Pertumbuhan Dan Perkembangan 2m2su

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TANAMAN Makalah ini diajukan untuk memenuhi tugas mata kuliah Dasar Ilmu Tanaman

Disusun oleh: Kelompok 7 Dylis Hartanto (150510100196) Indra Permana (150510100205) Fitri Utami Hasan (150510100207) Fathi Habibatur Rahman (150510100217) Ujang Rohimat (150510100218)

FAKULTAS PERTANIAN UNIVERSITAS PADJAJARAN 2010

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

1

BAB I PENDAHULUAN 1.1

Latar Belakang Tumbuhan

sebagai

organisme

hidup

dicirikan

oleh

pertumbuhan

dan

perkembangannya, yaitu diawali dari sel tunggal (Zigot) menjadi organisme multiseluler. Proses ini melibatkan metabolisme, pembelahan sel, dan diferensiasi sel. Proses metabolisme dikontrol oleh gen yang menentukan sintesis enzim yang diperlukan untuk pertumbuhan dan perkembangan. Gen itu diaktifkan dalam sel tertentu pada waktu tertentu bergantung pada fase tumbuh dan faktor lingkungannya. Banyak penelitian bertujuan untuk mengungkapkan rincian proses yang terlibat dalam pertumbuhan dan perkembangan. Proses itu diantaranya yang melibatkan pengaruh hormon, pengaruh cahaya, pengaruh suhu, dan reseptor dalam sel terhadap rangsangan luar. 1.2

Tujuan •

Memahami membedakan pengertian tumbuh, diferensiasi, dan perkembangan

•

Memahami kinetika pertumbuhan

•

Memahami menjelaskan pengaruh faktor-faktor dalam pertumbuhan dan perkembangan

1.1

Rumusan Masalah 1. Jelaskan apa yang disebut pertumbuhan, diferensiasi, dan perkembangan

(morfogenesis). Sebutkan contoh dari setiap pengertian tersebut? 2. Pola pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan bervariasi.

a. Jelaskan perbedaan pola determinate dan indeterminate berikan contoh masing-masing? b. Jelaskan perbedaan pola perkembangan spesies monokarpik dengan polikarpik beri contoh masing-masing? 1. Pada tahap pertumbuhan tingkat sel: a. Apa yang menyebabkan sel tumbuh memanjang? b. Adakah peran hormon IAA dalam pembesaran sel jelaskan? c. Dalam pembelahan sel apa peran hormon golongan sitokinin? d. Dalam proses diferensiasi adakah peran enzim berikan contoh?

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

2

1. Gambar kurva pertumbuhan Sigmoid dan kurva pertumbuhan Sigmoig ganda. Dari kurva Sigmoid terdapat tiga fase pertumbuhan sebutkan fase-fase tersebut dan ciri-cirinya? 2. Jelaskan proses perkembangan batang, daun, dan bunga? 3. a. Pada morfogenesis dapat dibedakan fase juwana (juvenile) dengan fase dewasa.

Apa ciri fase juwana? Dapatkah fase dewasa berbalik menjadi fase juwana? Jelaskan? b. Sifat totipotensi sel diperlihatkan dari banyak penelitian. Jelaskan yang dimaksud dengan totipotensi sel dan tunjukan dua contoh proses morfogenesis tentang totipotensi? 4. Jelaskan bagaimana gen mengatur pertumbuhan dan perkembangan berikan contohnya? 5. a. Cahaya bisa berperan dalam perkecambahan dan pembungaan. Berikan

contohnya dan mekanisme prosesnya? b. Temperatur bisa menentukan pembungaan beberapa spesies tanaman berikan contohnya. Apa yang disebut vernalisasi?

BAB II Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

3

PEMBAHASAN 1. Jelaskan apa yang disebut pertumbuhan, diferensiasi, dan perkembangan

(morfogenesis). Sebutkan contoh dari setiap pengertian tersebut? ○

Pertumbuhan adalah pertambahan panjang, volume, dan massa dari suatu organisme yang bersifat kuantitatif/terukur. Contoh tumbuhan yang bertambah panjang pada suatu waktu. Pertambahan jumlah protoplasma dalam suatu organisme yang ditandai dengan pertambahan ukuran, volume serta jumlah sel yang ditandai dengan pertambahan panjang, berat dan tinggi makhluk hidup yang bersifat irreversibel (tidak dapat kembali ke bentuk semula) dan bersifat kuantitatif (dapat diukur).

