< PreviousPraktis Belajar Biologi untuk Kelas XII2Pertumbuhan mengandung pengertian pertambahan ukuran, dapatberupa volume, massa, tinggi, dan ukuran lainnya yang dapat dinyatakandalam bilangan atau bentuk kuantitatif. Adapun perkembangan mengandungpengertian bertambah dewasanya suatu individu (Gambar 1.1).Makhluk hidup dikatakan dewasa jika alat-alat reproduksinya telahberfungsi. Tumbuhan akan berbunga dan hewan akan menghasilkan sel-selkelamin. Ada pula yang mengartikan perkembangan sebagai perubahan akibatproses diferensiasi yang menyebabkan perbedaan struktur dan fungsi organ-organ makhluk hidup sehingga semakin kompleks. Dengan demikian,perkembangan merupakan perubahan kualitas suatu individu.1.PertumbuhanSecara harfiah, pertumbuhan diartikan sebagai perubahan yang dapatdiketahui atau ditentukan berdasarkan sejumlah ukuran atau kuantitasnya.Pertumbuhan meliputi bertambah besar dan bertambah banyaknya sel-selpada jaringan.Proses yang terjadi pada pertumbuhan adalah suatu kegiatan yangirreversible (tidak dapat kembali ke bentuk semula). Akan tetapi, pada beberapakasus, proses tersebut dapat reversible (terbalikkan) karena pada pertumbuhanterjadi pengurangan ukuran dan jumlah sel akibat kerusakkan sel ataudediferensiasi sel. Sebagai contoh, jika Anda akan memperbanyak tumbuhanmelalui cara vegetatif, bagian manakah yang akan Anda pakai? Bunga, buah,ataukah batang? Pilihannya tentu akan jatuh pada batang. Walaupun semuaorgan tersebut memiliki aktivitas pembelahan sel, semuanya disusun olehjenis sel yang berbeda. Bunga dan buah merupakan organ reproduksi yangdisusun oleh sel-sel reproduktif atau embrionik, sedangkan cabang ataubatang disusun oleh sel-sel tubuh atau somatik.Sel-sel tubuh (somatik) memiliki potensi untuk tumbuh kembalimembentuk jaringan yang sama, sedangkan sel embrionik tidak. Denganaktivitas perbanyakan sel tersebut, akan dihasilkan kembali sel-selmeristematis yang akan menjadi batang, akar, daun, dan bagian reproduktif.Adapun sel embrionik akan mati karena tidak ada sokongan sel lainnya.Selama proses tumbuhnya akar, batang, ataupun daun pertumbuhan dapatdikuantifikasi dalam bentuk panjang akar, jumlah daun, tinggi tumbuhan,atau bahkan berat total tumbuhan. Berdasarkan gambaran tersebut, dapatditarik suatu kesimpulan bahwa pertumbuhan merupakan perubahankuantitatif dari ukuran sel, organ, atau keseluruhan organisme.2.PerkembanganPerkembangan makhluk hidup lebih tepat diartikan sebagai suatuperubahan kualitatif yang melibatkan perubahan struktur serta fungsi yanglebih kompleks. Seperti yang telah Anda ketahui, organ kulit pada manusiatumbuh bersamaan dengan bertambahnya ukuran tubuh. Akan tetapi, ketikamencapai kedewasaan, hanya pada bagian tertentu dari tubuh kita mulaibermunculan rambut tambahan. Selain itu, organ-organ tertentu mulaitumbuh membesar, seperti bagian dada pada perempuan dan jakun padalaki-laki. Mengapa semua itu hanya tumbuh pada masa tertentu saja, tidakbersamaan dengan pertumbuhan organ lainnya? Suatu hal yang patut kitapahami dalam perkembangan adalah adanya diferensiasi sel.APertumbuhan dan Perkembanganpada TumbuhanSumber: Biology, 1999Pertumbuhan dan perkembangantumbuhan. Tumbuhan dewasaberasal dari biji yang mengalamipertumbuhan danperkembangan.Manakah ciri perkembangan danciri pertumbuhan pada tumbuhantersebut?