SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

Sinopsis

Tumbuhan berbunga menjalani pembiakan seksual, manakala tumbuhan tidak

bunga menjalani pembiakan aseksual dan juga pembentukan spora. Namun begitu,

kebanyakan tumbuhan berbunga juga boleh menjalani pembiakan aseksual. Pembiakan

seksual melibatkan persenyawaan antara gamet jantan dan betina bagi membentuk

zigot yang akan berkembang menjadi tumbuhan baru. Penghasilan gamet melibatkan

proses secara meiosis. Pembiakan aseksual melibatkan pertumbuhan tumbuhan baru

secara mitosis daripada struktur vegetatif tumbuhan seperti daun, batang atas tanah,

batang bawah tanah dan sulur. Ada juga tumbuhan tak berbunga yang menjalani

pembiakan melalui pembentukan spora. Kitaran hidup tumbuhan bunga melibatkan dua

kitaran iaitu pembentukan sporofit (diploid) dinamakan kitaran generasi diploid dan

pembentukan gametofit (haploid) dikenali sebagai kitaran generasi haploid. Dalam pada

itu, terdapat tumbuhan halofit, xerofit, mesofit dan hidrofit yang mempunyai adaptasi

mengikut habitat masing-masing bagi kemandirian spesies.

Hasil Pembelajaran

1. Menjelaskan pembiakan aseksual pada tumbuhan

2. Menjelaskan pembiakan seksual pada tumbuhan

3. Mengenalpasti kitaran hidup tumbuhan berbunga

4. Menjelaskan kemandirian hidup tumbuhan hidrofit, mesofit, halofit dan xerofit

dalam habitat masing-masing.

124

TOPIK 12 PEMBIAKAN TUMBUHAN

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

Ringkasan Topik

Rajah 12.1: Ringkasan Topik

Pengenalan

Pembiakan tumbuhan boleh dibahagikan kepada pembiakan aseksual (atau

pembiakan vegetatif) dan pembiakan seksual. Hanya tumbuhan berbunga sahaja

dapat melakukan pembiakan secara seksual. Tumbuhan tak berbunga dan juga

kebanyakan tumbuhan bunga boleh menjalankan pembiakan aseksual daripada

bahagian vegetatif (bahagian tumbuhan yang tidak berkaitan dengan organ pembiakan)

seperti daun, batang atau sulur dan pembentukan spora.

12.1 Pembiakan Aseksual

Pembiakan aseksual atau vegetatif melibatkan pembahagian secara mitosis untuk

menghasilkan satu tumbuhan baru daripada bahagian vegetatif pokok induk/dewasa,

dengan hanya melibatkan satu induk sahaja. Tumbuhan baru adalah serupa dengan

tumbuhan induk dan mempunyai bahan genetik sama seperti induknya. Rajah 12.2

125

Pembiakan Tumbuhan

Pembiakan Aseksual

Pembiakan Seksual

Kitaran Hidup Tumbuhan

Bunga

Kemandirian Hidup Tumbuhan

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

menunjukkan ringkasan pembiakan aseksual atau pembiakan vegetatif bagi tumbuhan

berbunga manakala tumbuhan tak berbunga melibatkan pembentukan spora.

Rajah 12.2: Ringkasan pembiakan aseksual tumbuhan berbunga.[Sumber: http://www.tutor.com.my/tutor/arkib2002]

12.1.1 Daun

Daun akan menyimpan makanan untuk pembiakan tumbuhan yang baru. Apabila daun

gugur atas tanah, pada tepi daun, urat daun atau tangkai daun akan tumbuh tunas.

Tunas tumbuh menjadi tumbuhan baru. Contoh tumbuhan seperti setawar dan Begonia,

Rajah 12.3.