○

Perkembangan adalah suatu proses dalam diri individu dalam menuju proses kedewasaan dalam berpikir dan semakin meningkatnya proses kematangan dan pangalaman. Perubahan-perubahan meliputi beberapa aspek, baik fisik maupun psikis yang bersifat kualitatif dan sebenarnya hampir sama dengan diferensiasi. Contoh : tumbuhan yang sebelumnya tidak mampu berbuah, kemudian dapat berbuah.

○

Diferensiasi adalah perubahan yang terjadi dari keadaan sejumlah sel, membentuk organ-organ yang mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda dari bentuk tubuh yang masih sederhana menjadi bentuk yang kompleks. Contoh : radicula menjadi radix primaria

1. Pola pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan bervariasi. a. Jelaskan perbedaan pola determinate dan indeterminate berikan contoh masing-masing? Tipe determinate Ujung batang tanaman besarnya sama dengan batang bagian tengah, pembungan terjadi secara serempak, pertumbuhan vegetative berhenti setelah berbunga, tinggi tanaman berkisar pendek sampai sedang, dan daun bagian atas ukurannya sama besardengan daun bagian batang tengah. Contoh : Kedelai Tipe indeterminate

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

4

Ujung tanaman lebih kecil dibandingkan batang bagian tengah, ruas batang panjang dan agak melilit, pembungaannya tidak serempak dari bagian pangkal hingga bagian batang atas, pertumbuhan vegetative terjadi secara terus menerus setelah berbunga, tinggi batang terdiri dari sedang hingga tinggi, ukuran daun bagian paling atas lebih kecil dibandingkan daun bagian tengah. Pada tanaman kacang-kacangan dijumpai dua tipe pertumhuhan yaitu determinate dan indeterminate. Tipe determinate berbunga hanya sekali dalam satu periode. sedangkan tipe indeterminate dapat berbunga lebih dari satu kali tergantung dari kondisi lingkungan (Lawn &Ahn. 1985). Pada kondisi lahan kering dimana ketersediaan air bagi tanaman tergantung hujan, sering menjadi pertanyaan apakah jenis determinate atau indeterminate lebih menguntungkan (Chaturvedi et al., 1980) Contoh : Spathoglottis plicata b. Jelaskan perbedaan pola perkembangan spesies monokarpik dengan polikarpik beri contoh masing-masing? Pola pertumbuhan tanaman berdasrkan umur dapat dikelompokkan menjadi dua macam, yaitu sebagi berikut: 1. Monokarpik adalah tumbuhan yang berbunga hanya sekali dan

kemudian tumbuhan tersebut mati. Contohnya pada tanaman sayursayuran dan tanaman yang memiliki umur pendek. 2. Polikarpik adalah tumbuhan yang setelah berbunga akan memulai fase

vegetativ dari awal sampai berbunga lagi. Contohnya pada tanaman tahunan. 1. Pada tahap pertumbuhan tingkat sel: a. Apa yang menyebabkan sel tumbuh memanjang? Pada makhluk hidup yang hanya terdiri atas satu sel, pertumbuhan ditunjukkan oleh bertambah besarnya sel tersebut. Pada makhluk hidup yang tersusun oleh banyak sel, pertumbuhan disebabkan oleh pertambahan jumlah dan ukuran sel-sel penyusun makhluk hidup tersebut. Penambahan tinggi tumbuhan, penambahan besar diameter tumbuhan, dan penambahan tinggi suatu hewan merupakan bukti-bukti bahwa tumbuhan atau hewan tersebut tumbuh. ZPT menstimulasi pertumbuhan dengan memberi isyarat kepada. Sel target untuk membelah atau memanjang beberapa ZPT menghambat pertumbuhan dengan cara menghambat pembelahan atau Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