•Diferensiasi•Perkembangan•PertumbuhanKata Kunci1.Sebutkan contohpertumbuhan danperkembangan yang Andaketahui.2.Faktor abiotik apa sajakahyang Anda ketahui dapatmemengaruhi pertumbuhantumbuhan?PramateriSoalGambar 1.1Pertumbuhan dan Perkembangan3Diferensiasi dapat diartikan sebagai perubahan sel menjadi bentuk lainnyayang berbeda baik secara fungsi, ukuran, maupun bentuk. Contoh mudahmengenai diferensiasi dapat Anda temukan pada pembentukan bunga. Amatidari mana bunga tersebut berasal. Apakah sama dengan awal mulanya tumbuhtunas? Mengapa pada bagian tersebut yang tumbuh justru bunga? Diferensiasijuga terjadi pada bagian tubuh manusia, yakni pada pembentukan sel-selkelamin (gonad) ketika embriogenesis. Contoh lainnya pada prosespembentukan anak ayam dari embrio dalam telur. Pada proses diferensiasi,dapat terjadi dua hal penting, yakni perubahan struktural yang akanmengarah pada pembentukan organ, serta perubahan kimiawi yang dapatmeningkatkan kemampuan sel.Dapatkah Anda menghitung perkembangan yang terjadi, baik dalamjumlah maupun ukuran? Tentu akan sulit, karena semua proses tersebut terjadisecara kualitatif dan hanya dapat dibandingkan secara subjektif tanpa ukuranyang tepat. Proses perkembangan banyak berkaitan dengan faktor internalyang terjadi pada waktu yang tidak bersamaan. Oleh karena itu, perkembangandapat didefinisikan sebagai suatu proses perubahan yang diikuti olehpendewasaan dan kematangan sel, serta diiringi oleh spesialisasi fungsi sel.3.Macam-Macam Pertumbuhan dan PerkembanganPertumbuhan pada tumbuhan ada yang berupa pertumbuhan primer,ada pula yang berupa pertumbuhan sekunder. Kedua pertumbuhan inisebenarnya berasal dari jaringan yang sama, yakni meristem. Meristemmerupakan suatu jaringan yang memiliki sifat aktif membelah. Pertumbuhanprimer berasal dari meristem primer, sedangkan pertumbuhan sekunderberasal dari meristem sekunder. Adakah perbedaan lain di antara keduamacam pertumbuhan tersebut?a.Pertumbuhan PrimerPertumbuhan yang terjadi selama fase embrio sampai perkecambahanmerupakan contoh pertumbuhan primer. Struktur embrio terdiri atas tunasembrionik yang akan membentuk batang dan daun, akar embrionik yangakan tumbuh menjadi akar, serta kotiledon yang berperan sebagai penyediamakanan selama belum tumbuh daun.Jika biji berkecambah, struktur yang pertama muncul adalah radikulayang merupakan bakal akar primer. Radikula adalah bagian dari hipokotildan merupakan struktur yang berasal dari akar embrionik. Pada bagian ujungatas, terdapat epikotil, yakni bakal batang yang berasal dari tunas embrionik.Tahap awal pertumbuhan pada tumbuhan monokotil berbeda dengandikotil. Pada monokotil, akan tumbuh koleoptil sebagai pelindung ujung bakalbatang. Begitu koleoptil muncul di atas permukaan tanah, pucuk daun pertamaakan muncul menerobos koleoptil. Biji masih tetap berada di dalam tanah danmemberi suplai makanan kepada kecambah yang sedang tumbuh. Per-kecambahan seperti ini dinamakan perkecambahan hipogeal (Gambar 1.2a).Bagaimanakah perkecambahan pada tumbuhan dikotil? Pada dikotiltidak muncul koleoptil. Dari dalam tanah, kotiledonnya akan muncul keatas permukaan tanah bersamaan dengan munculnya daun pertama.Kotiledon akan memberi makan bakal daun dan bakal akar sampai keduanyadapat mengadakan fotosintesis. Itulah sebabnya, lama-kelamaan kotiledonmenjadi kecil dan kisut. Perkecambahan yang kotiledonnya terangkat kepermukaan tanah dinamakan perkecambahan epigeal. Perhatikan Gambar1.2b (Moore, et al, 1995: 404).•Koleoptil•Kotiledon•Meristem•Perkecambahan•Pertumbuhan primerKata KunciTali putri (Cuscuta sp.),tumbuhan parasit yang tubuhnyamemanjang seperti bakmi, bisamemilih korban dari baunya.Saat tunas barunya muncul daritanah, tumbuhan tersebut dapatmembedakan calon korbandengan mengendus volatileatauzat kimia yang dilepaskantumbuhan lain. Tali putri harusmencari sumber makanan daritumbuhan lain karena tidakmampu melakukan fotosintesis.Ia juga tidak membentuk akarseperti yang dilakukan tumbuhanpada umumnya.Sumber: www.kompas.com, 02Oktober 1996WawasanBiologiPraktis Belajar Biologi untuk Kelas XII4abSumber: Botany, 1995Pada ujung pucuk dan ujung akar, terdapat jaringan yang bersifat meris-tematik. Jaringan meristem yang terletak di ujung akar menyebabkanpemanjangan akar. Pertambahan panjang akar pada jagung mencapai 1 cmper hari. Ujung akar akan menghasilkan tudung akar. Tudung akar akanmenghasilkan lendir yang dapat