Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII
8
Sumber: Botany, 1995
a b
c. Sitokinin
Aktivitas sitokinin pertama kali teramati ketika pembelahan sel oleh
Folke Skoog dari Universitas Wisconsin, Amerika Serikat. Sitokinin, sesuai dengan namanya sito= sel, kinin= pembelahan berperan dalam pembelahan
sel, pemanjangan sel, morfogenesis, dominansi apikal, dan dormansi.
d. Asam absisat
Asam absisat ditemukan oleh peneliti yang bekerja pada penelitian tentang dormansi pohon. Zat kimia yang diambil dari dedaunan sebuah
pohon ternyata memengaruhi pertumbuhan pucuk dan menginduksi pembentukan tunas. Asam absisat berperan dalam penuaan, dormansi pucuk,
perbungaan, memacu sintesis etilen, dan menghambat pengaruh giberelin.
e. Etilen
Fenomena gas etilen pertama kali diamati oleh ilmuwan mulai abad ke- 19. Pada masa itu, sumber penerangan lampu jalanan yang digunakan berasal
dari pemanasan oleh batubara. Pepohonan yang berada di sekitar pem- buangan gas pembakaran diketahui menggugurkan daunnya secara tidak
wajar. Pada tahun 1901, sekelompok peneliti dari Rusia menemukan adanya gas etilen pada pembakaran tersebut dan menyebabkan daun berguguran.
Kini, etilen telah secara luas digunakan sebagai zat pengatur tumbuh pada 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 mengalami pengguguran. Jadi, etilen membantu dalam proses pematangan buah.
Hal ini ditunjukkan pada Gambar 1.8.
2. Faktor Eksternal
Faktor-faktor eksternal yang berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan di antaranya adalah cahaya, temperatur, kandungan air, dan kesuburan tanah.
a. Makanan Nutrisi
Semua makhluk hidup membutuhkan makanan nutrisi untuk sumber energi. Unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah besar yang disebut
elemen makro atau unsur makro. Elemen makro terdiri atas karbon, oksigen, hidrogen, nitrogen, sulfur, fosfor, kalium, dan magnesium. Selain itu, ada
elemen yang disebut elemen mikro atau unsur mikro seperti besi, klor, tembaga, seng, molibdenum, boron, dan nikel. Elemen mikro adalah unsur
yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah sedikit Moore, et al, 1995: 470.
Sumber: Biology Concepts
Connections, 2006
• Defisiensi
• Elemen makro
• Elemen mikro
Kata Kunci
Etilen dapat mematangkan buah pisang yang ditaruh dalam
plastik. Hasilnya, a pisang matang karena pengaruh etilen
dari jeruk, b pisang matang karena gas dari zat etilen
murni, dan c pematangan pisang lambat karena tidak ada
pengaruh etilen.
a b
c
Gambar 1.8
Defisiensi unsur a fosfor menyebabkan tepi daun
menggulung dan b defisiensi unsur seng menyebabkan daun
berukuran kecil.
Gambar 1.9
Pertumbuhan dan Perkembangan
9
Unsur Mikronutrien
Molibdenum Tembaga
Seng Mangan
Boron Besi
Klorin
Makronutrien Sulfur
Fosfor
Magnesium Kalsium
Kalium
Nitrogen
Tabel 1.1 Sumber, Fungsi, dan Gejala Kekurangan Beberapa Unsur pada Tumbuhan Senyawa Tersedia
bagi Tumbuhan Fungsi pada Tumbuhan
Gejala Defisiensi
MoO
4 2–
Cu
+
, Cu
2+
Zn
2+
Mn
2+
H
3
BO
3
Fe
3+
, Fe
2+
Cl
–
SO
4 2–
H
2
PO
4 –
, HPO
4 2–
Mg
2+
Ca
2+
K
+
NO
3 –
, NH
4 +
Fiksasi N
2
pada tumbuhan Komponen plastosianin, terdapat pada
lignin saluran pembuluh, mengaktifkan enzim.
