Struktur dan Fungsi Tumbuhan PDF 2023

STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Oleh: Dr. Nur Kuswanti, M.Sc.St. Tubuh Tanaman Sistem Batang (shoot system) Batang Daun (Sistem Batang ) Sistem Akar (root system) Akar (Sistem Perakaran...

STRUKTUR DAN FUNGSI TUMBUHAN Oleh: Dr. Nur Kuswanti, M.Sc.St. Tubuh Tanaman Sistem Batang (shoot system) Batang Daun (Sistem Batang ) Sistem Akar (root system) Akar (Sistem Perakaran )  Sistem Jaringan 1. Jaringan Dermal (kulit) Terdiri dari: Kutikula Epidermis - epidermis - peridermal. Keduanya menutup dan melindungi tanaman. Keduanya disebut kulit tumbuhan. Struktur/susunan sistem dermal: - Epidermis ditutup kutikula untuk Epidermis – Penampang melintang daun melindungi kehilangan air. Jaringan Dermal… Peridermal: - diketahui sebagai “kulit kayu” - menggantikan epidermis tumbuhan yang melakukan pertumbuhan sekunder. Peridermal gabus - Melindungi tanaman dari bakteri dan jamur patogen dan mencegah kehilangan air. Pembentukan peridermal diperlihatkan dengan pembelahan sel periklinal sel-sel parenkim dan epidermis  Peridermal Epidermis  Jaringan Kulit (epi = di atas, dermal = kulit) Pada tanaman lebih tua, epidermis digantikan oleh jaringan gabus. Gabus, suatu komponen kulit batang, tersusun atas sel-sel mati yang bisa terkelupas. Sel-sel gabus baru berasal dari jaringan meristem, disebut kambium gabus. (gabus) (Kambium gabus)  EPIDERMIS Hanya terdapat pada bagian terluar tanaman: misalnya daun, bunga, batang dan akar. Hanya setebal satu lapis sel, ditutupi kutikula. Kutikula = lapisan berlilin yang kedap air, disebut kutin. Kutin disekresi oleh lapisan epidermal (sel-sel epidermis). Ketebalan kutikula pada tanaman bervariasi. Lebih tebal pada tanaman xerofit. Sel-sel epidermis memanjang dan memipih, tanpa ada celah diantaranya (rapat). Isi sel epidermis mirip dengan isi sel parenkim (jaringan dasar). Fungsi utama epidemis adalah untuk mencegah kekeringan dan infeksi pada tanaman. Kutikula membantu epidermis mengurangi kehilangan air melalui evaporasi dari permukaan tanaman dan mencegah masuknya patogen.  GABUS → peridermal Saat tanaman mulai tua, jaringan pelindung luar berubah. Muncul meristem sekunder yang disebut felogen atau kambium gabus yang menggantikan epidermis batang. Kambium gabus merupakan jaringan sederhana yang hanya memiliki satu macam sel berbentuk segi empat. Sel-sel bervakuola, mengandung tanin dan kloroplas. Kambium gabus tumbuh ke arah luar dan dalam, membentuk gabus ke arah luar dan membentuk korteks ke arah dalam. Lapisan sel yang dibatasi kambium gabus pada bagian luar yang akhirnya menjadi lapisan-lapisan gabus tebal atau kulit batang tumbuhan. Sel-sel gabus adalah sel- Kambium gabus sel mati dan secara padat tersusun tanpa ruang antar sel. Dinding sel-sel gabus dipertebal oleh deposit substansi organik, disebut suberin. Suberin membuat sel-sel tersebut impermeabel terhadap air dan gas-gas. Sel-sel gabus tidak mengandung protoplasma tetapi terisi resin atau tanin. Pada bawang merah, dinding sel kulit bawang merah menjadi tebal dan tidak tembus air karena penambahan suberin. Gabus berfungsi protektif (pelindung). Sel-sel gabus mencegah kekeringan, infeksi dan luka mekanis. 2. Jaringan Pembuluh  2. Sistem Jaringan Pembuluh pada Tanaman Sel-sel mati yang kosong Sel-sel hidup Xilem dan floem menyebar di semua bagian tanaman, membentuk jaringan pembuluh. xilem floem  Terdapat dua macam jaringan pembuluh yang memanjang dari akar ke daun. Xilem mentransport air dan mineral dari akar ke daun. Floem mentransport nutrient organik dari daun ke jaringan lain dan memiliki elemen tapis dengan sel pengiring. Pembuluh xilem Pembuluh xilem Juga mengandung parenkim, kolenkim Dan serabut.  Jaringan Pembuluh a. Xilem: Baik trakeid dan elemen pembuluh adalah kosong dan tidak hidup, elemen pembuluh lebih besar, tanpa dinding ujung transversal dan tersusun membentuk pipa bersambungan untuk air dan mineral. Sel-sel serabut: - memanjang dan mengandung lignin. - sel-sel ini mendukung tanaman. - sel-sel ini mati dan tidak memiliki sitoplasma.  