5

pemanjangan sel. Sebagian besar molekul ZPT dapat mempengaruhi metabolisme dan perkembangan Sel-sel tumbuhan. ZPT melakukan ini dengan cara mempengaruhi lintasan sinyal tranduksi pada sel target. Pada tumbuhan

lintasan

ini

menyebabkan

respon

selular

seperti

mengekspresikan suatu gen, menghambat atau mengaktivasi enzim, atau mengubah membran. b. Adakah peran hormon IAA dalam pembesaran sel jelaskan? IAA berperan dalam aspek pertumbuhan dan perkembangan tanaman yaitu pembesaran sel yaitu koleoptil atau batang penghambatan tunas samping. Pada konsentrasi tinggi menghambat pertumbuhan mata tunas untuk menjadi tunas absisi (pengguguran) daun aktivitas dari kambium dirangsang oleh IAA. Pertumbuhan akar pada konsentrasi tinggi dapat menghambat perbesaran sel-sel akar. c. Dalam pembelahan sel apa peran hormon golongan sitokinin? Sitokinin, adalah hormon tumbuhan turunan adenin berfungsi untuk merangsang pembelahan sel dan diferensiasi mitosis, disintesis pada ujung akar dan ditranslokasi melalui pembuluh xylem. Aplikasi Untuk merangsang tumbuhnya tunas pada kultur jaringan atau pada tanaman induk, namun sering tidak optimal untuk tanaman dewasa. sitokinin memiliki struktur menyerupai adenin yang mempromosikan pembelahan sel dan memiliki fungsi yang sama lain untuk kinetin. Kinetin merupakan sitokinin sintetik yang pertama ditemukan oleh Carlos Miller pada ikan kering. Setelah itu ditemukan senyawa sitokinin yang lain dalam endosperma cair jagung, yaitu zeatin. Sitokinin sintetik lainnya adalah BAP (6-benzilaminopurin) dan 2-ip. Sitokinin mempunyai beberapa fungsi, antara lain: 1. Merangsang pembelahan sel dalam jaringan meristematik. 2. Merangsang diferensiasi sel-sel yang dihasilkan dalam meristem. 3. Mendorong pertumbuhan tunas samping dan perluasan daun. 4. Menunda penuaan daun. 5. Merangsang pembentukan pucuk dan mampu memecah masa istirahat biji (dormansi).

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

6

6. Merangsang morfogenesis ( inisiasi / pembentukan tunas) pada kultur jaringan. 7. Merangsang pertumbuhan pertumbuhan kuncup lateral. 8. Merangsang perluasan daun yang dihasilkan dari pembesaran sel atau merangsang pemanjangan titik tumbuh daun dan merangsang pembentukan akar cabang 9. Meningkatkan membuka stomata pada beberapa spesies. a.

Dalam proses diferensiasi adakah peran enzim berikan contoh? Daerah diferensiasi terletak di belakang daerah pemanjangan. Sel-sel yang telah tumbuh mengalami perubahan bentuk dan fungsi. Sebagian sel mengalami diferensiasi menjadi epidermis, korteks, xilem, dan floem. Sebagian lagi membentuk parenkim, kolenkim, dan sklerenkim. Proses diferensiasi merupakan salah satu proses biokomiawi. Sintesis protein merupakan bagian paling penting. Karena hal ini berarti pesanpesan dari DNA diekspresikan dalam sintesis enzim oleh sel. Enzim-enzim mengontrol aktivitas sel. Diferensiasi menunjukan sintesis protein yang berbeda pada jenis sel yang berbeda. Sebagai contoh, suatu sel xilem yang sedang berkembang membuat enzim yang menghasilkan lignin, yang mengeraskan dinding sel. Sebaliknya sel pelindung tidak membuat enzim untuk sintesis lignin dan memiliki dinding yang lentur. Perbedaan dalam produksi enzim ini memberikan sumbangan pada perbedaan struktur yang berhubungan dengan fungsi yang berlainan pada kedua jenis sel ini.

