir-butir yang terdapat bebas pada sitoplasma antara lain : a. Retikulum Endoplasma
Kata endoplasma berarti di dalam sitoplasma, dan rctikulum bahasa latin berarti jaringan Retikulum endoplasma terdiri dan' jaringan tubula dan gelembung membran yang disebut sistema. Retikulum endoplasma adalah berupa sistim membran yang terdapat di dalam sitoplasma. Membran retikulum endoplasma memisahkan ruangan internal, yaitu mang sistemal dari sitosol. Terdapat dua macam retikulum endoplasma, pertama; retikulum endoplasma halus (agranuler) yaitu permukaan sitoplasmanya tidak mempunyai ribosom, keciua; retikulum endoplasma kasar (granuler) yaitu ribosom menonjol di permukaan membran sitoplasmik (Gambar 3).
5
Gambar 3. Retikulum Endoplasma
Retikulum endoplasma halus berbagai jenis sel berftmgsi dalam bennacam-macam moses metabolisme, termasuk sintesis lipid, metabolisme kalbohidrat, dan menawarkan obat dan racun. Retikulum endoplasma kasar berfungsi dalam pembuatan protein sekretoxis, me'rupakan pabrik membran yang tumbuh di tempatnya dengan menambahkan protein dan fosfolipida.
b. Badan Golgi
Badan golgi disebut juga aparat golgi atau diktiosom, berupa kumpulan ronggarongga atau sistema yang pipih, berbentuk mangkok, dikelilingi oleh vesikel-vesikel. Dekat dengan ujung sistema terdapat sejumlah vesikel, dan vesikel diperkirakan berasal dari ujung sistema (gambar 1.2). Badan golgi berfungsi sebagai penyusunan, pergudangan, penyortiran dan pengiriman. Pada bagian ini produk retikulum endoplasma dimodifikasi dan disimpan, untuk kemudian dikiiim ke tujuan lain.
c. Sferosom
Sferosom atau mikrosom adalah butir butir berukuran 0,25 - 1,0 mikron, yang sangat mobil pada sel hidup. Sferosom sukar dipelajari karena ukurannya yang sangat kecil serta sukar diawetkan dalam sel-sel yang difiksasi. Sferosom adalah adalah bagian khusus di dalam sel yang berfungsi sebagai pembentuk lemak.
6
Gambar 4. Badan Golgi
d. Mikrobodi
Mikrobodi terdapat di dalam semua macam sel tumbuhan, bemkman diameter 0,5-1,5 µm, berselaput membran tunggal, berbentuk membulat atau seperti mangkok. Berisi berbagai enzim sesuai dengan tipe sel atau jaringannya. Pada daun tumbuhan tingkat tinggi, mikrobodi disebut periksisom sering didapati bersama-sama kloroplas, mempunyai hubungan dengan sintesis asam amino dan fotorespirasi. Glioksisom adalah mikrobodi yang terdapat sel-sel biji yang sedang berkecambah dengan bahan cadangan makanan adalah lemak. Enzim-enzim di dalam glioksisom mengubah lemak menjadi karbohidrat yang kemudian dipindahkan ke bagian lain tumbuhan.
e. Mikrotubula
Mikrotubula merupakan struktur yang lurus, memanjang, kosong di tengahnya dan tersusun dari sub unit protein globular, dengan diameter rata-rata 23 - 27 nm. Mikrotubula terdapat di sitoplasma tepi berdekatan dengan dinding sel yang sedang tumbuh menebal, pada saat proses mitosis dan meiosis, dan juga pada fragmoplas yang muncul diantara kedua nukleus anak pada telofase.
7
Gambar 5. Mikrotubula dan mikrofilamen
f. Ribosom
Ribosom adalah partikel-partikel kecil, berdiameter 17-20 nm, yang didapati bebas dalam sitoplasma dan menempel pada retikulum endoplasma, berupa makromolekul ribonukleoprotein dan berfungsi sebagai tempat sintesis protein. Sebagian besar protein yang dibuat oleh ribosom bebas akan beriimigrasi di dalam sitosol, misalnya enzim-enzim yang mengkatalisis metabolisme di dalam sitosol. Ribosom terikat umumnya membuat protein untuk membran atau untuk dikirim ke luar sel. Secara struktutal ribosom bebas dan terikat adalah identik dan dapat saling bertukar tempat, dan sel dapat menyesuaikan jumlah relatif dari masing-masing jenis ribosom begitu metabolismenya berubah.
