Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) | Pada kesempatan kali ini admin akan membagikan materi seputar struktur dan fungsi jaringan tumbuhan dalam mata pelajaran IPA kelas delapan revisi. Semoga apa yang admin bagikan kali ini dapat membantu anak didik dalam mencari referensi tentang materi seputar struktur dan fungsi jaringan tumbuhan dalam mata pelajaran IPA kelas delapan revisi.
A. Struktur Tubuh Tumbuhan
Ditaman nasional atau kebun raya dapat kita temui pohon-pohon yang besar dan tingginya sampai berpuluh-puluh meter. Tahukan kamu bagaimana caranyaair dan nutrisi dapat sampai ke bagian atas pohon tersebut?
B. Jaringan Organ Tumbuhan
1. Akar
Fungsi akar Menambatkan dan memperkokoh berdirinya tumbuhan Menyerap air dan garam mineral Tempat menyimpan cadangan makanan Bernapas Pada tumbuhan ada 2 sistem perakaran Akar tunggang Akar serabut
a. Akar tunggang
Terdapat akar utama. Di sekitar akar utama terdapat akar cabang. Terdapat pada tumbuhan dikotil, misal : mangga, wortel, rambutan.
b. Akar serabut
Tidak memiliki akar utama. Akar tumbuh dari pangkal batang dan bercabang membentuk struktur serabut. Terdapat pada tumbuhan monokotil, misal : padi, jagung, rumput.
c. Epidermis
Terdiri atas satu lapis sel yang tersusun rapat. Pada permukaan luar, terdapat rambut akar untuk memperluas bidang penyerapan ➜ menyerap air dan garam mineral.
d. Korteks
Terdiri atas sel –sel parenkima Dinding sel tipis dan memiliki banyak ruang antisel untuk pertukaran gas Berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan
e. Endodermis
Selapis sel yang membatasi korteks dan silinder pusat. Dinding selnya mengalami penebalan lignin dan suberin ➜ struktur pita yang disebut pita kaspari. Dinding sel endodermis tidak dapat ditembus air dan zat hara lain.
f. Silinder Pusat (Stele)
Terletak di sebelah dalam endodermis. Terdapat berkas pengangkut dan jaringan-jaringan lain. Di lapisan terluar terdapat perisikel / perikambium ➜ membentuk cabang akar. Floem terletak di sebelah luar xilem. Pada akar monokotil xilem dam floem berselang seling, pada akar dikotil xilem berbentuk bintang dan berada di pusat akar. Pada akar monokotil terdapat empulur, pada dikotil tidak.
Akar Dikotil
a. Fungsi Batang
- Berfungsi menegakkan tumbuhan
- Menghubungkan akar dan daun
- Tempat menyimpan cadangan makanan
Pada batang terdapat buku dan ruas. Buku merupakan tempat melekatnya daun. Ruas merupakan bagian di antara dua buku.
Penampakan luar batang tumbuhan
b. Epidermis
Terdiri atas selapis sel yang tersusun rapat. Memiliki kutikula.
c. Korteks
Tersusun atas sel parenkima berdinding tipis. Memiliki banyak ruang antarsel. Terdapat kolenkima dan sklerenkima ➜ menyokong dan memperkuat batang. Batang muda : kolenkima dan klorofil. Batang tua : kolenkima diganti sklerenkima, tidak ada klorofil.
d. Endodermis
Tidak begitu jelas dan menyatu dengan korteks
e. Silinder Pusat (Stele)
Terletak di sebelah dalam korteks. Terdapat sel-sel parenkima dan berkas pengangkut xilem dan floem. Xilem : mengangkut air dan garam mineral dari akar ke daun. Floem : mengangkut zat makanan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan. Pada batang dikotil, berkas pengangkut membentuk lingkaran (xilem di sebelah dalam floem). Di antara xilem dan floem, terdapat kambium. Pada batang monokotil, berkas pembuluh menyebar tidak teratur dan tidak mempunyai kambium.
Batang Dikotil
Batang Monokotil
C. Daun
Umumnya berwarna hijau, berbentuk lebar dan pipih. Bagian tipis melebar disebut lembaran daun. Pada lembaran daun terdapat tulang daun. Tulang daun monokotil : melengkung sejajar. Tulang daun dikotil : menyirip dan menjari.
