STRUKTUR DAN FUNGSI TUBUH TUMBUHAN A.Struktur dan Fungsi Akar 1.Fungsi Akar Asal akar adalah dari akar lembaga (radix). Pada dikotil, akar lembaga terus tumbuh sehingga membentuk akar tunggang. Pada monokotil, akar lembaga mati, kemudian pada pangkal batang akan tumbuh akar-akar yang memiliki ukuran hampir sama sehingga membentuk akar serabut. Akar monokotil dan dikotil ujungnya dilindungi oleh tudung akar atau kaliptra, yang fungsinya melindungi ujung akar sewaktu menembus tanah. Sel-sel kaliptra ada yang mengandung butir-butir amilum, dinamakan kolumela. Akar pada tumbuhan memiliki fungsi bermacam-macam. Fungsi akar pada tumbuhan antara lain: 1. Menyerap air dan garam-garam mineral terlarut. 2. Untuk menyimpan cadangan makanan, seperti akar ketela pohon, bengkuang dll. 3. Memperkuat tegaknya tanaman. 4. Untuk alat respirasi menggunakan buluh akar. 5. Untuk alat reproduksi vegetatif, seperti pada cemara dan sukun. 2.Struktur Pada Akar Struktur luar (Morfologi) akar terdiri atas rambut akar dan tudung akar atau kaliptra.
• Rambut akar adalah Perpanjangan dari epidermis akar, terdapat di dekat ujung akar, Rambut akar berfungsi menyerap air dan garam mineral dari dalam tanah. • Kaliptra (tudung akar). Terdapat di ujung akar, Fungsi Kaliptra adalah melindungi sel sel akar dari kerusakan karena pertumbuhan menembus tanah. Struktur dalam (anatomi) akar secara berurutan dari luar ke dalam (penampang melintang) adalah epidermis,korteks, endodermis, dan silinder pusat. • Epidermis adalah selapis sel yang melapisi permukaan luar akar. • Korteks tersusun dari sel sel parenkim, sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan. • Endodermis adalah selapis sel tebal yang membatasi daerah korteks dengan silinder pusat. Endodermis mengatur aliran air dan mineral masuk ke xilem. • Silinder Pusat Tersusun dari periskel serta berkas pembuluh xilem (pembuluh kayu) dan floem (pembuluh tapis). B. Struktur dan Fungsi Batang 1.Fungsi Batang 1. Alat transportasi zat makanan dari akar ke daun, dan hasil asimilasi dari dan keseluruh bagian tumbuhan. 2. Alat perkembangbiakan vegetatif 3. Menyimpan cadangan makanan. 4. Tempat tumbuhnya daun, cabang dan bunga.
2. Struktur Batang 1. Struktur Mortofologi Batang Pada tumbuhan Angiospermae ada tiga tipe batang, yaitu tipe rumput (kalmus), tipe lunak berair (herbaseus atau terna), dan tipe berkayu (lignosus). pada permukaan batang berkayu terdapat lentisel, Lentisel berfungsi sebagai tempat keluar masuknya gas pada tumbuhan. Batang tumbuhan herba (terna) umumnya lunak, berwarna hijau karena berklorofil, jaringan kayunya sedikit atau tidak ada, ukuran batang kecil dan pendek. Bagian luar batang berupa lapisan epidermis yang berdinding tipis, tidak terdapat gabus dan terdapat stomata. Contoh tumbuhan herba adalah bayam, kacang, dan jagung. 2. Struktur Anatomi Batang Pada ujung batang yang sedang tumbuh, tepatnya dibelakang meristem apikal, terbentuk jaringan primer seperti yang terdapat di ujung akar terdiri atas jaringan berikut ini. • Protoderma, merupakan bagian luar yang akan membentuk epidermis. • Prokambium, terletak di bagian tengah, akan membentuk xilem, floem, dan kambium vaskular. • Meristem dasar, yaitu jaringan yang akan membentuk empulur dan korteks. Hanya tumbuhan dikotil yang memiliki kambium sehingga dapat terjadi pertumbuhan sekunder. Hal tersebut menyebabkan tumbuhan sikotil memiliki struktur sekunder.