Gambar 6. Ribosom
8 2. Inti sel (Nukleus)
Inti sel dalam keadaan tidak membelah bentuknya bulat, jorong, kadang-kadang berlekuk. Di dalam sel-sel yang masih muda ukuran inti sel kira-kira 2/3 kali ukuran selnya, di dalam sel-sel dewasa inti kelihatan lebih kecil. Di dalam satu sel organisme tingkat rendah mungkin terdapat lebih dari sebuah inti, misalnya pada jamur dan ganggang, sel tumbuhan tingkat tinggi umumnya hanya mempunyai satu inti.
Inti sel diliputi oleh membran ganda yang berpori. Kedua membran ini, masing- masing mcmpakan bilayer lipid dengan protein yang terkait. Di sebelah dalam ini terdapa cairan inti disebut juga matriks atau kariolimfa, rangka inti atau retikulum, serta anak inti atau nukleolus (jamak: nukleoli). Rangka inti terdiri atas kromatin yang pada waktu pembelahan inti muncul sebagai kromosom. Rangka inti mengandung nukleoprotein suatu persenyawaan dengan asam deoksirinonukleat (ADN). Anak inti sangat padat, berbutir dan berserabut, tidak dilapisi oleh membran, mengandung asam ribonukleat (ARN) dan asam deoksiribonukleat (ADN) dan protein (Gambar 7).
Gambar 7. Inti sel (Nukleus)
3. Plastida
Plastida adalah organel yang khas bagi sel tumbuhan dan tidak terdapat pada sel hewan. Di dalam sel-sel yang masih muda terdapat sebagai benda benda kecil berbentuk tetes, butir atau halter. Di dalam sel-sel yang telah dewasa plastida lebih besar dan tampak dengan mikroskop biasa pada perbesaran lemah.
9 Plastida mempunyai bentuk, ukuran sena pigmen yang bermacam-macam. Pada tumbuhan tingkat rendah mungkin tidak dijumpai adanya plastida, atau hanya terdapat 1 atau 2 di dalam satu sel. Di dalam sel tingkat tinggi plastida terdapat dalam jumlah yang besar.
Berdasarkan ada tidaknya zat wama di dalam plastida dibedakan menjadi plastida tidak berwama (leukoplas), dan plastida berwama (kromatofor) yang terdiri dan kloroplas dan kromoplas.
a. Plastida tidak berwarna (leukoplas)
Leukoplas adalah plastida tidak mengandung pigmen, biasanya terdapat pada jaringan yang tidak terkena cahaya, dan merupakan tempat penimbunan produksi tumbuhan.
Leukoplas dapat berubah-ubah bentuk dan bersifat amat plastis, yang berkembang dari proplastida. Leukoplas yang bertugas membentuk dan menyimpan amilum di tempat cadangan makanan disebut amiloplas (leukoamiloplas). Leukoplas yang bertugas membentuk dan menyimpan lemak disebut elaioplas, misalnya pada lumut Hepaticae dan tumbuhan monokotil. Leukoplas yang mengandung protein disebut proteinoplas. Leukoplas pada jaringan yang terkena cahaya matahari dapat berkembang menjadi kloroplas, misalnya pada umbi kentang.
b. Plastida berwama (kromatofor)
Kloroplas terdapat pada jaringan fotosintetik yaitu pada daging daun dan terdapat pada bagian organ yang berwama hijau. Bentuk kloroplas bermacam-macam, yaitu bentuk lensa seperti pada tumbuhan lumut (Bryophyta), paku-pakuan (Pteridophyta) dan tumbuhan berbiji (Spermatophyta). Bentuk jala pada alga Cladophora, bentuk pita melingkar atau spiral pada alga Spirogyra, dan bentuk bintang pada alga Zygnema.
Pengamatan kloroplas dengan mikroskop elektron tampak diselubungi membran rangkap, yaitu membran luar dan membran dalam. Membran ini membungkus matriks protein yang disebut stroma. Stroma berisi fibril ADN dan ribosom yang lebih kecil dari pada yang ada di sitoplasma. Di dalam kloroplas, terdapat sistim membran berbentuk kantung-kantung pipih dan letaknya sejajar satu sama lain yang disebut tilakoid. Sistim tilakoid terdiri dari grana dan stroma tilakoid yang disebut fret. Setiap grana disusun oleh serangkaian tilakoid berbentuk cakram yang tersusun seperti tumpukan uang logam. Grana berwama lebih tua karena di dalamnya terdapat klorolil, dengan srruktur yang bervariasi tergantung jenis tumbuhannya.