Transfersal Longitudinal  Jaringan Pembuluh… Xilem… Sel-sel parenkim: - sel-sel yang umum pada tanaman. - Sel-sel ini tidak memiliki dinding menebal. - mengandung organel seperti sel-sel hidup. - Tidak memiliki kloroplas. - Semuanya isodiametrik.  Jaringan Pembuluh… Trakea (elemen pembuluh) Mengandung sel-sel memanjang Awalnya merupakan sel-sel hidup Dinding sel mengandung lignin, yaitu substansi kuat dan kedap air. Selanjutnya sel-sel tersebut mati, di dalamnya terbentuk saluran kosong yang disebut lumen. Sel-sel tersebut memiliki plasmodesmata, yang terlihat seperti pori dan tidak mengandung lignin. Trakeid xilem Merupakan sel-sel mati dengan dinding sel mengandung lignin. Sel-sel tidak memiliki dinding transfersal yang terbuka, sehingga tidak membentuk saluran.  Transport Air dan Mineral Xilem (pada batang) Terjadi oleh kegiatan kapiler melalui proses yang mengacu pada “Transpiration Cohesion Theory” atau “Cohesion- Tension Theory”. → Teori kohesi transpirasi. Kehilangan air melalui stomata terbuka melalui transpirasi (evaporasi air) menghasilkan pengurangan tekanan pada daun yang menghasilkan tarikan pada kolom bersambungan dari air yang ditemukan pada xilem. Terjadi karena kohesi (molekul air yang saling tarik menarik) antara molekul air dan adesi (tarik-menarik yang kuat) antara air dan pembuluh xilem. Kemudian air bergerak ke daun.  Batang/daun akar Transport Air dalam Xilem -> Pada akar – Pada akar, air masuk menembus korteks, endodermis dan perikel ke arah xilem. – Air bergerak ke rambut-rambut akar berdasarkan pada gradien konsentrasi. – Air mengandung ion anorganik yang larut dalam air, sehingga potensial air lebih tinggi. – Sitoplasma cairan sel dalam rambut akar memiliki ion anorganik dan substansi organik, misalnya protein dan gula yang terlarut, sehingga potensial air lebih rendah. – Hasilnya, air kemudian berdifusi berdasarkan pada gradien potensial air menuju sitoplasma dan vakuola dari rambut akar.  Transport Air pada Xilem… Air Rambur-rambut akar korteks -Transport apoplast -Sitoplasma atau vakuola sel-sel Xilem di pusat akar korteks, kemudian melalui plasmodesmata (simplast) b. Jaringan Pembuluh floem Sel-sel pembuluh tapis: Mengandung sel-sel memanjang Dinding transversalnya saling menempel membentuk saluran. Dinding sel membentuk pelat tapis Merupakan sel hidup. Memiliki dinding sel, membran plasma dan sedikit sitoplasma. Tanpa inti sel dan ribosom b. Jaringan Pembuluh: FLOEM… Sel-sel pengiring: Masing-masing sel tapis paling sedikit memiliki satu sel pengiring, yang berada di sebelahnya. Merupakan sel-sel normal. Namun, mitokondria dan ribosomnya jarang lebih dari kondisi normal. Metabolismenya sangat aktif. Translokasi: Transport floem terjadi secara aktif.  Transport gula dalam floem Terjadi melalui mekanisme “Hipotesis Aliran Tekanan ” 1. Gula yang dihasilkan oleh sel-sel palisade secara aktif ditransport ke dalam sel tapis di dalam floem dari sel-sel sumber (disebut loading the phloem) 2. Dengan loading (pemuatan) sel tapis, ada peningkatan tekanan di dalam sel tersebut dan muncul larutan hipertonik. 3. Karena larutan tersebut,terjadi osmosis air ke dalam sel-sel tapis terjadi yang menghasilkan tekanan lebih tinggi. 4. Untuk menghindari kerusakan sel, sel tapis tersebut load gula ke sel tapis berikutnya 5. Sel tapis kedua sekarang hipotonik, air masuk dan meningkatkan tekanan dan gula di-load ke sel tapis ketiga. 6. Proses ini berlanjut sepanjang floem hingga gula mencapai “sink cell” (pada batang atau akar)  Transport gula dalam Floem Glendale Biology.