3. Struktur Primer Batang Semua tumbuhan memiliki struktur primer, yaitu struktur jaringan yang terbentuk pada awal pertumbuhan batang pada ujung batang. Berikut ini akan dibahas struktur primer batang monokotil dan dikotil. a. Struktur Primer Batang Monokotil Struktur primer batang monokotil tediri dari epidermis pada bagian luar, dan pada bagian dalam terdiri atas sklerenkimia, parenkimia korteks, ikatan pembuluh, dan parenkima empulur. Ikatan pembuluh pada struktur primer batang monokotil tersebar acak hingga empulur, sehingga batas korteks dan empulur tidak tampal. b. Struktur Primer Batang Dikotil Srtruktur batang dikotil dibangun oleh sistem jaringan primer sebagai berikut. 1. Epidermis, jaringan ini terbentuk dari sel-sel pipih yang berfungsi melindungi jaringan didalamnya; umumnya berdiri satu lapis, dinding sel epidermis tebal dan dilapisi oleh kitin atau kutikula. 2. Korteks, jaringan ini ada dibawah epidermis yang tersusun dari sel-sel parenkimia, fungsinya untuk menyimpan cadangan makanan. pada beberapa jenis tumbuhan, dinding sel-sel parenkimianya menebal membentuk kolenkimia dan sklerenkimia, yang berfungsi memperkuat batang. 3. stele atau silinder pusat, daerah ini merupakan bagian terdalam batang. Stele tersusun oleh xilem, floem, kambium vaskular, dan empulur.
4. Struktur Sekunder Batang Hanya tumbuhan fikotil yang memiliki kambium sehingga hanya dikotil yang mengalami pertumbuhan sekunder. jaringan sekunder terbentuk akibat aktivitas kambium. Macam-macam jaringan sekunder pada tumbuhan dikotil akan di jelaskan sebagai berikut. a. Floem Sekunder Floem sekunder merupakan jaringan floem yang letaknya lebih dalam dari floem primer, yang terbentuk oleh kambium ke arah luar. Akibat terbentuknya jaringan floem sekunder, kulit batang dikotil membesar atau mengalami pertumbuhan sekunder. b. Xilem Sekunder
Xilem sekunder merupakan jaringan xilem yang dibentuk oleh jaringan kambium kearah dalam. Letak xilem sekunder lebih kearah luar dari pada letak xilem primer. Pertumbuhan jari-jari xilem tidak sama setiap tahun, tergantung pada curah hujan, persediaan air, makan dan pengaruh musim. c. Gabus dan Kambium Gabus Gabus (felem) merupakan jaringan yang dibentuk oleh kambium gabus (felogen) kearah luar. sebaliknya, kearah dalam felogen akan membentuk feloderm atau parenkima gabus. Gabus terdiri dari sel-sel yang dinding selnya mengalami penebalan oleh suberin atau bersifat impermeabel. Pada jaringan gabus dikulit batang, terdapat lentisel. Bentuknya menyerupai "bisul" yang mempunyai lubang sebagai jalan keluar masuknya udara. C. Struktur dan Fungsi Daun
1. Fungsi Daun Fungsi Daun : 1. sebagai tempat fotosintesis 2. sebagai tempat respirasi 3. sebagai tempat transpirasi 4. sebagai alat perkembangbiakan vegetative 2.Struktur Daun Struktur Morfologi 1. Bentuk daun berdasarkan tepi daun (rata, bergerigi, dsb) 2. Daun berdasarkan jumlah anak daun dalam 1 tangkai 3. Daun berdasarkan tulang daun
Struktur Anatomi Dari lapisan atas ke bawah 1. Jaringan Epidermis atas, terdiri dari sel selapis yang dilindungi oleh kutikula 2. Jaringan Palisade, sel berbentuk seperti tiang, terdapat banyak kloroplas 3. Jaringan Spons, sel berlapis-lapis, terdapat rongga udara, terdapat sedikit kloroplas, terdapat jaringan pengangkut (xylem dan floem) 4. Jaringan Epidermis bawah, terdiri dari sel selapis, terdapat stomata yang berfungsi sebagai tempat pertukaran udara. D.Struktur dan Fungsi Bunga
1.Fungsi Bunga : Fungsi Bunga • Fungsi biologi bunga yaitu sebagai organ seksual, yaitu sebagian wadah menyatunya gamet jantan (mikrospora) dan betina (makrospora) untuk menghasilkan biji. • Bunga merupakan analog dengan organ seksual pada hewan baru didasari secara ilmiah pada abad ke-17 di Eropa. • Pada bunga yang memiliki warna cerah befungsi sebagai pemikat hewan pembantu penyerbukan. • Bunga yang menghasilakan panas dan mengeluarkan aroma yang khas bertujuan memikat hewan untuk membantu penyerbukkan. • Bunga dianggap sebagai organ yang bertahan pada kondisi yang kurang beruntung bagi pertumbuhan. Sejumlah tumbuhan akan segera membentuk bunga apabila mengalami kekurangan air atau bersuhu rendah. 2.Struktur Bunga Bunga menjadi bagian dari tumbuhan. Bagian ini memiliki struktur dan fungsi tersendiri. Berikut ini penjelasan struktur dan fungsi bunga. Berdasarkan kelengkapan bagian bunga, yaitu perhiasan bunga dan alat kelamin bunga dibedakan menjadi bunga lengkap dan bunga tidak lengkap. 1. Bunga lengkap Bunga lengkap memiliki bagian-bagian dan fungsi sebagai berikut :