Rajah 12.3: Pembiakan aseksual daripada daun.[http://www. images.mooseyscountrygarden.com]

126

Setawar Begonia

Batang atas Tanah Batang bawah Tanah

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

12.1.2 Batang

Batang tumbuhan boleh dikategorikan kepada dua jenis iaitu batang atas tanah dan

batang dalam tanah. Batang atas tanah ialah batang yang merayap di atas tanah.

Akar baru akan tumbuh pada ruas batang tersebut dan membentuk tunas baru. Contoh

tumbuhan yang terlibat ialah pegaga, strawberi, rumput, kiambang, dan spider plant,

Rajah 12.4.

Rajah 12.4: Pembiakan aseksual daripada batang atas tanah.[Sumber: http://www.blog.ub.ac.id/]

Batang bawah tanah terdapat beberapa jenis iaitu rizom, bebawang, umbisi dan

batang tuber. Rizom ialah batang yang mendatar dalam tanah dan tebal yang

menyimpan makanan seperti halia, bunga tasbih, kunyit, paku-pakis; bebawang

berbentuk cakera bawah tanah contohnya bawang. lili, tulip, bawang putih dan Dafodil;

umbisi ialah batang bawah tanah yang menegak dan bertindak sebagai bahagian

tumbuhan menyimpan makanan contohnya keladi, crocus dan gladiolus; dan batang

tuber iaitu batang bawah tanah yang bengkak dihujungnya dan menyimpan makanan

contoh ubi kentang. Rajah 12.5.

127

batang merayap atas tanah

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

Rajah 12.5: Pembiakan aseksual daripada batang dalam tanah.

12.1.3 Sulur

Sulur ialah tunas yang tumbuh daripada batang pokok induk yang berkembang menjadi

individu baru. Rajah 12.6. Contohnya, pisang, nenas, buluh dan kekwa.

Rajah 12.6: Pembiakan aseksual daripada sulur.[Sumber: http://www. teknologipertanian.com]

128

Rizom

Bebawang

Umbisi

Batang Tuber

Anak pokok pisang

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

12.1.4 Spora

Spora adalah serbuk halus yang dihasilkan oleh tumbuhan seperti kulat, paku pakis dan

lumut yang merupakan struktur pembiakan organisma ini. Rajah 12.7. Spora yang

dihasilkan dari meiosis dinamakan megaspora dan merupakan sel haploid, manakala

spora yang dihasilkan dari mitosis dinamakan mitospora dan merupakan sel diploid.

Dalam keadaan tidak sesuai spora akan kekal dorman sehingga keadaan persekitaran

sesuai untuk percambahan. Spora haploid akan berkembang menjadi gamet jantan dan

betina kemudian bersenyawa membentuk individu sporofit diploid melalui proses

mitosis. Spora diploid berkembang secara mitosis menjadi organisma sporofit diploid.

Rajah 12.7: Spora yang terdapat di permukaan bawah daun paku pakis[Sumber: http://www. emanisme.wordpress.com]

12.2 Pembiakan Seksual Tumbuhan Berbunga

12.2.1 Struktur Bunga

Bunga merupakan struktur pembiakan bagi tumbuhan bagi menjalankan pembiakan

seksual. Sekuntum bunga yang lengkap terdiri daripada sepal, ranggi, stamen, dan

pistil. Stamen ialah organ pembiakan jantan bagi bunga. Pada stamen terdapat anter

yang mengeluarkan butir debunga, iaitu gamet jantan bunga. Pistil ialah organ

pembiakan betina bagi bunga. Pada pistil terdapat ovari yang mengandungi ovul, iaitu

gamet betina bunga. Rajah 12.8.

129

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

Rajah 12.8: Struktur bunga dalam pembiakan seksual.[Sumber:http://www.tutor.com.my]

12.2.2 Pembentukan debunga

Debunga dihasilkan dalam anter yang mana setiap anter mempunyai dua atau empat

lobus. Rajah 12.9. Dalam setiap lobus terdapat satu rongga yang dipanggil pundi

debunga. Dalam setiap pundi debunga itu, terdapat mikrosporosit (sel induk debunga).

