Download - PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TANAMAN
PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN
TANAMAN
Pertumbuhan & Perkembangan Tanaman
1. Pendahuluan1.1.Overview1.2.Definisi2. Pertumbuhan dan Perkembangan2.1.Sel2.2.Jaringan2.3.Tanaman (Whole Plant)
Pertumbuhan & Perkembangan Tanaman
3. Fotosintesis4. Penyerapan Unsur Hara5. Transpirasi & Translokasi
1.Pendahuluan1.1.Overview
Pertumbuhan &Perkembangan :Pembelahan selPemanjangan DifferensiasiButuh :SubstratSumber :FotosintesisAir & unsur haraO2 & CO2
Apa yg dimaksud dg :
PERTUMBUHAN ? PERKEMBANGAN ?
1.2. Definisi
Pertumbuhan adalah sebuah istilah kuantitatif, suatu peningkatan dlm hal jumlah, volume (ukuran) atau berat dr sel, jar. & organ dlm siklus hidup tan.
1.2. Definisi Perkemb. adl keseluruhan dr
semua perubahan yg trjd pd organisme di dlm siklus hidupnya termasuk di dlmnya adl pertumb. dan diferensiasi.
Pd dasarnya, perkemb. adl ekspresi dr program genetik yg mengarah pd aktivitas & interaksi individual sel.
Daun : daun primer → muda → daun dewasa
Akar : primer →muda → sistem akar
Buah : telur yg dibuahi →muda→ buah yg masak
1.3. Meristem Tan. tumbuh pd lokasi meristem
Meristem adl wilayah atau merupakan kumpulan sel tertentu yg mempunyai kemampuan utk terus membelah bagi keberlangsungan hidup tan.
Bentuk morfologi dr sel meristem
Volume kecil, dinding sel yg tipis, nukleus besar, sitoplasma yg melimpah, sintesa metabolisme yg aktif, kand.air yg tinggi, akan tetapi vakuola kecil.
Fig. Apical meristem cell
Sel meristem
Fisiologi: Mempunyai kecepatan tinggi dlm penyerapan air, tmpt akumulasi bhn kering, respirasi, aktivitas enzim & protein yg tinggi, As.nukleat dan sintesa lipid.
Dimana jar.meristem berada?
2.1.Pertumbuhan & Perkembangan Sel
Fase S (“Synthesis”) adl. Saat DNA digandakan, chromosome memp. satu chromatid mjd 2 chromatids bersama2 pada centromere.
G1 (“Gap”) adl. Period antara mitosis dan S, saat masing2 chromosome memp. 1 chromatid. G1 : adl periode yg plg panjang, saat sel tumbuh dan berfungsi normal. Control apakah sel membelah diri ato tdk : Yg tdk membelah tetap pada fase G1, sedang yg membelah diri masuk ke fase S.
G2 adl period antara S dan mitosis. chromosome memp 2 chromatids, dan siap membelah diri.
2.1.1 Siklus sel
2.1.1 Siklus sel Prophase:
Nukleolus mulai menghilang Kromosom mulai muncul Kromosom terpilin Membran nuklir menghilang
Metaphase Munculnya gelendong Sentromer terletak pd satu bid.ekuator
Anaphase Sentromer t’bagi:msg-msg 2-kromatid
kromosom mjd dua 1-kromatid kromosom Kromosom ditarik ke kutub yg b’lawanan
Telophase Kromosom mulai m’buka gulungan Nukleus kembali muncul Sitokinesis: sitoplasma terbagi mjd 2 sel
2.1.1 Siklus selMitosis
2.1.1 siklus sel
Profase
Metafase
Anafase
Telofase
2.1.1 Siklus selMeiosis
2.1.2. Pemanjangan sel (pembesaran)
Morfologi : Volume sel meningkat drastis seiring dg penyerapan air dlm jml yg cukup besar.
Air adlh faktor penting dlm pemanjangan sel.
2.1.3. Differensiasi (pematangan) Diferensiasi mengacu pd
perubahan kualitatif dr sel2 yg mengarah pd pembentukan struktur & fungsi scr khusus dr sel2 tsb.
2.1.3. Differensiasi (pematangan) Menjaga volume tetap
konstan & mengubahnya scr morfologi & fungsi.
Faktor yg mempengaruhi diferensiasi.
(1) Hormon tan.
2.1.3. Differensiasi (pematangan)(2) Sucrose : rendah (1.5-2.5%)
sucrose berguna utk diferensiasi xylem dan tinggi ( >4%) utk phloem.
Menengah (2.5-3.5%) utk keduanya dan konsentrasinya dpt menyebakan t’bentuknya kambium.
(3) Cahaya/sinar :Minimnya cahaya/sinar,diferensiasi mjd terganggu.