Berperan dalam sintesis auksin, menjaga struktur ribosom, mengaktifkan beberapa
enzim. Aktivator enzim, transfer elektron
Pertumbuhan tabung polen, mengatur fungsi enzim, berperan dalam
transportasi karbohidrat Diperlukan dalam sintesis klorofil;
komponen sitokrom dan feredoksin; kofaktor peroksidase dan beberapa
enzim
Keseimbangan tekanan osmotik, berperan dalam fotosintesis
Bagian dari koenzim A; asam amino sistein, dan metionin
Bagian dari asam nukleat, gula fosfat, dan ATP, fosfolipid pada membran sel,
dan koenzim
Bagian dari klorofil, aktivator enzim, berperan dalam sintesis protein
Menjaga integritas membran pada lamela tengah, sebagai kofaktor enzim
Mengatur tekanan osmosik sel tetangga pada stomata, mengaktifkan lebih dari
60 jenis enzim, diperlukan untuk pembentukan pati
Bagian dari asam nukleat, klorofil, asam amino, protein, nukleotida, dan koenzim
Klorosis atau daun muda menggulung
Daun muda berwarna hijau tua, menggulung, dan layu
Klorosis, daun mengecil, dan internodus memendek
Klorosis, nekrosis Kematian meristem apikal;
daun menggulung dan pucat di bagian ujung
Klorosis, batang pendek, dan menipis
Daun layu, klorosis, nekrosis, kekerdilan, akar menebal
Klorosis Kekerdilan, pigmentasi hijau
tua, akumulasi pigmen antosianin, menghambat
pertumbuhan
Klorosis, daun memerah Kematian akar dan ujung
batang Klorosis, nekrosis, akar, dan
batang lemah
Klorosis, kekerdilan, keungu- unguan akibat akumulasi
pigmen antosianin
Keadaan fisiologis berupa kekurangan elemen makro atau mikro disebut
defisiensi. Defisiensi yang terjadi pada tumbuhan akan berpengaruh terhadap proses pertumbuhan. Contohnya, daun tumbuhan akan menguning jika
kekurangan besi Fe, karena Fe berfungsi dalam pembentukan klorofil. Selain itu, besi merupakan salah satu unsur yang diperlukan pada pembentukan enzim-
enzim pernapasan yang mengoksidasi karbohidrat menjadi karbondioksida dan air. Contoh lainnya, jika tumbuhan kekurangan unsur fosfor, tepi daunnya
akan menggulung Gambar 1.9. Untuk mengetahui lebih jelas mengenai unsur-unsur yang diperlukan tumbuhan, perhatikanlah Tabel 1.1.
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII
10
Jadi, media tanam untuk tumbuhan harus memenuhi elemen-elemen yang dibutuhkan tumbuhan. Pemupukan merupakan salah satu cara
penambahan nutrisi yang dibutuhkan tumbuhan. Pengaruh nutrisi tumbuhan dapat terlihat jika bercocok tanam meng-
gunakan hidroponik. Hidroponik adalah istilah yang digunakan untuk bercocok tanam tanpa menggunakan tanah sebagai media tanam. Media
tanam dapat berupa air, kerikil, pecahan genting, dan gabus putih. Media kultur yang sering digunakan adalah kultur air. Tumbuhan ditanam pada
air yang telah dicampurkan berbagai mineral untuk menyuplai kebutuhan tumbuhan. Jika tumbuhan yang ditanam pada kultur air kekurangan nutrisi,
tumbuhan tidak akan tumbuh baik.
b. Cahaya
Cahaya merah, biru, hijau, dan biru violet berperan sebagai sumber energi dalam proses fotosintesis. Makanan hasil fotosintesis yang terdapat
pada tumbuhan akan digunakan untuk pertumbuhan. Biji yang ditanam dan ditempatkan di tempat teduh akan tumbuh cepat, tetapi abnormal tubuh
lemah. Peristiwa dinamakan etiolasi lihat Gambar 1.10.
Cahaya dapat mengubah leukoplas menjadi kloroplas. Tersedianya cahaya yang memadai akan meningkatkan pembentukan kloroplas. Pada tumbuhan
yang sama, tetapi hidup pada tempat yang berbeda pencahayaannya akan menimbulkan perbedaan ukuran daun.
Daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang cukup mendapatkan cahaya memiliki ukuran yang lebih sempit, tetapi jaringan mesofilnya lebih
tebal daripada daun dari tumbuhan yang berada di tempat yang kurang mendapatkan cahaya. Tinggi tumbuhan pada tempat yang kurang cahaya,
lebih tinggi daripada tumbuhan yang hidup pada tempat cukup cahaya. Hal ini disebabkan pada tumbuhan yang hidup pada tempat yang kurang
mendapatkan cahaya, transpirasinya rendah sehingga kandungan air lebih tinggi. Tingginya kandungan air memacu pembelahan sel dan pelebaran sel.
Akan tetapi, berat tumbuhan menjadi lebih rendah karena aktivitas fotosintesis rendah. Stomata pada tumbuhan yang berada di tempat yang kurang
mendapatkan 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. Sistem perakaran tumbuhan yang hidup pada tempat yang cukup mendapatkan
cahaya lebih lebat dibandingkan dengan sistem perakaran tumbuhan yang berada pada tempat kurang mendapatkan cahaya.
