bio umum anatomi tumbuhan
DESCRIPTION
Anatomi tumbuhan dan bagiannyaTRANSCRIPT
MENDESKRIPSIKAN ANATOMI TUMBUHAN DAN HUBUNGANNYA DENGAN
PROSES FISIOLOGI
MAKALAH
UNTUK MEMENUHI TUGAS MATA KULIAH
BIOLOGI UMUM
OLEH
FARIDA ARIYANI DIAN 130342615300/2013
IRESA WAHYU PURWANTI 1303426153/2013
QONI’ATUL MUNAWAROH 130342615349/2013
UNIVERSITAS NEGERI MALANG
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
JURUSAN BIOLOGI
SEPTEMBER 2014
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada dasarnya semua makhluk hidup tersusun atas sebuah bagian kecil yang dikenal
dengan nama ‘sel’. Dalam kata lain, sel merupakan bagian terkecil makhluk hidup. Sel tumbuhan
berbeda dari sel hewan karena sel tumbuhan memiliki dinding sel yang membuatnya tetap kaku
sedangkan sel hewan tidak memiliki dinding sel sehingga bentuknya tidak beraturan. Sel
tumbuhan memiliki berbagai macam bentuk disesuaikan dengan fungsinya, bentuk-bentuk sel
meliputi isodiametris, polygonal, benang, silindris, bintang, bercabang-cabang, taji, ginjal, halter,
jarum pentul, bola. Bentuk polygonal diantaranya kuboid, balok (Sulisetijono, _____).
Di dalam organisasi kehidupan, terdapat tingkatan makhluk hidup yang dimulai dari
komponen terkecil, yaitu molekul, sel, jaringan, organ, system organ, organisme, populasi,
komunitas, ekosistem, bioma, dan biosfer. Dalam hal ini yang akan dikaji lebih lanjut adalah
makhluk hidup berdasarkan susunan jaringan beserta organ yang dibentuknya. Menurut Setjo
(2004) sekelompok sel yang secara esensial melakukan fungsi yang sama dan umumnya
mempunyai struktur yang sama disebut jaringan. Suatu organ, misal daun atau akar, tersusun dari
jaringan; biasanya dalam suatu organ berbagai jaringan itu melakukan fungsi-fungsi yang saling
berhubungan. Suatu jaringan dapat berasal dari embrio, jaringan sebelumnya atau jaringan lain.
Jaringan yang dapat terus tumbuh dan berkembang dinamakan jaringan muda yang bersifat
meristematik, sedangkan jaringan yang sudah tidak mengalami pertumbuhan dan perkembangan
dinamakan jaringan dewasa atau jaringan permanen.
Setiap makhluk hidup tidak terkecuali tumbuhan pun mengalami metabolism dalam
setiap pengaturan hidupnya. Metabolism yang dilakukan ini berperan dalam menunjang setiap
aktivitas yang dilakukan sehingga terjadi keseimbangan dalam tubuh. Menurut
Wirahadikussumah (1985) metabolisme adalah segala proses resksi kimia yang terjadi di dalam
mahluk hidup mulai mulai dari mahluk bersel satu yang sangat sederhana seperti bakteri,
protozoa, jamur, tumbuhan, hewan, sampai kepada manusia, mahluk yang susunan tubuhnya
sangat kompleks. Metabolism dibedakan menjadi anabolisme dan katabolisme. Penjelasan
tentang proses metabolism, struktur jaringan maupun organ tumbuhan akan diuraikan dalam
makalah ini.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah disebutkan, dapat dirumuskan masalah sebagai
berikut.
1. Bagaimanakah struktur dan fungsi jaringan tumbuhan?
2. Bagaimanakah struktur organ tumbuhan?
3. Bagaimanakah proses metabolism yang terjadi dalam tubuh tumbuhan?
C. Tujuan
Tujuan dari pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut.
1. Menjelaskan struktur dan fungsi jaringan tumbuhan.
2. Menjelaskan struktur organ tumbuhan.
3. Menjelaskan proses metabolism yang terjadi dalam tubuh tumbuhan.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Struktur dan Fungsi Jaringan
Jaringan adalah sekelompok sel yang memiliki bentuk dan fungsi yang sama
(Sulisetijono,_____). Menurut Setjo (2004) sekelompok sel yang secara esensial
melakukan fungsi yang sama dan umumnya mempunyai struktur yang sama disebut
jaringan. Suatu organ, misal daun atau akar, tersusun dari jaringan; biasanya dalam suatu
organ berbagai jaringan itu melakukan fungsi-fungsi yang saling berhubungan. Suatu
jaringan dapat berasal dari embrio, jaringan sebelumnya atau jaringan lain. Jaringan yang
dapat terus tumbuh dan berkembang dinamakan jaringan muda yang bersifat
meristematik, sedangkan jaringan yang sudah tidak mengalami pertumbuhan
danperkembangan dinamakan jaringan dewasa atau jaringan permanen. Berdasarkan
fungsinya jaringan dibedakan menjadi jaringan dasar, penunjang, pengangkut, pelindung
maupun meristem (Sulisetijono, ____). Menurut Setjo (2004) jaringan diklasifikasikan
menurut dasar yang berbeda, dapat berdasar asal usul, struktur atau fisiologi. Salah satu
klasifikasi yang lazim, berdasarkan aspek morfologis dan fisiologis adalah sebagai
berikut:
I. Jaringan meristematik (muda)
Jaringan meristematik terletak di dekat ujung akar dan dalam kuncup di ujung
batang, diantara pepagan dan kayu pohon, di dalam pepagan pohon, dan pada bagian
tubuh tumbuhan yang mengalami pertumbuhan ekstensif.