Setiap pundi debunga dikelilingi oleh satu lapisan sel yang di panggil tapetum. Tapetum

ini kaya dengan makanan simpanan yang menjadi sumber makanan bagi pundi

debunga.

Rajah 12.9: Keratan rentas anter[Sumber: http://www. uri.edu]

Mikrosporosit membahagi secara meiosis menghasilkan tetrad debunga haploid.

Debunga ini disaluti oleh lapisan dinding yang berukir supaya debunga dapat melekat

pada permukaan stigma semasa proses pendebungaan berlaku. Nukleus tetrad

debunga mengalami mitosis menghasilkan dua nukleus haploid, yang dikenali sebagai

130

Pundi debunga

FilamenTapetum

Mikrospora

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

nukleus penjana dan nukleus tiub. Nukleus tiub adalah lebih besar daripada nukleus

penjana. Maka, terbentuklah butir debunga yang matang. Rajah 12.10.

Rajah 12.10: Pembentukan butir debunga yang matang[Sumber: http://www. biochem.wisc.edu]

12.2.3 Pembentukan Ovul

Pada ovari terdapat beberapa ovul. Ovul terdiri daripada nuselus iaitu terdiri daripada

sel parenkima . Nuselus diselaputi oleh dua lapisan integumen iaitu integumen luar dan

integumen dalam. Integumen tidak menyaluti nuselus pada keseluruhannya, terdapat

satu liang kecil yang tidak diselaputi oleh integumen yang dipanggil mikropil. Satu sel

nuselus pada hujung yang terdekat dengan mikropil tumbuh lebih besar daripada sel

yang lain dan menjadi megasporosit (sel induk megaspora). Melalui proses meiosis,

megasporosit akan menghasilkan empat sel haploid. Tiga daripada empat sel haploid ini

merosot manakala satu sel berkembang menjadi pundi embrio. Nukleus pada pundi

embrio akan membahagi sebanyak tiga kali menghasilkan lapan anak haploid. Tiga sel

haploid bergerak ke kutub bertentangan menjadi tiga sel antipod, manakala sel yang

berhampiran mikropil menjadi dua sel sinergid dan satu ovum. Dua sel haploid di tengah

pundi embrio berkembang menjadi nuklues kutub. Hanya ovum dan nukleus kutub

terlibat dalam perkembangan embrio manakala yang lain merosot. Rajah 12.11

131

Mikrosporofit (diploid)

4 tetrad debunga (haploid)

Pembentukan dinding debunga

Butir debunga yang matang

Nukleus Penjana

Nukleus Tiub

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

Rajah 12.11: Pembentukan gametofit betina .[Sumber: http://www. tutorvista.com & http://www. ncbi.nlm.nih.gov]

12.2.4 Pendebungaan

Pendebungaan ialah satu proses pemindahan debunga (gamet jantan) dari anter ke

stigma. Pendebungaan melibatkan agen pendebungaan seperti angin, air, haiwan dan

letupan. Pendebungaan terdapat dua jenis iaitu pendebungaan sendiri dan

pendebungaan kacuk. Pendebungaan sendiri ialah perpindahan debunga pada pokok

yang sama, manakala pendebungaan kacuk pada pokok yang lain spesies yang sama.

12.2.5 Persenyawaan Ganda Dua

Dalam tumbuhan berbunga, apabila debunga melekat pada stigma, debunga akan

menghasilkan tiub debunga. Tiub debunga akan tumbuh ke arah pundi embrio. Nukleus

132

megasporosit(diploid)

4 sel haploid

merosot

satu sahaja sel haploid

Ovum

Dua sel sinergid

3 sel antipodal

2 nukleus pola

Ovum

2 nukleus kutub

3 sel antipodal

2 nukleus sinergid

Integumen

Mikropil

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

penjana akan membahagi secara mitosis dan membentuk dua nukleus jantan iaitu

sperma (Rajah 12.12). Setelah memasuki pundi embrio nuklues tiub merosot.

