Adi Rahmat 1. Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, UPI 2. Program Studi Pendidikan IPA, Sekolah

(1)

Biologi

Biologi Perkembangan

g

Perkembangan

g

((Tumbuhan

Tumbuhan))

Reproduksi

Reproduksi Seksual

Seksual Angiospermae

Angiospermae

11

Adi Rahmat

1. Jurusan Pendidikan Biologi, Fakultas Pendidikan Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, UPI 2. Program Studi Pendidikan IPA, Sekolah Pascasarjana, UPI

(2)

(3)

(4)

Biologi Reproduksi

Angiospermae

Megasporangiumg p g Megasporogenesis Megagametogenesis

An overview

(5)

(6)

nga

Bu

n

ktur

tru

k

S

t

(7)

Struktur dan Perkembangan Anthera

epidermis endotesium

lapisan tengah

(8)

Perkembangan Dinding Anthera

(9)

Struktur Dinding Anthera

Epidermis

: pembelahan antiklinal; merupakan jaringan : pembelahan antiklinal; merupakan jaringan protektif.

protektif.

Endotesium

: memanjang radial; dinding sel dari: memanjang radial; dinding sel dari αα

Endotesium

: memanjang radial; dinding sel dari : memanjang radial; dinding sel dari α α--selulosa dan bersifat higroskopik, membantu ketika selulosa dan bersifat higroskopik, membantu ketika anthera memecah.

anthera memecah.

Lapisan Tengah

: memipih dan rusak pada awal meiosis;: memipih dan rusak pada awal meiosis;

Lapisan Tengah

: memipih dan rusak pada awal meiosis; : memipih dan rusak pada awal meiosis; sebagai tempat cadangan makanan yang dimobilisasi

sebagai tempat cadangan makanan yang dimobilisasi selama pematangan serbuk sari

selama pematangan serbuk sari

Tapetum

: sel dengan sitoplasma padat dan intinya: sel dengan sitoplasma padat dan intinya

Tapetum

: sel dengan sitoplasma padat dan intinya : sel dengan sitoplasma padat dan intinya

dominan; berperan dalam mentransfortasikan nutrisi ke dominan; berperan dalam mentransfortasikan nutrisi ke sel

sel--sel bakal serbuk sari; terlibat dalam sintesis enzim sel bakal serbuk sari; terlibat dalam sintesis enzim kalase yang penting bagi pelepasan mikrospora dari kalase yang penting bagi pelepasan mikrospora dari y g py g p gg g pg p pp pp tetrad; bertanggung jawab pada sterilitas serbuk sari; tetrad; bertanggung jawab pada sterilitas serbuk sari; membantu dalam pembentukan sporopollenin yang membantu dalam pembentukan sporopollenin yang

penting bagi pembentukan dinding serbuk sari; mensitesis penting bagi pembentukan dinding serbuk sari; mensitesis pollenkitt (insect attractant) dan tryphine; mensintesis

pollenkitt (insect attractant) dan tryphine; mensintesis pollenkitt (insect attractant) dan tryphine; mensintesis pollenkitt (insect attractant) dan tryphine; mensintesis protein yang penting bagi kompatibilitas dengan stigma protein yang penting bagi kompatibilitas dengan stigma

(10)

Mikrosporogenesis

(11)

Bentuk

Bentuk--Bentuk Tetrad

Bentuk Tetrad

Bentuk

(12)

tuk tuk riri

Ben

t

Ben

t

Sa

r

Sa

r

gai gai buk buk

rba

g

rba

g

S

er

b

S

er

b

BeBe

SS

(13)

Struktur Dinding Serbuk Sari

(14)

Perkembangan Dinding Serbuk Sari

(15)

Morfologi Serbuk Sari

gg

(Aperture)

Weak area on pollen surface which is

directly/indirectly associated with its

germination

May be simple or compound

Simple aperture may be colpate (column)

or porate (pore)

Compound aperture may be colporate

(compound colpi) or pororate (compound

pores)

(16)

Number, Position, and Character of Aperture

(NPC

(NPC--System)

System)

(NPC

(NPC--System)

System)

(17)

Ovulum:

i ith it megasporangium with its protective coats, the

integuments Angiosperms

Number of integumen:

(18)

Classification based on the position of

C ass

a o bas d o

pos o o

micropyle with respect to funiculus

Five main types of ovule

(19)

Relationship among the five types

p

g

yp

of

(20)

A O l i ll d f h ti th l t A. Ovule arises as a small mound of homogenous tissue on the placenta B. Integumen arise close to the base of this tissue which forms the

nucellus

C - D With the differentiation of integuments the ovule begins to curve C. D. With the differentiation of integuments, the ovule begins to curve E. The final shape of ovule is assumed by the megaspore tetrad stage.