mempermudah akar menembus tanah.Menurut Hopson (1990: 475), pada ujung akar terdapat tiga daerahpertumbuhan berturut-turut dari ujung ke pangkal, yakni daerah pembelahan,daerah pemanjangan, dan daerah diferensiasi. Untuk lebih jelasnya, per-hatikan Gambar 1.3Tudung akarSumber: Essentials of Biology, 1990Sumber: Biology, 1995ab(a) Perkecambahan hipogealpada monokotil dan(b) perkecambahan epigeal padatumbuhan dikotilApa saja perbedaan keduaperkecambahan tersebut?Daerah pembelahan, daerahpemanjangan, dan daerahdiferensiasi terdapat pada ujungakar.KoleoptilRadikulaKoleoptilHipokotilRadikulaKotiledonKotiledonEpikotilHipokotilDaerah pembelahanDaerah pemanjanganDaerah pematangan dan diferensiasiSel-sel di daerah pembelahan akan membelah secara mitosis sehingga selnyabertambah banyak. Daerah pemanjangan akan membentuk bakal epidermis kearah luar. Pada daerah diferensiasi, sel-selnya akan berdiferensiasi membentukkomponen pembuluh angkut, epidermis, dan bulu-bulu akar.Ujung pucuk juga merupakan jaringan meristematik. Jaringan ini akanberdiferensiasi menjadi epidermis, floem, xilem, korteks, dan empulur.Meristem ini dilindungi oleh primordium daun. Letak primordium daunpada batang mengikuti pola berhadapan atau pola bergantian yang nantinyaakan membentuk rangkaian daun sesuai dengan pola tersebut (Gambar 1.4).b.Pertumbuhan SekunderSemakin tua, batang tumbuhan dikotil akan semakin membesar. Hal inidisebabkan adanya proses pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunderini tidak terjadi pada tumbuhan monokotil. Bagian yang paling berperandalam pertumbuhan sekunder ini adalah kambium dan kambium gabusatau felogen. Ke arah dalam, kambium akan membentuk pembuluh kayu(xilem), sedangkan ke arah luar kambium akan membentuk pembuluh tapis(floem). Kambium pada posisi seperti ini dinamakan kambium intra-vaskular. Sel-sel parenkim yang terdapat di antara pembuluh, lama-kelamaanberubah menjadi kambium. Kambium ini dinamakan kambium intervaskular.(a) Rangkaian daun dengan polabergantian dan(b) pola berhadapanGambar 1.2Gambar 1.3Gambar 1.4Pertumbuhan dan Perkembangan5Kedua macam kambium tersebut lama-kelamaan akan bersambungan.Posisi kambium yang semula terpisah-pisah, kemudian akan berbentuklingkaran. Kedua macam kambium ini akan terus berkembang membentukxilem sekunder dan floem sekunder sehingga batang menjadi semakinbesar. Perhatikanlah Gambar 1.5. Akibat semakin besarnya batang,diperlukan jalan untuk mengangkut makanan ke arah samping (lateral).Untuk keperluan tersebut, dibentuklah jari-jari empulur.Aktivitas kambium bergantung pada keadaan lingkungan. Pada musimkemarau, kambium tidak aktif. Walaupun aktif, kambium hanya akanmembentuk sel-sel xilem berdiameter sempit. Ketika air berlimpah, kambiumakan membentuk sel-sel xilem dengan diameter besar. Perbedaan ukurandiameter ini akan menyebabkan terbentuknya lingkaran-lingkaran padapenampang melintang batang. Lingkaran ini dikenal dengan lingkarantahun, yang dapat digunakan untuk memperkirakan umur tumbuhan.acbXilem primerProkambiumFloem primerKambiumEpidermisXilem primerXilem sekunderKambiumFloem sekunderFloem primerKorteksabcSumber: Essentials of Biology, 1990Sementara itu, kambium gabus atau felogen juga melakukan aktivitasnya.Felogen ini akan membentuk lapisan gabus. Ke arah dalam, felogen mem-bentuk feloderm yang merupakan sel-sel hidup dan ke arah luar membentukfelem (jaringan gabus) yang merupakan sel-sel mati. Lapisan gabus perludibentuk karena fungsi epidermis sebagai pelindung tidak memadai lagi.Hal ini diakibatkan oleh pertumbuhan sekunder yang dilakukan kambiummendesak pertumbuhan ke arah luar. Hal tersebut mengakibatkan rusaknyaepidermis sehingga kulit batang menjadi pecah-pecah. Adanya lapisan gabusmengakibatkan batang menjadi lebih terlindungi dari perubahan cuaca. Zatsuberin pada sel-sel gabus dapat mencegah penguapan air dari batang. Agarpertukaran gas tetap berjalan lancar, di beberapa bagian dari permukaanbatang terdapat lentisel. Ingatlah kembali pelajaran tentang jaringantumbuhan di kelas XI.Perjalanan pertumbuhan batangtampak pada (a) pertumbuhanprimer awal, (b) pertumbuhanprimer akhir, dan (c) pertumbuhansekunder.Apa saja perbedaannya?