Rajah 12.12: Pembentukan tiub debunga dan gamet jantan [Sumber: http://www. 1redsquirrel.com]

Salah satu sperma (nukleus jantan) bercantum dengan sel telur untuk menghasilkan

zigot diploid yang akan berkembang dan membesar menjadi tumbuhan baru. Sperma

satu lagi bercantum dengan nukleus kutub untuk membentuk nukleus triploid. Nukleus

triploid ini kemudian menjadi tisu endosperma. Persenyawaan yang menghasilkan satu

zigot diploid dan satu nukleus triploid dinamakan persenyawaan ganda dua (Rajah

12.13)

Rajah 12.13: Persenyawaan Ganda Dua [Sumber: http://www.tutorvista.com]

133

Nukleus penjana

Nukleus tiub

Sperma / Gamet Jantan

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

12.2.6 Perkembangan Ovul Kepada Biji.

Selepas persenyawaan, zigot diploid membahagi beberapa kali secara mitosis untuk

menghasilkan embrio, manakala zigot triploid pula menjadi endosperma. Endosperma

yang mengelilingi embrio yang sedang berkembang dan berfungsi untuk membekalkan

makanan kepada embrio. Embrio akan terus berkembang dan membeza menjadi

plumul, kotiledon dan radikel. Rajah 12.14. Sel yang terletak jauh daripada mikropil

membahagi untuk membentuk plumul yang akhirnya akan menjadi batang tumbuhan.

Sel yang terletak berdekatan mikropil membeza untuk membentuk radikel yang akhirnya

menjadi akar tumbuhan. Ovul akhirnya akan menjadi biji dan integumen menjadi kulit biji

atau testa, manakala ovari berkembang menjadi buah. Buah ini mengandungi biji benih

di dalamnya.

Rajah 12.14: Struktur biji benih [Sumber: http://www. seedgenes.org]

12.3 Kitaran Hidup Tumbuhan Berbunga

Tumbuhan berbunga (angiosperma) mempunyai dua kitaran hidup iaitu generasi diploid

dan generasi haploid. Generasi diploid ialah kitaran pembentukan sporofit, iaitu biji

benih (organisma diploid/2n hasil daripada persenyawaan antara gamet betina

(haploid/n) dan gamet jantan (haploid/n) tumbuh dan berkembang menjadi organisma

sporofit (diploid/2n) melalui proses mitosis dan pertumbuhan. Generasi haploid ialah

kitaran pembentukan gamet jantan (sperma) dan gamet betina (ovul) yang haploid (n)

hasil daripada proses mitosis. Rajah 12.15.

134

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

Rajah 12.15: Kitaran hidup tumbuhan berbunga[Sumber: http://www. cartage.org.lb]

Buat satu nota bergambar kitaran tumbuhan berbunga yang terdiri daripada dua

kitaran hidup. Setiap perkembangan dalam pembiakan seksual dijelaskan dan

diringkaskan dalam nota bergambar tersebut.

135

1. Generasi Diploid

2. Generasi Haploid

Latihan 12.1

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

TASK MODUL 2

Pembiakan Tumbuhan : Pendebungaan dan Penyebaran biji benih.

Objektif:

1.Mengenalpasti dan mengkelaskan tumbuhan berdasarkan jenis

agen pendebungaan.

2.Mendapatkan maklumat berkaitan tumbuhan dengan buah dan biji benih yang

terubah suai untuk cara penyebaran yang berbeza.

Kaedah:

Jalankan kajian ini secara berkumpulan. ( 5 ahli bagi setiap kumpulan)

1. Lakukan lawatan ke mana-mana taman bunga yang hampir dengan kediaman

atau sekolah anda (Cth: Taman Seribu Bunga, Taman Bunga Sekolah, Taman

Rama-rama dll.)