Jaringan meristematik diantara katu dan pepagan disebut cambium, yang
menyebabkan pertambahan pada diameter batang. Jaringan meristematik yang berada
pada pepagan disebut cambium gabus. Sel-sel meristematik ini berukuran kecil,
berdinding tipis, biasanya berbentuk kubus. Sel-sel ini tertata rapat dan biasanya tanpa
ruang antar sel.
II. Jaringan permanen (dewasa)
Jaringan permanen berasal dari dari sel-sel meristematik yang mengalami proses
pembesaran dan diferensiasi secara morfologis. Dinamakan jaringan permanen karena
jaringan ini tidak berdifernesiasi menjadi jaringan lainnya.
A. Jaringan permanen sederhana, merupakan jaringan permanen yang sel-sel
penyusunnya sama secara structural. Yang tergolong jaringan permanen sederhana adalah:
1. Epidermis
2. Parenkim
3. Sklerenkim
4. Kolenkim
5. Gabus
B. Jaringan permanen majemuk (kompleks), merupakan jaringan yang tersusun dari
beberapa macam sel dan hal ini bertolak belakang dengan jaringan sederhana yang
tersusun dari satu tipe saja. Dalam jaringan majemuk berbagai sel biasanya melakukan
aktivitas dalam satu kelompok yang berkaitan erat. Jaringan majemuk terdiri atas xylem
dan floem yang keduanya merupakan jaringan penguat.
a. Jaringan Epidermis (Jaringan Pelindung)
Epidermis merupakan jaringan permanen yang biasanya mempunyai tebal satu sel
dan merupakan pembentuk lapisan permanen daun, bagian bunga, bagian batang, dan
akar yang lebih muda. Epidermis berfungsi dalam perlindungan pasokan kelembapan
jaringan-jaringan di sebelah dalamnya dan pada tingkat tertentu sebagai perlindungan
terhadap kerusakan mekanik dan masuknya parasite.
Dinding luar sel-sel epidermis sering agak tebal dan kadang tertutup oleh lapisan
kutin, yang merupakan substansi berlilin dan kedap air yang disekresikan oleh
protoplasma epidermis. Sel epidermis selain sel penutup biasanya tidak berwarna.
b. Jaringan Parenkim (Jaringan Dasar)
Jaringan parenkim merupakan jaringan yang paling umum dan paling berlimpah
dan terdapat pada hamper di semua organ tumbuhan tingkat tinggi.jaringan ini dapat
berdiferensiasi menjadi jaringan yang meristematik yang sel-selnya dapat membelah
terus. Parenkima ini disebut juga jaringan dasar atau jaringan pengisi. Jaringan ini
dibentuk oleh meristem dasar (ground meristem) seperti yang dikemukakan oleh
Haberlandt dalam teorinya yang disebut teori meristem dasar. Sel-sel parenkima dapat
berbentuk: isodiametris, silindris, bintang, atau seperti tulang. Sel-sel parenkima dapat
tersusun rapat atau membentuk ruang antar selyang kecil-kecil atau ruang antar sel yang
luas. Parenkima ada bermacam-macam fungsi tergantung bentuk sel penyusunnya.
Parenkima yang memiliki ruang antar sel luas dinamakan aerenkima. Aerenkima
umumnya terdapat pada pelepah daun terutama tumbuhan air, sehingga tumbuhan air
dapat mengapung.
Parenkima yang terdapat di dalam mesofil daun pada umumnya mengandung
kloroplas sehingga menyebabkan daun berwarna hijau. Parenkima yang mengandung
kloroplas disebut klorenkima. Fungsi dari klorenkima untuk berfotosintesis. Parenkima
dapat juga mengandung pigmen-pigmen lain, seperti antosianin dan flavonoida,
parenkima yang demikian umumnya terdapat pada mahkota bunga sehingga bunga
berwarna-warni.
Parenkima ada juga yang berisi cadangan makanan yang berupa butir amilum, tetes
minyak, minyak atsiri, lendir,protein (butir aleuron), parenkima tersebut dinamakan
parenkima cadangan. Parenkima-parenkima ini biasanya terdapat dalam biji, umbi akar,
umbi batang,buah, bunga, daun, dan batang. Berbagai kristal kalsium oksalat juga
mungkin ditemukan pada sel-sel parenkima, demikian juga getah dihasilkan oleh
parenkima yang berfungsi sebagai jaringan sekretori.
Berdasarkan bentuk sel penyusunnya, parenkim digolongkan menjadi:
Perenkim bintang (aktinenkima), parenkim yang tersusun dari sel-sel berbentuk bintang.
