Dalam buku ajar ini setiap bab disajikan secara sederhana dan sangat jelas serta dilengkapi dengan tugas atau latihan. Pada bagian akhir buku teks disajikan glosarium, sehingga siswa yang membaca buku teks ini akan langsung dapat memahami isinya dengan baik.
Sel Tumbuhan
Tubuh manusia terdiri dari triliunan sel mikroskopis dari berbagai jenis, misalnya sel otot dan sel saraf. Komponen sel atau organel yang terdapat pada sel eukariotik tumbuhan adalah dinding sel, membran sel (membran plasma sel), retikulum endoplasma, badan golgi, nukleus (inti sel), vakuola, mitokondria, ribosom, sitoplasma, peroksisom. , dan kloroplas.
Struktur dan Fungsi Sel Tumbuhan
Karena membran RE terhubung dengan membran inti, maka ruang antara dua membran pada membran inti terhubung dengan lumen RE (Campbell, 2008, hlm. 112-113). Vesikel yang berpindah dari satu bagian sel ke bagian sel lainnya disebut vesikel transpor (Campbell, 2008, p. 114).
- Sifat Air
- Peran Air Bagi Tumbuhan
- Transportasi Pada Tumbuhan
- Translokasi Pada Tumbuhan
- Difusi dan Osmosis
- Transpirasi
Bahan diangkut dalam floem dari sumber (daerah suplai fotosintat) ke bak penampung (daerah metabolisme/penyimpanan fotosintat). Hal ini dapat meningkatkan defisit air daun dan selanjutnya mengurangi laju transpirasi (Barid, 2007).
Peran Unsur Hara bagi Tumbuhan
Gejala kekurangan unsur hara dapat berupa terhambatnya pertumbuhan akar, batang atau daun dan klorosis pada berbagai organ tanaman. Gejala yang ditunjukkan tanaman akibat kekurangan unsur hara dapat menjadi indikasi kasar fungsi unsur hara tersebut.
- Pengertian Fotosintesis
- Proses Fotosintesis
- Reaksi-reaksi yang terjadi dalam Proses Fotosintesis
- Reaksi Fotosintesis pada Tanaman C3, C4 dan CAM
Reaksi gelap pada tumbuhan dapat terjadi melalui dua jalur yaitu siklus Calvin-Benson dan siklus Hatch-Slack. Pada siklus Calvin-Benson, tumbuhan mengubah senyawa ribulosa 1,5 bifosfat menjadi senyawa dengan tiga atom karbon, yaitu senyawa 3-fosfogliserat. Mengenai pembentukan karbohidrat pada proses fotosintesis, karbohidrat tersebut merupakan hasil kerjasama antara reaksi terang dan siklus Calvin (Lehninger, 1982).
Pada kloroplas, membran talakoid merupakan tempat terjadinya reaksi terang, sedangkan siklus Calvin terjadi di stroma. Reaksi terang menggunakan energi matahari untuk membentuk ATP dan NADPH, yang masing-masing berfungsi sebagai energi kimia dan energi pereduksi dalam siklus Calvin. Siklus Calvin CO2 menjadi molekul organik, yang diubah menjadi gula (Lehninger, 1982). Sumber: https://www.edubio.info/2015/05/reaksi-gel-fotosimetri-siklus-calvin.html).
Dalam sel-sel sarung berkas vaskular, sebatian dengan empat atom karbon membebaskan CO2, yang diserap semula ke dalam bahan organik oleh robisco dan kitaran Calvin.
Pengertian Respirasi
Siklus Krebs (siklus trikarboksilat) atau siklus asam sitrat adalah pemecahan asam piruvat secara aerobik menjadi CO2. Pada tahap persiapan, glukosa diubah menjadi dua senyawa tiga karbon dan pada lelehan oksidasi, kedua senyawa tiga karbon tersebut kemudian diubah menjadi asam piruvat. Kita telah melihat bahwa pemecahan karbohidrat dalam kondisi anaerobik terjadi melalui glikolisis dan dihasilkan asam piruvat.