b. Tangkai bunga Tangkai bunga merupakan bagian bunga yang berada pada bagian bawah bunga. Tangkai bunga berfungsi sebagai penopang dan penghubung antara tangkai bunga dengan ranting. b. Dasar bunga Dasar bunga berada pada bunga bagian bawah yaitu di atas tangkai bunga. Dasar bunga berfungsi sebagai tempat melekatnya mahkota bunga. c. Kelopak Bunga Kelopak bunga merupakan bagian bunga paling luar yang menyelimuti mahkota ketika masih kuncup. Fungsi dari kelopak bunga adalah melindungi mahkota bunga ketika masih kuncup dan akan terbuka jika mahkota mekar. Kelopak bunga biasanya warna dan bentuknya menyerupai daun. d. Mahkota bunga Mahkota bunga merupakan bagian bunga yang paling indah dan berwarna-warni. Mahkota bunga sering disebut dengan perhiasan bunga. Keindahan mahkota bunga sangat menarik bagi serangga untuk hinggap dan membantu proses penyerbukan. e Benang Sari Benang sari merupakan alat kelamin jantan sebagai alat perkembangbiakan bunga yang terdiri dari tangkai sari, kepala sari dan serbuk sari. Benang sari biasanya terletak di tengah-tengah mahkota bunga. f. Putik Putik merupakan alat kelamin betina. Ujung putik disebutb kepala putik. Bagian putik yang panjang disebut tangkai putik. Bakal buah terdapat pada bagian bawah putik. Bakal biji terdapat dia dalam buah yang mempunyai dua inti, yaitu sel telur dan calon lembaga. E. Struktur dan Fungsi Buah
1.Fungsi Buah Fungsi Buah: Fungsi buah di antaranya adalah melindungi dan membantu dalam proses penyebaran biji, sehingga tumbuh jauh dari induknya. Contohnya : buah beringin mempunyai biji yang kecil-kecil di dalamnya yang sulit dicerna, kemudian ada burung yang memakan buah beringin tersebut. Biji tersebut kemudian dibawa terbang jauh dari pohon beringin. 2.Struktur Buah : Buah (Karpium) Pada bunga yang telah mengalami proses penyerbukan (sampainya serbuk sari ke kepala putik) maka serbuk sari akan terisap dan menuju ke bakal buah sehingga terjadilah proses pembuahan (fertilisasi), yaitu proses meleburnya inti sperma dengan inti sel telur yang menghasilkan zigot. Pembuahan akan mengakibatkan bakal buah menjadi buah dan bakal biji menjadi biji, kadang-kadang zigot akan berkembang menjadi lembaga dan menjadi tumbuhan baru. Pada saat itu, benang sari, mahkota, dan kelopak mulai gugur. Bagian buah terdiri dari beberapa lapisan: 1. eksokarpium, yaitu lapisan buah bagian luar, 2. mesokarpium, yaitu lapisan buah bagian tengah; 3. endokarpium, yaitu lapisan buah bagian dalam, karpel yaitu pembungkusan buah F.Struktur dan Fungsi Biji 1. Struktur Anatomi Biji
a.Kulit biji : terletak di bagian luar biji dan melapisi seluruh bagian biji. b.Hipokotil : bagian bawah aksis (pangkal) yang melekat pada kotiledon. c.Radikula : bagian terminal (ujung). d.Epikotil : bagian atas pangkal. e.Plumula : bagian ujung, yaitu pucuk dengan sepasang daun. f.Kotiledon : bagian cadangan makanan Perbedaan biji monokotil dan dikotil Biji Monokotil: 1) Berkeping satu 2) Terdapat endosperma 3) Makanan untuk pertumbuhan embrio di peroleh dari endosperma Biji Dikotil: 1) Berkeping dua 2) Tidak ada endosperma 3) Makanan untuk pertumbuhan embrio di peroleh dari cotyledon. Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan 1. Jaringan Meristem Jaringan meristem adalah jaringan yang sel penyusunnya bersifat embrional, artinya mampu secara terus-menerus membelah diri untuk menambah jumlah sel tubuh. Sel meristem biasanya merupakan sel muda dan belum mengalami diferensiasi dan spesialisasi. Ciri-ciri sel meristem biasanya berdinding tipis, banyak mengandung protoplasma, vakuola kecil, inti besar, dan plastida belum matang. Bentuk sel meristem umumnya sama ke segala arah, misalnya seperti kubus. Berdasarkan letaknya dalam tumbuhan, ada 3 macam meristem, yaitu meristem apikal, meristem lateral, dan meristem interkalar. Meristem apikal terdapat di ujung batang dan ujung akar.