(2002, June).Plant Transport Mechanisms. Retrieved June 13, 2008, from http://home.earthlink.net/~dayvdanls/plant_transport.html 3. JARINGAN DASAR Parenkim Hidup Dinding sel tipis Memelihara fotosintesis di berkas pembuluh Parenkim palisade Sklereid memiliki sel-sel memanjang pada sebagian besar daun, di bawah jaringan Sklerenkim epidermis Tidak hidup Penyimpanan Dinding Sel Fotosintesis Penebalan sekunder Kolenkim Pendukung Hidup Dinding sel Serabut menebal Mendukung Pelindung Dapat ditemukan di bawah epidermis  Sistem pada Tanaman 1. Sistem Akar (Root system) 2. Sistem Batang (Shoot System) 1. Sistem Akar Fungsi Mengangkut Penyerapan Penyimpanan Akar asli Embrio Radikula Sistem Akar Tunggang Sistem Akar Serabut Rambut-rambut Akar Akar-akar Adventisia  Akar Akar dapat bercabang beberapa kali hingga mencapai daerah yang luas untuk menyerap air dan mineral. Fungsi akar: 1. Anchorage (menambat) 2. Penyerapan SISTEM PERAKARAN Serabut dan Tunggang Sistem Perakaran Tunggang Akar primer terus tumbuh membentuk akar tunggang. Akar tunggang merupakan akar utama yang bercabang-cabang. Sistem perakaran tunggang umumnya pada tumbuhan dikotil. Sistem Perakaran Serabut Akar utama tumbuh hanya sementara. Diganti oleh akar-akar yang tumbuh dari dasar batang. Tidak ada akar yang tumbuh dominan. Sistem perakaran serabut umumnya ada pada tumbuhan monokotil. Akar Adventisia Akar dapat tumbuh dari batang. Disebut akar adventisia. Akar berdasarkan asal/pembentukannya - Akar primer: akar yang pertama kali dihasilkan oleh embrio tanaman. Merupakan akar utama. - Akar sekunder;→ cabang akar - dihasilkan dari jaringan meristem pada akar primer. - Ujung akar: terdiri dari akar yang menghasilkan tudung akar. Merupakan bagian utama penyerapan air dan mineral. Akar berdasarkan asal/pembentukannya. Jumlah cabang di ujung akar tua lebih sedikit dibanding jumlah cabang akar lebih muda. Tanaman yang hidup di tanah kering memiliki cabang lebih sedikit daripada tanaman yang hidup di tanah lembab dan fertil. Dua macam bentuk: Dikotil: besar, ujung akat tunggal Monokotil: sistem berserabut, bercabang, berserat. Rambut-rambut akar Area yang dekat dengan ujung akar memiliki banyak tonjolan yang disebut rambut- rambut akar. Merupakan penonjolan epidermis. Rambut-rambut akar menyerap air dan mineral secara selektif. Rambut-rambut akar… Bentuk silindris akar memungkinkan menebus tanah. Meningkatkan kapasitas penyerapan akar dengan besar. Struktur mikroskopis akar Lateral Di sekitar ujung akar, terdapat root meristem apikal. Sel-sel di area ini membelah Rambut dengan cepat untuk akar meningkatkan jumlah sel-sel akar. Jaringan Meristem apikal dilindungi oleh pembuluh tudung akar, yaitu kelompok sel Jaringan dasar yang terbentuk oleh meristem Jaringan epidermal apikal. Sel-sel yang berada di tengah Cellular Division tudung akar mengandung Zone of Meristem apikal amiloplas, yang mengatur Sel-sel tudung sensor gravitasi. akar lepas Tudung akar Struktur mikroskopis akar … Corteks Silinder pembuluh Dalam akar terdapat zona di mana sel-selnya berada pada tahap Epidermis differensiasi yang bervariasi. Kunci Zona pematangan Dermal Rambut akar Dasar Pembuluh Zona pemanjangan Meristem apikal Zona pembelahan sel Tudung akar 100 µm  Pertumbuhan primer pada akar Meristem Zona tidak aktif Tudung akar Penampang melintang Akar empulur Epidermis: - merupakan satu atau lebih lapisan yang ditutup oleh lapisan lilin. - dekat ujung akar, terbentuk rambut-rambut akar. Korteks: - tidak berklorofil - sering terdapat tepung di dalam sel-selnya - umumnya, beberapa ruang antar sel merupakan jalan udara yang mengandung oksigen berdifusi ke dalam akar - air dan mineral dapat bergerak dari lingkungan ke dalam akar melalui ruang antar sel pada korteks.  Korteks Endodermis Endodermis: - berada di bagian dalam korteks. - strukturnya rapat - membentuk lapisan tahan air - tempat berkas pembuluh - air dan mineral tidak dapat melaluinya, karena ditutupi oleh pita kaspari.  Perisikel Floem Xilem Berkas Pembuluh: - terdiri dari xilem dan floem, yang ditutupi oleh lapisan sel-sel silindris yang disebut perisikel. Perisikel: - membentuk cabang-cabang akar - Sel-selnya meristematik - Cabang-cabang akar tumbuh dan menembus korteks menuju permukaan akar.  