Parenkim spons, tersusun atas sel-sel berbentuk isodiametris dan memiliki ruang antar sel
yang kecil.
Parenkim tiang, tersusun atas sel-sel yang berbentuk silindris dan tersusun rapat.
c. Jaringan Penguat
Jaringan penguat disebut juga dengan stereom. Sel-sel penyusun jaringan ini dinding
selnya memiliki penebalan. Penebalan dinding sel dapat tersusun dari selulosa, lignin,
pektin.jaringan penguat dibedakan menjadi 2, yaitu:
1. Sklerenkim
Merupakan tipe jaringan permanen sederhana. Sel-sel sklerenkima umumnya sudah mati.
Jaringan tersebut bersifat elastis . Pada jaringan ini terdapat dua tipe sel, yaitu serabut dan
sklereida. Kedua sel ini memiliki dinding yang sangat tebal dan mengandung selulosa
dan lignin yang disekresikan oleh protoplas sel-sel itu. Penebalan terjadi pada seluruh
bagian sel.
Serabut adalah sel-sel yang sangat panjang dengan ujung lancip. Serabut memiliki
kekuatan dan fleksibilitas yang besar. Serabut sklerenkima ada yang pendek dan ada yang
panjang, sehingga tumbuhan yang banyak mengandung serabut sklerenkima digunakan
sebagai tanaman serat. Contoh-contoh tanaman serat di antaranya rosella, rami,
Agave,kelapa.
Sel batu atau sklereida yang berfungsi dalam pemberian kekuatan dan pendukung
mekanik. Sklereida yang berbentuk silindris dengan dinding tebal disebut makrosklereida
yang terdapat pada kulit biji kacang-kacangan. Osteosklereida, penebalan dinding selnya
berbentuk seperti tulang, dinding bagian dalam dan luar tipis sedangkan dinding samping
tebal. Osteosklereida pada umumnya terdapat pada kulit biji Pisum sativum.
Trikosklereida berbentuk seperti rambut, kedua ujungnya runcing, terdapat di antara sel-
sel aerenkima, alat pengampung enceng gondok (Eichornia crassipes).Asterosklereida
memiliki bentuk sel yang berlengan, terdapat pada daun teh (Camellia sinensis).
2. Kolenkim
Kolenkim terbentuk dari sel-sel yang tetap hidup dalam periode waktu yang lama,yang
mengalami penebalan tidak merata. Kolenkim terdiferensiasi sebagai jaringan penguat
yang paling awal dan terdapat pada bagian tumbuhan yang muda. Sering ditemukan sel
kolenkim berbentuk memanjang, tetapi tidak seperti serabut. Kolenkima biasanya
terdapat di daerah permukaan batang, di bawah epidermis batang atau kosta, tangkai
daun, tangkai bunga. Kolenkima terdapat pada organ yang masih mengalami
pertumbuhan. Jaringan ini bersifat plastis dan sel penyusunnya hidup.
Penebalan dinding sel pada sel ini dapat berupa lingkaran yang utuh atau
berkelompok terputus-putus. Jika penebalan dinding sel terjadi pada sudut-sudut sel
dinamakan penebalan anguler/kolenkim sudut. Jika penebalan terjadi pada dinding luar
dan dalam secara berkesinambungan dinamakan kolenkim lameler.
Kolenkima lakuner terbentuk jikadinding sel penyusunnya menebal pada daerah yang
berbatasan pada ruang antar sel. Jika kolenkima yang sel penyusunnya menebal di
seluruh bagian sehingga lumen tampak bulat dan dikelilingi penebalan berbentuk cincin
dinamakan kolenkima annuler atau cincin. Kolenkima dapat berubah menjadi
meristematik kembali membentuk felogen.
d. Jaringan Gabus
Gabus tergolong jaringan permanen sederhana. Jaringan ini membentuk pepagan luar
batang dan akar tumbuhan berkayu dan merupakan jaringan pelindung yang menjaga
terhadap kerusakan mekanik pepagan dalam dan cambium. Menjaga terhadap penguapan
jaringan hidup yang ada di bagian dalamnya. Sel gabus memiliki sifat kedap air karena
memiliki kandungan suberin yang disekresikan oleh protoplasma sebelum protoplasma
mati.
e. Jaringan Pengangkut
Jaringan pengangkut terdiri dari 2 macam , yaitu xilem dan floem.
a. Xilem
Jaringan yang mengangkut air dan zat-zat yang terlarut di dalamnya dari akar menuju
daun disebut xilem. Xilem tersusun atas trakeid, trakea, sel-sel jejari, serabut dan
parenkim xylem. Sel buluh trakea dan trakeida disebut unsur vassal. Trakeid adalah sel
yang memanjang dan berbentuk runcing, protoplasmanya akan rusak setelah selnya
terbentuk. Dinding sel pada trakeid mengalami penebalan spiral atau cincin dari
lignoselulosa, dan sering bernoktah ataupun berupa jala. Sel trakea dan trakeida berfungsi
sebagai jalan atau saluran pengangkut air. Sel parenkim xilem bertugas memberi makan
sel buluh. Sel serabut sklerenkima berfungsi sebagai penguat.
b) Floem
floem berfungsi untuk mengangkut makanan dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan.