Meristem interkalar merupakan bagian dari meristem apikal yang terpisah dari ujung (apeks) selama pertumbuhan. Meristem interkalar (antara) terdapat di antara jaringan dewasa, misalnya di pangkal ruas batang rumput. Meristem lateral terdapat pada kambium pembuluh dan kambium gabus. Berdasarkan asal terbentuknya, meristem dibedakan menjadi meristem primer dan meristem sekunder. a. Meristem Primer Meristem primer adalah meristem yang berkembang dari sel embrional. Meristem primer terdapat misalnya pada kuncup ujung batang dan ujung akar. Meristem primer menyebabkan pertumbuhan primer pada tumbuhan. Pertumbuhan primer memungkinkan akar dan batang bertambah panjang. Dengan demikian, tumbuhan bertambah tinggi. Meristem primer dapat dibedakan menjadi daerah-daerah dengan tingkat perkembangan sel yang berbeda-beda. Pada ujung batang terdapat meristem apikal. Di dekat meristem apikal ada promeristem dan ujung meristematik lain yang terdiri dari sekelompok sal yang telah mengalami diferensiasi sampai tingkat tertentu. Daerah meristematik di belakang promeristem mempunyai tiga jaringan meristem, yaitu protoderma, prokambium, dan meristem dasar. Protoderma akan membentuk epidermis, prokambium akan membentuk jaringan ikatan pembuluh (xilem primer dan floem primer) dan kambium. Meristem dasar akan membentuk jaringan dasar tumbuhan yang mengisi empelur dan korteks seperti parenkima, kolenkima, dan sklerenkima. Tumbuhan monokotil hanya memiliki jaringan primer dan tidak memiliki jaringan sekunder. Pada tumbuhan dikotil terdapat jaringan primer dan jaringan sekunder. Jaringan Meristem
b. Meristem Sekunder Meristem sekunder adalah meristem yang berkembang dari jaringan dewasa yang telah mengalami diferensiasi dan spesialisasi (sudah terhenti pertumbuhannya) tetapi kembali bersifat embrional. Contoh meristem sekunder adalah kambium gabus yang terdapat pada batang dikotil dan Gymnospermae, yang dapat terbentuk dari sel-sel korteks di bawah epidermis. Jaringan kambium yang terletak di antara berkas pengangkut (xilem dan floem) pada batang dikotil merupakan meristem sekunder. Sel kambium aktif membelah, ke arah dalam membentuk xilem sekunder dan ke luar membentuk floem sekunder. Akibatnya, batang tumbuhan dikotil bertambah besar. Sebaliknya batang tumbuhan monokotil tidak mempunyai meristem sekunder sehingga tidak mengalami pertumbuhan sekunder. Itulah mengapa batang monokotil tidak dapat bertambah besar. 2. Jaringan Dewasa Jaringan dewasa merupakan jaringan yang terbentuk dari diferensiasi dan spesialisasi sel-sel hasil pembelahan jaringan meristem. Diferensiasi adalah perubahan bentuk sel yang disesuaikan dengan fungsinya, sedangkan spesialisasi adalah pengkhususan sel untuk mendukung suatu fungsi tertentu. Jaringan dewasa pada umumnya sudah tidak mengalami pertumbuhan lagi atau sementara berhenti pertumbuhannya. Jaringan dewasa ini ada yang disebut sebagai jaringan permanen. Jaringan permanen adalah jaringan yang telah mengalami diferensiasi yang sifatnya tak dapat balik (irreversibel). Pada jaringan
permanen sel-selnya tidak lagi mengalami pembelahan. Jaringan dewasa meliputi jaringan epidermis, gabus parenkima, xilem, dan floem. Selain itu ada bagian tumbuhan tertentu yang memiliki jaringan kolenkima dan sklerenkima. a. Epidermis Jaringan epidermis ini berada paling luar pada alat-alat tumbuhan primer seperti akar, batang daun, bunga, buah, dan biji. Epidermis tersusun atas satu lapisan sel saja. Bentuknya bermacam-macam, misalnya isodiametris yang memanjang, berlekuk-lekuk, atau menampakkan bentuk lain. Epidermis tersusun sangat rapat sehingga tidak terdapat ruangan-ruangan antarsel. Epidermis merupakan sel hidup karena masih mengandung protoplas, walaupun dalam jumlah sedikit. Terdapat vakuola yang besar di tengah dan tidak mengandung plastida. Jaringan Epidermis