Pertumbuhan Primer akar Monokotil Korteks Epidermis Endodermis Perisikel Floem empulur Xilem Celah Pembuluh xilem Strip kaspari  Pertumbuhan primer dan Sekunder pada Akar Dikotil Endodermis Strip Kaspari Xilem Kambium vaskular Passage Cell Perisikel Floem Korteks Cabang akar monokotil 2. Sistem Batang Bagian-bagian batang: Nodus Internodus TunasTerminal Tunas Aksiler Dominansi Apikal ANATOMI EKSTERNAL BATANG Tunas terminal Tunas Aksiler Internodus Nodus Terminal Bud Scale Scar Lentisel Tunas ketiak daun Petiole Tunas ketiak daun (tunas aksiler) Nodus - Suatu bagian batang, di mana daun, tunas, dan cabang tumbuh. Nodus - Tersusun atas jaringan meristematik. Internodus Internodus - Bagian batang di antara dua nodus. Tunas Terminal Tunas terminal - terdapat di ujung batang atau cabang - ditutupi oleh meristem apikal. Tunas ketiak daun Tunas ketiak daun - terdapat di ketiak daun. - bagian ini menghasilkan cabang.  Modifikasi Batang Stolon Rhizoma (Rizoma) Tuber (Umbi) Bulb (umbi lapis) BATANG - dominan pada tanaman - tempat melekatnya organ- organ lain - dapat memanjang, membesar dan mengubah struktur permukaannya karena aktifitas meristem apikal. BATANG… - umumnya bercabang (pada dikotil) - beberapa memiliki kloroplas, sehingga berfotosintesis. - beberapa dapat menyimpan makanan. - mentransport air dan mineral dari akar ke daun.  - mengangkut gula dari daun ke BATANG… akar atau bagian lain→ floem. - Gula merupakan sumber energi dan pertumbuhan. - Transport materi terjadi dalam xilem dan floem. -Xilem mentransport air dan mineral -Floem mentransport materi organik yang larut dalam air.  BATANG… Struktur batang  BATANG… Struktur batang … Epidermis: - bagian terluar dari jaringan dermal - lapisan pelindung tanaman - ditutup oleh kutikula korteks: - mengandung meristem dasar yang mengisi ruang antara epidermis dan berkas pembuluh. - sebagai jaringan pendukung, sebagian besar mengandung jaringan parenkim dan kolenkim.  BATANG… Struktur batang… Pith (empulur): - Pusat batang, di dalam berkas pembuluh, bagian dalam cincin berkas pembuluh. - mengandung jaringan parenkim - in herbaceus stems, the tissue functions to maintain the stability of turgor. - penting untuk menyimpan tepung  BATANG… Berkas pembuluh - mengandung xilem dan floem. - untuk mentransport materi dan mendukung batang - beberapa seperti cincin yang mengelilingi jaringan pith. - beberapa tersebar dan tidak membentuk cincin  BATANG… Struktur batang: pertumbuhan sekunder  STEM… Stem structure… Kambium: - Pada batang berkayu, terdapat kambium pembuluh dan kambium gabus. - Keduanya memperbesar diameter batang - peningkatan diameter disebut pertumbuhan sekunder. - Kambium disebut meristem sekunder. - Tidak semua tanaman memiliki kedua kambium.  BATANG… Struktur batang … Kambium: - Kambium vaskuler menghasilkan xilem dan floem. Terdapat di antara keduanya. - Kambium gabus menghasilkan lapisan gabus pengganti epidermis. Section of woody stem Tree trunk  BATANG DIKOTIL BERKAYU Kayu Kayu Musim musim Floem panas semi Serabut floem Xilem Korteks atau Floem Kambium gabus Empulur Gabus Cincin tahun Xilem Xilem Kambium Primer Sekunder Vaskuler Pertumbuhan Primer pada Batang Pertumbuhan Sekunder pada Batang  Leaf - consists of blade that attach to node through petiole  Key Guard to labels cells Dermal Stomatal pore Ground Vascular Epidermal cells Sclerenchyma 50 µm Cuticle fibers Surface view of a spiderwort Stoma (Tradescantia) leaf (LM) Upper epidermis Palisade mesophyll Bundle- sheath Spongy cell mesophyll Lower epidermis Guard cells Cuticle Xylem Vein Vein Air spaces Guard cells Phloem Guard cells 100 µm Cutaway drawing of leaf tissues Transverse section of a lilac (Syringa) leaf (LM)  Anatomi Dalam Daun Dikotil Epidermis atas Xilem Mesofil Palisade Mesofil spons Epidermis bawah. Stomata dan Berkas Floem Sel-sel pembuluh penjaga Stomata Sel-sel Penjaga Stoma