Floem terdiri dari 2 tipe sel, yaitu sel buluh tapis atau sel tapis dan sel parenkim floem.
Selain itu, dapat ditemukan adanya sel pengiring, sel jejari, dan serabut. Buluh tapis
berupa rangkaian memanjang secara vertical dan berbentuk silinder yang berperan dalam
pengangkutan makanan. Sel pengiring berperan dalam memberikan makanan pada buluh
tapis serta menutup luka. Sel pengiring ini memiliki inti dan bersifat hidup. Serabut
sklerenkima juga berfungsi sebagai penguat. Pada umumnya serabut sklerenkima pada
floem bersifat lentur sering disebut dengan libiform.
B. Organ Tumbuhan
Organ adalah kumpulan dari beberapa jaringan yang mempunyai fungsi tertentu. Pada
tumbuhan terdapat tiga organ utama, yaitu akar, batang dan daun.
a) Akar
Akar adalah organ tumbuhan yang berada di bagian paling bawah lebih tepatnya
berada di dalam tanah. Akar berasal dari radikula yang berkembang pada embrio.
Pada waktu biji berkecambah, akar lembaga atau radikula berkembang membentuk
akar primer. Akar ini dilindungi oleh tudung akar pada bagian ujungnya. Di dekat
ujung terdapat bagian yang memanjang dengan cepat, kemudian kea rah pangkal
terdapat bagian dengan bulu akar. Karena umur bulu akar ini pendek, maka selalu
diganti sehingga bagian yang berbulu akar ini panjangnya kurang lebih tetap
sedangkan bagian yang lebih tua tidak lagi mempunyai bulu akar tetapi mulai
membentuk cabang.
Bagian-bagian yang ditemukan pada akar:
1. Pangkal akar atau leher akar, yaitu bagian akar yang bersambung dengan pangkal
batang.
2. Ujung akar, yaitu bagian akar yang paling ujung, tersusun atas jaringan yang
bersifat meristematis.
3. Batang akar, yaitu bagian akar yang terletak diantara leher akar dengan ujung
akar.
4. Akar lateral, yaitu bagian akar yang keluar dari batang akar. Akar lateral dapat
membentuk percabangan.
5. Serabut akar, merupakan cabang-cabang yang halus, berbentuk serabut.
6. Rambut akar, merupakan bagian akar yang berperan dalam memperluas bidang
penyerapan mineral.
7. Tudung akar, yaitu bagian yang terdiri atas jaringan pelindung yang berguna
untuk melindungi ujung akar terutama pada waktu menembus tanah.
Berdasarkan morfologi dalamnya, akar tumbuhan memiliki susunan sebagai berikut:
1. epidermis, terdiri dari sel-sel yang berdinding tipis dan tersusun rapat. Umumnya,
epidermis ini tersusun atas satu lapis sel.
Leher akarBatang akar
Rambut akar
Ujung akar
2. Korteks, tersusun dari sel-sel yang berdinding tipis dan longgar. Umumnya,
bagian ini berisi sel-sel parenkim yang sering kali mengandung bulir pati. Pada
bagian sentral korteks, terbentuk suatu lapisan sel berbentuk kotak yang tersusun
rapat dan dikenal dengan endodermis. Pada endodermis ini terdapat suatu
penebalan lapisan suberin pada dinding radial dan dinding melintang yang disebut
dengan pita kaspari.
3. Stele atau silinder pembuluh, stele pada bagian luar dikitari oleh lapisan
parenkim, yaitu perisikel atau lingkaran tepi. Sel-sel ini dapat mempertahankan
ciri meristematiknya. Jaringan ini dapat membentuk cambium pembuluh dan
cambium gabus (felogen). Perisikel juga merupakan pembentuk akar lateral.
Pada bagian dalam susunan ini terdapat berkas pengangkut berupa xylem dan
floem. Di mana xylem berperan dalam mengangkut air dan zat hara dari dalam
tanah sedangkan floem berperan dalam mengedarkan hasil fotosintesis dari daun
ke seluruh tubuh tumbuhan. Mekanisme translokasi materi atau zat-zat ini
didukung oleh adanya struktur semacam tabung yang memanjang dan dikenal
sebagai trakea (pada xilem) dan pembuluh tapis (pada floem).
Akar tanaman memiliki fungsi tersendiri dalam melaksanakan kehidupannya.
Diantaranya, untuk menambatkan tubuh tumbuhan pada tanah, dapat berfungsi
untuk menyimpan cadangan makanan, menyerap air dam garam-garam mineral
terlarut.
b) Batang
Batang merupakan salah satu bagian tumbuhan yang penting karena merupakan
sumbu tubuh tumbuhan. Pada umumnya, batang berbentuk panjang bulat seperti
silinder; terdiri atas buku (nodus) dan ruas (internodus), tumbuh mengikuti arah
cahaya matahari, mengadakan percabangan, dan umumnya tidak berarna hijau.