•Felogen•Floem•Kambium•Lingkaran tahun•Pertumbuhan sekunder•XilemKata KunciPertumbuhan TumbuhanTujuanMengamati pertumbuhan tumbuhanAlat dan BahanAuksanometer, dua buah tumbuhan dalampot, busur, bandul, jarum, kerekan, danbenang kasurLangkah Kerja1.Bersama kelompok Anda, pasangkanauksanometer seperti terlihat padagambar di samping. Mintalah bantuanguru Anda untuk memasangkan alattersebut dan memberitahukan carakerjanya.BusurderajatPenyanggaJarumpenunjukKerekanBenang kasurBandulTumbuhanpada potKegiatan 1.1Gambar 1.5Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII6BFaktor-Faktor yang MemengaruhiPertumbuhan dan Perkembangan TumbuhanPernahkah Anda memerhatikan pertumbuhan dan perkembangantumbuhan yang berada di daerah berbeda? Walaupun tumbuhan tersebutsatu jenis, pertumbuhan dan perkembangannya menunjukkan perbedaan,bukan? Permasalahan tersebut umum kita temukan di bidang pertanian.Meskipun pada prinsipnya pohon kelapa dapat tumbuh di mana saja, tetapihasil yang diperoleh akan bervariasi jika ditanam bertahap mulai dari daerahpantai (dataran rendah) hingga ke daerah pegunungan (dataran tinggi). Iklimyang sesuai diperlukan oleh tumbuhan agar dapat mengolah makanannyasecara optimal dan didukung oleh kondisi tanah yang merupakan sumbermakanan selama hidupnya.Faktor lingkungan yang mendukung, ditambah dengan potensi daridalam tubuh tumbuhan merupakan kombinasi yang mengoptimalkanproduktivitas tumbuhan. Dengan demikian, ada dua hal yang berpengaruhterhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, yaitu:1.faktor internal, contohnya hormon yang mengontrol pertumbuhan danperkembangan;2.faktor eksternal, contohnya kondisi fisik kimia lingkungan, sepertipanjang pendeknya hari, temperatur, sumber nutrisi, dan pencahayaan.Jadi, dapat dikatakan bahwa pertumbuhan dan perkembangan adalah hasildari interaksi antara faktor internal (potensi genetik) dengan faktor eksternal(kondisi lingkungannya). Hilangnya pertumbuhan suatu organ atau jaringanmakhluk hidup dapat disebabkan oleh salah satu faktor di atas saja atau dapatdisebabkan oleh kedua-duanya.Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda.1.Apakah perbedaan antara pertumbuhan dan per-kembangan?2.Sebutkan tiga daerah pertumbuhan pada akar.3.Jelaskan proses pertumbuhan sekunder padatumbuhan.Soal PenguasaanMateri 1.12.Setelah alat dan bahan terpasang seperti pada gambar, amatilah pertumbuhanyang terjadi pada tumbuhan yang Anda amati.3.Amatilah selama satu minggu dan siram tumbuhan tersebut setiap hari. Amatipertumbuhan tumbuhan setiap satu hari sekali.4.Hitunglah pertumbuhan yang terjadi menggunakan rumus:P = 360B × 2QrP= Panjang tumbuhan hasil pengukuranα= Sudut yang dibentuk oleh jarum auksanometer360= Sudut lingkaran2π= Keliling lingkaranr= Jari-jari busur5.Diskusikan hasilnya dengan kelompok Anda, buatlah laporannya danpresentasikan di depan kelas.Jawablah pertanyaan berikut untuk menyimpulkan fakta.1.Bagaimanakah pertumbuhan pada tumbuhan yang Anda amati?2.Apakah pertumbuhan tumbuhan setiap harinya sama ataukah berbeda?Menurut Anda apakah yang menyebabkan terjadinya hal tersebut?3.Kesimpulan apakah yang Anda dapatkan dari kegiatan ini?TokohBiologiSumber: Concise Encyclopedia:Nature, 1994Jan Baptista van Helmont(1579–1644)Ia merupakan seorang ahlikimia dari Belgia. Iamerupakan orang yangmelakukan penelitian awaltentang pertumbuhan padatumbuhan.Pertumbuhan dan Perkembangan7•Faktor eksternal•Faktor internal•HormonKata KunciSecara genetis, tumbuhan memiliki kloroplas. Akan tetapi, jika tidakada cahaya, kloroplas