1
2
3
4
5
6
7
Sumber: hflp.sdstate.edu/ho311; 14 Desember 2007
Pertumbuhan dan
Perkembangan pada Tumbuhan
1
2
3
4
5
6
7
Pertumbuhan dan Perkembangan
pada Tumbuhan
Faktor-Faktor yang
Berpengaruh
Faktor Internal Faktor Eksternal
Faktor Genetik Hormon
Nutrisi Cahaya Suhu Kelembapan Aerasi
Perkecambahan
Perkecambahan
Epigeal
Perkecambahan
Hipogeal
Pertumbuhan
Primer
Pertumbuhan
Sekunder
Pembungaan
Pembelahan Pembentangan Pematangan
memiliki meliputi
dibedakan menjadi
terdiri atas
meliputi
antara lain
meliputi
1
2
3
4
5
6
7
Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan
A. Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan
B. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan Berbiji
C. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Pertumbuhan dan
Perkembangan Tumbuhan
1
2
3
4
5
6
7
Pertumbuhan
kon
sep
kuan
titatif
Perkembangan
Proses pertambahan biomassa atau ukuran (berat,
volume, atau jumlah) yang sifatnya tetap dan
irreversible (tidak dapat balik ke kondisi semula)
kon
sep ku
alitatif
Proses perubahan yang menyertai pertumbuhan
Meliputi perubahan bentuk dan tingkat
kematanganmakhluk hidup
Terjadi diferensiasi sel, histogenesis,
organogenesis, dangametogenesis
A. Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan
1
2
3
4
5
6
7
Pertumbuhan dan perkembangan pada tanaman jagung (Zea mays)Sumber: Clegg dan Mackean, 2000: 399
1
2
3
4
5
6
7
Proses Pertumbuhan dan Perkembangan
dipengaruhi oleh
Faktor Internal(dari dalam organisme itu sendiri)
Faktor Eksternal(dari lingkungan)
Pengaruh faktor internal dan faktor
eksternal saling berinteraksi sehingga
sulit untuk menentukan mana yang
paling berpengaruh
1
2
3
4
5
6
7
Biji Bakal biji yang dibuahi
mengandung
Embrio (bakal) tumbuhan
Batang lembaga (kaulikalis), bakal akar (radikula), dan keping biji (kotiledon)
Cadangan makanan(endosperm)
Biji berendosperm atau biji beralbumin
Biji tak berendosperm atau biji eksalbumin
B. Pertumbuhan dan Perkembangan pada Tumbuhan Berbiji
Biji jagungBiji bunga matahari
berasal dari
terdiri atasdibedakan menjadi
contohnyacontohnya
1
2
3
4
5
6
7
Apakah yang
dimaksud dengan
perkecambahan?
Perkecambahan adalah tumbuhnya embrio yang terdapatdalam sebutir biji
dipengaruhi oleh
Faktor Internal Faktor Eksternal
Air, suhu, oksigen, dan cahaya Hormon, kematangan embrio, dan dormansi
1
2
3
4
5
6
7
Air masuk dalam biji
melalui mikropil dan testa
secara imbibisi
Katabolisme dibantu enzim
Sumber energi
Penyusun komponen sel
Pertumbuhan embrio
Hasil katabolisme
1
2
3
4
5
6
7
Cadangan makanan pada endosperm
KotiledonBagian lain dari
bakal biji
Cadangan Makanan Utama pada Biji/% Berat Kering
Barley (Hordeum vulgare)
Jagung (Zea mays)
Gandum (Triticum aestivum)
Kapri (Pisum sativum)
Kedelai (Glycine max)
Kacang tanah (Arachis
hypogaea)
76 75 75 56 26 12
LemakProteinAmilumJenis
12 12 12 24 37 31
39261748
diperoleh dari
1
2
3
4
5
6
7
Sebagai makhluk hidup, tumbuhan melakukan
respirasi guna menghasilkan energi untuk metabolisme dan
pertumbuhannya
Ketika berkecambah, biji melakukan respirasi dengan sangat
cepat dan membutuhkan oksigen untuk proses respirasi
aerob
Cahaya
Pada beberapa jenis tumbuhan, diperlukan untuk
perkecambahan bijinya
