PENGANTAR FISIOLOGI TUMBUHAN Untuk memen

PENGANTAR FISIOLOGI TUMBUHAN
(Untuk memenuhi tugas Mata Kuliah Fisiologi Tumbuhan)
Dosen Pengampu: Yunin Hidayati, S.Si., M.Si

Disusun oleh:
KELOMPOK I
Moch Imam Bahrudin
Anggy Ayu Maharrani
Masnunah
Rifka Elvira Zuraida
Rina Yuliasari
Sinta Devi Utari
Mualifah

(140641100060)
(140641100068)
(140641100077)
(140641100078)
(140641100085)
(140641100086)
(140641100090)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN IPA
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS TRUNOJOYO MADURA

A. Pengertian dan Ruang Lingkup Fisiologi Tumbuhan
Fisiologi berasal dari bahasa latin, physis berarti alam (nature) dan logos

berarti ilmu. Jadi fisiologi tumbuhan diartikan sebagai ilmu tentang alam
tumbuhan. Fisiologi Tumbuhan merupakan salah satu cabang biologi yang
mempelajari tentang proses metabolisme yang terjadi di dalam tubuh tumbuhan
yang menyebabkan tumbuhan tersebut dapat hidup. Laju proses proses
metabolisme ini dipengaruhi oleh faktor faktor lingkungan mikro disekitar
tumbuhan tersebut.
Dengan mempelajari fisiologi tumbuhan, kita akan lebih dapat
memahami bagaimana sinar matahari dapat dimanfaatkan oleh tumbuhan untuk
menghasilkan karbohidrat dari bahan baku anorganik berupa air dan
karbondioksida, mengapa tumbuhan membutuhkan banyak air, bagaimana biji
berkecambah, mengapa tumbuhan layu ketika kekeringan, dan berbagai macam
gejala lainnya yang ditampakkan oleh tumbuhan.

Dengan meyakini bahwa setiap proses metabolisme pada tumbuhan dapat
dijelaskan secara kimia dan fisika, maka jelas bahwa pengetahuan dasar tentang
prinsip prinsip reaksi kimia dan fisika merupakan bekal utama untuk mengkaji
secara mendalam setiap fenomena Fisiologi Tumbuhan.
Organisme

yang

menjadi

sasaran dalam

kajian

Fisiologi

Tumbuhan meliputi semua jenis tumbuhan, dari tumbuhan satu sel sampai pada
tumbuhan tingkat tinggi. Walaupun demikian, pada kenyataannya yang menjadi
sasaran utama ahli Fisiologi tumbuhan adalah organisme dalam kelompok
plantae, terutama ganggang hijau, tumbuhan berdaun jarum dan angiospermae,

termasuk tumbuhan monokotil dan dikotil.
B. Pembagian Fisiologi Tumbuhan
Karena Perkembangannya yang pesat, yang ditopang juga oleh
perkembangan ilmu Fisika dan Kimia, maka Fisiologi Tumbuhan sering dipilah
pilah menjadi beberapa cabang sesuai dengan luang lingkup pokok bahasannya,
antara lain:
a. Fisiologi tanaman adalah cabang fisiologi yang mengkaji proses-proses
metabolisme pada tanaman budidaya, jadi tidak termasuk tumbuhan yang
tergolong monera, protista, dan jenis-jenis fungi serta jenis tanaman

tingkat

tinggi. Karena

hasilnya yang

setiap

dapat

budidaya

dimanfaatkan

sepatutnyalah Fisiologi

tanaman

lebih

tanaman mengharapakan
oleh

manusia,

mengarah

maka

kepada proses

metabolisme yang Berkaitan dengan perkembangan dan pembentukan
organ hasil.
b. Fisiologi lepas panen adalah cabang fisiologi tumbuhan yang menelaah
tentang proses fisiologi yang terjadi pada organ hasil setelah organ
tersebut dipanen. Reaksi-reaksi yang terjadi umumnya bersifat katabolik,
yakni penguraian senyawa senyawa bermolekul besar seperti pati dan
asam nukleat menjadi senyawa senyawa bermolekul kecil. Usaha-usaha
untuk

memanipulasi

laju

reaksi

katabolik

yang

terjadi

untuk

tujuan memperpanjang kesegaran organ hasl merupakan manfaat utama
dan menjadi tujuan dari telaah fisiologi lepas panen.
c. Ekofisiologi membahas pengaruh faktor faktor lingkungan terhadap
berbagai proses metabolisme tumbuhan, mencakup pengaruh positif bagi
tumbuhan dan kepentingan manusia.
d. Fisiologi benih membahas proses perkecambahan benih melibatkan
berbagai macam tahapan, yakni imbibisi, reaktivasi enzim, penguraian
bahan

simpanan,

benih merupakan cabang

dan

pertumbuhan

fisiologi

radikel.