tersebut tidak akan terbentuk. Tidak terbentuknyakloroplas dapat disebabkan oleh faktor genetis dan faktor lingkungan.Kloroplas pada tumbuhan dapat tidak terbentuk karena tidak diproduksinyaenzim yang diperlukan dalam pembentukan kloroplas atau karenalingkungan tidak menyediakan cahaya atau mineral yang penting dalampembentukan kloroplas.1.Faktor InternalFaktor internal dipicu oleh serangkaian proses yang terjadi dalam sel,seperti pembelahan, pemanjangan, dan diferensiasi. Umumnya, faktor-faktorinternal yang ada di dalam tubuh ini berupa senyawa biokimia, sepertihormon dan enzim.Hormon merupakan senyawa kimia yang diproduksi dalam konsentrasiyang kecil oleh tubuh yang akan memengaruhi sel atau organ target. Padabahasan ini, kita akan mengenal beberapa hormon pada tumbuhan yangmembantu dalam proses pertumbuhan dan perkembangan (Moore, et al,1995: 275).a.AuksinPada 1800-an, Charles Darwin mengamati pertumbuhan rumput yangselalu menuju arah datangnya cahaya matahari. Seorang ahli pertanian,Ciesielski, juga mengamati perkembangan akar yang membelok menuju arahbumi. Kedua kejadian ini menghasilkan pertumbuhan ujung-ujung tumbuhanyang berbelok. Hal ini baru dimengerti setelah ditemukan hormon auksinyang bertanggung jawab dalam pemanjangan sel (batang) serta gerakantropisme (gerakan sel bagian tumbuhan sesuai dengan arah datangnyarangsangan) pada tumbuhan. Auksin sangat mudah terurai oleh cahayasehingga menimbulkan gerakan fototropisme (gerakan yang disebabkan olehrangsang cahaya), seperti yang terlihat pada Gambar 1.6. Auksin yang tidakterurai oleh cahaya dapat menimbulkan pertumbuhan yang cepat di tempatgelap atau disebut etiolasi.Auksin didominasi oleh senyawa golongan IAA (Indol Asetic Acid). Dalamkonsentrasi sangat sedikit (10-5 M), auksin dapat memengaruhi tumbuhan,di antaranya:1)dapat memicu pembelahan sel dan pemanjangan sel;2)memengaruhi dalam pembentukan pucuk atau tunas baru dan jaringanyang luka.b.GiberelinGiberelin ditemukan secara tidak sengaja oleh seorang peneliti Jepangbernama Fujikuro di tahun 1930-an. Ketika itu, ia sedang mengamati penyakitBanane pada tumbuhan padi. Padi yang terserang oleh sejenis jamur memilikipertumbuhan yang cepat sehingga batangnya mudah patah. Jamur inikemudian diberi nama Gibberella fujikuroi yang menyekresikan zat kimiabernama giberelin.Giberelin ini kemudian diteliti lebih lanjut dan diketahui banyak berperandalam pembentukan bunga, buah, serta pemanjangan sel tumbuhan. Kubisyang diberi hormon giberelin dengan konsentrasi tinggi, akan mengalamipemanjangan batang yang mencolok (Gambar 1.7). Beberapa fungsi darihormon giberelin adalah:1)berperan dalam dominansi apikal, pemanjangan sel, perkembangan buah,perbungaan, dan mobilisasi cadangan makanan dari dalam biji;2)ikut berpengaruh terhadap pembentukan akar tumbuhan karena giberelinumum terdapat di bagian meristematik pada akar.Sumber: Heath Biology, 1985Percobaan yang dilakukanDarwin menunjukkanpertumbuhan koleoptilmengarah ke tempat datangnyacahaya.Gambar 1.6Sumber: Botany, 1995ab(a) Kubis yang diberi hormongiberelin. Bandingkanlah dengan(b) kubis yang tidak diberigiberelin.Gambar 1.7Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII8Sumber: Botany, 1995abc.SitokininAktivitas sitokinin pertama kali teramati ketika pembelahan sel olehFolke Skoog dari Universitas Wisconsin, Amerika Serikat. Sitokinin, sesuaidengan namanya (sito= sel, kinin= pembelahan) berperan dalam pembelahansel, pemanjangan sel, morfogenesis, dominansi apikal, dan dormansi.d.Asam absisatAsam absisat ditemukan oleh peneliti yang bekerja pada penelitiantentang dormansi pohon. Zat kimia yang diambil dari dedaunan sebuahpohon ternyata memengaruhi pertumbuhan pucuk dan menginduksipembentukan tunas. Asam absisat berperan dalam penuaan, dormansi pucuk,perbungaan, memacu sintesis etilen, dan menghambat pengaruh giberelin.e.EtilenFenomena