FKIP Biologi Universitas riau

FKIP Biologi Universitas riau

Created by

Dea Dewita

Rika Efirianti

Tri Yolani

Sejarah Sel & Materi

Protoplasmiknya

Komponen Non

Protoplasmik

Pertumbuhan dan

Sejarah Sel dan Materi

Protoplasmiknya

Sejarah Sel

• Antoni van Leewenhoek (1665)

membuat dan menggunakan mikroskop, menyebut sel sebagai satuan kehidupan.

Antoni van Leewenhoek

adalah orang yang pertama kali yang melihat sel tunggal dan mengamati darah, cairan mani, feses, dan email gigi.

Sejarah Sel

• Robert Hooke (1666)

melihat rongga kosong pada sayatan jaringan gabus tumbuhan kemudian dinamakan cellula

Mikroskop rancangan Hooke yang digunakan untuk

• Hanstein (1880)

Menggunakan istilah protoplast bagi satuan protoplasma dalam sel

• Robert Brown (1831)

Menemukan nukleus dalam epidermis tumbuhan anggrek

• Schleiden & Schwann (1838 & 1839)

Teori sel: semua mh terdiri dari sel-sel, sel = unit struktural dan fungsional terkecil dari semua mh. • Johannes Evangelista Purkinje (1839)

mengenalkan istilah protoplasma (zat yg pertama kali dibentuk, tersusun dari nukleus dan sitoplasma [lebih cair])

• Rudolf Virchow (1858)

Berdasarkan keberadaan nukleus, dikenal 2 kelompok organisme:

Struktur Internal Relatif Seragam

Berisi Berbagai Kompartemen Intrasel

Tidak Mempunyai Membran Nukleus

Mempunyai Membran Nukleus

Dna Tidak Terikat Protein

Dna Terikat Protein Membentuk

Nukleoprotein

Struktur Sel

• Sel hidup senantiasa mengandung protoplasma karena protoplasma di definisikan sebgai isi sel hidup yang biasa di sebut protoplas. Maka sel dibagi menjadi:

a.Protoplas, yakni seluruh bagian dalam sel. b.Dinding sel yang mengelilinya

a) Protoplas

• Protoplas terdiri atas bagian bermembran dan tidak bermembran.

• Protoplas dibagi menjadi sitoplasma dan nukleus.

• Didalam sitoplasma terdapat organela sel;

retikulum endoplasma, diktiosom, mitokondria, plastida, mikrobodi, ribosom, sferosom,

 Sitoplasma

• Secara umum sitoplasma terdiri dari C, O, H dan N.

• Sitoplasma setiap sel mengandung zat organi; karnohidrat, lemak, dan protein.

• Istilah sitoplasma dipakai bagi zat protoplasma yang mengelilingi inti dan organel lain.

Persamaan Sel Tumbuhan dengan Sel Hewan 1. Membran Plasma 2. Inti Sel 3. Sitoplasma 4. Sitoskeleton 5. Ribosom 6. Retikulum Endoplasma 7. Badan Golgi 8. Lisosom 9. Peroksisom 10. Mitokondria

i. Retikulum Endoplasma (RE)

• Terbagi menjadi 2:

▫ RE Kasar

 Ditempeli ribosom

 Untuk sintesis protein

▫ RE Halus

 tidak punya ribosom  Untuk sintesis lemak

• RE dianggap berfungsi dalam pengangkutan sel, yaitu mengangkut bahan yang di sekresikan.

ii. Ditiosom

• Terdiri dari tumpukan vesikula pipih yang

tepinya tidak rata melainkan menjadi tubul yang membentuk jala.

• Fungsi utama vesikula yang diproses di dalam diktiosom adalah dalam sekresi karbohidrat.

• Diktiosom pada hewan lebih banyak daripada tumbuhan.

• Diktiosom yang bergerombol dan saling berhubungan dinamakan badan golgi

iii. Mitokondria

• Bentuknya macam-macam; bulat, memanjang, dan kadang-kadang bercuping.

• Terdapat ribosom yang ukurannya lebih kecil dibanding di sitoplasma, mengandung fibril ADN dan kemampuan genetiknya terbatas.