1. Epidermi
Terdapat celah atau pori yang diapit oleh dua sel penjaga Celah pori disebut stomata yang berfungi sebagai tempat pertukaran gas
2. Mesofil
Terletak di antara epidermis atas dan bawah Pada dikotil, mesofil berdiferensiasi menjadi jaringan tiang (palisade) dan bunga karang (spons) Pada monokotil, mesofil tidak berdiferensiasi dan bentuknya seragam sehingga tidak dapat dibedakan antara jaringan palisade dan bunga karang
3. Berkas Pengakut
Terdapat di antara jaringan bunga karang. Membentuk tulang daun.
- Dikotil : satu tulang daun bercabang
- Monokotil : tulang daun sejajar dengan sumbu daun
Fungsi tulang daun untuk mengangkut air dan garam mineral dari tanah dan mengedarkan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan.
Daun Dikotil
D. Bunga
Organ reproduksi generatif Struktur bunga terdiri atas- Kelopak
- Mahkota
- Benang sari
- Putik
Mahkota tumbuhan dikotil : kelipatan 2,4,5 Mahkota tumbuhan monokotil : kelipatan 3
- Bunga lengkap : memiliki seluruh bagian bunga.
- Bunga tidak lengkap : tidak memiliki salah satu bagian bunga.
- Bunga telanjang : tidak memiliki perhiasan bunga.
- Bunga betina : tidak memiliki benang sari.
- Bunga jantan : tidak memiliki putik.
- Bunga hermafrodit : memiliki putik dan benang sari.
Kelopak (Calyx)
Hiasan bunga di lingkaran luar, umumnya berwarna hijau. Melindungi kuncup bunga seperti selubung. Helaian penyusun kelopak disebut sepal.
Mahkota Bunga (Corolla)
Hiasan bunga di lingkaran dalam. Bentuk dan warna beraneka ragam. Berfungsi menarik serangga untuk penyerbukan. Helaian penyusun mahkota disebut petal.
Alat Kelamin Jantan (Androecium)
Terdiri atas sejumlah benang sari (stamen). Terletak di lapisan setelah mahkota bunga. Stamen terdiri atas : Kepala sari (anter) Tangkai sari (filamen) Dalam kepala sari terdapat satu atau lebih ruang sari (teka) yang merupakan tempat terbentuknya serbuk sari (polen). Serbuk sari adalah gamet jantan.
Alat Kelamin Betina (Gynoecium)
Tersusun atas 1/lebih daun buah.
Terdiri atas:
- Bakal buah (Ovarium): tempat terdapatnya sel telur.
- Tangkai Putik (Stilus): saluran untuk dilalui serbuk sari saat pembuahan dan menyokong kepala putik.
- Kepala Putik (Stigma): tempat melekatnya serbuk sari saat penyerbukan.
Penyerbukan merupakan peristiwa jatuhnya benang sari di atas kepala putik. Penyerbukan dilanjutkan dengan pembuahan. Pembuahan adalah peleburan sel kelamin jantan dan sel telur. Bakal buah akan berkembang menjadi buah. Bakal biji berkembang menjadi biji ➜ tumbuh menjadi tumbuhan baru.
E. Transportasi pada Tumbuhan
Transportasi Ekstravaskular
Pengangkutan tanpa melalui xilem. Berjalan dari sel ke sel secara horizontal. Di dalam akar, pengangkutan terjadi dari bulu akar ➜ epidermis ➜ korteks ➜ endodermis ➜ silinder pusat ➜ xilem. Pergerakan air dan garam mineral melalui ruang antarsel disebut apoplas Pergerakan air garam dan mineral melewati sel-sel akar melalu pasmodesmata disebut simplas
a. Tekanan Akar
Transportasi ekstravaskuler terjadi secara osmosis. Osmosis : gerak air dari laruten encer (hipotonik) ke larutan pekat (hipertonik) melalui membran semipermeabel. Air dapat masuk ke sel akar karena karena cairan selnya lebih pekat daripada cairan di luar sel. Selanjutnya, cairan sel menjadi lebih encer dari sel-sel di sekitarnya, sehingga cairan sel dapat pindah ke sel-sel lain. Pergerakan air dari sel ke sel lain menimbulkan gaya dorong akar atau gaya tekan akar. Gaya ini mendorong air masuk ke pada xilem.