Stages in ovule development

(21)

1 Nucellus reprecent the wall of megasporangium 1. Nucellus reprecent the wall of megasporangium

2. Archesporium (megaspore mother cell) differentiates immediately below the nucellar epidermis

3. Depend on the thickening of nucellus, ovule classified into tenuinucellate, crassinucellate, and pseudo-crassinucellate.

Tenuinucellate ovule

Nucellus

(22)

Crassinucellate ovule

Pseudo-crassinucellate ovule

Nucellus

(23)

Megasporogenesis

Megasporogenesis and

and

Megasporogenesis

Megasporogenesis and

and

Gametogenesis

(24)

KANTUNG EMBRIO

(25)

Stage of

(26)

y

The development of embryo sac begin with

elongation of the functional megaspora,

which could be the calazal end or micropylar

end of the tetrad (usually the calazal one)

y

The elongation is largely in the

micropyle-calazal axis

calazal axis

y

The Megaspore is initially has no vacuole,

the large vacuole appear later as a result of

small vacuoles fusion

y

First nuclear division in the functional

i

t d l

th

i f th

megaspore is oriented along the axis of the

cell.

Embryo sac (Development)

(27)

Micropylar end

Embryo sac (Development)

(28)

y The two daughter nuclei are pushed toward

opposite poles (fig. A)

y Both nuclei divide twice forming four nuclei at each

pole (fig B C) pole (fig. B, C)

y While the cell (megaspore) undergoing appreciable

elongation, assuming a sac like appearance, the three nuclei at the micropylar end organize into three nuclei at the micropylar end organize into egg apparatus and one nuclei is left free in the

cytoplasm as the upper polar nucleus. At the same time, three nuclei of the calazal pole form three

antipodal cells and the fourth one function as the lower polar nucleus (fig. D, E)p ( g , )

y The upper and the lower polar nucleus come to lie

close each other (fig. E)

Embryo sac (Development)

(29)

Synergid

1 K kt i tik

1. Karakteristik

Dua sel yang berdampingan dengan sel telur; dindingnya tidak sempurna; memiliki aparatus filiform (a mass of finger like projection of the filiform (a mass of finger-like projection of the wall into cytoplasm; sitoplasmanya terpolarisasi (letak vakuola lebih kearah kalaza)

2 Fungsi 2. Fungsi

directing of pollen tube growth; forms a seat for pollen tube discharge in the embryo sac;

absorption and transportation of materials from absorption and transportation of materials from nucellus into embryo sac

Mature Embryo Sac

(30)

Sel Telur

1 Memiliki st kt dinding sel ang elatif sama 1. Memiliki struktur dinding sel yang relatif sama

dengan synergid dan central cell (polar cell)

2. Dinding di daerah mikropil lebih tebal

dib di k d h k l

dibandingkan daerah kalaza

3. Dalam perkembangannya, sel mengalami

polarisasi sebagai akibat terjadinya agregasi elemen-elemen sitoplasma pada ujung kalaza

4. Vakuola menempati ujung mikropil (kebalikan

dari sinergid)g )

5. Sitoplasmanya kaya dengan ribosom

Mature Embryo Sac

(31)

Antipodal cells

1.

Karakternya sangat bervariasi

2.

Biasanya mengalami degenerasi

2.

Biasanya mengalami degenerasi

sebelum atau segera setelah fertilisasi

terjadi

j

3.

Pada beberapa species tumbuhan

bersifat persistent (ada hubungannya

p

(

g

y

dengan nutritive role bagi kantung

embrio)

4.