• Tempat terjadinya respirasi sel menghasilkan energi

iv. Plastida

 Terdiri dari:

 Kloroplas  mengandung klorofil

 Tilakoid  tempat terjadinya fotosintesis  Stroma  menyimpan hasil fotosintesis  Kromoplas  mengandung karoten

v. Mikrobodi

•

Ada 2 kelompok mikrobodi:

Peroksisom yang berhubungan dengan kloroplas dan merupakan tempat

fotorespirasi asam glikolat

Glioksisom yang terlibat dalam

penggunaan asetil-CoA pada waktu pengarahan cadangan lipid.

vi. Ribosom

• Butiran kecil nukleoprotein yang tersebar di sitoplasma

• Ada yang melekat di Retikulum Endoplasma (sehingga menjadikan RE tersebut dinamakan RE Kasar)

Information

• Dalam plastida dan mitokondiria terdapat ribosom 70S yang lebih mirip dengan yang ditemukan pada prokariot.

• Ribosom 80s adalah ribosom yang disintesis

dalam inti dan berfungsi dalam sitoplasma agak berbeda dalam ukuran, bentuk, serta kepekaan terhadap antibiotika.

vii. Sferosom

• Beberapa peneliti berpendapat bahwa sferosom dibatasi oleh mebran, sedangkan peneliti lain

menganggap bahwa batas membran luar organel ini terdiri selapis molekul lipid yang dibentuk

sebagai tanggapan terhadap sitoplasma sekelilingnya mengandung air.

viii. Mikrotubul

• Terdiri dari tubul protein yang lurus dan ramping, penting karena terlibat dalam

membentuk dan mempertahankan bentuk sel serta difrensiasi.

• Mikrotubul menghasilan bentuk sementara yang kemudian dipertahanakan secara permanen oleh dinding.

ix. Mikrofilamen

• Tediri dari aktin da terlibat dalam gerakan di dalam sel.

• Salah satu contoh gerakan adlah sitoplasma tumbuhan amat dinamis: arus sitoplasma mengalir dengan cepat (siklosis atau aliran sitoplasma).

x. Vakuola

• Cairan vakuola teridiri terutama dari air, namun didalamnya bisa larut gula, garam, protein,

alkaloida, zat penyamak dan zat warna.

• Kantong yang berisi cairan, pada tumbuhan berfungsi sebagai pengatur tekanan turgor

Komponen Non

Protoplasmik

Pengertian Benda Non Protolasmik (Ergas) • Sel mati = lumen tidak terkandung lagi protoplas

• Benda dalam sel yang mati dikatakan benda

nonprotoplasmatik atau lebih dikenal oleh benda ergas ( ergastic substances).

Sifat Benda Non Protolasmik (Ergas)

Komponen non protoplasmik, berdasarkan sifatnya: cair dan padat.

• Komponen non protoplasmik (benda ergastik) yang bersifat cair itu terdapat di dalam vakuola dan

• Komponen non protoplasmik (benda ergastik) yang lazimnya berbentuk butiran padat Kristal Ca-oksalat, Kristal an-organik, butir amilum dan aleuron.

Benda Ergas yang Bersifat Cair

Penjelasan yang bersifat cair akan meliputi:

1. Cairan sel

 Cairan dalam rongga vakuola

 Terdiri dari macam zat yang larut dalam air; organik dan anorganik

 Susunan cairan sel tidak tetap, berubah karena sel malkukan reaksi metabolisme terus menerus.

Senyawa-senyawa yang biasa terdapat dalam cairan sel diantaranya:

• Air

▫ Air dalam vakuola disebut air sel

▫ Dalam air sel tersebut terlarut berbagai bahan; organikmaupun anorganik

• Asam-asam Organik

▫ Asam organik dalam vakuola menyebabkan pH

cairan sel randah, ex buah yang masih mentah

▫ Karena cairan sel selalu berubah ubah maka

• Karbohidrat

Ada untuk memenuhi kebutuhan dari tumbuhan itu sendiri. Terdapat 3 jenis:

1. Disakarida, yang cepat larut dalam air, seperti

misalnya gula tebu (sakarosa), gula bit (maltosa).