gas etilen pertama kali diamati oleh ilmuwan mulai abad ke-19. Pada masa itu, sumber penerangan lampu jalanan yang digunakan berasaldari pemanasan oleh batubara. Pepohonan yang berada di sekitar pem-buangan gas pembakaran diketahui menggugurkan daunnya secara tidakwajar. Pada tahun 1901, sekelompok peneliti dari Rusia menemukan adanyagas etilen pada pembakaran tersebut dan menyebabkan daun berguguran.Kini, etilen telah secara luas digunakan sebagai zat pengatur tumbuhpada tumbuhan. Pengaruh etilen ini adalah sebagai berikut.1)Hormon ini akan menghambat pembelahan sel, menunda perbungaan,dan menyebabkan absisi atau pengguguran daun.2)Buah terlebih dahulu akan mengalami pematangan sebelum mengalamipengguguran. Jadi, etilen membantu dalam proses pematangan buah.Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1.8.2.Faktor EksternalFaktor-faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhandi antaranya adalah cahaya, temperatur, kandungan air, dan kesuburan tanah.a.Makanan (Nutrisi)Semua makhluk hidup membutuhkan makanan (nutrisi) untuk sumberenergi. Unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar yang disebutelemen makro atau unsur makro. Elemen makro terdiri atas karbon, oksigen,hidrogen, nitrogen, sulfur, fosfor, kalium, dan magnesium. Selain itu, adaelemen yang disebut elemen mikro atau unsur mikro seperti besi, klor,tembaga, seng, molibdenum, boron, dan nikel. Elemen mikro adalah unsuryang diperlukan tumbuhan dalam jumlah sedikit (Moore, et al, 1995: 470).Sumber: Biology Concepts &Connections, 2006•Defisiensi•Elemen makro•Elemen mikroKata KunciEtilen dapat mematangkan buahpisang yang ditaruh dalamplastik. Hasilnya, (a) pisangmatang karena pengaruh etilendari jeruk, (b) pisang matangkarena gas dari zat etilenmurni, dan (c) pematanganpisang lambat karena tidak adapengaruh etilen.abcGambar 1.8Defisiensi unsur (a) fosformenyebabkan tepi daunmenggulung dan (b) defisiensiunsur seng menyebabkan daunberukuran kecil.Gambar 1.9Pertumbuhan dan Perkembangan9UnsurMikronutrienMolibdenumTembagaSengManganBoronBesiKlorinMakronutrienSulfurFosforMagnesiumKalsiumKaliumNitrogenTabel 1.1Sumber, Fungsi, dan Gejala Kekurangan Beberapa Unsur pada TumbuhanSenyawa Tersediabagi TumbuhanFungsi pada TumbuhanGejala DefisiensiMoO42–Cu+, Cu2+Zn2+Mn2+H3BO3Fe3+, Fe2+Cl–SO42–H2PO4–, HPO42–Mg2+Ca2+K+NO3– , NH4+Fiksasi N2 pada tumbuhanKomponen plastosianin, terdapat padalignin saluran pembuluh, mengaktifkanenzim.Berperan dalam sintesis auksin, menjagastruktur ribosom, mengaktifkan beberapaenzim.Aktivator enzim, transfer elektronPertumbuhan tabung polen, mengaturfungsi enzim, berperan dalamtransportasi karbohidratDiperlukan dalam sintesis klorofil;komponen sitokrom dan feredoksin;kofaktor peroksidase dan beberapaenzimKeseimbangan tekanan osmotik,berperan dalam fotosintesisBagian dari koenzim A; asam aminosistein, dan metioninBagian dari asam nukleat, gula fosfat,dan ATP, fosfolipid pada membran sel,dan koenzimBagian dari klorofil, aktivator enzim,berperan dalam sintesis proteinMenjaga integritas membran padalamela tengah, sebagai kofaktor enzimMengatur tekanan osmosik sel tetanggapada stomata, mengaktifkan lebih dari60 jenis enzim, diperlukan untukpembentukan patiBagian dari asam nukleat, klorofil, asamamino, protein, nukleotida, dan koenzimKlorosis atau daun mudamenggulungDaun muda berwarna hijautua, menggulung, dan layuKlorosis, daun mengecil, daninternodus memendekKlorosis, nekrosisKematian meristem apikal;daun menggulung dan pucatdi bagian ujungKlorosis, batang pendek, danmenipisDaun layu, klorosis, nekrosis,kekerdilan, akar menebalKlorosisKekerdilan, pigmentasi hijautua, akumulasi pigmenantosianin, menghambatpertumbuhanKlorosis, daun memerahKematian akar dan ujungbatangKlorosis, nekrosis, akar, danbatang lemahKlorosis, kekerdilan, keungu-unguan akibat akumulasipigmen antosianinKeadaan