b. Kapilaritas
Xilem tersusun atas deretan sel mati yang membentuk pipa-pipa kapiler Air dapat mengalir naik sampai ke daun karena adanya gaya kapilaritas xilem
c. Daya Hisap Daun
Di daun terjadi penguapan yang disebut transpirasi. Transpirasi menarik air yang terdapat pada batang dan akar, untuk menggantikan air di daun yang menguap ke lingkungan. Daya tarik yang ditimbulkan oleh transpirasi disebut daya isap daun Semakin besar transpirasi, semakin besar daya isap daun, sehingga semakin banyak air yang naik dari akar ke daun
F. Respirasi Tumbuhan
Proses bernapas meliputi dua tahap yaitu: Pertukaran gas ➜ Proses pengambilan oksigen dan pengeluaran karbondioksida melalui alat pernapasan. Respirasi sel ➜ Penguraian senyawa komplekas menjadi senyawa lebih sederhana dengan membebaskan energi Terjadi di mitokondria Senyawa kompleksnya bisa karbohidrat, lemak dan protein Energi hasil respirasi digunakan untuk aktivitas metabolisme
1. Alat Respirasi Tumbuhan
a. Stomata
- Terdiri atas celah/lubang yang dikelilingi oleh dua sel penjaga
- Terletak dipermukaan daun
- Tempat pertukaran gas pada pertumbuhan
- Sel penjaga mengatur membuka menutupnya stomata
- Membuka menutupnya stomata dipengaruhi oleh kandungan air dan ion kalium pada sel penjaga.
Pada siang hari:
Ion kalium tinggi ➜ cairan sel lebih pekat ➜ air masuk kedalam sel penjaga (osmosis) ➜ sel penjaga membengkak ➜ stomata terbuka
Pada malam hari:
Ion kalium keluar dari sel penjaga ➜ sel epidermis disekitar stomata menjadi lebih pekat ➜ air dari sel penjaga pindah ke sel-sel epidermis (osmosis) ➜ sel penjaga mengerut ➜ stomata tertutup
Contoh Soal:
Pada siang hari:
Ion kalium tinggi ➜ cairan sel lebih pekat ➜ air masuk ke dalam sel penjaga (osmosis) ➜ sel penjaga membengkak ➜ stomata terbuka.
Pada malam hari:
Ion kalium keluar dari sel penjaga ➜ sel epidermis di sekitar stomata menjadi lebih pekat ➜ air dari sel penjaga pindah ke sel-sel epidermis (osmosis) ➜ sel penjaga mengerut ➜ stomata tertutup. b. Alat Respirasi Tumbuhan
1) Lentisel
Pada dikotil, terdapat kambium gabus yang menghasilkan parenkima gabus dan lapisan gabus. Lapisan gabus akan menggantikan epidermis. Lapisan gabus terdiri atas sel-sel mati, berfungsi membantu melindungi batang. Kambium gabus, parenkima gabus, lapisan gabus akan mengelupas ➜ timbul lubang-lubang di batang yang disebut lentisel. Lentisel memungkinkan sel-sel penyusun batang melakukan pertukaran gas dengan udara luar.
2) Rambu Akar
Sel rambut akar selain berfungsi untuk menghisap air dan mineral tanah, juga berfungsi mengambil oksigen dari tanah
3) Alat Pernapasan Khusus
Beberapa tumbuhan memiliki alat pernapasan khusus Bakau memiliki akar napas yang tumbuh ke atas permukaan tanah Beringin dan anggrek memiliki akar gantung Eceng gondok dan kangkung memiliki rongga udara di batang
2. Pertukaran Gas
Pertukaran gas secara keseluruhan berlangsung secara difusi. Difusi adalah perpindahan zat dari daerah berkonsentrasi tinggi ke daerah berkonsentrasi rendah. Oksigen masuk secara difusi melalui ruang antarsel, dinding, membran, sampai ke dalam sel. Transpor oksigen dan karbondioksida antara ruang antarsel dan lingkungan luar juga dengan difusi
3. Proses Respirasi
Respirasi adalah penguraian senyawa organic menjadi air dan karbondioksida untuk memperoleh energi dengan bantuan oksigen.
Senyawa organik + O₂ ➜ H₂O + CO₂ + Energi (ATP)
Glukosa, lemak dan protein dapat digunakan sebagai bahan respirasi.