tumbuhan yang

ruang

Fisiologi
lingkup

pertumbuhannya terbatas pada proses proses yang berlangsung pada
tahap perkecambahan benih seperti disebutkan diatas.
C. Sejarah Fisiologi Tumbuhan
Fisiologi Tumbuhan telah ada sangat lama, bahkan sebelum adanya
manusia dan dimulainya pertanian. Tetapi fistum sendiri mulai berkembang pada
abad ke 17 dan 18 karena adanya kemauan dalam ilmu fisika dan kimia. Pada
pertengahan abad ke 9 barulah fisiologi tumbuhan dapat berdiri sendiri dengan
terbitnya “history of botany” oleh Sachs (1860) lalu dilanjutkan “lectures on

physiology of plants”oleh sachs (1887) dan “physiology of plants” oleh Pfeffer
(1887). Pada pertengahan abad ke 20 fistum semakin berkembang dengan
diterbitkan beberapa jurnal khusus seperti “Plant physiology” dan “Annual
preview of plant physiology”.

D. Hubungan Fisiologi Tumbuhan dengan Cabang Botani Lainya.
Karena meluasnya pokok bahasan dalam berbagai disiplin ilmu dari
berbagai bidang ilmu meyebabkan banyak terjadi tumpang tindih antara ilmu yang
satu dengan ilmu yang lain. Demikian pula yang terjadi antara fisiologi tumbuhan
dengan beberapa bidang ilmu lainnya terutama cabang ilmu Botani. Sebagai
contoh adalah antara fisiologis tumbuhan dengan ekologis tumbuhan. Banyak
topik yang dikaji dalam bidang fisiologis tumbuhan berkaitan erat dengan bidang
ekologi, misalnya tentang tanggapan tanaman terhadap perubahan berbagai faktor
lingkungan. Besarnya porsi daerah tumpang tindih ini dari berbagai disiplin ilmu
ini meyebabkan berkembangya cabang ilmu baru dan disebut sebagai ekofisiologi
atau fisiologi lingkungan (environmental physiology).
Ilmu anatomi tumbuhan juga besar keterkaitan dan sumbangannya bagi
perkebangan fisiologi tumbuhan, misalnya sehubungan dengan pengertian
ultrastruktur membran dan organel-orgenel sel. Pemahaman tentang ultrastruktur
dan senyawa penyusun membran thilakoid pada kloroplas mempermudah untuk

menerangkan proses perpindahan elektron pada fase cahaya fotosintesis.
Dari uraian di atas, jelas terlihat keterkaitan anatara fisiologi tumbuhan
dengan cabang-cabang botani lainnya. Selain itu, fisiologi tumbuhan akan sangat
erat kaitannya dengan ilmu-ilmu dasar yang mendukung, seperti yang telah
disinggung terdahulu, yakni dengan ilmu kimia dan fisika.
Pengembangan model matematis untuk menjelaskan hubungan antara hasil
tanaman dengan beragai faktor lingkungan yang mempengaruhinya merupakan
contoh penting ilmu matematika dalam perkemabangan fisiologi tumbuhan.
Semakin kompleks model yang dikembangkan (semakin banyak parameter yang
disertakan), maka kebutuhan akan peran komputer semakin dirasakan. Pada saat
sekarang telah banyak dilakukan pengembangan model (modelling) untuk
estimasi berbagai gejala fisiologis, baik dengan bahasa komputer maupun dengan
notasi matematis biasa.
Dengan perkembangannya yang demikian pesat, agaknya sekarang ini
memahami fisiologi tumbuhan secara utuh tidak dapat lagi terpenuhi dengan
hanya mempelajari konsep-konsep lama/tradisional, dengan menganggap bahwa
fisiologi tumbuhan merupakan cabang ilmu biologi yang kaku batas ruang

lingkupnya. Pemahaman yang untuh tentang fisiologi tumbuhan hanya tercapai
jika ilmu-ilmu yang berkaitan dengannya juga mendapat perhatian yang memadai