2. Monosarida, yang melarut dalam air, seperti

misalnya gula anggur (glukosa), gula buah-buahan (fruktosa).

3. Sejenis karbohidrat lainnya adalah lendir, yang banyak diketemukan pada tumbuh-tumbuhan golongan serofita (xerophyta).

•

Alkaloid

Senyawa basa organik yang mengandung nitrogen

Maanfaatnya untuk bahan baku obat-obatan

Tempat pembentukan dan penimbunan bahan tersebut tergantung dari jenis tumbuhannya, ada yang di daun, akar, pada kulit batang dan juga bisa pada buahan

Macam-macam alkaloid yang terdapat pada tumbuh-tumbuhan tertentu sebagai berikut:

1. Pada tanaman tembakau (Nicotiana tabacum): nikotin.

2. Pada pepaver (Pepaver somniferum) : morfin.

3. Pada Atropa belladonna dan Datura sp : atropin.

4. Pada kopi (Coffea sp) : kafein.

• Tanin (Zat penyamak)

Zat cair yang merupakan campuran dari bermacam zat; asam gallus dan glukosit

Fungsi: mencegah pembusukan jaringan,

pelindung protoplas dari gangguan misalnya binatang

Tanin biasanya terdapat:

1. Pada batang tumbuh-tumbuhan bagian dalam

dengan memberikan warna yang agak gelap; batang yang tua, terdapat dalam daun, kulit, batang, dan akar.

2. Dalam suatu alat khusus sel ada yang disebut tannin sac atau kantung zat penyamak

3. Dalam protoplasma terdapat dalam vakuola,

berbentuk tetesan keci, vakuola ini disebut vakuola tannin.

• Antosian

Antosian adalah suatu glukosida yang dapat memberikan warna; seperti warna merah pada

bunga Canna, warna biru pada Clitoria ternatea (bunga telang), warna ungu pada daun Coleus. Larut dalam air sel

• Bila antosianin kehilangan zat gula, maka tertinggal

aglukaggon atau susunan yang tidak mengandung gula disebut antosianidin, sehingga bebas larut dalam

cairan sel tanpa melakukan senyawa dengan glukosa. Beberapa ketentuan tentang antosianidin dapat dikemukakan sebagai berikut:

1. Susunannya seperti flavon /flavonol

2. Dalam lingkungan asam warna zat adalah merah.

3. Dalam lingkungan basa warna zatnya biru.

• Ahli sebenarnya belum memastikan fungsi dari antosian, untuk sementara fungsinya adalah

penangkap sinar dalam fotosintesis.

Dengan alasan yang dikemukakan sebagai berikut:

1. Tumbuhan bunga yang ditanam didataran rendah atau tempat panas, antosian yang dihasilkannya ternyata hanya sedikit.

2. Sebaliknya tumbuhan bunga yang ditanam didataran tinggi atau tempat dingin, ternyata antosian yang

dihasilkannya jauh lebih banyak daripada yang ditanam di dataran rendah.

• Asparagin dan glutamin

Pembentukan zat-zat ini (misalnya pada

kecambah-kecambah yang tumbuh dalam gelap) kemungkinannya untuk membantu berlangsungnya respirasi

Dengan berlangsungnya pemecahan protein cadangan menghasilkan NH_3, yang merupakan racun bagi

tumbuhan, maka NH₃ akan mengalami perubhan yang hasilnya adalah aspargin dan glutamin.

Minyak dan Lemak

▫ Banyak terdapat pada biji tumbuh-tumbuhan

golongan Spermatophyta dengan kadar minyaknya tidak terlalu tinggi.

▫ Merupakan cadangan makanan yang klorinya besar ▫ Pada beberapa tumbuhan kadar minyaknya ada

yang tinggi, misalnya kelapa, kacang tanah, dan lainnya.