Adanya perbedaan letak geografis menyebabkan perbedaan lamanya pencahayaan yang diterima oleh tumbuhan. Pada daerah yang memiliki
empat musim, kadang-kadang waktu siang lebih lama daripada waktu malam atau 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 fitokrom
Sumber: Botany, 1995
Sumber: Biology: Discovering
Life, 1991
a b
O
2
, H
2
O CO
2
H
2
O Komponen utama molekul organik
tumbuhan Komponen utama molekul organik
tumbuhan Komponen utama molekul organik
tumbuhan Jarang terjadi
Jarang terjadi Jarang terjadi
Tumbuhan dapat melakukan proses fotosintesis karena
memiliki zat hijau daun, yang disebut klorofil. Zat tersebut
merupakan zat yang memengaruhi warna hijau pada
daun. Bagaimanakah dengan daun yang berwarna merah,
apakah pada daun tersebut, proses fotosintesis tetap
terjadi?
Ternyata daun yang berwarna merah juga melakukan proses
fotosintesis. Warna merah pada daun dipengaruhi oleh pigmen
antosianin zat berwarna merah. Semua daun
mengandung klorofil yang bermanfaat dalam proses
fotosintesis.
Sumber: Heath Biology, 1985
Wawasan
Biologi
Oksigen Karbon
Hidrogen
Pertumbuhan kecambah a di tempat gelap dan b di tempat
terang
Gambar 1.10
Pertumbuhan dan Perkembangan
11
Tokoh Biologi
Sumber: Concise Encyclopedia:
Nature, 1994
yang ditemukan oleh Sterling B. Hendrik. Fitokrom adalah suatu protein berwarna biru pucat yang terdistribusikan pada jaringan tumbuhan dengan
konsentrasi rendah serta mampu menerima cahaya merah
M
= 660 nm dan infra 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 jika
lamanya waktu malam lebih panjang daripada waktu siang. Tumbuhan yang tergolong hari pendek adalah kedelai, tembakau, stroberi dan Chrysanthemum
indicum .
Tumbuhan hari panjang adalah tumbuhan yang membentuk bunga jika
lamanya waktu malam lebih pendek daripada waktu siang. Tumbuhan yang termasuk long-day plant adalah gandum, bit, dan bayam.
Tumbuhan hari netral adalah tumbuhan yang berbunga jika lamanya
waktu siang sama dengan waktu malam. Tumbuhan yang tergolong neutral- day plant
adalah jagung, kacang merah, mentimun, dan kapas.
c. Temperatur
Temperatur sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan tumbuhan. Hal ini karena berkaitan dengan aktivitas enzim dan kandungan air dalam tubuh
tumbuhan. Semakin tinggi temperatur, semakin besar pula transpirasi. Akan tetapi, kandungan air dalam tubuh tumbuhan akan semakin rendah sehingga
proses pertumbuhan akan semakin lambat. Temperatur yang rendah dapat memecahkan masa istirahat pucuk atau biji. Perlakuan temperatur yang
rendah akan memacu pembentukan ruas yang lebih panjang daripada ruas dari tumbuhan yang tumbuh di daerah bertemperatur tinggi. Perlakuan
dengan temperatur dapat merangsang perkecambahan biji, peristiwa ini dinamakan 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°C
dan temperatur malam mencapai 20°C. Pembentukan buah terjadi jika temperatur malam mencapai 15°C. Akan tetapi, buah tidak terbentuk jika
temperatur malam mencapai 25°C.
d. Air
Air merupakan senyawa yang sangat penting bagi tumbuhan. Air berfungsi membantu reaksi kimia dalam sel. Selain itu, air menunjang proses
fotosintesis dan menjaga kelembapan. Kandungan air yang terdapat dalam tanah berfungsi sebagai pelarut
unsur hara sehingga unsur hara tersebut mudah diserap oleh tumbuhan. Selain itu, air memelihara temperatur tanah yang berperan dalam proses
pertumbuhan. Pertumbuhan akan berlangsung lebih aktif pada malam hari daripada siang hari karena pada malam hari kandungan air dalam tubuh
tumbuhan lebih tinggi daripada siang hari.
e. pH
Derajat keasaman tanah pH tanah sangat berpengaruh terhadap ketersediaan unsur hara yang diperlukan oleh tumbuhan. Pada kondisi pH
tanah netral unsur-unsur yang diperlukan, seperti Ca, Mg, P, K cukup tersedia. Adapun pada pH asam, unsur yang tersedia adalah Al, Mo, Zn,
yang dapat meracuni tubuh tumbuhan.