2. Rakam semua gambar yang berkaitan dengan buah-buahan dan bunga-bungaan

yang anda perhatikan.

3. Namakan gambar dan kumpulan bunga bergantung kepada jenis agen

pendebungaan yang terlibat.

4. Kelaskan ciri-ciri buah-buahan dan biji benih berdasarkan jenis penyesuaian

untuk penyebaran.

5. Bincang dan kongsikan dapatan anda dengan rakan-rakan yang lain.

Markah akan diberi berdasarkan:

- Gambar buah dan biji benih yang dikumpulkan. Semua gambar/foto perlu diberi

nombor, dan disertai dengan tajuk dan penerangan yang jelas.

- Kesungguhan hasil kerja yang ditunjukkan.

- Penerangan ringkas berkaitan koleksi buah dan biji benih.

- Kualiti persembahan dan kreativiti

136

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

12.4 Kemandirian Tumbuhan

Tumbuhan berupaya hidup dalam pelbagai habitat dan mempunyai keupayaan untuk

mengadaptasi dengan habitat masing-masing bagi kemandirian tumbuhan tersebut.

Pelbagai jenis tumbuhan hidup dalam pelbagai habitat seperti tumbuhan mesofit,

hidrofit, halofit dan xerofit.

12.4.1 Tumbuhan Mesofit

Mesofit ialah tumbuhan yang hidup di darat yang dapat hidup dalam lingkungan

kandungan air, kelembaban dan suhu yang cukup. Bentuk adaptasi pada tumbuhan

mesofit umumnya sangat sederhana kerana hidup dalam habitat yang sesuai untuk

pertumbuhannya. Pada akar, tumbuhan mempunyai sistem akar yang berkembang

dengan baik dan teratur dengan sistem akar yang bercabang, panjang, keras dan tebal

Pada batang umumnya padat dan tumbuh cabang, manakala daun pula mempunyai

pelbagai bentuk, melebar di bahagian tengah dan warna hijau gelap serta lapisan kutikel

yang tebal dan stoma pada permukaan bawah daun. Tumbuhan menghasilkan biji yang

dorman dalam keadaan tidak sesuai untuk percambahan. Namun begitu, tumbuhan ini

tidak begitu tahan dalam keadaan yang sangat kering atau banjir dalam keadaan yang

sangat lama.

Rajah 12.16: Pelbagai tumbuhan mesofit di darat[Sumber: http://www. nature.nps.gov]

137

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

12.4.2.Tumbuhan Hidrofit

Tumbuhan hidrofit adalah tumbuhan yang hidup di air. Pada daun dan batang

mempunyai tisu aerenkima membentuk ruang udara yang besar (lakuna) bagi

menyimpan oksigen dan karbon dioksida bagi membolehkan tumbuhan menjalankan

proses respirasi dan fotosintesis, masing-masing. Daun yang terdapat ruang udara

memberi kesan apungan kepada daun untuk membolehkan daun mendapat cahaya

matahari dengan mencukupi. Daun juga daun yang melebar dan stoma berada di atas

permukaan daun yang mempunyai lapisan epidermis yang tebal bagi membolehkan

berlaku proses fotosintesis dengan optimum. Daun mempunyai lapisan kutikel yang

nipis bagi membolehkan air berlebihan dibebaskan dalam bentuk wap air melalui daun.

Pada batang, tisu sklerenkima tidak mengalami atau sedikit sahaja dikukuhkan dengan

lignin untuk menjadikan batangnya menjadi tidak tegar dan patah akibat arus air. Akar

tumbuhan hidrofit juga tidak berkembang dengan baik, begitu juga xilem kerana

sentiasa tenggelam di dalam air. Tumbuhan yang hidup dalam air berupaya menyerap

garam dan pertukaran gas dalam air.