1. Jaringan epidermis daun Jaringan epidermis daun terdapat pada permukaan atas dan bawah daun. Jaringan tersebut tidak berklorofil kecuali pada sel penjaga (sel penutup) stomata. Pada permukaan atas daun terdapat penebalan dinding luar yang tersusun atas zat kuting (turunan senyawa lemak) yang dikenal sebagai kutikula, misalnya pada daun nangka. Selain itu ada yang membentuk lapisan lilin untuk melindungi daun dari air, misalnya pada daun pisang dan daun keladi. Ada pula yang membentuk bulu-bulu halus di permukaan bawah sebagai alat perlindungan, misalnya pada daun durian. Sekelompok sel epidermis membentuk stomata atau mulut daun. Stomata merupakan suatu celah pada epidermis yang dibatasi oleh dua sel penutup atau sel penjaga. Melalui mulut daun ini terjadi pertukaran gas. 2. Jaringan epidermis batang Seperi halnya jaringan epidermis daun, jaringan epidermis batang ada yang mengalami modifikasi membentuk lapisan tebal yang dikenal sebagai kutikula, membentuk bulu sebagai alat perlindungan. 3. Jaringan epidermis akar
Jaringan epidermis akar berfungsi sebagai pelindung dan tempat terjadinya difusi dan osmosis. Epidermis akar sebagian bermodifikasi membentuk tonjolan yang disebut rambut akar dan berfungsi untuk menyerap air tanah. Ciri khusus tumbuhan salah satunya adalah dapat melakukan proses fotosintesis. Fotosintesis merupakan proses pemanfaatan energi matahari yang dilakukan oleh tumbuhan untuk mengubah bahan kimia anorganik menjadi bahan makanan. Fotosintesis dapat diibaratkan suatu proses yang terjadi dalam sebuah “pabrik”. Pada umumnya, “pabrik” tempat fotosintesis adalah daun.Sel-sel daun memiliki kelengkapan alat untuk menangkap energi matahari. Pada tumbuhan tertentu yang tidak berdaun seperti bangsa Kaktus, kelengkapan alat fotosintesisnya terdapat pada sel-sel lapisan luar dari batangnya. Daun tersusun atas beberapa lapis sel atau jaringan, meliputi: 1. Jaringan epidermis (atas dan bawah), 2. Jaringan tiang (palisade), 3. Jaringan bunga karang (spons) 4. Jaringan pengangkut Jaringan tiang dan bunga karang merupakan bagian yang disebut dagingdaun (mesofil). Coba perhatikan selsel mesofil pada gambar di atas. Di dalam sel-sel mesofil terdapat banyak struktur berbentuk bulat atau lonjong yang berwarna hijau, yang disebut kloroplas. Kloroplas paling banyak terdapat pada selsel jaringan tiang. Pada setiap selnya, bisa terdapat 50 atau lebih kloroplas. Pada lapisan epidermis daun tidak ditemukan kloroplas, kecuali pada sel penutup mulut daunnya. Kloroplas
Kloroplas merupakan alat atau organela sel yang khas pada sel-sel daging daun. Bentuknya bermacam-macam, tergantuing jenis tumbuhannya. Selain bulat atau lonjong, ada juga yang berbentuk pita. Pada daun Hydrila, kloroplasnya bulat atau lonjong, berukuran cukup besar dan mudah diamati dengan mikroskop. a. Kloroplas sel Hydrila Organela ini mudah dikenali dengan warnanya yang hijau karena banyak mengandung zat warna atau pigmen hijau daun yang disebut klorofil. Ada dua macam klorofil pada tumbuhan darat yaitu klorofil a dan klorofil-b. Kloroplas tersusun dari dua bagian, meliputi : a. Bangunan seperti tumpukan koin piring yang,disebut grana b. Bahan yang mengisi di luar grana, yang disebut matrik stroma Pada bagian grana, terdapat seluruh perangkat alat penangkap energi matahari. Perangkat alat itu adalah ibarat antena penerima. Alat penerima tersebut berupa kumpulan bermacam-macam zat pigmen. Pigmen adalah suatu zat yang berfungsi menangkap atau memantulkan jenis sinar atau warna cahaya tertentu. Pigmen daun paling banyak adalah klorofil. Sekelompok pigmen yang merupakan satu kesatuan alat penerima energi cahaya ini disebut fotosistem. Faktor Fotosintesis Fotosintesis dipengaruhi oleh banyak faktor, baik faktor dari dalam maupun faktor dari luar. Faktor dalam yang mempengaruhi fotosintesis antara lain adalah: 1). umur daun 2). keadaan stomata 3). jenis tumbuhan 4) klorofil Faktor luar yang mempengaruhi fotosintesis antara lain: 1). CO2 dan O2 2). ketersediaan air 3). kelembaban dan suhu udara 4). keadaan cahaya