1. Gambar kurva pertumbuhan Sigmoid dan kurva pertumbuhan Sigmoig ganda. Dari kurva Sigmoid terdapat tiga fase pertumbuhan sebutkan fasefase tersebut dan ciri-cirinya?

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

7

(Kurva Sigmoid)

(Kurva Sigmoid Ganda) Pola pertumbuhan sepanjang suatu generasi secara khas dicirikan oleh suatu fungsi pertumbuhan yang disebut kurva sigmoid. Jangka waktunya mungkin bervariasi kurang dari beberapa hari sampai bertahun-tahun, tergantung pada organisme tetapi pola kumpulan sigmoid tetap merupakan ciri semua organisme, organ, jaringan, bahkan penyusun sel. Apabila massa tumbuhan, volume, luas daun, tinggi atau penimbunan bahan kimia digambarkan dalam kurva berbentuk S atau kurva sigmoid. Misalnya pertumbuhan kecambah, yang pertumbuhannya lambat dinamakan fase eksponensial, fase ini relative pendek dalam tajuk budidaya . Selanjutnya fase linear yaitu massa yang berlangsung cukup lama dan pertumbuhan konstan. Fase yang terahhir adalah fase senescence, yaitu fase pematangan tumbuhan atau fase penuaan. Fase pertumbuhan eksponensial juga menunjukkan sel tunggal. Fase ini adalah fase dimana tumbuhan tumbuh secara lambat dan senderung singkat, mengikuti nilai logaritmik dari volume tumbuhan. Pada fase linier, pertambahan ukuran berlangsung secara konstan, biasanya pada waktu maksimum selama beberapa waktu lamanya. Laju pertumbuhan ditunjukkan oleh kemiringan yang konstan pada bagian atas kurva tinggi tanaman oleh bagian mendatar kurva laju tumbuh dibagian bawah. Fase senescence ditunjukkan oleh laju pertumbuhan yang menurun saat tumbuhan sudah mencapai kematangan dan mulai menua.

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

8

2. Jelaskan proses perkembangan batang, daun, dan bunga? Perkembangan batang : Pucuk batang, umumnya terdiri atas axis dengan ruas-ruasnya serta primordia daun, yang akan tersusun pada batang dengan sebutan filotaksis.Batang primer yang berkembang dari protoderm, prokambium dan meristem dasar. Perkembangan daun: Bentuk-bentuk daun yang akan berubah pada jenis tanaman tertentu, antara lain: Perkembangan daun kapas pada setiap cabang memperlihatkan adanya bentuk yang berbeda. perkembangan bunga Bunga biasa tumbuh pada tanaman. Pada tanaman terdapat organ untuk berkembang biaknya benih atau bibit bunga. Berkembangnya bunga melalui proses penyerbukan, yaitu berpindahnya bibit jantan (male gametes) pada bibit bet...ina (female gametes) dan menghasilkan sel baru yang disebut buah atau biji. Peristiwa ini disebut juga jatuhnya serbuk sari pada permukaan putik atau kepala putik, dan kepala putik ini menjadi bakal biji atau pembuahan. Pembuahan ini yang disebut berkembang dan mekarnya bunga. Penyerbukan/polinasi Penyerbukan atau polinasi merupakan suatu proses berkembang biaknya tanaman bunga, yaitu peristiwa menempelnya serbuk sari di kepala putik. Serbuk sari sampai ke kepala putik dengan dibawa oleh perantaranya. Berdasarkan perantaranya (polinator), penyerbukan dapat dibedakan menjadi 4 yaitu: Penyerbukan oleh angin. Angin berguna untuk bergeraknya atau berpindahnya serbuk sari dengan sendirinya pada bunga yang lain. Ciri-ciri bunga yang diserbukkan oleh angin yaitu: * Bunga tidak berwarna * Tidak mempunyai kelenjar madu * Serbuk sari banyak dan ringan * Tangkai sari panjang dengan kepala sari besar * Mempunyai putik yang panjang