In many plant show a haustorial

behaviour

Mature Embryo Sac

(32)

Central cells/Polar cells

1. The largest cell of the embryo sac

2 Mother cell of the endosperm

2. Mother cell of the endosperm

3. The nuclei (polar nuclei) are very

large

4. The nuclei fuse before or during

double fertilization

Mature Embryo Sac

(33)

yang n egaspora y m bentuka n yaknya m e enesis/pe m rkan ban y gametog e n berdasa r

lam mega mbrio

D ibedaka n terlibat da l kantung e m

Tipe

(34)

Monosporic

The embryo sac is derived from only

one magaspore

1. Polygonum type

: the embryo sac is

formed by chalazal megaspore with

three time mitosis

2 Oenothera type

: the embryo sac is

2. Oenothera type

: the embryo sac is

formed bay micropylar megaspore

with two time mitosis

Tipe

(35)

Bisporic

- The embryo sac is derived from two - The embryo sac is derived from two

magaspore

- Pembelahan meiosis pertama berlangsung sempurna tetapi hanya salah satu sel anak sempurna, tetapi hanya salah satu sel anak yang melakukan meiosis kedua. Satu sel

lainnya degenerasi.

- Kedua megaspore melakukan pembelahan

mitosis dua kali membentuk kantung embrio dengan 8 intig

1. Alium type: the embryo sac is derived from chalazal dyad cell

2 Endymion type: the embryo sac is derived 2. Endymion type: the embryo sac is derived

from micropylar dyad cell

Tipe

(36)

Tetrasporic

- The embryo sac is derived from four magaspore - Terjadi karena pembelahan meiosis I dan II

tidak diikuti dengan pembentukan dinding sel, g p g , shg inti sel hasil meiosis berada dalam satu sel (coenomegaspore)

- Keempat inti dalam coenomegaspore terlibatKeempat inti dalam coenomegaspore terlibat

dalam pembentuka kantung embrio

- Nuclear behaviour is quite variable (see slide

18) depend on the arrangement of the four 18), depend on the arrangement of the four nuclei (1+1+1+1 in Paperomia, Penaea, and

Plumbago type; 1+3 in Drusa, Fritilaria,

Plumbagella type; 2+2 in Adoxa type)

Tipe

(37)

Polinasi

Fertilisasi

Sexual Incompatibilitas

(38)

P li

i

d A i

Polinasi pada Angiospermae

Proses pemindahan serbuk sari dari antera

ke kepala putik

Pecahnya antera, dipengaruhi oleh suhu dan

kelembaban

(39)

(40)

Transfer Polen

1. Self Pollination/ autogami, pada bunga biseksual,

2. Cross Pollination , pada bunga uniseksual

(41)

Self Pollination dihambat oleh antara lain: 1. Self sterility

2 Heterostily 2. Heterostily

(42)

Perantara

1 Anemofili

1. Anemofili

2. Hydrofili

3. Entomofili

4. Ornitofili

5. Cheiropterofili

(43)

(44)

Fertilisasi

Permukaan stigma Adhesi g Stigma :

Hidrasi, stigma menyediakan air Stigma :

Basah : exudat (lipid, gula, asama amino, protein dan fenol)

amino, protein dan fenol) Kering

Berkutikula (polen menghasilkan enzim) Berkutikula (polen menghasilkan enzim)

(45)

Polen berkecambah

dipermukaan stigma terus

menembus lapisan selulosa dan kti

Stilus

pektin

Padat : tabung membuat jalan melalui dinding dan banyak pekting y p

Berongga : tabung merayap dipermukaan stilus

Ovarium

Dib t l h k i d i l

(46)

(47)

Cara masuk tabung polen ke dalam ovulum

(48)

(49)

Fertilisasi Ganda

Inti sperma + inti sel telur Zigot ( 2n )

Inti sperma + inti polar Endosperm (3n)

Kontak membran

Prosesnya

Kontak membran

Titik kontak : membran larut, sperma masuk

Inti Sperma dibawa oleh aliran sitoplasma menuju inti Inti Sperma dibawa oleh aliran sitoplasma menuju inti sel telur dan inti polar

Fusi Inti Fusi Inti

(50)