Selain 4 faktor luar tersebut, bahan-bahan beracun juga akan mempengaruhi fotosintesis. Bahan beracun yang dapat menggangu proses fotosintesis misalnya herbisida, tumpahan minyak dan air sabun, logamlogam berat, dan sebagainya. Cahaya matahari merupakan sumber energi utama fotosintesis. Albert Einstein menyebut energi matahari sebagai foton (kuantum). Cahaya mempengaruhi fotosintesis dalam tiga hal, yaitu : (1) intensitas, (2) lama pencahayaan, dan (3) warna cahayanya. Menurut warna cahayanya, cahaya matahari terdiri atas 7 jenis warna sinar. Bukti bahwa cahaya matahari tersusun atas bermacam-macam warna sinar dapat kita lihat pada peristiwa pelangi. Ke tujuh warna sinar memiliki panjang gelombang yang berbeda-beda. Berdasar urutan panjang gelombangnya, urutan cahaya gelombang panjang ke gelombang pendek adalah sinar merah,jingga, kuning, hijau, biru, nila dan ungu. Untuk memudahkan menghafal, sering disingkat “me-ji-ku-hi-bi-ni-u”. Tetapi tidak semua jenis sinar tersebut dimanfaatkan atau diserap secara optimal oleh tumbuhan. Klorofil menyerap semua warna sinar, kecuali sinar hijau. Sinar yang paling banyak diserap untuk fotosintesis adalah sinar merah (± 700nm) dan biru (± 450 nm). Jenis sinar yang lain juga diserap energinya walaupun dalam tingkat yang lebih rendah. Sinar hijau justru dipantulkan oleh klorofil, sehingga daun tampak berwarna hijau. Untuk fotosintesis dibutuhkan intensitas cahaya minimal tertentu. Pada intensitas cahaya yang kurang, fotosintesisnya akan lambat. Sebaliknya, pada intensitas yang lebih tinggi, fotosintesis akan lebih cepat. Hal itu dapat diamati secara nyata, terutama pada tumbuh-tumbuhan rumput, seperti jagung, tebu dan golongan rumput yang lain. Kadar CO2 juga menjadi faktor penting dalam fotosintesis. Fotosintesis cenderung meningkat bila kadar CO2 nya lebih tinggi. Sebaliknya, keberadaan O2 justru akan menghambat fotosintesis. Fotosintesis tidak hanya terjadi pada tumbuhan yang memiliki daun yang berwarna hijau, tetapi juga dapat terjadi pada tumbuhan Puring. Fotosintesis dapat terjadi pada selsel yang mengandung klorofil. Klorofil berperan dalam menangkap cahaya. Cahaya diperlukan untuk fotosintesis. Untuk mengetahui apakah tumbuhan dengan daun berwarna warni mampu melakukan fotosintesis, dapat dilakukan uji amilum. Amilum merupakan salah satu produk dari fotosintesis, sehingga keberadaan amilum pada daun
menunjukkan bahwa tumbuhan mampu melakukan fotosintesis. Jika daun tumbuhan direbus dengan alkohol, maka warna alkohol menjadi hijau. Halyang demikian menunjukkan bahwa di dalam daun-daun tersebut memiliki klorofil. Klorofil tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik, misalnya alkohol Mekanisme Pengangkutan pada Tumbuhan a. Proses Pengangkutan Air dan Garam Mineral Pengangkutan air dan garam – garam mineral pada tumbuhan tingkat tinggi, seperti pada tumbuhan biji dilakukan melalui dua mekanisme 1. air dan mineral diserap dari dalam tanah menuju sel – sel akar/ diluar berkas pembuluh angkut disebut pengangkutan ekstra vaskuler. 2. kemudian air itu baru diangkut menuju daun untuk fotosintesis . didalam berkas pembuluh angkut disebut pengangkutan intra vaskuler. Pengangkutan air dengan dua cara ini sebenarnya merupakan satu kesatuan yang berurutan • Artinya pertama air dari tanah masuk menuju berkas pengangkut meelalui organ diluar berkas yaitu berturutan epidermis - kortex - endodermis - perisikel - baru Xilem • Sedang pengangkutan intravasikuler intinya pengangkutan di dalam pembuluh dari akar ke daun , Pembuluh atau saluran yang dilalui adalah Xylem atau pembuluh kayu 1. Pengangkutan Ekstravaskuler Dalam perjalanan menuju silinder pusat, air akan bergerak secara bebas di antara ruang antar sel. Pengangkutan air dan mineral dari dalam tanah di luar berkas pembuluh ini dilakukan melalui 2 mekanisme, yaitu a. Apoplast b. Simplast 1. Pengangkutan Apoplast Pengangkutan sepanjang jalur ekstraseluler yang terdiri atas bagian tak hidup dari akar tumbuhan, yaitu dinding sel dan ruang antar sel. air masuk dengan cara osmosis