Pada beberapa jenis tumbuhan lainnya, justru menghambat perkecambahan biji
(aktivitas hormon)
Cahaya diperlukan untuk pembentukan klorofil dan untuk meningkatkan pembentangan daun
1
2
3
4
5
6
7
Kecambah yang ditumbuhkan
pada tempat yang gelap
akan tumbuh lebih cepat,
batangnya menjadi sangat
panjang, tetapi daunnya
berwarna kuning karena tidak
terbentuk klorofil
1
2
3
4
5
6
7
Kecambah yang ditumbuhkan pada tempat
yang cukup terangakan tumbuh agaklambat, tetapi
berdaun hijau
Tanaman Normal
1
2
3
4
5
6
7
Proses perkecambahan selanjutnya
Setelah kulit biji pecah, organ pertama yang muncul
Radikula
Plumula (kuncup primer pucuk batang lembaga)
Kotiledon ada yang tetap berada di dalam tanah dan ada yang terangkat ke atas tanah
Berdasarkan posisi kotiledonnya
Perkecambahan Epigeal Perkecambahan Hipogeal
1
2
3
4
5
6
7
Perkecambahan
Epigeal
Padabiji bunga matahari
1
2
3
4
5
6
7
Kotiledon terangkat ke atas tanahkarena pertumbuhan memanjang bagian
hipokotil.
Kotiledon muncul sebagai keping bijihijau. Hipokotil berbentuk kait dan ujung
plumula terletak di antara dua keping biji.
Tujuannya, agar ujung plumula terlindung
dari kerusakan akibat abrasi tanah.
Perkecambahan
Epigeal
1
2
3
4
5
6
7
Perkecambahan
Hipogeal
Pada biji kacang kara (dikotil)
1
2
3
4
5
6
7
Perkecambahan
Hipogeal
Pada bijijagung (monokotil)
1
2
3
4
5
6
7
Kotiledon tetap berada di dalam tanah.
Plumula terbawa ke atas tanah karena
pertumbuhan memanjang bagian epikotil.
Hal itu disebabkan pertumbuhan hipokotilnyasangat sedikit atau tidak memanjang sama
sekali sehingga kotiledonnya tetap berada di dalam
testa, dengan tunas muda dan akar muncul dari
dalam biji.
Perkecambahan
Hipogeal
1
2
3
4
5
6
7
2. Pertumbuhan Primer
Pertambahan tinggi
Pertambahan panjang
Kecambah mengalami pertumbuhan primer untuk membentuk tumbuhan herbaseus (tidak berkayu).
1
2
3
4
5
6
7
Pertumbuhan primer diawali olehpembelahan selsel meristem apikal
Selsel meristem yang terdapat pada pucuk batang dan ujung akar
Bagian terluar ujung akar dilindungi oleh tudung akar (kaliptra)
Di sebelah dalam tudung akar terdapat daerah meristem apikal
Daerah meristem apikal terdiri atas
Daerah pembelahan sel
Daerah pembentangan sel
Daerah pematangan sel
1
2
3
4
5
6
7
Pola pertumbuhan primer pada batang dan akar tumbuhan dikotilSumber: Clegg dan Mackean, 2000: 408
1
2
3
4
5
6
7
Perkembangan meristem apikal pada
tumbuhan Angiospermae
Teori Histogen
Teori Tunika-korpus
1
2
3
4
5
6
7
Teori Histogenoleh Hanstein 1868
Setiap titik tumbuh batang dan akar terdiri atas lapisan sel yang disebut …
HISTOGEN
Plerom Dermatogen Periblem
Terdiri atas
Bagian pusat yang kemudian akan membentuk empulur dan jaringan pengangkut primer
Lapisan paling luar yang akan membentuk epidermis
Lapisan di antara plerom dan dermatogen
1
2
3
4
5
6
7
Teori Tunika-korpus
oleh Schmidt 1924
Titik tumbuh batang tumbuhan terdiri atas dua zona yang terpisah susunannya, yaitu …
TUNIKA
Bagian paling luar dari titik tumbuh. Bagian tersebut terdiri atas beberapa lapisan sel yang berkumpul membentuk seludang dan kemudian berkembang membentuk jaringan primer. Selsel terus membelah, terutama pada bidang pembelahan antiklinal (tegak lurus dengan permukaan organ) sehingga lapisannya makin meluas.