Struktur anatomi batang pada umumnya mirip dengan akar dengan susunan
sebagai berikut:
1. Epidermis, yang berperan dalam menjaga kelembapan sel atau jaringan yang
berada di bagian dalamnya. Terdiri atas selapis sel dan tersusun rapat
sehingga tidak terdapat ruang antar sel.
2. Korteks, jaringan penyusun pada korteks batang adalah parenkim dan
kolenkim. Pada beberapa jenis tumbuhan terdapat klorenkim (kolenkim yang
memiliki kloroplas) atau skelerenkim. Sel penyusun korteks relative renggang
sehingga terdapat rongga antarsel. Hal ini berguna dalam pertukaran
gas. Pada bagian sentral korteks terdapat endodermis yang memisahkan
antara korteks dengan silinder pusat.
3. Silinder Pusat atau stele, dalam silinder pusat terdapat jaringan perisikel,
empulur, dan pembuluh angkut. Perisikel merupakan bagian terluar dari
silinder pusat. Empulur merupakan bagian terdalam dari silinder pusat.
Empulur tersusun oleh jaringan parenkim. Jaringan pembuluh angkut tersusun
atas xylem dan floem.
Batang berperan penting dalam mendukung bagian-bagian tumbuhan yang
ada di atas tanah, yaitu daun, bunga dan buah; dengan percabangannya, dapat
memperluas daerah asimilasi (fotosintesis); jalur pengangkutan air dan zat
makanan dari akar ke daun serta jalur pengangkutan hasil asimilasi dari daun
ke seluruh tubuh tumbuhan; pada beberapa tumbuhan tertentu berperan
sebagai tempat penimbun cadangan makanan.
c) Daun
Merupakan salah satu bagian pokok tumbuhan yang berperan penting dalam
proses fotosintesis. Selain berfungsi sebagai tempat fotosintesis, daun juga sangat
penting dalam proses transpirasi maupun pertukaran gas O2 dan CO 2 antar
tumbuhan. Daun memiliki helaian daun dan dilengkapi dengan tangkai daun serta
pelepah daun.
epidermis
korteks
empulur
Sebagaimana akar dan batang, daun juga tersusun atas tiga system jaringan,yaitu:
1. Epidermis.
Pada umumnya, epidermis daun merupakan kelanjutan dari epidermis batang,
karena daun berbentuk pipih, maka penutup permukaannya biasanya
dibedakan menjadi epidermis atas (adaksial) dan epidermis bawah (abaksial).
Epidermis ini tersusun atas setu lapis sel. Pada epidermis daun, terdapat suatu
derivate yang dikenal dengan stomata yang tersusun atas dua sel penjaga
dengan sel tetangga di sampingnya. Adakalanya bagian epidermis memiliki
dinding yang tebal yang tersusun atas lapisan kutin. Kutin pada permukaan
luar epidermis membentuk lapisan yang disebut dengan kutikula.
2. Mesofil
Merupakan jaringan dasar pada daun. Jaringan ini berisi sel-sel parenkimatis
yang berdidnding tipis dan banyak terdapat vakuola. Jaringan ini tersusun atas
palisade dan jaringan bunga karang. Palisade tersusun atas sel-sel silindris,
teratur dan tegak lurus dengan permukaan daun serta membentuk ruang antar
sel yang sempit. Sedangkan sel-sel penyusun jaringan bunga karang
membentuk tonjolan yang berlekatan disekitarnya sehingga membentuk ruang
antar sel yang luas.
3. Jaringan pembuluh
Jaringan pembuluh angkut pada daun tersusun atas floem dan xilem. Jaringan
pembuluh angkut akan bersatu membentuk urat daun.
C. Proses Metabolisme Tumbuhan
Metabolisme adalah semua reaksi kimia yang berlangsung di dalam sel hidup.
Menurut Wirahadikussumah (1985) metabolisme adalah segala proses resksi kimia yang
terjadi di dalam mahluk hidup mulai mulai dari mahluk bersel satu yang sangat
sederhana seperti bakteri, protozoa, jamur, tumbuhan, hewan, sampai kepada manusia,
mahluk yang susunan tubuhnya sangat kompleks. Di dalam proses ini mahluk hidup
mendapat, mengubah, dan memakai senyawa kimia dari sekitarnya untuk
mempertahankan kelangsungan hidupnya. Metabolisme terdiri dari dua proses, yaitu
proses anabolisme (pembentukan senyawa organic dari senyawa anorganik) dan
katabolisme (penguraian senyawa organic menjadi senyawa anorganik).
a. Anabolisme
proses anabolisme merupakan proses penyusunan senyawa organic (kompleks)
dari senyawa anorganik (sederhana). Agar dapat berlangsung dengan baik, proses ini
tidak terlepas dari kebutuhan energy. Energy yang dibutuhkan dapat berasal dari cahaya
matahari ataupun energy kimia yang digunakan untuk mengikat senyawa anorganic
(sederhana) menjadi senyawa organic (kompleks). Proses anabolisme meliputi tiga
tahapan dasar. Pertama, produksi prekursor seperti asam amino, monosakarida,
dan nukleotida. Kedua, adalah aktivasi senyawa-senyawa tersebut (asam
amino, monosakarida, dan nukleotida) menjadi bentuk reaktif menggunakan energi
dari ATP. Ketiga, penggabungan prekursor tersebut menjadi molekul kompleks,
seperti protein, polisakarida, lemak, dan asam nukleat. Hasil-hasil anabolisme berguna
dalam fungsi yang esensial. Hasil-hasil tersebut misalnya glikogen dan protein sebagai
bahan bakar dalam tubuh, asam nukleat untuk pengkopian informasi genetik. Protein,
lipid, dan karbohidrat menyusun struktur tubuh makhluk hidup, baik intraselular maupun
ekstraselular. Bila sintesis bahan-bahan ini lebih cepat dari perombakannya,
maka organisme akan tumbuh.