E. Pokok Bahasan Fisiologi Tumbuhan
1. Nutrisi
Nutrisi adalah substansi organik yang dibutuhkan organisme untuk fungsi
normal dari pertumbuhan suatu pohon. Nutrisi didapatkan dari makanan
dan

cairan

yang

selanjutnya

diasimilasi

oleh

tubuh

tumbuhan.

Penggolongan elemen nutrisi:
a. Makronutrien adalah elemen-elemen yang dibutuhkan tumbuhan
dalam jumlah banyak, yaitu nitrogen, kalsium, potasium, sulfur,
magnesium, dan fosfor.
b. Mikronutrien adalah elemen-elemen yang dibutuhkan tumbuhan
dalam jumlah sedikit, seperti besi, boron, mangan, seng, tembaga,
klor, dan molybdenum.
2. Hama dan Penyakit Tumbuhan
Hama adalah semua jenis binatang yang merugikan dan mengganggu
tanaman yang sedang dibudidayakan oleh manusia dan bukan tumbuhan
liar yang ada di alam. Jika diklasifikasikan maka hama akan digolongkan
kepada beberapa jenis, diantaranya adalah:
a. Jenis Molusca; diantaranya adalah bekicot, siput, dan sejenisnya.
b. Jenis

Aves;

semisal

burung,

ayam

(jika

itu

memang

menganggu/memakan tanaman).
c. Jenis serangga; merupakan jenis yang paling banyak, misalkan
belalang, ulat, wereng, kumbang dan lain sebagainya.
d. Jenis Mamalia; tikus adalah salahsatu contoh yang banyak ditemui.
Penyakit Tumbuhan adalah sebuah kondisi yang mengakibatkan tanaman
tidak bisa tumbuh dengan normal, dikarenakan adanya gangguan pada
organ tanaman yang disebabkan oleh mikroorganisme pengnggu, hama,
virus atau kondisi tanah yang kekurangan unsur-unsur yang dibutuhkan
tanaman. Penyebab penyakit antara lain mikroorganisme (virus, bakteri,
jamur atau cendawan) dan kekurangan zat tertentu dalam tanah.

3. Hormon Auksin

Zat pengatur fototroprisme pada tumbuhan disebut auksin. Secara kimiawi
auksin bernama Indolacetid acid (IAA). IAA merupakan salah satu
senyawa auksin alami. IAA bergerak melalui sel-sel parenkim di korteks
dan jaringan pembuluh. Pada batang , IAA bergerak secara basipetal, yaitu
IAA bergerak menuju dasar. Pada akar IAA bergerak secara akropetal,
yaitu bergerak menuju pucuk. Pengaruh auksin terhadap pertumbuhan dan
perkembangan, yaitu sebagai berikut :


Merangsang perkembangan sel pada kecambah rumput dan
tumbuhan herba. Penyebaran auksin pada batang tidak merata
sehingga daerah dengan banyak auksin mengalami pemanjangan



sel dan membuat batang membengkok.



Merangsang pembentukan buah tanpa biji.



pertumbuhan diameter batang.



pertumbuhan diameter batang.





Merangsang pembentukan akar.

Merangsang diferensiasi jaringan pembuluh sehingga merangsang

Merangsang diferensiasi jaringan pembuluh sehingga merangsang

Merangsang absisi (pengguguran daun).
Berperan dalam dominasi apikal , yaitu keadaan pertumbuhan
batang terus keatas dan tidak menghasilkan cabang. Jika ujung
batang dipotong, dominansi apikal akan hilang dan tumbuhan
menghasilkan cabang dari tunas ketiak.