2.1.3. Differensiasi (pematangan)
Gb. MorfologiDr tan.yg tumbuh di tmpt terang & gelap
2.1.3. Differensiasi (pematangan)(4) Polaritas : Jar dan organ
disusun scr tepat dlm linear axis yaitu perpanjangan dr shoot apical meristem (SAM) pada root apical meristem (RAM).
2.1.4. Sitoskeleton
Pd dasarnya semua sel eukariotik, baik tan.maupun hewan tdd 3 komponen yg tersusun atas serat protein yg m’bentuk ikatan/struktur yg t’organisasi yaitu sitoskeleton
Mikrotubuli; α-tubulin, β-tubulinMikrofilamen; actinIntermediat filamen
Fs utama: Mikrotubuli------komponen
pembentuk gelendong (dlm pembelahan sel) & dinding sel mikrofibril.
Mikrofilamen------aliran sitoplasmik & pergerakan organel
Intermediat filamen------ lokasi & pergerakan sel (menyediakan kerangka penunjang di dlm sel)
2.1.4. Sitoskeleton
2.2.Pertumbuhan & Perkembangan Jaringan
Pembelahan sel, pertumbuhan dan differensiasi menghasilkan sistem jaringan dengan fungsi yang khusus :
1.Dermal Tissues/Jaringan Kulit ( ) :2. Vascular tissue/Jaringan Pembuluh. Phloem ( ) dan Xylem ( )3.Ground Tissue /Jaringan pendukung ( ).
2.2.Pertumbuhan & Perkembangan Jaringan
1. Dermal Tissues/Jaringan Kulit ( ) : Jaringan terluar yang melindungi tanaman dari lingkungannya, berperan dalam penyerapan air dan unsur hara pada akar serta mengatur pertukaran udara pada daun dan batang.
2.2.Pertumbuhan & Perkembangan Jaringan
2. Vascular tissue/Jaringan Pembuluh. Phloem ( ) dan Xylem ( ) membentuk sistem pembuluh ke seluruh tanaman, berperan dalam transportasi air dan bahan terlarut serta sebagai penunjang tanaman.
2.2.Pertumbuhan & Perkembangan Jaringan
3. Ground Tissue /Jaringan pendukung ( ). Jaringan ini merupakan kumpulan
sel berdinding primer pada tanaman muda yang juga berfungsi sebagai pabrik makanan dan penyimpanan.
2.2.1.GROUND TISSUES
Jaringan Pendukung terdiri dari 3 tipe sel yakni :
1. Parenchyma2. Collenchyma3. Sclerenchyma
Figure 35.9
Parenchyma cells60 m
PARENCHYMA CELLS
80 m Cortical parenchyma cells
COLLENCHYMA CELLS
Collenchyma cells
SCLERENCHYMA CELLS
Cell wall
Sclereid cells in pear
25 m
Fiber cells
5 m
Parenchyma Sel Parenchyma terdapat pada semua sistem
jaringan Umumnya berdinding primer tipis dan mampu
membelah diri Fungsinya bermacam-macam :1. Meristem apikal dan lateral2. Sel Photosynthetic pada daun dan batang (Sel
mesophyll); 3. Sel parenchyma untuk penyimpanan pada buah
dan sayur bulk4. Karena kemampuan proliferative sel parenchyma
berfungsi sebagai sel batang untuk penutup luka dan regenerasi
Transfer cell adalah bentuk khusus sel parenchyma yang dinding sel primernya tumbuh memanjang ke dalam meningkatkan area membran plasma di bawahnya transpor solut ke dan dari sel sistem pembuluh bisa cepat.
collenchyma Sel Collenchyma serupa dengan sel
parenchyma tetapi mempunyai dinding sel yang lebih tebal dan biasanya memanjang membentuk serat.
Sebagai penunjang kekuatan ground tissue system pada bagian panjang tanaman.
Sel Collenchyma umum terdapat di bagian subepidermal batang.
Sclerenchyma Sel Sclerenchyma seperti sel
collenchyma dapat meregang dan berfungsi sebagai penunjang.
Biasanya sudah mati dan berdinding sel sekunder tebal dan berliognin menjaga dari peregangan saat tanaman tumbuh.
2 tipe umum : fibers (serat) berbentuk ikatan panjang dan sclereids, yang lebih pendek dan terdapat pada kulit biji dan buah.
DERMAL TISSUES Epidermis adalah sel luar yang
membungkus dan melindungi tanaman.
Beberapa sel epidermis bermodifikasi menjadi bentuk stomata and hairs (bulu) dalam berbagai macam.
Epidermis Sel epidermis (biasanya selapis)
membungkus batang, daun dan akar tanaman muda.