• Aliran air secara apoplas tidak tidak dapat terus mencapai xilem karena terhalang oleh lapisan endodermis . Kenapa air berhenti mengalir ? Air tidak mengalir karena terhalang bagian endodermis bersifat impermeable yang memiliki penebalan dinding sel dari suberin dan lignin. Namun ada bagian yang khusus yaitu celah kaspari yang bisa dilalui air. Dengan demikian, pengangkutan air secara apoplas pada bagian korteks dan stele menjadi terpisah. 2. Pengangkutan Simplas Pada pengangkutan ini, setelah masuk kedalam sel epidermis bulu akar, air dan mineral yang terlarut bergerak masuk kedalam sel (inilah yang membedakan dari keduanya). Air masuk sitoplasma dan vakuola, kemudian bergerak dari satu sel ke sel yang lain melalui plasmodesmata. Sistem pengangkutan ini , menyebabkan air dapat mencapai bagian Xylem yang ada bagian silinder pusat. Adapun lintasan aliran air pada pengangkutan simplas jika diurutkan dari luar kedalam • Sel – sel bulu akar menuju sel – sel korteks - endodermis - perisikel - xilem.
• Dari sini , air dan garam mineral siap diangkut keatas menuju batang dan daun. secara intravasikular. b. Pengangkutan melalui berkas pengangkutan (pengangkutan intravaskuler) • Setelah melewati sel – sel akar, air dan mineral yang terlarut akan masuk ke pembuluh kayu (xilem) • Selanjutnya terjadi pengangkutan secara vertikal dari akar menuju batang sampai kedaun. • Pembuluh kayu disusun oleh beberapa jenis sel, namun bagian yang berperan penting dalam proses pengangkutan air dan mineral ini adalah sel – sel trakea. • Bagian ujung sel trakea terbuka membentuk pipa kapiler. Struktur jaringan xilem seperti pipa kapiler ini terjadi karena sel – sel penyusun jaringan tersebut tersebut mengalami fusi (penggabungan). • Air bergerak dari sel trakea satu ke sel trakea yang di atasnya mengikuti prinsip kapilaritas dan kohesi air dalam sel trakea xilem. Faktor – Faktor Yang Mempengaruhi Pengangkutan Air. 1. Daya Hisap Daun (Tarikan Transpirasi) • Pada organ daun terdapat proses penguapan air melalui mulut daun (stomata ) yang dikenal sebagai proses transpirasi. • Proses ini menyebabkan sel daun kehilanagan air dan timbul tarikan terhadap air yang ada pada sel – sel di bawahnya dan tarikan ini akan diteruskan molekul demi molekul, menuju ke bawah sampai ke seluruh kolom air pada xilem sehingga menyebabkan air tertarik ke atas dari akar menuju ke daun. • Dengan adanya transpirasi membantu tumbuhan dalam proses penyerapan dan transportasi air di dalam tumbuhan. • Adapun transpirasi itu sendiri merupakan mekanisme pengaturan fisiologis yan g herhubungan dengan proses adaptasi tumbuhan terhadap lingkungan. Ada beberapa factor yang mempengaruhi proses kecepatan transparasi uap air dari daun, yaitu:
1. Temperatur udara, makin tinggi temperature , kecepatan transprasi akan semakin tinggi. 2. Instensitas cahaya matahari, semakin tinggi intesitas cahaya matahari yang diterima daun, maka kecepatan transpirasi akan semakin tinggi. 3. Kelembaban udara 4. Kandungan air tanah. Di samping itu, transpirasi juga dipengaruhi oleh faktor dalam tumbuhan di antaranya adalah banyaknya pembuluh, ukuran sel jaringan pengangkut, jumlah, dan ukuran stomata. 2 . Kapilaritas Batang • Pengangkutan air melalui pembuluh kayu (xilem), terjadi karena pembuluh kayu (xilem) tersusun seperti rangkaian pipa-pipa kapiler. Dengan kata lain, pengangkutan air melalui xilem mengikuti prinsip kapilaritas. • Daya kapilaritas disebabkan karena adanya kohesi antara molekul air dengan air dan adhesi antara molekul air dengan dinding pembuluh xilem. • Baik kohesi maupun adhesi ini menimbulkan tarikan terhadap molekul air dari akal sampai ke daun secara bersambungan. 3. Tekanan Akar • Akar tumbuhan menyerap air dan €taram mineral baik siang maupun malam. Pada malam hari, ketika transpirasi sangat rendah atau bahkan nol, sel-sel akar masih tetap menggunakan energi untuk memompa ion – ion mineral ke dalam xilem. Endodermis yang mengelilingi stele akar tersebut membantu mencegah kebocoran ion – ion ini keluar dari stele. • Akumulasi mineral di dalam stele akan menurunkan potensial air. Air akan mengalir masuk dari korteks akar, menghasilkan suatu tekanan positif yang memaksa cairan naik ke xilem. Dorongan getah xilem ke arah atas ini disebut tekanan akar (roof pressure).