Penyerbukan oleh hewan. Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

9

Hewan yang beraksi dalam proses penyerbukan adalah jenis serangga, seperti kupu-kupu, ngengat atau lebah. Hewan-hewan ini yang membawa serbuk sari dari satu bunga ke bunga yang lain, tapi masih pada satu jenis bunga. Ciri-ciri bunga yang diserbukkan oleh hewan ini yaitu: * Mahkota bunga berwarna-warni * Berbau harum * Menghasilkan kelenjar madu * Serbuk sari berlendir sehingga mudah melekat * Putik tersembunyi dan berlendirProses penyerbukan bisa juga dibantu oleh hewan lain seperti burung dan kelelawar. Namun bunga yang dihasilkan biasanya berbau tidak harum dan tidak menghasilkan kelenjar madu. Penyerbukan oleh air Penyerbukan ini terjadi pada tumbuhan yang bunganya terendam dalam air. Air berguna sekali dalam proses reproduksi bunga, karena air juga dapat menyuburkan bibit bunga tersebut. Penyerbukan oleh manusia Yaitu penyerbukan yang dilakukan karena pertolongan manusia. Biasanya manusia melakukan pencangkokan atau penyilangan antara satu bunga dengan bunga yang lain untuk memperbanyak tumbuhnya bunga. Pembuahan/Fertilisasi Setelah terjadi proses penyerbukan, lalu akan terjadi pembuahan. Pembuahan merupakan proses penting dalam pembentukan biji dan buah. Pembuahan terjadi untuk memproduksi bibit bunga. Biasanya, setelah proses penyerbukan, bunga akan mengalami pembuahannya sendiri. Pembuahan terjadi apabila serbuk sari telah masuk ke bagian dalam putik atau bakal buah. Lalu dari bakal buah ini akan membentuk biji yang melengkapi proses reproduksi bunga. Hasil dari pembuahan ini adalah variasi bunga dari jenis yang sama. 3. a. Pada morfogenesis dapat dibedakan fase juwana (juvenile) dengan fase dewasa. Apa ciri fase juwana? Dapatkah fase dewasa berbalik menjadi fase juwana? Jelaskan? Fase juvenil dari perkembangan tanaman dapat didefinisikan sebagai masa awal dari pertumbuhan ketika meristem apikal tidak akan merespon kondisi internal atau eksternal untuk memulai masa pembungaan secara khusus. Fase ini dicirikan oleh peningkatan ukuran secara eksponensial, ketidakmampuan berubah dari fase perkembangan vegetatif menuju kedewasaan reproduktif

ke arah pembentukan

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

10

bunga, bentuk morfologi dan ciri fisiologi yang khusus, termasuk bentuk daun, duri, vigor, atau daya tahan terhadap penyakit, dan kemampuan yang besar untuk menumbuhkan kembali tunas dan akar adventif (Arteca 1996). Menurut Zimmermann dan Brown

(1971) dua buah ciri fisiologi yang

berhubungan dengan tingkat juvenilitas adalah respon tidak berbunganya suatu pohon dan kemampuan berakar suatu stek. Ciri fisiologis yang biasa diperlihatkan oleh tanaman pada fase juvenil adalah perkembangan pertumbuhan yang cepat, tidak mampu berbunga, dan potensi yang besar untuk berakar (Arteca 1996). Fase dewasa dapat berbalik menjadi fase juwana dengan cara : 1.

Menstimulasi tunas adventif

2.

Menyambung dengan rootstock dari seedling

3.

Mengkultur meristem apical dengan mikropropagasi

4.