KORPUS
Bagian pusat titik tumbuh. Selsel pada bagian ini bersifat meristematisdan membelah ke segala arah.
1
2
3
4
5
6
7
a. Daerah Pembelahan Sel atau Daerah Divisi
b. Daerah Pembentangan Sel atau Daerah Elongasi
Terlihat tersusun oleh selsel meristem yang berbentuk kotak dan berukuran sangat kecil
Terdapat tepat di belakang daerah pembelahan sel Selsel mengalami pemanjangan dan perbesaran Pembentangan sel akan mendorong akar menembus tanah Di daerah ini juga akan terjadi diferensiasi Jaringan muda secara terusmenerus akan berkembang dan
berdiferensiasi membentuk jaringan dewasa
c. Daerah Pematangan Sel atau Daerah Maturasi
Terdapat di belakang daerah pembentangan Selsel telah mengalami diferensiasi dan telah sempurna
perkembangannya Contoh, pada daerah pematangan sel terdapat rambut akar
1
2
3
4
5
6
7
3. Pertumbuhan Sekunder
Terjadi pada tumbuhan perenial (tahunan) berkayu
Hasil pembelahan selsel meristem lateral
Kambium vaskuler Kambium gabus
Jaringan yang bersifat meristematis sehingga selselnya memiliki kemampuan untuk
tetap aktif membelah
melibatkan
1
2
3
4
5
6
7
Selsel kambium vaskuler
terletak di antara xilem
dan floem Selsel kambium vaskuler melakukan pembelahan
ke arah dalam membentuk jaringan
xilem sekunder dan ke arah luar membentuk
jaringan floem sekunder
Pembelahan selsel kambium vaskuler
menghasilkan pertambahan
diameter batang
1
2
3
4
5
6
7
Tahap-tahap pada tahun pertama pertumbuhan sekunder batang dan akar
tanaman dikotil.Sumber: Clegg dan Mackean, 2000: 411
1
2
3
4
5
6
7
Pembelahan kambium vaskuler terjadi sepanjang tahun, tetapi kecepatan pembelahan pada musim hujan dan musim
kemarau tidak sama.
Pada musim hujan, kecepatan pembelahannya lebih tinggi sehingga menghasilkan
pertambahan diameter batang yang lebih besar.
1
2
3
4
5
6
7
Gambar Lingkaran TahunSumber: Sumadia (ed.), 1996: 24–25
Kita dapat menentukan umur suatu pohon dengan melihat jumlah lingkaran tahunnya
Jika mengamati penampang melintang batang pohon yang ditebang, Anda akan mendapatkan bentuk lingkaranlingkaran pada batang pohon yang disebut…….. lingkaran
tahun
1
2
3
4
5
6
7
4. Pembungaan
Proses pembentukan bunga
Proses yang sangat kompleks yang meliputi banyak tahapan perkembangan dan semuanya harus berhasil dilangsungkan untuk memperoleh hasil akhir, yaitu biji.