Berikut reaksi respirasi menggunakan glukosa
C₆H₁₂O6 + 6O₆ ➜ 6H₂O + 6CO₂ + Energi (ATP)
G. Fotosintesis
Fotosintesis merupakan proses pembentukan bahan organik (karbohidrat) dengan bantuan sinar matahari. Fotosintesis terjadi pada sel-sel yang memiliki klorofil dan berlangsung di bagian mesofil daun. Reaksi fotosintesis: Karbon dioksida dan air diubah menjadi oksigen dan glukosa Oksigen dilepaskan ke atmosfer Glukosa diubah menjadi senyawa penyusun sel melalui metabolism seperti: protein, karbohidrat structural, asam nukleat, lemak dan lain-lain
Mesofil paling banyak mengandung klorofil. Kloroplas dibatasi membran luar dan membran dalam. Di dalam membrane tilakoid terdapat dua jenis klorofil yang merupakan bahan penyerap energi utama Klorofil a: hijau kebiruan Klorofil b : hijau kekuningan Klorofil a dan b berperan dalam menyerap cahaya merah(600-700nm) dan biru(400-500nm) Cahaya merah dan biru paling efektif untuk mendapatkan hasil fotosintesis maksimum
Di dalam membran dalam: Terdapat kantong seperti koin disebut tilakoid (tempat reaksi terang fotosintesis). Didalam tilakoid terdapat klorofil Tilakoid bertumpuk dalam satu tumbukan disebut grana Antara grana terdapat rongga cair disebut stroma (tempat reaksi gelap fotosintesis). Tempat terjadinya fotosintesis
(a) irisan melintang daun
(b) kloroplas dan
(c) struktur kloroplas
Proses fotosintesis berlangsung dua tahap, yaitu:
1) Reaksi Terang
Terjadi di grana kloroplas Perubahan energi matahari menjadi energi kimia Terjadi pemecahan air manjadi ion hydrogen dan oksigen Ion hydrogen ➜ berikatan dengan CO₂ menjadi glukosa Oksigen ➜ dilepaskan ke atmosfer
2) Reaksi Gelap
Terjadi di stroma pada kloroplas Karbondioksida dan hydrogen berikatan dengan bantuan energi kimia hasil reaksi terang, membentuk glukosa
a) Kadar CO₂ di Udara
Laju fotosintesis dapat meningkat seiring dengan naiknya kadar CO₂ di udara Kadar CO₂ yang terlalu tinggi dapat meracuni/menyebabkan stomata tertutup, sehingga laju fotosintesis terganggu
b) Suhu
Peningkatan suhu hingga titik tertentu dapat meningkatkan laju fotosintesis Suhu terlalu tinggi dapat menggangu metabolism sel
c) Cahaya
Energi cahaya yang diserap tumbuhan bergantung pada: Intensitas Cahaya Semakin rendah intensitas cahaya, semakin rendah laju fotosintesis. Panjang gelombang cahaya Setiap spektrum warna memiliki panjang gelombang yang berbeda. Klorofil lebih banyak menyerap warna merah dan biru. Warna yang paling sedikit diserap adalah warna hijau. Lama penyinaran penyinaran secara terus-menerus akan menyebabkan terjadinya fotosintesis secara terus-menerus.