Berdinding primer tebal, permukaan luar dilapisi kutikula dengan lapisan lilin.
Saling bertautan dengan pola yang berbeda-beda.
Stomata Stomata adl pembuka di epidermis,
letaknya dibagian bawah permukaan daun yang meregulasi pertukaran udara pada tanaman.
Dibentuk 0leh 2 sel epidermal khusus yakni guard cells yang berfungsi untuk mengatur diameter dari pori-pori daun.
Stomata terdistribusi dengan pola tertentu pada epidermisnya sesuai dengan spesiesnya
Hairs (Trichomes) Hairs (or Trichomes) adl perpanjangan dari
sel epidermis. Bentuknya beragam dan umumnya
ditemukan di semua bagian tanaman. Fungsinya untuk proteksi. Absorpsi dan
sekresi. Pd perkemb, biji kapas, epidermisnya
mempunyai banyak single-celled hairs , saat hairsnya tumbuh, dindingnya menjadi lebih tebal (pertumb.sekunder) krn adanya selulosa serat pada kapas.
VASCULAR TISSUES phloem dan xylem mbtk sistem
vaskuler dalam tanaman. Pada tan muda, biasanya tergabung
dg sel-sel lain yang setipe dalam vascular bundles.
Sel parenkim : memelihara elemen dan pertukaran material
Sel kolenkim dan schlerenkim untuk mendukung scr mekanis.
Figure. 35.9
WATER-CONDUCTING CELLS OF THE XYLEM
Vessel Tracheids 100 m
Tracheids and vessels
Vesselelement
Vessel elements withpartially perforated end walls
Pits
Tracheids
SUGAR-CONDUCTING CELLS OF THE PHLOEM
Companion cell
Sieve-tubemember
Sieve-tube members:longitudinal view
Sieveplate
Nucleus
CytoplasmCompanioncell
30 m
15 m
Phloem Transpor bahan organik dlm tan
Floem terdiri dari tubes yang disebut sieve-tubes.
sieve-tubes saat dewasa terdiri dari sel-sel hidup yang terkoneksi oleh perforasi dinding selnya dg pembesaran dan modifikasi plasmodesmata (sieve-plates). Sel-sel ini mempertahankan plasma membrannya, tapi nukleinya menghilang, demikian jg dg sitoplasmanya bergantung pd companion cells untuk hidupnya
companion cells aktif menyalurkan makanan masuk dan keluar dari sieve-tube element mel porous sieve areas di dinding sel.
XYLEM Xylem untuk transportasi air dan
mineral Pd jar. Dewasa, elemen vesselnya
terdiri dari sel-sel mati yang telah hilang plasma membrannya dd sel mengalami penebalan sekunder dan terlignifikasi.
Xylem
2.3.Pertumbuhan & Perkembangan Organ
Pertumb. Primer :Tan. tumbuh ke atas & ke bawah
2.3.Pertumbuhan & Perkembangan Organ
Pertumbuhan Primer ?? Pertumbuhan Sekunder ??
2.3.Pertumbuhan & Perkembangan Organ
Pertumb. Sekunder & diferensiasi
1 、 lateral meristem—Kambium----pembesaran batang dan pembentukan lateral bud
2 、 intercalary meristem : Pemanjangan node, heading dsb pd
rumput (gandum ,padi ,bambu).3 、 Other thin-wall cell——pembesaran
umbi akar pd ketela rambat
Secondary Growth Penambahan pd diameter tan Hasil dari vascular dan cork cambium vascular menghasilkan xylem dan phloem cork cambium menghasilkan
penutupan/penebalan pd akar dan batang untuk menggantikan epidermis
Terjadi pd semua gymnosperms, kebanyakan angiosperms, jarang pd tan. monocotil
Pertumbuhan Batang(Stem Growth)
Primary Growth of Stems Apical meristem membentuk primary
meristems (protoderm, ground meristem, dan procambium)
Procambium membentuk jar. vascular dlm gelendong2
Ground meristem membentuk pith dan cortex
Protoderm membentuk jar. Epidermis
Secondary Growth in Stems
Vascular cambium menghasilkan jaringan vaskuler sekunder: xylem--forms wood; phloem--contributes to the formation of bark
cork cambium menghasilkan periderm (protective coat of plant, combination of cork cambium, layers of cork, and phelloderm,)
bark- semua jaringan eksternal sebelum vascular cambium
Bagian tanaman yang paling muda disusun oleh apical meristem yg sedang melakukan pertumbuhan primer. Kambium vaskular mulai berkembang.