1
2
3
4
5
6
7
Tahap pertama proses pembungaan
Induksi bunga (evokasi) Inisiasi bunga
Tahap perkembangan kuncup bunga menuju bunga mekar (anthesis)
Tahap bunga mekar(anthesis)
Tahap penyerbukan dan pembuahan
Perkembangan buah muda menuju kemasakan buah dan biji
1
2
3
4
5
6
7
C. Faktor-Faktor yang Memengaruhi
Pertumbuhan dan Perkembangan
Tumbuhan
Faktor Internal
Faktor Eksternal
1
2
3
4
5
6
7
men
gend
alikan
Genetik
Hormonuntuk proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
Hormon merupakan suatu senyawa kimia yang dihasilkan oleh tubuh yang dalam jumlah sedikit dapat menyebabkan reaksi fsiologis yang besar
Hormon yang dihasilkan oleh tumbuhan disebut fitohormon
1
2
3
4
5
6
7
a. Auksin
b. Giberelin
c. Sitokinin
d. Asam Absisat (ABA)
e. Etilen
fitohormon
1
2
3
4
5
6
7
a. Auksin
Ditemukan oleh Fritz Went, seorang ahli fisiologi Belanda tahun 1928
Dihasilkan pada daerah meristem, seperti pucuk batangdan ujung akar
IAA (indole acetic acid)
yang paling dikenal adalahstrukturnya mirip dengan
struktur asam amino triptofan
disintesis di meristem apikal, daundaun muda,
dan biji
Sifat hormon auksin adalah aktivitasnyadihambat oleh adanya cahaya
1
2
3
4
5
6
7
Peranan Auksin
1) berperan dalam pembelahan dan pemanjangan sel
3) meningkatkan perkembangan bunga dan buah
5) untuk menghasilkan buah tanpa biji
7) menghambat pematangan buah dan penuaan daun
2) merangsang pembelahan selsel kambium lateral, untuk pertumbuhan sekunder
4) merangsang pembentukan akar lateral
6) menghambat pembentukan tunas lateral
8) mencegah rontoknya bunga, buah, serta daun
1
2
3
4
5
6
7
Gambar Auksin dan dominansi apikalSumber: Clegg dan Mackean, 2000: 427
Hormon auksin merangsang dominansi apikal, yaitu pertumbuhan kuncup apikal yang sangat cepat sehingga menghambat pertumbuhan kuncup lateral yang ada di bawahnya. Tingkat dominansi kuncup apikal bervariasi pada berbagai jenis tumbuhan
1
2
3
4
5
6
7
Mengapa batangnya
melengkung?
1
2
3
4
5
6
7
Kuncup apikal yang sedang tumbuh
menghasilkan hormon auksin. Sementara
itu, kerja auksin dihambat oleh adanya
cahaya. Apabila sebagian kuncup apikal
diarahkan pada cahaya matahari, akan
terjadi pengangkutan auksin dari bagian
yang terkena cahaya ke bagian yang
terlindung dari cahaya. Pada keadaan
demikian, auksin akan merangsang
pertumbuhan selsel pada bagian yang
terlindung tersebut.
Pada saat yang bersamaan, pertumbuhan
selsel pada bagian yang terkena cahaya
matahari akan terhambat karena
konsentrasi auksin yang rendah.
Akibatnya, batang akan tumbuh
melengkung ke arah datangnya cahaya
matahari
1
2
3
4
5
6
7
b. GiberelinDitemukan pada tahun 1926 oleh seorang ahli penyakit tanaman dari Jepang bernama E. Kurosawa
Diisolasi dari jamur Gibberella fujikuroi yang merupakan parasit pada tanaman padi
Giberelin memiliki pengaruh dramatis pada pertumbuhan batang, Tanaman (A) tumbuh normal, sedangkan tanaman (B) tumbuh pesat
A B
1
2
3
4
5
6
7
Peranan Giberelin
1) bersama dengan auksin merangsang pembelahan dan pemanjangan sel
3) menghilangkan sifat kerdil tanaman
5) merangsang perkecambahan
7) merangsang perkecambahan serbuk sari dan pertumbuhan buluh serbuk sari
2) merangsang pertumbuhan batang dan daun
4) pada konsentrasi tinggi, merangsang pertumbuhan akar
6) merangsang pembentukan bunga pada tanaman hari panjang (long day plant)
8) menghambat pertumbuhan akar adventif
9) mematahkan dormansi sebagian besar jenis biji
1
2
3
4
5
6
7
c. Sitokinin
Ditemukan oleh ilmuwan Amerika bernama Folke Skoog pada tahun 1954
Macam sitokinin
kinetin
zeatin (pada jagung)
benzil amino purin (BAP)
Sitokinin ditemukan hampir pada semua jaringan meristem
Penuaan (senescence) terjadi pada daun sebelah kiri yang tidak diberi sitokinin. Daun di sebelah kanan diberi sitokinin.