Rajah 12.17: Tumbuhan hidrofit[Sumber: http://www. tutorvista.com]

12.4.3 Tumbuhan Xerofit

Tumbuhan xerofit ialah tumbuhan yang hidup dalam keadaan kurang bekalan air seperti

di gurun sahara. Daun dan batang disaluti dengan lapisan kutikel yang tebal dan

bersinar bagi mengelakkan pemeluwapan air melalui epidermis dan berupaya

138

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

memantulkan lebih banyak radiasi solar. daun yang kecil dan stoma yang sedikit tetapi

tenggelam di dalam daun juga dapat mengelakkan kehilangan air yang banyak melalui

transpirasi. Selain itu, pada daun terdapat bulu yang dapat memerangkap lembapan

udara juga mengurangkan pemeluwapan air dan menyejukkan tumbuhan dengan

memberikan bayangan ke atas tumbuhan tersebut. Batang dapat menyimpan air dan

memainkan peranan dalam proses fotosintesis. Akar mempunyai dua jenis sistem iaitu

sistem akar menjalar yang menjalar jauh ke dalam tanah bagi menyerap air yang jauh

ke dalam tanah dan akar di permukaan tanah bagi menyerap air secepat mungkin

apabila hujan dan air yang terkondensasi pada waktu malam.

Rajah 12.18: Tumbuhan xerofit [Sumber: http://www. tutorvista.com]

12.4.4 Tumbuhan Halofit

Tumbuhan halofit ialah tumbuhan yang dapat hidup dalam keadaan air masin. Daun

tumbuhan mempunyai ciri-ciri xeromorfik untuk merendahkan kadar transpirasi iaitu

lapisan daun dan kutikel yang tebal, stoma sedikit dan terbenam serta berbulu halus

pada daun. Pada daun juga terdapat liang hidatod yang mengeluarkan lebihan garam

mineral. Tumbuhan mempunyai akar yang tumbuh secara geotropism negatif dikenali

sebagai pneumatofor yang tumbuh ke atas melepasi permukaan lumpur. Pada

pneumatofor terdapat lentisel yang membolehkan akar bernafas. Selain itu, biji benih

vivipariti yang bercambah semasa masih melekat pada induk bagi menjalankan proses

respirasi. Biji benih vivipariti akan terjatuh secara menegak dan tercacak di atas lumpur

semasa air surut bagi mengelakkan biji benih di bawa arus ke tengah laut.

139

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

Rajah 12.19: Tumbuhan halofit di paya bakau[Sumber: http://www. pkukmweb.ukm.my]

Latihan 12.2

Terdapat 4 kumpulan tumbuhan iaitu mesophyte , xerophyte, hydrophyte dan halophyte

Beri definasi bagi 4 kumpulan di atas. Terangkan tiga penyesuaian dari segi struktur

bagi tumbuhan xerophyte yang mengurangkan kadar transpirasi.

Bincangkan.

Rujukan

Lee Ching and Arunasalam,J. (2007). Pre-U text STPM Biology. Shah Alam: Pearson Malaysia. Sdn. Bhd.

Raven, P.H. Johnson, G.B., Losos, J.B. and Singer, S.R. (2005). Biology. Boston: McGraw Hill Higher Education.

140

SCE 3101 Hidupan dan Proses Kehidupan

Layari Internet

http://www.biologyreference.com/Gr-Hi/Growth.html

http://www. britannica.com /EBchecked/topic/247218/ growth

http:www.britannica.com/EBchecked/topic/247218/growth

http://www.cactus-art.biz/note-book/Dictionary/Dictionary_G/dictionary_growth.htm

http://www.cdli.ca/courses/biol2201/unit04_org01_ilo02/b_activity.html

http://www.demographic-research.org/Volumes/Vol15/12/15-12.pdf

http://www. science.siu.edu /zoology/materials/zool466/ fish 7.pdf

Tamat Topik 12

141