d) Air
Jika tidak tersedia air yang cukup, pembentukan karbohidrat dapat terganggu
e) Kadar O2
Apabila kadar oksigen di udara diturunkan dari 20% menjadi 1 % maka fotosintesis naik 30% f) Kandungan Hara dalam Tanaman Unsur Mg dan N sangat dibutuhkan dalam pembentukan klorofill
H. Gerak Tumbuhan
Berdasarkan sumber rangsangan gerak tumbuhan dibagi menjadi dua, yaitu:
1. Gerak Endonom
Rangsangan berasal dari tumbuhan itu sendiri Tidak dipengaruhi arah rangsangan Gerak kromosom membelah Gerak higrokopis, pecahnya kulit buah polong-polongan yang sudah kering, disebabkan berkurangnya air terus-menerus
2. Gerak Etionom
Rangsangan berasal dari luar (fisik, kimia, mekanik) Dibedakan menjadi Gerak tropisme Gerak nasti Gerak taksis
I. Tropisme
Tropisme adalah gerak tumbuhan yang arah geraknya dipengaruhi arah datangnya rangsangan Tropisme positif: mendekati arah rangsangan Tropisme negatif: menjauhi arah rangsangan Tropisme berdasarkan jenis rangsangannya
- Fototropisme : Cahaya
- Geotropisme : Gravitasi
- Tigmotropisme : Sentuhan
- Kemotropisme : Kimia
- Hidrotropisme : Air
- Termotropisme : Suhu
1. Fototropisme
Dipengaruhi rangsangan cahaya Gerak bagian atas tanah fototropisme positif Gerak akar ➜ fototropisme negatif Hasil interaksi cahaya dan hormon
2. Geogtropisme
Disebabkan pengaruh rangsangan gravitasi Geotropisme positif, searah dengan gravitasi bumi contoh: akar Geotropisme negatif, melawan arah gravitasi bumi Pertumbuhan akar menuju pusat bumi merupakan gerak geotropism positif. Sebaliknya, pertumbuhan tunas menjauhi pusat bumi merupakan gerak geotropism negatif
3. Tigmo Tropisme
Disebabkan rangsangan sentuhan Umumnya terjadi pada tumbuhan pemanjat (anggur, mentimun, melon, ubi dll) Sulur dapat membelit pada benda yang disentuhnya karena pertumbuhan sel pada bagian yang terkena sentuhan melambat Bagian tersebut lebih pendek dari yang tidak terkena sentuhan saat itu sulur melengkung ke arah benda yang menyentuhnya
4. Kemo Tropisme
Karena adanya rangsangan kimia Contoh: gerak akar menuju pupuk, pertumbuhan saluran serbuk sari menuju bakal buah ketika pembuahan Karena adanya rangsangan air Contoh: gerak akar mendekati air
J. Nasti
Nasti adalah gerak bagian tumbuhan yang arah geraknya tidak dipengaruhi arah datangnya rangsangan. Disebabkan perubahan turgor jaringan tumbuhan Gerak berdasarkan jenis rangsangannya Tigmonasti : Sentuhan Niktinasti : Gelap Fotonasti : Cahaya Termonasti : Suhu Nasti kompleks : Berbagai rangsangan
1. Tigmonasti
2. Niktinasti
Karena pengaruh gelap. Contoh merunduknya tanaman Leguminoceae pada sore hari
3. Fotonasti
Akibat pengaruh rangsangan cahaya. Contoh mekarnya bunga pukul empat dan bunga ukul sembilan
4. Termonasti
Disebabkan oleh rangsangan suhu. Contoh mekarnya bunga tulip dan sakura di musim semi
5. Nasti Kompleks
- Membuka dan menutupnya stomata
- Dipengaruhi oleh cahaya, kimia, suhu dan air
K. Taksis
Taksis adalah gerak seluruh tumbuhan akibat rangsangan dari luar. Arah gerak ditentukan arah rangsangan. Gerak berdasarkan jenis rangsangannya Fototaksis : Cahaya Kemotaksis : Kimia Galvanotaksis : Arus listrik
- Fototaksis, Karena rangsangan cahaya Contoh gerakan kloroplas ke arah cahaya
- Kemotaksis, Karena rangsangan zat kimia Contoh sel gamet tumbuhan lumut jantan menuju gamet betina
- Galvanotaksis, Karena pengaruh rangsangan arus listrik Contoh gerakan bakteri ke arah kutub positif atau negatif J. Teknologi Struktur Tumbuhan
1. Model Fondasi Cakar Ayam Terinspirasi Perakaran Pohon Kelapa
Pohon kelapa memiliki susunan perakaran serabut yang membentuk ikatan kuat untuk mencengkeram tanah → dapat kokoh berdiri di berbagai kondisi tanah. Prof. Dr. Ir. Sedijatmo terinspirasi merancang dan menyusun besi-besi sebagai kerangka fondasi bangunan yang diberi nama cakar ayam. Konstruksi ini terbukti sangat handal untuk fondasi bangunan sekalipun di daerah yang memiliki tanah kurang padat, seperti daerah rawa.
2. Air Mancur dan Sumur Bor Terinspirai Xilem (Pembuluh Kayu)
Konsep kapilaritas menginspirasi pembuatan air mancur atau air terjun di taman-taman tanpa mesin pompa dan juga pembuatan sumur bor atau sumur artetis.