Kofaktor yang diperlukan untuk keberhasilan pembentukan asetil-SCoA adalah tiamin pirofosfat (TPP), NAD, koenzim A (CoA-SH), dan asam lipoat. Pelepasan gugus asetil dari asam lipoat pada koenzim A-SH, hasil reaksinya adalah asetil KoA dan asam lipoat tereduksi. Reaksi terakhir ini penting agar pasokan asam lipoat teroksidasi selalu tersedia untuk pembentukan asetil S-KoA dari asam piruvat.
Namun, dalam kondisi aerobik, asam piruvat, produk akhir glikolisis, dapat mengalami dekarboksilasi oksidatif dengan CoAH untuk membentuk asetil-KoA.
Respirasi Pada Tumbuhan Tinggkat Tinggi
Respirasi Pada Tumbuhan Tingkat Rendah
Fiksasi Nitrogen
Jika legum ditanam pada tanah yang steril, tanaman tidak akan membentuk tunas akar dan pertumbuhannya hanya dapat dipertahankan dengan penambahan pemupukan nitrogen dari luar. Namun jika tanaman ditanam di tanah yang tidak steril dan membentuk tunas akar, tanaman akan tumbuh normal tanpa mendapat pemupukan nitrogen dari luar. Hanya 88% spesies Leguminisoae yang terbukti memiliki bintil akar dan sejumlah spesies non-legum memiliki bintil akar serta mengandung mikroorganisme simbiosis penghambat nitrogen.
Metabolisme Nitrogen
Sebagian besar nitrogen dalam tanah berasal dari bahan organik, yang dihasilkan dari pembusukan organisme (tumbuhan, hewan, dll), sedangkan sisanya berasal dari pelarutan zat, air hujan (dalam bentuk nitrat dan amonia) dan aktivitas gunung berapi. . Bentuk N yang tersedia bagi tanaman dapat dibedakan menjadi empat golongan, yaitu nitrat, amonia, nitrogen organik, dan nitrogen molekuler. Meskipun sebagian besar tumbuhan menggunakan nitrat, beberapa tumbuhan dapat mengasimilasi amonia dan bentuk nitrogen organik tertentu.
Efisiensi Tanaman C4 dan C3 terhadap Nitrat
Tingginya perpindahan nitrogen dari organ vegetatif ke bunga dan biji ini disertai dengan penurunan laju penyerapan nitrogen di dalam tanah yang terjadi pada awal pertumbuhan reproduksi. Dengan demikian, gandum dapat menyerap 90% nitrogen (dan fosfat) yang dibutuhkan untuk pematangan pada paruh pertama tahun ini. Perubahan ini lebih menghambat pertumbuhan tanaman C-3 dibandingkan tanaman C-4 karena tanaman C-4 hanya mengandung 10% enzim rubisco yang terdapat pada tanaman C-3.
56
- Pengertian Enzim
- Enzim di dalam Sel
- Sifat-Sifat Enzim
- Cara Kerja Enzim
- Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Kerja Enzim
Enzim yang diperlukan untuk sintesis DNA dan RNA serta untuk proses mitosis terdalam dalam inti sel. Terdapat beberapa enzim yang terdapat di luar organel, namun tidak terdistribusi karena adanya retikulum endoplasma yang bercabang. Dalam reaksi biokimia, hanya sejumlah kecil enzim yang diperlukan untuk mengubah sejumlah besar substrat menjadi produk yang dihasilkan.