fisiologis berupa kekurangan elemen makro atau mikro disebutdefisiensi. Defisiensi yang terjadi pada tumbuhan akan berpengaruh terhadapproses pertumbuhan. Contohnya, daun tumbuhan akan menguning jikakekurangan besi (Fe), karena Fe berfungsi dalam pembentukan klorofil. Selainitu, besi merupakan salah satu unsur yang diperlukan pada pembentukan enzim-enzim pernapasan yang mengoksidasi karbohidrat menjadi karbondioksidadan air. Contoh lainnya, jika tumbuhan kekurangan unsur fosfor, tepi daunnyaakan menggulung (Gambar 1.9). Untuk mengetahui lebih jelas mengenaiunsur-unsur yang diperlukan tumbuhan, perhatikanlah Tabel 1.1.Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII10Jadi, media tanam untuk tumbuhan harus memenuhi elemen-elemenyang dibutuhkan tumbuhan. Pemupukan merupakan salah satu carapenambahan nutrisi yang dibutuhkan tumbuhan.Pengaruh nutrisi tumbuhan dapat terlihat jika bercocok tanam meng-gunakan hidroponik. Hidroponik adalah istilah yang digunakan untukbercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam. Mediatanam dapat berupa air, kerikil, pecahan genting, dan gabus putih. Mediakultur yang sering digunakan adalah kultur air. Tumbuhan ditanam padaair yang telah dicampurkan berbagai mineral untuk menyuplai kebutuhantumbuhan. Jika tumbuhan yang ditanam pada kultur air kekurangan nutrisi,tumbuhan tidak akan tumbuh baik.b.CahayaCahaya merah, biru, hijau, dan biru violet berperan sebagai sumberenergi dalam proses fotosintesis. Makanan hasil fotosintesis yang terdapatpada tumbuhan akan digunakan untuk pertumbuhan. Biji yang ditanam danditempatkan di tempat teduh akan tumbuh cepat, tetapi abnormal (tubuhlemah). Peristiwa dinamakan etiolasi (lihat Gambar 1.10).Cahaya dapat mengubah leukoplas menjadi kloroplas. Tersedianya cahayayang memadai akan meningkatkan pembentukan kloroplas. Pada tumbuhanyang sama, tetapi hidup pada tempat yang berbeda pencahayaannya akanmenimbulkan perbedaan ukuran daun.Daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang cukup mendapatkancahaya memiliki ukuran yang lebih sempit, tetapi jaringan mesofilnya lebihtebal daripada daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang kurangmendapatkan cahaya. Tinggi tumbuhan pada tempat yang kurang cahaya,lebih tinggi daripada tumbuhan yang hidup pada tempat cukup cahaya. Halini disebabkan pada tumbuhan yang hidup pada tempat yang kurangmendapatkan cahaya, transpirasinya rendah sehingga kandungan air lebihtinggi. Tingginya kandungan air memacu pembelahan sel dan pelebaran sel.Akan tetapi, berat tumbuhan menjadi lebih rendah karena aktivitas fotosintesisrendah. Stomata pada tumbuhan yang berada di tempat yang kurangmendapatkan cahaya memiliki jumlah lebih sedikit, tetapi ukurannya besar.Tumbuhan yang berada pada tempat yang mendapatkan cahaya cukup,memiliki jumlah stomata lebih banyak dengan ukuran yang kecil. Sistemperakaran tumbuhan yang hidup pada tempat yang cukup mendapatkancahaya lebih lebat dibandingkan dengan sistem perakaran tumbuhan yangberada pada tempat kurang mendapatkan cahaya.Adanya perbedaan letak geografis menyebabkan perbedaan lamanyapencahayaan yang diterima oleh tumbuhan. Pada daerah yang memilikiempat musim, kadang-kadang waktu siang lebih lama daripada waktu malamatau waktu malam lebih lama daripada waktu siang.Respons tumbuhan terhadap lama pencahayaan dinamakan foto-periodisme. Respons tumbuhan yang dimaksud adalah pertumbuhan,perkembangan, dan produksi. Fotoperiodisme dikendalikan oleh fitokromSumber: Botany, 1995Sumber: Biology: DiscoveringLife, 1991abO2, H2OCO2H2OKomponen utama molekul organiktumbuhanKomponen utama molekul organiktumbuhanKomponen utama molekul organiktumbuhanJarang terjadiJarang terjadiJarang terjadiTumbuhan dapat melakukanproses fotosintesis karenamemiliki zat hijau daun, yangdisebut klorofil. Zat tersebutmerupakan zat yangmemengaruhi warna hijau