Memberi perlakuan asam giberelin pada tanaman

b. Sifat totipotensi sel diperlihatkan dari banyak penelitian. Jelaskan yang dimaksud dengan totipotensi sel dan tunjukan dua contoh proses morfogenesis tentang totipotensi? Totipotensi yaitu kemampuan setiap sel tumbuhan untuk menjadi individu yang sempurna, setiap sel tumbuhan mampu menurunkan sifat dan mempunyai potensi yang sama dengan induknya untuk tumbuh dan berkembang bila diberikan lingkungan yang sesuai. Teori totipotensi ini dikemukakan oleh G.Heberlandt tahun 1898. Dia adalah seorang ahli fisiologi yang berasal dari Jerman. Pada tahun 1969, F.C. Steward menguji ulang teori tersebut dengan menggunakan objek empulur wortel. Dengan mengambil satu sel empulur wortel, F.C. Steward bisa menumbuhkannya menjadi individu wortel. 4. Jelaskan bagaimana gen mengatur pertumbuhan dan perkembangan berikan contohnya? Gen berfungsi mengatur sintesis enzim untuk mengendalikan proses kimia dalam sel. Hal ini yang menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan. Faktor dalam adalah semua faktor yang terdapat dalam tubuh tumbuhan antara lain faktor genetik yang terdapat di dalam gen dan hormon. Gen berfungsi mengatur sintesis enzim untuk mengendalikan proses kimia dalam sel. Hal ini yang menyeba...bkan pertumbuhan dan perkembangan. Gen bertanggung jawab dalam pewarisan sifat keturunan. Gen juga berperan sebagai pembawa kode untuk pembentukan protein, enzim dan hormon yang mempengaruhi, mengatur dan mengendalikan pertumbuhan. Setiap sel hidup akan Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

11

mewarisi gen dari induknya. Informasi genetik yang tepat perlu diterima oleh setiap sel pada saat pembelahan sel, agar setiap organ dapat tumbuh dengan tepat. contoh: pembatasan pada jaringan spesifik 5. a. Cahaya bisa berperan dalam perkecambahan dan pembungaan. Berikan contohnya dan mekanisme prosesnya? Pada perkecambahan Cahaya juga penting untuk perkecambahan beberapa biji. Biji-biji kecil yang hanya memiliki cadangan makanan sangat sedikit untuk menunjang pertumbuhan awal embrionya, maka perubahan menjadi autotrof secepatnya menjadi penting bagi diri...nya. Apabila biji tersebut berkecambah terlalu dalam didalam tanah, mereka mungkin akan kehabisan cadangan makanan sebelum mapu mencapai permukaan tanah, dan kecambah mungkin akan mati karena tidak sempat berfotosintesis. Untuk biji-biji kelompok ini cahaya sangat penting, sehingga perkecambahannya harus terjadi dipermukaan atau dekat permukaan. Disamping itu suatu pigmen yang sensitif terhadap cahaya yang disebut fitokrom, memegang peran penting dalam perkecambahan beberapa biji spesies tertentu. Mekanisme respon terhadap cahaya dalam perkecambahan biji, sama dengan mekanisme pengendalian proses formatif lainnya, seperti pembungaan, pembentukan pigmen, pemanjangan batang dab pelurusan kulit hipokotil. Pada pembungaan Sebagaimana diyakini, cahaya sangat menentukan laju asimilasi tanaman. Pada kanopi yang padat, di bagian dalam kanopi, sedikit sinar matahari yang masuk. Karena itu, hanya menghasilkan dalam jumlah yang sedikit. Dalam hal ini, pemangkasan ranting dan daun yang ada di bagian tengah kanopi tersebut sangat perlu agar sinar matahari yang masuk ke dalam tanaman semakin bertambah banyak. b. Temperatur bisa menentukan pembungaan beberapa spesies tanaman berikan contohnya. Apa yang disebut vernalisasi? Vernalisasi adalah cara menimbulkan pembungaan yang lebih awal pada tanaman dengan pretreatment dari biji-biji pada suatu suhu yang rendah.

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

12

BAB III PENUTUP ○

Pertumbuhan adalah pertambahan panjang, volume, dan massa dari suatu organisme yang bersifat kuantitatif/terukur.

○

Perkembangan adalah suatu proses dalam diri individu dalam menuju proses kedewasaan dalam berpikir dan semakin meningkatnya proses kematangan dan pangalaman.

○

Diferensiasi adalah perubahan yang terjadi dari keadaan sejumlah sel, membentuk organ-organ yang mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda.

○

Pola pertumbuhandan perkembangan ada dua yaitu : ✔ Tipe Determinate ✔ Tipe Indeterminate

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

13

Kelompok 7 | Pertumbuhan Dan Perkembangan Tanaman

14