Enzim konstitutif adalah enzim yang dibuat secara terus menerus oleh sel tanpa memperhatikan apakah ada substrat atau tidak. Enzim yang dapat diinduksi (enzim adaptif) adalah enzim yang dihasilkan karena adanya rangsangan oleh substrat atau beberapa senyawa lainnya. Secara umum suhu optimum untuk enzim adalah 30-400C. Kebanyakan enzim tidak menunjukkan reaksi jika suhu turun hingga Oc, namun enzim tidak rusak, jika suhu normal maka enzim akan aktif kembali. Enzim tahan pada suhu rendah tetapi rusak pada suhu diatas suhu SOOc.
Pada penghambatan ini, substrat tidak dapat lagi berikatan dengan kompleks enzim-inhibitor, karena situs aktif enzim berubah.
Hormon pada Tumbuhan
Selain itu tumbuhan juga mengandung senyawa lain yang aktif dalam berbagai proses pertumbuhan dan perkembangan. Pengaruh GA terutama pada pemanjangan segmen tanaman, yang merupakan akibat dari peningkatan ukuran dan jumlah sel pada segmen tersebut. Namun proses pembelahan sel pada sel meristem akan dihambat dengan pemberian sitokinin eksogen.
Belum diketahui berapa perbandingan sitokinin dan auksin yang merangsang atau menghambat proses pembelahan sel. Pada tahun 1955, Osbom menemukan bahwa daun yang gugur mengandung senyawa organik yang mempercepat kerontokan daun, yang sifatnya berbeda dengan IAA dan fitohormon lainnya (sitokinin dan giberelin). Dalam proses ini ABA berinteraksi dengan zat pengatur tumbuh lainnya, biasanya interaksi ini bersifat penghambatan (antagonis).
Senyawa organik tumbuhan yang aktif secara biologis lainnya Selain auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat dan etilen, juga tumbuhan.
Senyawa-senyawa Organik Tanaman Lainnya yang Secara Biologis Aktif
Vitamin yang larut dalam air antara lain vitamin C (asam askorbat) dan golongan vitamin B yang terdiri atas vitamin B1 (tiamin), vitamin B2 (riboflavin), vitamin B6 (pirodoksin), asam folat, nikotianamida, asam pantetonat, vitamin B12 ( cobalamin). dan biotin. Karena vitamin bertindak sebagai kofaktor dalam reaksi enzimatik, vitamin biasanya terdapat dalam sel dalam jumlah kecil. Inositol sendiri tidak dapat merangsang pertumbuhan kalus wortel, namun jika dikombinasikan dengan fraksi aktif air kelapa, inositol dapat merangsang pertumbuhan kalus.
Inositol juga dapat mendorong pertumbuhan tanaman kalus lainnya jika diberikan auksin, kinetin dan tambahan vitamin. Penemuan terbaru menunjukkan bahwa inositol berperan dalam beberapa proses metabolisme penting yang berkaitan dengan pertumbuhan sel. Ries dari Michigan State University menemukan bahwa menambahkan debu daun alfalfa ke dalam tanah dapat mendorong pertumbuhan dan meningkatkan hasil kedelai, jagung, gandum, beras, tomat, dan wortel.
Beberapa peneliti telah menemukan adanya ekstrak (florigen) yang dapat mempercepat pembungaan, namun mereka belum mengisolasi dan mengidentifikasi zat tersebut.
Pertumbuhan Tumbuhan
Pertumbuhan dapat diukur dengan menggunakan serangkaian pengukuran yang biasa digunakan untuk mengukur peningkatan volume atau massa. Pengukuran volume, misalnya dengan perpindahan air, bersifat non-destruktif, sehingga tanaman yang sama dapat diukur beberapa kali pada waktu yang berbeda. Pertumbuhan dapat diukur berdasarkan pertambahan panjang, lebar, atau luas permukaan, namun dapat juga diukur berdasarkan pertambahan volume, massa, atau berat (segar atau kering).