Stephen Hales 1677–1761
Ia adalah seorang ahli kimia dari Inggris. Ia menerbitkan
buku Vegetable staticks, buku
yang menjelaskan penelitian lengkap mengenai
pertumbuhan tumbuhan dan transpirasi.
• Fitokrom
• Fotoperiodisme
• Tumbuhan hari netral
• Tumbuhan hari panjang
• Tumbuhan hari pendek
• Termoperiodisitas
• Vernalisasi
Kata Kunci
Praktis Belajar Biologi untuk Kelas XII
12
Kerjakanlah di dalam buku latihan Anda. 1.
Sebutkan faktor-faktor internal yang memengaruhi pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan.
2. Bagaimanakah pengaruh temperatur terhadap
transpirasi?
Soal Penguasaan
Materi
1.2
1. Pertumbuhan adalah pertambahan ukuran volume,
massa, tinggi, atau ukuran lainnya yang dapat dinyatakan dalam bilangan atau secara kuantitatif.
Adapun perkembangan adalah perubahan kualitatif yang terjadi pada makhluk hidup.
2. Pertumbuhan pada tumbuhan dapat dibedakan
menjadi pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder.
3. Pertumbuhan primer pada tumbuhan adalah
pertumbuhan yang terjadi mulai dari fase embrio hinga dewasa. Pertumbuhan primer menghasilkan
pemanjangan akar dan batang.
4. Pertumbuhan sekunder terjadi pada tumbuhan yang
memiliki kambium. Pertumbuhan sekunder menye- babkan batang dan akar bertambah lebar.
5. Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan
dipengaruhi oleh dua faktor. Kedua faktor tersebut adalah faktor internal dan faktor eksternal.
6. Faktor internal di antaranya berpengaruh sebagai
pemicu pertumbuhan dan penghambat per- tumbuhan. Pemicu pertumbuhan dapat berupa
auksin, giberelin, dan sitokinin. Adapun peng- hambat pertumbuhan, yakni asam absisat dan etilen.
7 Faktor eksternal yang memengaruhi pertumbuhan,
yakni nutrisi, cahaya, temperatur, air, pH, dan oksigen.
Rangkuman
Ahmad memerhatikan kecambah kacang hijau taoge yang ditanam dan ditaruh di dekat jendela, tumbuh mengarah ke arah jendela. Hal ini terjadi pada
sekumpulan kecambah. Untuk itu, ia ingin melakukan percobaan mengenai pengaruh arah datangnya cahaya terhadap pertumbuhan kecambah.
Bersama teman kelompok Anda, rencanakanlah sebuah penelitian sederhana pengaruh faktor luar terhadap tumbuhan, seperti yang ingin Anda lakukan.
Tentukan judul penelitian, rumusan masalah, latar belakang penelitian, tinjauan pustaka, hipotesis, tujuan manfaat penelitian, dan cara kerja. Guru Anda akan
membimbing dalam pengerjaan tugas ini.
Setelah penelitian tersebut dilakukan, buatlah laporan penelitiannya dalam bentuk laporan ilmiah. Bab I adalah Pendahuluan, berisi latar belakang, identifikasi
masalah, dan tujuan serta manfaat penelitian. Bab II adalah adalah kajian Teori, berisi teori-teori yang berhubungan dengan parameter penelitian dan hipotesis.
Bab III adalah Metodologi Penelitian, berisi metode penelitian yang digunakan, tempat dan waktu, teknik analisis data, alat dan bahan, populasi dan sampel
penelitian, serta cara kerja. Bab IV adalah Hasil dan Pembahasan, berisi hasil penelitian pengukuran dan hasil pengamatan dan pembahasan berisi
argumentasi atau pendapat penelitian terhadap hasil analisis data serta hubungannya dengan kajian teori. Bab V adalah Kesimpulan dan Saran, berisi
pernyataan-pernyataan temuan hasil penelitian dan saran yang berisi gagasan untuk penelitian lanjutan. Selain bab-bab tersebut, cantumkanlah daftar pustaka
yang Anda gunakan sesuai kaidah penulisan. Selanjutnya, presentasikanlah hasil penelitian kelompok Anda di depan kelas.
Tugas Ilmiah 1.1
f. Oksigen
Keadaan kadar oksigen yang terdapat dalam tanah selalu berlawanan dengan kadar air dalam tanah. Jika kandungan air tinggi, kandungan udara
akan rendah. Kandungan oksigen dalam tanah sangat penting untuk respirasi sel-sel akar yang akan berpengaruh terhadap penyerapan unsur hara.