Pertumbuhan pada Tumbuhan

PERTUMBUHAN PADA TUMBUHAN

1. Proses pertumbuhan pada tumbuhan dimulai dengan tiga kegiatan yang merupakan pertumbuhan primer, yaitu:

• Pembelahan sel, terjadi pada daerah titik tumbuh akar dan batang serta pada jaringan kambium.
• Pemanjangan sel, terjadi pada meristem primer yang mengalami pembelahan secara apikal sehingga mengakibatkan batang dan akar bertambah panjang.
• Differensiasi sel, meristem di ujung batang membentuk daun muda menyelubungi bagian ujung membentuk tunas kuncup.

2. Pada tumbuhan tertentu selain mengalami pertumbuhan primer juga mengalami pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan ini disebabkan oleh aktifitas jaringan kambium yang meliputi:

• kambium gabus (felogen), ke luar membentuk felem dan ke dalam membentuk feloderm.
• kambium fasis, membentuk xylem dan floem sekunder.
• kambium interfasis, membentuk jari-jari empulur.

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dapat di kelompokkan menjadi dua, yaitu:

• faktor dalam, meliputi faktor genetik dan hormonal.
• faktor luar, meliputi nutrisi, cahaya yang bersifat menghambat pertumbuhan, suhu dan kelembaban, pH, dan gravitasi mempengaruhi arah tumbuh.

Untuk merangsang pertumbuhan, perkembangan, dan partenokarpidalam pertanian sering dipakai zat tumbuh (hormon). Hormon pertumbuhan pd tanaman meliputi:

• Auksin, merangsang perpanjangan sel terutama pada titik tumbuh dan juga merangsang partenokarpi, yaitu timbulnya buah tanpa didahului atau mempercepat diferensiasi.
• Giberelin, meningkatkan pemanjangan sel.
• Sitokinin, merangsang pembelahan sel.
• Rhizokalin, merangsang pembentukkan akar.
• kaulokalin, merangsang pembentukkan batang.
• filokalin, merangsang pembentukkan daun.
• anthokalin, merangsang pembentukkan bunga.
• traumalin, mempercepat penyembuhan luka.
• gas etilen, merangsang pematangan buah.
• asam absisat, menghambat pertumbuhan, membantu menggugurkan daun pada musim gugur.

            Pertumbuhan dan Perkembangan

No	Pertumbuhan	Perkembangan
1	Bertambahnya ukuran seperti panjang, lebar, volume dan massa.	Suatu proses menuju kedewasaan (menuju suatu keadaan yang lebih tinggi, lebih teratur dan lebih kompleks)
2	Bersifat kuantitatif	Bersifat kualitatif
3	Irreversibel (tidak dapat kembali ke keadaan semula)	Reversibel (dapat kembali ke keadaan semula)
4	Dapat diukur dengan menggunakan alat: auksanometer	Tidak dapat diukur

Macam-macam pertumbuhan pada tumbuhan,

1. Pertumbuhan primer adalah pertumbuhan yang memanjang baik yang terjadi pada ujung akar maupun ujung batang. Pertumbuhan primer dapat diukur secara kuantitatif yaitu dengan menggunakan alat auksanometer .

Pertumbuhan primer pada ujung akar dan ujung batang dapat dibedakan menjadi 3 daerah yaitu:

a.a.Daerah pembelahan sel, terdapat di bagian ujung akar. Sel-sel di daerah ini aktif membelah (bersifat meristematik)

b.b.Daerah perpanjangan sel, terletak di belakang daerah pembelahan. Sel-sel di daerah inimemiliki kemampuan untuk membesar dan memanjang.

c.c.Daerah diferensiasi sel, merupakan daerah yang sel-selnya berdiferensiasi menjadi sel-sel yang mempunyai fungsi dan struktur khusus.

2.2.Pertumbuhan sekunder adalah pertumbuhan yang dapat menambah diameter batang. Pertumbuhan sekunder merupakan aktivitas sel-sel meristem sekunder yaitu kambium dan kambium gabus. Pertumbuhan ini dijumpai pada tumbuhan dikotil.

Macam-macam Perkecambahan pada Biji

1.Perkecambahan hipogeal: apabila terjadi pembentanga ruas batang teratas (epikotil) sehingga daun lembaga tertarik keatas tanah tetapi kotiledon tetap di dalam tanah.
Contoh: perkecambahan pada biji kacang tanah dan kacang kapri.

2.Perkecambahan epigeal: apabila terjadi pembentangan ruas batang di bawah daun lembaga atau hipokotil sehingga mengakibatkan daun lembaga dan kotiledon terangkat ke atas tanah.
Contoh: perkecambahan pada biji buncis dan biji jarak.

Faktor-faktor yang mempengaruhi Pertumbuhan pada tumbuhan

1.Faktor eksternal / lingkungan: faktor ini merupakan faktor luar yang erat sekali hubungannya dengan proses pertumbuhan dan perkembangan. Beberapa faktor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan tumbuhan adalah sebagai berikut:

1.Air dan mineral

2.Kelembaban.