▫ Sedang sel yang banyak mengandung air, zat ini

berwujud sebagai tetes minyak dalam vakuolanya, sehingga disebut vakuola minyak atau vakuola

Minyak eteris dan dammar

Dalam sel-sel tumbuh terdapat pula sejenis

minyak yang mudah menguap. Akibat dan pengaruh dari terjadinya penguapan tersebut segera dapat kita rasakan, seperti misalnya:

1. Rasa pedas pada lombok (Capsicum annuum), pada jahe (Zingiber officinalle).

2. Rasa nyereng pada kulit buah jeruk (Citrus).

3. Tercium harum pada bunga melati, kenanga.

Benda Ergas yang Bersifat Padat

▫ Yang bersifat padat umumnya berbentuk butiran atau kristal.

▫ Butiran atau Kristal ini terbentuk sebagai hasil akhir metabolisme (pertukaran zat) dalam

• Kristal Ca-oksalat

▫ Kristal cukup banyak terdapat dalam sel berbagai tumbuhan. Lazimnya terdapat dalam sel korteks

(cortex), akan tetapi tidak jarang pula terdapat dalam sel-sel parenkhim floem (“phloem parenchyma”) dan parenkhim silemm (“xylem parenchyma”).

▫ Kristal ini terdapat dalam vakuola dari sel atau dalam plasma selnya. Sel-sel ini biasanya memiliki dinding sel yang bergabus.

Kristal-kristal ini dapat berbentuk:

1. Kristal dengan bentuk Prisma Teratur 2. Kristal dengan bentuk Jarum

3. Kristal dengan bentuk butir-butiran kecil 4. Kristal dengan bentuk rafida

5. Kristal dengan bentuk butir-butiran kecil 6. Kristal dengan bentuk rafida

• Kristal Anorganik

▫ Kristal-kristal anorganik dimaksud ialah yang berupa silikat, yang banyak terdapat pada sel

tumbuh-tumbuhan jenis bambu dan rumput-rumputan terutama pada sel epidermisnya.

▫ dengan adanya bahan ini dalam sel epidermis daun maka daun ini keadaannya menjadi keras serta kaku

▫ Dalam sel selain silikat terdapat pula sistolit akan tetapi bentuknya jarang sebagai kristal, melainkan berbentuk khusus bagaikan sarang lebah. Sel-sel yang mengandung sistolit ini lazim disebut litosis.

• Butir Amilum

▫ Benda-benda non-protoplasmik ini dalam sel dibentuk oleh plastida, diantaranya oleh amiloplas dan kloroplas. ▫ Tepung yang dibentuk oleh kloroplas disebut tepung

asimilasi, dibentuk oleh amiloplas disebut tepung cadangan

▫ Butir amilum biasanya disimpan sebagai cadangan makanan dalam organ tumbuhan misalnya umbi

• Butir Aleuron

▫ Pada tumbuh-tumbuhan biasanya terdapat protein aktif dan protein pasif. Protein aktif adalah protein

pembentuk protoplasma, protein pasif adalah protein cadangan makanan

▫ Keduanya lazim terdapat bersama-sama sebagai butir-butir aleuron yang merupakan benda-benda mati.

Benda-benda mati ini biasanyaterdapat dalam

Pertumbuhan Dan

• Dinding sel adalah struktur di luar membran

plasma yang membatasi ruang bagi sel untuk membesar.

• Dinding sel merupakan ciri khas yang dimiliki tumbuhan,bakteri, fungi (jamur), dan alga, meskipun struktur penyusun dan

• Pada tumbuhan, dinding-dinding sel sebagian besar terbentuk oleh polimerkarbohidrat

(pektin, selulosa, hemiselulosa, dan lignin sebagai penyusun penting).

• Pada bakteri, peptidoglikan (suatu glikoprotein) menyusun dinding sel. Fungi memiliki dinding sel yang terbentuk dari kitin.

• Sementara itu, dinding sel alga terbentuk dari glikoprotein, pektin, dan sakarida sederhana (gula)

• Adanya dinding sel pada tumbuhan membedakan dengan sel hewan.

• Dinding sel tumbuh di sebelah luar protoplas, merupakan bagian sel yang bersifat mati.