Pada tumbuhan, reaksi anabolisme yang terjadi meliputi proses fotosintesis dan
kemosintesis. Fotosintesis merupakan suatu proses dimana terjadi proses pengolahan
energi yang diperoleh dari sinar matahari dan juga karbon dioksida ( CO2 ) menjadi
senyawa kimia organik. Proses fotosintesis dilakukan oleh tumbuhan tingkat tinggi,
tumbuhan pakis, lumut, ganggang ( ganggang hijau, biru, merah dan cokelat ).
Energi matahari yang di tangkap oleh proses fotosintesis merupakan lebih dari
90% sumber energi yang di pakai oleh manusia untuk pemanasan, cahaya, dan
tenaga.Batu bara, gas bumi, dan minyak bumi adalah sumber energi yang berasal dari
hasil perombakan bahan alam hayati oleh adanya jasad berfotosintesis dalam waktu
jutaan tahun yang silam ( Wirahadi kusumah, M. 1985 ).
Pada dasarnya organ utama tumbuhan yang melakukan fotosintesis adalah daun. Akan
tetapi, secara umum semua sel yang memiliki kloroplas berpotensi melakukan fotosintesis.
Organel tempat berlangsungnya fotosintesis adalah kloroplas. Di mana pada kloroplas
terdapat bagian-bagian tertentu sebagai berikut:
Kloroplas mempunyai bentuk seperti cakram dengan ruang yang disebut stroma. Stroma
ini dibungkus oleh dua lapisan membran. Membran stroma ini disebut tilakoid, yang
didalamnya terdapat ruang-ruang antar membran yang disebut lokuli.
Di dalam stroma juga terdapat lamela-lamela yang bertumpuk-tumpuk
membentuk grana (kumpulan granum). Granum sendiri terdiri atas membran tilakoid yang
merupakan tempat terjadinya reaksi terang dan ruang tilakoid yang merupakan ruang di
antara membran tilakoid. Bila sebuah granum disayat maka akan dijumpai
beberapa komponen seperti protein, klorofil a, klorofil b, karetonoid, dan lipid. Secara
keseluruhan, stroma berisi protein, enzim, DNA, RNA, gula fosfat, ribosom, vitamin-
vitamin, dan juga ion-ion logam seperti mangan (Mn), besi (Fe), maupun perak (Cu).
Adapun pigmen fotosintetik terdapat pada membran tilakoid.
Fotosintesis dibedakan menjadi dua tahapan, yaitu:
1. Reaksi Terang (memerlukan cahaya)
Reaksi ini berlangsung pada grana/tilakoid. Pada reaksi terang terjadi
konversi energy cahaya menjadi energy kimia dan menghasilkan O2.
2. Reaksi Gelap (tidak memerlukan cahaya tetapi memerlukan CO2)
Reaksi ini berlangsung pada bagian stroma. Terjadi seri reaksi siklik yang
membentuk gula dari bahan dasar CO2 dan energi (ATP danNADPH). Energi
yang digunakan dalam reaksi gelap ini diperoleh dari reaksi terang. Tujuan dari
reaksi gelap ini adalah untuk mengubah senyawa yang mengandung atom karbon
menjadi gula. Dari semua radiasi matahari yang dipancarkan, hanya panjang
gelombang tertentu yang dimanfaatkan tumbuhan untuk proses fotosintesis,
yaitu panjang gelombang yang berada pada kisaran cahaya tampak (380-700
nm). Cahaya tampak terbagi atas cahaya merah (610 - 700 nm), hijau kuning (510
- 600 nm), biru (410 - 500 nm) dan violet (< 400 nm).
Klorofil sendiri sebenarnya hanya merupakan sebagian dari perangkat
dalam fotosintesis yang dikenal sebagai fotosistem. Masing-masing jenis cahaya
berbeda pengaruhnya terhadap fotosintesis. Hal ini terkait pada
sifat pigmen penangkap cahaya yang bekerja dalam fotosintesis. Pigmen yang
terdapat pada membran grana menyerap cahaya yang memiliki panjang
gelombang tertentu. Pigmen yang berbeda menyerap cahaya pada panjang
gelombang yang berbeda. Kloroplas mengandung beberapa pigmen. Sebagai
contoh, klorofil a terutama menyerap cahaya biru-violet dan merah. Klorofil b
menyerap cahaya biru dan oranye dan memantulkan cahaya kuning-hijau. Klorofil
a berperan langsung dalam reaksi terang, sedangkan klorofil b tidak secara
langsung berperan dalam reaksi terang. Proses absorpsi energi cahaya
menyebabkan lepasnya elektron berenergi tinggi dari klorofil a yang selanjutnya
akan disalurkan dan ditangkap oleh akseptor elektron. Proses ini merupakan awal
dari rangkaian panjang reaksi fotosintesis.