4. Hormon Sitokinin

Sitokinin adalah zat yang dapat merangsang pembelahan sel (sitokinesis).
Sitokinin

diisolasi

dari

tumbuhan

angiospermae,

gymnospermae,

tumbuhan lumut, dan paku. Pada angiospermae, sitokinin banyak terdapat
pada biji, buah , dan daun muda. Sitokinin ditransportasikan xilem, floem,
dan sel parenkim. Sitokinin memiliki pengaruh pertumbuhan dan
perkembangan pada tumbuhan, antara lain :


Bersama auksin mengatur pembelahan sel, pembentukan sistem



tajuk dan sistem akar.



Memengaruhi organogenesis (pembentukan gugur).



Merangsang pembelahan sel dan pembesaran kotiledon.



Menghambat kerusakan klorofil pada daun gugur.
Merangsang pembentukan tunas batang.

5. Asam Absisat dan Etilen
Asam absisat terdapat pada angiospermae, gymnospermae , dan
tumbuhan lumut kecuali lumut hati. ABA bergerak ke seluruh tumbuhan
melalui xilem, floem, dan parenkim. Tidak terdapat ABA sintetik, ABA
memiliki pengaruh terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan,
yaitu sebagai berikut :


Mengatur dormansi tunas dan biji.



ABA memiliki pengaruh berlawanan dengan hormon lain. N
Misalnya, ABA menghambat produksi amilase pada biji yang
diberi giberelin. ABA juga menghambat pemanjangan dan





pertumbuhan sel yang dirangsang oleh IAA.
Menyebabkan penutupan stomata.
Meskipun ABA menghambat pertumbuhan , tetapi tidak bersifat
racun pada tumbuhan.

Etilen merupakan hormon tumnbuhan pertama dalam bentuk gas. Jika
buah jeruk sudah matang disatukan dengan buah pisang yang belum
matang , maka buah pisang akan lebih matang lebih cepat karena buah
jeruk menghasilkan gas etilen. Etilen dibuat tumbuhan dan menyebabkan
pematangan yang lebih cepat. Pembentukan gas etilen memerlukan O2 dan
dihambat oleh CO2. Semua bagian tumbuhan angiospermae dapat
menghasilkan gas etilen. Pembentukannya terutama terjadi di akar,
meristem, apikal, pucuk, modus, bunga yang gugur, dan buah matang. Gas
etilen memiliki pengaruh pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan,
yaitu sebagai berikut :


Pematangan buah. Contohnya adalah para pedagang sering
memasukkan buah pada wadah yang diberi gas CO2 sehingga pada



saat pengiriman buah matang ketika sampai tempat tujuan.
Gas etilen menghambat perbungaan pada banyak tumbuhan,
namun ada yang merangsang perbungaan seperti pohon mangga





dan nanas.
Merangsang absisi (pengguguran daun).
Bersama giberelin menentukan ekspresi organ kelamin tumbuhan
contohnya mentimun.

6. Metabolit Sekunder
Metabolit sekunder adalah senyawa metabolit yang tidak esensial
bagi pertumbuhan organisme dan ditemukan dalam bentuk yang unik atau
berbeda-beda antara spesies yang satu dan lainnya. Setiap organisme
biasanya menghasilkan senyawa metabolit sekunder yang berbeda-beda,

bahkan mungkin satu jenis senyawa metabolit sekunder hanya ditemukan
pada satu spesies dalam suatu kingdom. Senyawa ini juga tidak selalu
dihasilkan, tetapi hanya pada saat dibutuhkan saja atau pada fase-fase
tertentu. Fungsi metabolit sekunder adalah untuk mempertahankan diri
dari kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan, misalnya untuk
mengatasi hama dan penyakit, menarik polinator, dan sebagai molekul
sinyal. Singkatnya, metabolit sekunder digunakan organisme untuk
berinteraksi dengan lingkungannya.

DAFTAR PUSTAKA
Agustina, Liliek. 1990. Nutrisi Tanaman. Jakarta: Penerbit Rineka Cipta.
Lakitan, Benyamin. 2004. Dasar-dasar Fisiologi Tumbuhan. Jakarta: PT Raja
Grafindo Persada.
R. Verpoorte, A. W. Alfermann (2000). Metabolic engineering of plant secondary
metabolism. Springer. ISBN 978-0-7923-6360-6.Page.1-3

Salisbury, Frank. B dan Ross, Cleon. W. 1995. Fisiologi Tumbuhan Jilid 2.
Bandung: ITB.