• Berfungsi menentukan bentuk sel serta tekstur jaringan, sebagai pelindung dan penguat

• Dinding sel pada sel yang masih muda adalah tipis, semakin dewasa sel tersebut, dinding

selnya relatif makin bertambah tebal, sehingga terbentuknya dinding sel sangat erat

hubungannya dengan perkembangan sel tersebut.

• Penebalan dinding masing-masing sel berbeda-beda sesuai dengan fungsinya sehingga terdapat perbedaan bentuk sel.

• Berdasarkan perkembangan dan struktur

jaringan tumbuhan, dinding sel mempunyai tiga bagian pokok, yaitu subtansi interseluler (lamela tengah), dinding primer, dinding sekunder.

• Sebagian besar sel memiliki lamela tengah dan dinding primer, sedangkan dinding sekunder hanya terdapat pada sel-sel tertentu.

Lamela Tengah

• Lamela tengah terdapat di antara dinding primer dari dua sel yang berdekatan.

• Merupakan perekat yang mengikat sel secara bersama-sama untuk membentuk jaringan. Terutama terdiri atas persenyawaan pektin,

campuran Ca dan Mg pektat. Enzim pektinase dan bahan-bahan kimia yang dapat melarutkan pektin menghancurkan jaringan menjadi sel-sel yang

terpisah. Proses ini disebut meserasi.

• Pada jaringan yang berkayu, lamela tengah mengandung lignin.

Dinding Primer

• Dinding primer adalah dinding sel asli yang pertama kali berkembang pada sel baru.

• Dinding sel primer tersusun dari ± 9-25% selulosa, sisanya adalah hemiselulosa, dan pektin.

• Molekul selulosa terdiri atas rantai-rantai panjang residu glukosa yang saling

berhubungan. Molekul rantai ini tersusun dalam ikatan yang disebut misel.

• Molekul selulosa yang panjang dan tidak

bercabang bergabung membentuk serat-serat silindris panjang yang disebut mikrofibril.

• Karena susunan molekul selulosanya searah, maka mikrofibril bersifat seperti kristal dan mempunyai daya tahan regang sekuat kawat baja pada kabel.

• Dinding sel ini dapat mengalami pertumbuhan menebal yang diselingi atau kadang-kadang bersamaan dengan pertumbuhan permukaan dari dinding tersebut, sehingga setelah dinding tersebut menebal tampak adanya lapisan-lapisan pada sel tersebut.Sel-sel dewasa yang hanya mempunyai dinding primer dapat menjadi embrional kembali (menjadi semakin tipis).

Dinding primer dapat beradaptasi terhadap pertumbuhan secara mengagumkan dengan

cara:

1. Meregangkan serat mikronnya ke arah membujur dan saling menggeser.

2. Meningkatkan luas permukaannya hingga 20 kali lipat dan menambah bahan baru sehingga dinding tersebut tidak menjadi tipis.

Dinding Sekunder

• Dinding sekunder dibentuk di sebelah dalam permukaan dinding primer.

• Dinding sekunder terutama terdiri atas selulosa atau campuran selulosa dengan

hemiselulosa.Umumnya lebih tebal dari dinding primer.

• Kemungkinan dinding sekunder juga terdiri dari lignin atau zat lain.

• Berfungsi sebagai penguat, khas pada sel-sel

yang mempunyai fungsi khusus dan mengalami perubahan yang irreversibel, misalnya sel xilem, yaitu trakea dan trakeid, sel jari-jari empulur, parenkim kayu dan sel-sel sklerenkim.

• Dinding sekunder biasanya ditandai oleh adanya lekukan atau bagian dinding yang kedalamannya bermacam-macam.

Bagian tertentu dari dinding sel memiliki sejumlah daerah penipisan yang disebut noktah. Noktah merupakan saluran pertukaran benda sel ke sel. Macam-macam noktah yaitu:

1. Noktah sederhana (biasa), contohnya pada sel-sel parenkim dengan dinding menebal, serabut libriform, sklereid.

2. Noktah berhalaman (terlindung), contohnya pada sel-sel serabut sklereid dan elemen

• Pada noktah berhalaman dinding sekunder melengkung, melingkupi ruang noktah, dan berakhir dengan lubang menghadap lumen

disebut mulut noktah, sedangkan pada noktah sederhana tidak terdapat hal demikian.