Berikut rumus umum atau persamaan umum dari proses fotosintesis :
6H2O + 6CO2 + cahaya → C6H12O6 (glukosa) + 6O2
Tumbuhan menggunakan karbondioksida dan air untuk menghasilkan gula dan
oksigen yang diperlukan sebagai makanannya. Energi untuk menjalankan proses ini
berasal dari fotosintesis. Selain itu, cahaya matahari juga punya peran penting dalam
proses fotosintesis.
Tumbuhan menangkap cahaya menggunakan pigmen yang
disebut klorofil.Pigmen inilah yang memberi warna hijau pada tumbuhan. Klorofil
terdapat dalam organel yang disebut kloroplas. klorofil menyerap cahaya yang akan
digunakan dalam fotosintesis. Meskipun seluruh bagian tubuh tumbuhan yang berwarna
hijau mengandung kloroplas, namun sebagian besar energi dihasilkan di daun.
Di dalam daun terdapat lapisan sel yang disebut mesofil yang mengandung
setengah juta kloroplas setiap milimeter perseginya. Cahaya akan melewati lapisan
epidermis tanpa warna dan transparan, menuju mesofil, tempat terjadinya sebagian besar
proses fotosintesis. Permukaan daun biasanya dilapisi oleh kutikula dari lilin yang
bersifat anti air untuk mencegah terjadinya penyerapan sinar matahari ataupun penguapan
air yang berlebihan.
b. Katabolisme
Katabolisme adalah reaksi pemecahan / pembongkaran senyawa kimia kompleks
yang mengandung energi tinggi menjadi senyawa sederhana yang mengandung energi
lebih rendah. Tujuan utama katabolisme adalah untuk membebaskan energi yang
terkandung di dalam senyawa sumber.
Proses pembongkaran ini dibedakan menjadi dua macam.yaitu sebagai berikut :
1. Respirasi, yaitu suatu proses pembebasan energi yang tersimpan dalam zat sumber
energi melalui proses kimia dengan menggunakan oksigen. Dari respirasi akan
dihasilkan energi kimia ATP untak kegiatan kehidupan, seperti sintesis
(anabolisme), gerak,dan pertumbuhan.
Contoh Respirasi : C6H,2O6 + 6 O2 ———————————> 6 H2O + 6
CO2 +Energi
(glukosa)
Reaksi pembongkaran glukosa sampai menjadi H2O + CO2 + Energi, melalui tiga tahap :
Glikoliisis
Pembakaran glukosa memerlukan oksigaen. Tetapi beberapa sel harus hidup dimana
tidak ada atau tidak selalu ada oksigen. Sebagai contoh sel – sel ragi di dalam botol
anggur yang tertutup rapat dan tidak ada oksigen. Maka ada alasan untuk percaya
bahwa sel – sel pertama di bumi kita ini hidup dalam suatu atmosfir yang tidak
mengandung oksigen. Sekarang semua sel mempunyai peralatan enzimatik untuk
mengkatabolis glokosa tanpa bantuan oksigen. Perombakan anaerobik ( tanpa udara,
dank arena itu tanpa oksigen ) glukosa ini disebut glikolisis. ( Kimball, W, John.
1983 ).
Glikolisis berlangsung di organel yang bernama sitoplasma. Proses glikolisis
menghsilkan 2 ATP menghasilkan 2 molekul asam piruvat, dan
menghasilkanmolekul NADH yang berfungsi sebagai sumber elektron berenergi
tinggi.
Daur Krebs
Daur Krebs (daur trikarboksilat) atau daur asam sitrat merupakan pembongkaran
asam piruvat secara aerob menjadi CO2 dan H2O serta energi kimia. Dalam daur
krebs terjadi pembentukan asam sitrat ( C6 ) dari asam asetat ( C2 ) dan asam
oksaloasetat ( C4 ). Dalam daur krebs menghasilkan 2 ATP, 6NADH, 2FADH, dan
6CO2. Proses daur krebs berlangsung di dalam organel yang bernama matriks
mitokondria.
Transpor elektron
Dari daur Krebs akan keluar elektron dan ion H+ yang dibawa sebagai
NADH2(NADH + H+ + 1 elektron) dan FADH2, sehingga di dalam mitokondria
(dengan adanya siklus Krebs yang dilanjutkan dengan oksidasi melalui sistem
pengangkutan elektron) akan terbentuk air, sebagai hasil sampingan respirasi selain
CO2. Produk sampingan respirasi tersebut pada akhirnya dibuang ke luar tubuh
melalui stomata pada tumbuhan dan melalui paru-paru pada peristiwa pernafasan
hewan tingkat tinggi.
2. Fermentasi, pembongkaran suatu zat dalam lingkungan tanpa memerlukan
oksigen.