3.Suhu

4.Cahaya

2.Faktor internal: faktor yang melibatkan hormon dan gen yang akan mengontrol pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.

Macam-macam hormon pada tumbuhan:

1.1.Auksin

2.2.Giberelin

3.3.Sitokinin

4.4.Gas Etilen

5.5.AsamAbsisat

6.Kalin

Macam-macam hormon kalin adalah sebagai berikut.:

a.Rhizokalin: merangsang pembentukan akar

b.Kaulokalin: merangsang pembentukan batang

c.Anthokalin: merangsang pembentukan bunga

d.Filokalin: merangsang pembentukan daun

Pengaruh Cahaya pada pertumbuhan Tumbuhan:

Cahaya bermanfaat bagi tumbuhan terutama sebagai energi yang nantinya digunakan untuk proses fotosintesis. Cahaya juga berperan dalam proses pembentukan klorofil. Akan tetapi cahaya dapat bersifat sebagai penghambat (inhibitor) pada proses pertumbuhan, hal ini terjadi karena cahaya dapat memacu difusi auksin ke bagian yang
tidak terkena cahaya. Sehingga, proses perkecambahan yang diletakan di tempat yang gelap akan menyebabkan terjadinya etiolasi

Pengaruh Nutrien pada pertumbuhan Tumbuhan:

No	Unsur hara	FUNGSI
1	Belerang (S)	Merupakan komponen utama protein dan koenzim pada tumbuhan
2	Fosfor (P)	Merupakan komponen pembentuk asam nukleat, fosfolipid, ATP dan beberapa koenzim
3	Magnesium (Mg)	Merupakan komponen klorofil dan mengaktifkan banyak enzim pada tumbuhan
4	Kalsium (Ca)	Merupakan unsur penting dalam pembentukan dan stabilitas dinding sel, memelihara struktur dan permeabilitas membran, dan mengaktifkan banyak enzim pada tumbuhan
5	Kalium (K)	Merupakan kofaktor yang berfungsi dalam sintesis protein
6	Nitrogen (N)	Merupakan komponen asam nukleat, protein, hormon dan koenzim
7	Oksigen (O)	Merupakan komponen utama senyawa organik tumbuhan
8	Karbon (C)	Merupakan komponen utama senyawa organik tumbuhan
9	Hidrogen (H)	Merupakan komponen utama senyawa organik tumbuhan
10	Molibdenum (Mo)	Komponen esensial untuk fiksasi nitrogen
11	Nikel (Ni)	Kofaktor untuk enzim yang berfungsi dalam metabolisme nitrogen
12	Seng (Zn)	Merupakan unsur yang aktif dalam pembentukan klorofil, mengaktifkan beberapa enzim
13	Mangan (Mn)	Merupakan unsur yang aktif dalam pembentukan klorofil, mengaktifkan beberapa enzim
14	Besi (Fe)	Merupakan komponen sitokrom, mengaktifkan beberapa enzim
15	Klor (Cl)	Diperlukan untuk tahapan pemecahan air pada fotosintesis, diperlukan dalam menjaga keseimbangan air

METABOLISME

Metabolisme adalah proses penyusunan (anabolisme) dan pembongkaran (katabolisme) zat-zat dalam tubuh organisme.

A. Enzim

Reaksi metabolisme merupakan reaksi enzimatis yang melibatkan enzim. Sifat-sifatnya sbb:

1. merupakan protein.
2. biokatalisator (katalisator hidup yang mempercepat reaksi kimia tetapi tidak berubah setelah selesai reaksi.
3. mempercepat reaksi kimia dengan jalan menurunkan energi aktivasi.
4. tidak mengubah keseimbangan reaksi.
5. bekerja sangat spesifik, yaitu satu substrat, satu enzim.
6. memiliki sisi aktif atau sisi katalistik, yaitu bagian enzim tempat substrat berkombionasi.
7. substrat “asing” berfungsi menghambat reaksi disebut inhibitor dan yang berfungsi mempercepat reaksi disebut aktivator.

Faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim:

1. konsentrasi substrat,
2. konsentrasi enzim,
3. temperatur,
4. prubahan pH.

B. Respirasi Aerob dan Anaerob

Respirasi merupakan oksidasi senyawa organik secara terkendali untuk membebaskan energi bagi pemeliharaan dan perkembangan makhluk hidup.

1. Respirasi aerob, yaitu respirasi yang membutuhkan oksigen bebas.

2. Respirasi anaerob, yaitu respirasi yang tidak membutuhkan oksigen bebas.

Respirasi sel secara aerob berlangsung melalui empat tahap, yaitu:

1. Glikolisis

• berlangsung di sitoplasma,
• berlangsung secara anaerob,
• mengubah satu molekul glukosa menjadi dua molekul asam piruvat,
• dihasilkan energi sebesar 2 ATP dan 2 NADH untuk setiap molekul glukosa.

2. Dekarboksilasi Oksidatif Asam Piruvat

• berlangsung pada matriks mitokondria,
• mengubah asam piruvat menjadi Asetil Koenzim A,
• dihasilkan 1 NADH dan CO2 untuk setiap pengubahan molekul asam piruvat menjadi Asetil Koenzim A.