• Tekanan akar juga menyebabkan tumbuhan mengalami gutasi, yaitu keluarnya air yang berlebih pada malam hari melalui katup pelepasan (hidatoda) pada daun. • Biasanya air yang keluar dapat kita lihat pada pagi hari berupa tetesan atau butiran air pada ujung-ujung helai daun rumput atau pinggir daun kecil herba (tumbuhan tak berkayu) dikotil. b. Pengangkutan Hasil Fotosintesis Proses pengangkutan bahan makanan dalam tumbuhan dikenal dengan translokasi. Translokasi merupakan pemindahan hasil fotosintesis dari daun atau organ tempat penyimpanannya ke bagian lain tumbuhan yang memerlukannya. Jaringan pembuluh yang bertugas mengedarkan hasil fotosintesis ke seluruh bagian tumbuhan adalah floem (pembuluh tapis). Zat terlarut yang paling banyak dalam getah floem adalah gula, terutama sukrosa. Selain itu, di dalam getah floem juga mengandung mineral, asam amino,dan hormon, berbeda dengan pengangkutan pada pembuluh xilem yang berjalan satu arah dari akar ke daun, pengangkutan pada pembuluh xylem yang berjalan satu arah dari akar kedaun, pengengkutan pada pembuluh floem dapat berlangsung kesegala arah, yaitu dari sumber gula (tempat penyimpanan hasil fotosintesis) ke organ lain tumbuhan yang memerlukannya. Satu pembuluh tapis dalam sebuah berkas pembuluh bisa membawa cairan floem dalam satu arah sementara cairan didalam pipa lain dalam berkas yang sama dapat mengalir dengan arah yang berlaianan. Untuk masing – masing pembuluh tapis, arah transport hanya bergantung pada lokasi sumber gula dan tempat penyimpanan makanan yang dihubungkan oleh pipa tersebut.
G. Teknologi Yang Terinspirasi Oleh Struktur Tumbuhan Pemanfaatan Struktur Jaringan Tumbuhan dalam Teknologi Setelah mempelajari bagaimana struktur jaringan yang menyusun organ yang terdapat pada tumbuhan,kita dapat melihat bahwa beberapa teknologi mengambil prinsip jaringan tumbuhan . Ada berbagai teknologi yang meniru makhluk hidup. Misalnya, pada helikopter yang meniru prinsip kerja pada capung, atau pesawat yang meniru prinsip kerja dari burung. Sedangkan teknologi yang meniru jaringan pada tumbuhan misalnya: 1.batang pohon yang kokoh berdiri memberikan inspirasi pada pembangung rumah. 2.Susunan batu rumah meniru jaringan batang. 3.Tembok rumah agar kokoh diberi besi, hal ini merupakan pengaplikasian dari kambium pada pohon. 4. Chimera meniru bentuk fleksibel dari pohon bakau yang dijadikannya sebagai mode baru, dan untuk memperlihatkan keindahan. 5. Teater Esplanade yang meniru bentuk buah durian
6. Teknologi pembangkit listrik tenaga surya dibuat dengan meniru prinsip daun yang memanfaatkan energi matahari untuk menghasilkan energi kimia, sehingga dapat menjadi alternatif sumber energi yang sangat bermanfaat.