padadaun. Bagaimanakah dengandaun yang berwarna merah,apakah pada daun tersebut,proses fotosintesis tetapterjadi?Ternyata daun yang berwarnamerah juga melakukan prosesfotosintesis. Warna merah padadaun dipengaruhi oleh pigmenantosianin (zat berwarnamerah). Semua daunmengandung klorofil yangbermanfaat dalam prosesfotosintesis.Sumber: Heath Biology, 1985WawasanBiologiOksigenKarbonHidrogenPertumbuhan kecambah (a) ditempat gelap dan (b) di tempatterangGambar 1.10Pertumbuhan dan Perkembangan11TokohBiologiSumber: Concise Encyclopedia:Nature, 1994yang ditemukan oleh Sterling B. Hendrik. Fitokrom adalah suatu proteinberwarna biru pucat yang terdistribusikan pada jaringan tumbuhan dengankonsentrasi rendah serta mampu menerima cahaya merah (M = 660 nm) daninfra merah (M = 730 nm).Berdasarkan respon tumbuhan terhadap waktu terang atau waktu gelap,tumbuhan dapat dibedakan menjadi tumbuhan hari pendek (short-day plant),tumbuhan hari panjang (long-day plant), dan tumbuhan hari netral (neutral-day plant). Penggolongan ini sebenarnya bergantung waktu gelap.Tumbuhan hari pendek adalah tumbuhan yang membentuk bunga jikalamanya waktu malam lebih panjang daripada waktu siang. Tumbuhan yangtergolong hari pendek adalah kedelai, tembakau, stroberi dan Chrysanthemumindicum.Tumbuhan hari panjang adalah tumbuhan yang membentuk bunga jikalamanya waktu malam lebih pendek daripada waktu siang. Tumbuhan yangtermasuk long-day plant adalah gandum, bit, dan bayam.Tumbuhan hari netral adalah tumbuhan yang berbunga jika lamanyawaktu siang sama dengan waktu malam. Tumbuhan yang tergolong neutral-day plant adalah jagung, kacang merah, mentimun, dan kapas.c.TemperaturTemperatur sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan. Halini karena berkaitan dengan aktivitas enzim dan kandungan air dalam tubuhtumbuhan. Semakin tinggi temperatur, semakin besar pula transpirasi. Akantetapi, kandungan air dalam tubuh tumbuhan akan semakin rendah sehinggaproses pertumbuhan akan semakin lambat. Temperatur yang rendah dapatmemecahkan masa istirahat pucuk atau biji. Perlakuan temperatur yangrendah akan memacu pembentukan ruas yang lebih panjang daripada ruasdari tumbuhan yang tumbuh di daerah bertemperatur tinggi. Perlakuandengan temperatur dapat merangsang perkecambahan biji, peristiwa inidinamakan vernalisasi.Termoperiodis adalah perbedaan temperatur antara siang dan malam,yang dapat berpengaruh terhadap pertumbuhan suatu jenis tumbuhan.Tumbuhan tomat akan tumbuh baik jika temperatur siang mencapai 26°Cdan temperatur malam mencapai 20°C. Pembentukan buah terjadi jikatemperatur malam mencapai 15°C. Akan tetapi, buah tidak terbentuk jikatemperatur malam mencapai 25°C.d.AirAir merupakan senyawa yang sangat penting bagi tumbuhan. Airberfungsi membantu reaksi kimia dalam sel. Selain itu, air menunjang prosesfotosintesis dan menjaga kelembapan.Kandungan air yang terdapat dalam tanah berfungsi sebagai pelarutunsur hara sehingga unsur hara tersebut mudah diserap oleh tumbuhan.Selain itu, air memelihara temperatur tanah yang berperan dalam prosespertumbuhan. Pertumbuhan akan berlangsung lebih aktif pada malam haridaripada siang hari karena pada malam hari kandungan air dalam tubuhtumbuhan lebih tinggi daripada siang hari.e.pHDerajat keasaman tanah (pH tanah) sangat berpengaruh terhadapketersediaan unsur hara yang diperlukan oleh tumbuhan. Pada kondisi pHtanah netral unsur-unsur yang diperlukan, seperti Ca, Mg, P, K cukuptersedia. Adapun pada pH asam, unsur yang tersedia adalah Al, Mo, Zn,yang dapat meracuni tubuh tumbuhan.Stephen Hales(1677–1761)Ia adalah seorang ahli kimiadari Inggris. Ia menerbitkanbuku Vegetable staticks, bukuyang menjelaskan penelitianlengkap mengenaipertumbuhan tumbuhan dantranspirasi.•Fitokrom•Fotoperiodisme•Tumbuhan hari netral•Tumbuhan hari panjang•Tumbuhan hari pendek•Termoperiodisitas•VernalisasiKata KunciNext >