• Jika kedua pasang noktah itu sederhana, maka disebut pasangan noktah sederhana, sedangkan jika kedua pasang noktah itu berhalaman

• Jika salah satu pasangannya merupakan noktah sederhana dan satunya noktah berhalaman,

disebut pasangan noktah setengah halaman.

• Jika noktah tidak mempunyai pasangan pelengkap pada sel terdekatnya atau bila

berhadapan dengan ruang interseluler, disebut noktah buntu/buta

• .Jika dua atau lebih noktah berhadapan dengan satu noktah lebar, maka disebut noktah

majemuk unilateral.

• Saluran noktah yang bercabang dinamakan noktah sederhana bercabang (ramiformis).

• Pada beberapa tumbuhan, pasangan noktah terlindung mengalami penebalan di bagian tengah membran yang berbentuk cakram, disebut torus. Membran noktah di sekeliling torus disebut margo.

Tidak semua bagian dinding sel mengalami penebalan. Bagian tersebut terisi plasma yang disebut plasmodesmata:

a. Merupakan benang-benang plasma yang menghubungkan protoplasma sel yang satu

dengan sel tetangganya menjadi satu kesatuan yang berfungsi (simplas).

b. Nampak seperti terowongan yang terjadi dari perluasan membran plasma.

b. Nampak seperti terowongan yang terjadi dari perluasan membran plasma.

c. Bahan seperti glukosa dapat melewatinya ribuan kali lebih cepat daripada menembus membran dan dinding sel, sehingga dia

berfungsi dalam transport bahan-bahan dan penerus rangsang.

Susunan Kimia Dinding Sel

Dinding sel tumbuhan umumnya disusun oleh: 1. Zat organik; pektin, protopektin, selulosa,

hemiselulosa, lignin, suberin, pentosan, kutin, sporolenin, dan lain-lain.

2. Zat anorganik; kersik (SiO_2-), contohnya pada dinding epidermis batang bambu dan tebu

Pembentukan dan Pertumbuhan

Dinding Sel

• Pada saat pembelahan sel dimulai pembentukan dinding baru sel anakan.

• Selama fase telofase, benang-benang plasma

(fragmoplas) meluas ke bagian tengah sel dan di bidang ekuatorial terbentuk juga sekat sel yang baru.

• Dengan demikian terjadilah pemisahan dua protoplas baru.Sekat berasal dari peleburan

vesikel-vesikel hasil sekresi diktiosom yang ada di sekitar fragmoplas dan mungkin juga dari

retikuum endoplasma.

• Peleburan vesikel-vesikel menjadi dinding sekat meninggalkan lubang kecil, yaitu saluran

• Suatu lamela tipis kemudian diletakkan pada kedua sisi sekat pemisah oleh protoplas sel

anakan.Terjadilah tingkat awal perkembangan dinding baru sel anakan.

• Peleburan vesikel pada sekat sel diikuti oleh

penambahan bahan dinding pada kedua sisi sekat sel, sehingga menambah tebal.Bahan dinding

primer yang baru juga ditimbun pada dinding yang lama, sehingga masing-masing sel anakan

Perkembangan dinding sel dalam

penebalannya dilakukan melalui 2 cara, yaitu: 1.dengan penempelan bahan dinding selapis

demi selapis pada lamela tengah (aposisi)

2.dengan penyisipan bahan baru di antara bahan yang lama (instususepsi)..

• Berdasarkan arahnya, pertumbuhan dinding sel secara aposisi disebut sentripetal, sedangkan

pertumbuhan dinding ke arah luar lumen sel disebut sentrifugal.

• Pertumbuhan sentripetal dijumpai pada khas sel-sel pembentuk jaringan.

• Sedangkan pertumbuhan sentrifugal dijumpai pada pembentukan dinding sel serbuk sari atau spora