Selama pertumbuhan primer terus memperpanjang batang, porsi batang yg terbentuk sebelumnya pd tahun yg sama mulai mengalami pertumbuhan sekunder. Porsi ini meningkat dlm girth sbg bentuk fusi awal dari kambium vaskular untuk membentuk xylem sekunder di dalam dan phloem sekunder di luar.
1
2
Hasil penyinaran ray pada kambium vaskular : perkembangan xylem dan phloem
Dengan bertambahnya diameter kambium vaskular, floem sekunder dan jar. Eksternal lainnya sebelum kambium terdesak karena sel-selnya tidak lagi membelah, akibatnya, jaringan2 tsb termasuk epidermis menjadi luruh,rontok. Merisetem lateral sekunder, cork cambium, dibentuk dari sel-sel parenkim di korteks. Cork cambium menghasilkan sel-sel cork, yang menggantikan epidermis.
3
4
Pd tahun ke2 dari pertumbuhan sekunder, kambium vaskular membentuk xylem dan floem sekunder, dan cork kambium menghasilkan cork.
Sepanjang diameter batang terus meningkat, jar. Eksterior paling luar dari cork kambium runtuh dan terlepas dari batang.
5
6
Cork cambium membentuk ulang scr progresif layer-layer yang lebih dalam dari korteks. Ketika sdh tidak ada tempat lagi, cork cambium berkembang dari sel-sel parenkim di phloem sekunder.
Setiap cork cambium dan jaringannya menghasilkan layer2 dari periderm..
Bark terdiri dari semua jaringan luar dari kambium vascular.
7
8
9
Pertumbuhan Daun (Leaf Growth)
Ground tissues membentuk mesophyll
procambium membentuk veins daun Protoderm membentuk bag. Atas dan
bawah epidermis, guard cells waxy cuticle
Pertumbuhan Akar (Root Growth)
Primary growth divided into three zones: 1. Cell division: apical meristem, this
differentiates into: protoderm, procambium, and ground meristem (primary tissues)2. Cell elongation: elongate at least 10X, pushes tip through the soil 3. Maturation: cells complete their differentiation
Primary Tissues in the Root
Protoderm: outermost layer of primary meristem, give rise to epidermis, many with root hairs
Procambium: forms stele (central cylinder) containing xylem and phloem,
Ground meristem: cortex between stele and epidermis, parechyma cells, stores food, endodermis single cell layer boundary between cortex and stele, pericycle inside endodermis
Stages of Differentiation Apical meristem differentiates into: protoderm, ground
meristem, and procambium protoderm differentiations into epidermal
structures procambium differentiates into the vascular
tissues ground meristem produces tissues that fill in
between the epidermis and vascular tissues
Secondary Growth in Roots
Vascular cambium produces secondary xylem to the inside and secondary phloem to the outside
cortex and epidermis split and are shed as the stele increases in diameter
very similar to stems, produces annual rings
Pertumbuhan & Perkembangan Tanaman
Dalam siklus hidup tanaman :1. Pertumbuhan vegetatif2. Pertumbuhan generatif/reproduktif
Vegetative Phase The period of growth between germination and
flowering is known as the vegetative phase of plant development.
Vegetative structures: stems, roots and leaves
During the vegetative phase, plants are busy carrying out photosynthesis and accumulating resources that will be needed for flowering and reproduction.
Different types of plants show different growth habits.
http://plantsinmotion.bio.indiana.edu/plantmotion/vegetative/veg.html
Generative Phase The period of growth after flowering During the generative phase, plants are produce
seed (grain) / fruit Reproductive structures:
flowers
http://plantsinmotion.bio.indiana.edu/plantmotion/vegetative/veg.html
MEASURING GROWTH Increase in fresh weight Increase in dry weight Volume Length Height Surface area
SHOOT GROWTH PATTERNS Annuals
– Herbaceous (nonwoody) plants– Complete life cycle in one growing
season Note events over 120-day period
Kurva Pertumb.Tan.Titik balik
Grand period pertumb. : Pertumb. jar., organ dan bahkan seluruh tumb. menunjukkan typical model lambat-cpt –lambat pd siklus hidupnya.
Total pertumb. terlihat spt kurva pertumb S-shape---logistic curve dan kecepatan pertumb. adl parabola
SHOOT GROWTH PATTERNS Biennials
– Herbaceous plants– Require two growing seasons to
complete their life cycle (not necessarily two full years)
– Stem growth limited during first growing season;
Perennials– Either herbaceous or woody– Herbaceous roots live indefinitely (shoots can)
Shoot growth resumes in spring from adventitious buds in crown
Many grown as annuals– Woody roots and shoots live indefinitely
Growth varies with annual environment and zone Pronounced diurnal variation in shoot growth; night
greater
2.3.3 Regeneration dan diferensiasi
Fig. Cutting rooting dan grafting