Masing-masing parameter ini menggambarkan sesuatu yang berbeda, dan jarang ada hubungan sederhana di antara parameter-parameter tersebut dalam organisme yang sedang tumbuh. Hal ini disebabkan karena pertumbuhan seringkali terjadi dalam arah yang berbeda-beda dengan laju yang berbeda-beda dan tidak berhubungan satu sama lain, sehingga perbandingan linier antara luas dan volume tidak terjadi secara bersamaan.
Perkembangan Tumbuhan
Perkecambahan merupakan proses pertumbuhan dan perkembangan embrio yang mengalami perubahan dimana bulu kecil tumbuh dan berkembang menjadi batang dan radikula tumbuh menjadi akar. Pati tidak dapat diangkut ke sel lain, oleh karena itu pati harus diubah terlebih dahulu menjadi gula yang dilarutkan dalam air. Aktivitas sel meristem menyebabkan batang dan akar memanjang yang disebut proses pertumbuhan primer.
Pada ujung batang dan akar terdapat sel meristem yang dapat berdiferensiasi menjadi sel yang mempunyai struktur dan fungsi khusus. Pertumbuhan sekunder disebabkan oleh aktivitas jaringan meristem sekunder, seperti jaringan kambium pada batang tumbuhan dikotil dan gymnospermae. Sel-sel jaringan kambium selalu membelah yaitu bagian dalam membentuk xilem atau kayu, sedangkan pembelahan bagian luar membentuk floem atau kulit kayu yang menyebabkan diameter batang dan akar bertambah.
Perkembangan pada tingkat sel, misalnya sel hasil pembelahan jaringan meristem mengalami diferensiasi membentuk jaringan transpor.
Faktor-faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan
Aktivitas pembelahan yang berbeda ini tampak sebagai cincin konsentris pada batang yang disebut cincin tahunan. Benih merupakan individu potensial yang dapat tumbuh dan berkembang apabila menemukan kondisi lingkungan yang sesuai. Genetika mempengaruhi sifat dan sifat makhluk hidup, gen juga dapat menentukan kemampuan metabolisme makhluk hidup sehingga mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangannya.
Pertumbuhan yang terjadi pada tumbuhan (sampai batas tertentu) disebabkan oleh tumbuhan menerima unsur hara dan air. Unsur hara yang dibutuhkan tanaman dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu unsur hara makro dan unsur hara mikro. Unsur hara makro merupakan unsur hara yang dibutuhkan tanaman dalam jumlah banyak, sedangkan unsur hara mikro dibutuhkan dalam jumlah sedikit. Unsur hara yang tergolong unsur hara makro adalah karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, belerang, fosfor, kalium, kalsium, besi.
Kondisi tanah merupakan komponen lingkungan hidup yang penting dalam mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tanaman.
Perkecambahan pada Biji
Dormansi pada Biji
Dormansi endogen merupakan dormansi yang disebabkan oleh sifat-sifat tertentu yang melekat pada benih, seperti adanya kandungan inhibitor yang berlebihan pada benih, embrio benih yang belum sempurna, serta kepekaan terhadap suhu dan cahaya. Dormansi sekunder adalah dormansi yang terjadi akibat hilangnya satu atau lebih faktor penting dalam perkecambahan. Dormansi sekunder diduga disebabkan oleh perubahan fisik yang terjadi pada kulit biji akibat pengeringan yang berlebihan sehingga pertukaran gas pada saat imbibisi lebih terbatas.
Bagian biji yang mengatur masuknya air ke dalam biji: mikrofil, kulit biji, raphe/hilum, strofiol; Mekanisme higroskopisnya diatur oleh hilum. Cahaya dengan intensitas tinggi dapat meningkatkan perkecambahan pada benih yang bersifat fotoblastik positif (perkecambahan dipercepat oleh cahaya); Hal ini tidak berlaku pada benih yang bersifat fotoblastik negatif (perkecambahan terhambat oleh cahaya) (Elisa, 2006).
Nucellus: Jaringan di tengah sel telur yang berisi kantung embrio dan dikelilingi oleh integumen.