3. Siklus Kreb’s

• berlangsung pada matriks mitokondria,
• mengubah Asetil Koenzim A menjadi CO2,
• untuk tiap molekul senyawa Asetil Koenzim A dihasilkan 1 ATP, 1 FADH, dan 3 NADH.

4. Rantai Transpor Elektron

• NADH dan FADH merupakan senyawa pereduksi yang menghasilkan ion hidrogen,
• melalui rantai respirasi, hidrogen dari NADH dan FADH yang dihasilkan pada proses glikolisis. Dekarboksilasi oksidatif asam piruvat dan siklus kreb’s dilepaskan ke oksigen (sebagai senyawa penerima hidrogen terakhir), untuk membentuk H20 dengan melepaskan energi secara bertahap,
• satu molekul NADH akan menghasilkan 3 ATP, sedangkan satu molekul FADH akan menghasilkan 2 ATP.

Pada respirasi anaerob jalur yang ditempuh meliputi:

1. glikolisis
2. pembentukkan alhokol (fermentasi alkohol) atau pembentukkan asam laktat (fermentasi asam laktat). Contoh organisme yang melakukan fermentasi alkohol adalah ragi. Reaksi fermentasi adalah:

• C6H12O6 (glukosa) → 2 CH3-CH2-OH (etanol) + 2 CO2 + E
• contoh organisme yang melakukan fermentasi asam susu adalah bakteri asam susu yang menyebabkan asamnya susu.

C. Fotosintesis

Fotosintesis adalah proses pembentukkan bahan organik dari bahan organik dengan bantuan cahaya dan kloroplas. Proses fotosintesis terjadi pada kloroplas dengan dua tahap reaksi, yaitu:

1. Reaksi Terang

• terjadi pada tilakoid (grana) kloroplas,
• terjadi proses fotolisis air sehingga dihasilkan oksigen. Jadi, oksigen dihasilkan dari H2O,
• reaksi tergantung pada cahaya untuk mengubah energi cahaya menjadi energi kimia berupa ATP dan NADPH.

2. Reaksi Gelap

• terjadi pada stroma kloroplas,
• reaksi yang dapat (bukan harus) berlangsung dalam gelap karena enzim-enzim untuk fiksasi CO2 pada stroma kloroplas tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan ATP dan NADPH yang dihasilkan dari reaksi terang,
• menggunakan daur Calvin (daur reduksi karbon, daur C-3) yang terdiri atas tiga bagian utama, yaitu:

1. karboksilasi adalah penambahan CO2 ke RuBp (Ribulosa Bi Pospat) membentuk dua molekul APG (Asam Pospo Gliserat) dengan bantuan enzim karboksilase,
2. reduksi adalah perubahan gugus karboksil dalam APG menjadi gugus aldehid dalam PGAL (Pospo Gliserat Aldehid),
3. regenerasi adalah pembentukkan kembali RuBp yang diperlukan untuk bereaksi dengan CO2 yang berdifusi ke dalam daun melalui stomata.

D. Kemosintesis

Kemosintesis adalah asimilasi karbon yang energinya berasal dari reaksi-reaksi kimia dan tidak diperlukan klorofil. Umumnya dilakukan oleh mikroorganisme, misalnya bakteri. Organismenya disebut kemoautotrof. Bakteri kemoautotrof ini akan mengoksidasi senyawa-senyawa tertentu dan energi yang timbul digunakan untuk asimilasi karbon.

• contoh bakteri nitrit: Nitrosomonas, Nitrosococcus
• contoh bakteri nitrat: Nitrobacter
• contoh bakteri belerang: Thiobacillus, Begiatoa

E. Percobaan Tentang Fotosintesa dan Respirasi

1. Ingenhouz

• tujuan: membuktikan pada fotosintesis dilepaskan oksigen,
• obyek: tanaman air Hydrilla verticillata,
• hasil: tanaman air yang ditutup dengan corong terbalik dan ditempatkan di bawah sinar matahari maka timbullah gelembung-gelembung gas (oksigen).

2. Engelmann

• tujuan: membuktikan pada fotosintesis mutlak diperlukan klorofil,
• obyek: ganggang Spyrogira dan bakteri oksigen,
• hasil: hanya kloroplas yang terkena sinar yang melepaskan oksigen, hal ini terbukti dengan berkerumunnya bakteri oksigen di sekitar tempat yang terkena sinar.

3. Sachs

• tujuan: membuktikan bahwa pada fotosintesis dihasilkan amilum,
• obyek: daun yang sebagian ditutup dan reagent Yodium,
• hasil: daun yang menjadi obyek dimasukkan ke air panas kemudian ke alkohol dan kemudian ke reagent Yodium. Hasilnya adalah daun yang tidak ditutup berwarna hitam dan yang ditutup tidak berwarna.

4. Percobaan Respirasi pada Hewan

• tujuan: mempelajari respirasi pada hewan, melihat faktor-faktor yang mempengaruhi jumlah kebutuhan oksigen pada hewan saat bernafas.