Contoh Fermentasi :C6H12O6 ——————> 2C2H5OH + 2CO2 + Energi.
(glukosa) (etanol).
Pada kebanyakan tumbuhan den hewan respirasi yang berlangsung adalah
respirasi aerob, namun demikian dapat saja terjadi respirasi aerob terhambat
dikarenakan oleh sesuatu hal, maka hewan dan tumbuhan tersebut
melangsungkan proses fermentasi yaitu proses pembebasan energi tanpa adanya
oksigen, nama lainnya adalah respirasi anaerob. Proses fermentasi terjadi karena
tidak adanya oksigen atau kandungan oksigen yang kurang memadai untuk
melakukan proses katabolisme.
Dari hasil akhir fermentasi, dibedakan menjadi fermentasi asam laktat /asam susu
dan fermentasi alkohol.Fermentasi asam laktat yaitu fermentasi dimana hasil
akhirnya adalah asam laktat. Peristiwa fermentasi asam laktat ini dapat terjadi di
otot dan dalam kondisi anaerob.
Reaksinya: C6H12O6 ————> 2 C2H5OCOOH + Energi enzim
Prosesnya :
1. Glukosa ————> asam piruvat (proses Glikolisis).
enzim
C6H12O6 ————> 2 C2H3OCOOH + Energi
2. Dehidrogenasi asam piravat akan terbentuk asam laktat.
2 C2H3OCOOH + 2 NADH2 ————> 2 C2H5OCOOH + 2 NAD
piruvat dehidrogenasa
Energi yang terbentak dari glikolisis hingga terbentuk asam laktat :
8 ATP — 2 NADH2 = 8 - 2(3 ATP) = 2 ATP.
Selain asam laktat, dalam proses juga terjadi pada alcohol. Pada beberapa mikroba
peristiwa pembebasan energi terlaksana karena asam piruvat diubah menjadi asam asetat + CO2
selanjutaya asam asetat diabah menjadi alkohol.Dalam fermentasi alkohol, satu molekul glukosa
hanya dapat menghasilkan 2 molekul ATP, bandingkan dengan respirasi aerob, satu molekul
glukosa dalam fermentasi alkohol mampu menghasilkan 38 molekul ATP.
Reaksinya :
1. Gula (C6H12O6) ————> asam piruvat (glikolisis)
2. Dekarboksilasi Asam Pirufat
Asampiruvat ————————————————————> asetaldehid + CO2.
piruvat dekarboksilase (CH3CHO)
3. Asetaldehid oleh alkohol dihidrogenase diubah menjadi alkohol (etanol).
2 CH3CHO + 2 NADH2 —————————————————> 2 C2HSOH + 2
NAD.
alkohol dehidrogenase enzim
Ringkasan reaksi :
C6H12O6 —————> 2 C2H5OH + 2 CO2 + 2 NADH2 + Energi
PENUTUP
Kesimpulan
1. Jaringan merupakan kumpulan dari beberapa sel yang memiliki struktur dan fungsi
yang sama. Pada tumbuhan terdapat jaringan meristematik (jaringan yang sel-selnya selalu
aktif membelah) dan jaringan permanen (jaringan yang telah terdiferensiasi membentuk suatu
fungsi tertentu). Jaringan permanen dibedakan menjadi jaringan permanen sederhana
(epidermis sebagai jaringan pelindung, parenkim sebagai jaringan dasar, sklerenkim dan
kolenkim sebagai jaringan penguat, dan gabus ) dan jaringan permanen majemuk atau
kompleks (xylem dan floem yang merupakan jaringan pengangkut).
2. Organ utama tumbuhan ada 3, yaitu akar; batang; dan daun. Struktur anatomi dari
ketiga organ tersebut hamper sama karena masing-masing memiliki 3 lapisan, yaitu
epidermis; korteks; dan silinder pusat/stele. Hanya saja pada daun sel-sel parenkimalnya
mengalami diferensiasi membentuk jaringan spons dan jaringan tiang.
3. Metabolisme merupakan keseluruhan reaksi yang terjadi dalam tubuh makhluk hidup.
Metabolism dibedakan menjadi dua, yaitu anabolisme dan katabolisme. Anabolisme
merupakan reaksi pembentukan yang pada tumbuhan meliputi reaksi fotosintesis dan
kemosintesis sedangkan katabolisme merupakan reaksi penguraian yang meliputi resspirasi
dan fermentasi.
DAFTAR RUJUKAN
E-Learning Anatomi Tumbuhan. Universitas Negeri Malang
Kimball. W. John. 1983. Biologi. Jakarta: Erlangga.
Loveless, A.R. 1991. Prinsip-Prinsip Biologi Tumbuhan untuk Daerah Tropik. Jakarta: PT.
Gramedia Pustaka Utama.
Moertolo,Ali,dkk,. 2013. Daun dan Alat Tambahan. Malang: Universitas Negeri Malang.
Setjo, susetyoadi,dkk,. 2004. Anatomi Tumbuhan. Malang: JICA.
Wirahadikusumah, M. 1985. Biokimia: Metabolisme Energi, Karbohidrat, dan Lipid.Bandung: ITB Bandung.