10
Gambar 8. Kloroplas
Di dalam kloroplas terdapat pigmen klorofil dan karotenoid. Klorolil terdiri atas klorolil a berwama hijau kebiruan, dan klorofil b berwama hijau kekuningan. Karotenoid dapat berupa karoten berwama jingga dan xantofil berwama kuning. Di dalam sel alga terdapat pigmen fikosianin pada alga biru, fikosantin pada alga perang, dan fikoeritnin pada alga merah. Pada kloroplas tertentu, misalnya pada alga Cladophora atau Spirogyra terdapat tempat khusus dimana tepung asimilasi terbentuk yaitu disamping atau di sekitar pirenoid.
Pirenoid adalah badan-badan yang terdiri atas protein dan terdapat di dalam kloroplas berperan dalam pembentukan dan penyimpanan amilum.
Kromoplas sangat beragam dalam bentuk dan ukurannya, seringkali berasal dati kloroplas seperti pada buah, dapat juga berkembang secara langsung dari proplastida seperti pada bunga. Diferensiasi kromolas melibatkan pigmen-pigmen karotenoid. Wama merah pada buah tomat (Lycopersicum sp.) disebabkan adanya kromoplas yang mangandung likopen, sedangkan wama jingga pada wortel (Daucus carota) karena mengandung karoten.
4. Mitokondria
Mitokondria adalah organel yang dapat dilihat dengan mikroskop cahaya apabila sel hidup diwamai dengan zat warna Janus Green B. Dengan mikroskop elektron mitokondria mempunyai bentuk yang bermacam-macam, yaitu bulat atau butir-butir kecil, batang atau benang. Ukurannya bermacam-macam, umumnya berdiameter 0,5-1,1 µm dan panjang 1 - 2 µm. Mitokondria mempunyai membran rangkap, membran dalam melipat ke arah dalam disebut krista (gambar 1.4). Jumlah mitokondria dalam sel sangat berhubungan dengan tingkat aktifitas metabolismenya.
11 Mitokondria juga mengandung ribosom yang sama dengan ribosom di dalam sitoplasma, tetapi ukurannya lebih kecil. Mitokondria juga mengandung ADN yang berbeda dengan ADN yang terdapat di dalam inti sel. Fungsi mitokondria adalah respirasi sel, dan di dalamnya terdapat enzim-enzim siklus krebs (Gambar 9).
Gambar 9. Mitokondria
RANGKUMAN
Semua organisme hidup terdiri atas sel, dapat berupa organisme tunggal (uniseluler) atau bersel banyak (multiseluler). Setiap sel merupakan unit fungsional dan struktural dari bentuk hidup. Sel tumbuhan mempunyai bentuk, ukuran dan struktur yang bervariasi.
Perbedaan pokok sel tumbuhan dan sel hewan adalah bahwa sel tumbuhan mempunyai dinding sel, adanya plastid dan vakuola yang membesar. Sel tumbuhan berbentuk seperti peluru, kubus, poliedrik, prisma dan memanjang. Bagian yang ada di sebelah dalam dinding sel disusun oleh bahan yang disebut protoplasma yang berarti bahan hidup. Bagian yang disusun oleh protoplasma disebut protoplas. Bagian-bagian sel yang bersifat hidup (protoplasmik) merupakan sebagian dari protoplas, terdiri atas sitoplasma beserta sistim membrane, inti sel, plastida dan mitokondria. Di dalam sel juga terdapat bagian-bagian yang tidak hidup (non-protoplasmik), yang berada di dalam plasma dan plastid terdiri atas bagian- bagian yang bersifat cair dan padat. Dinding sel merupakan bagian yang sel yang tidak hidup terletak di luar plasma
12 TES FORMATIF
Bentuk Soal : Essai
1. Gambarkan struktur sel tumbuhan
2. Jelaskan bentuk dan ukuran sel tumbuhan
3. Jelaskan komponen sel yang bersifat hidup (protoplasmik)
DAFTAR PUSTAKA
1. Fahn,A. 1982. Plant Anatomy. Pergamon Press Ltd. Oxford.
2. Hidayat,E.B. 1990. Dasar-dasar Struktur dan Perkembangan. Anatomi Tumbuhan. FMIPA.ITB. Bandung.
3. Sumardi, I. dan A.Pudjoarinto. 1994. Struktur dan Perkembangan Tumbuhan.
DepDikBud. DIKTI. Jakarta.
4. Woelaningsih, S. 2001. Struktur dan Perkembangan Tumbuhan II. Fakultas Biologi UGM. Yogyakarta.