1
2
3
4
5
6
7
1) bersama dengan auksin dan giberelin merangsang pembelahan selsel tanaman
2) menghambat dominansi apikal oleh auksin
3) merangsang pertumbuhan kuncup lateral
4) merangsang pemanjangan titik tumbuh
5) mematahkan dormansi biji serta merangsang pertumbuhan embrio
6) merangsang pembentukan akar cabang
7) menghambat proses penuaan (senescence) daun
Peranan Sitokinin
1
2
3
4
5
6
7
d. Asam Absisat (ABA)
Ditemukan oleh P.F. Wareing dan F.T. Addicott tahun 1963
disebut juga
’hormon stress’
karena memiliki sifat menghambat pertumbuhan tanaman
dihasilkan oleh daun, ujung akar, dan batang serta diedarkan oleh jaringan pengangkut
Kekurangan ABA dapat mencegah dormansi biji pada jagung. Beberapa biji jagung berkecambah secara prematur membentuk koleoptil (tanda panah)
Sumber: Solomon, 1993: 770
1
2
3
4
5
6
7
e. Etilen
Hormon tumbuhan yang berbentuk gas, tidak berwarna, dan berbau seperti eter
Dihasilkan oleh ruasruas batang, buah yang matang, dan jaringan yang menua
Suatu demonstrasi penggunaan buah tomat matang sebagai sumber etilen untuk mematangkan buah tomat mentah.
Sumber: Clegg dan Mackean, 2000: 433
1
2
3
4
5
6
7
mempercepat pematangan buah
Peranan
Etilen
merangsang penuaan daun danpembusukan buah
bersama dengan auksin dapatmemacu pembungaan
menghambat pertumbuhan akar danbatang pada saat stress
1
2
3
4
5
6
7
Interaksi Hormon
sinergisme
antagonisme
saling berinteraksi untuk memperkuat pengaruh hormon lainnya
saling berlawanan
Contoh…..???
1
2
3
4
5
6
7
a. Nutrisi
b. Cahayac. Suhu
d. Kelembapan
e. Aerasi
1
2
3
4
5
6
7
diperlukan sebagai sumber energi dan sebagai penyusun komponenkomponen sel bagi
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan
a. Nutrisi
Unsur makro (makronutrisi)
Unsur mikro (mikronutrisi)
(unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah banyak)
(unsur yang diperlukan tumbuhan dalam jumlah sedikit)
1
2
3
4
5
6
7
Apabila suatu unsur tidak dapat tercukupi, tanaman akan
mengalami defisiensi
Defisiensi suatu unsur akan menyebabkan pertumbuhan dan perkembangan tanaman
terganggu
1
2
3
4
5
6
7
Gejala yang mungkin timbul akibat defisiensi unsur hara
Defisiensi nitrogen
Kekurangan nitrogen(dari nitrat)
Tumbuhan tumbuh jelek dan berwarna hijau muda
Permukaan daun bagian bawah berwarna kuning atau cokelat muda dan batang pendek serta kurus
1
2
3
4
5
6
7
Defisiensi potasium (kalium)
Kekurangan potasium(kalium)
Tumbuhan memiliki tunas yang kecil dan ujungujung daun mudanya mati
Daun yang lebih tua memperlihatkan gejala klorosis dengan ujung pinggirnya mengering dan berwarna kecokelatan
Pada pinggir daun biasanya terdapat banyak bercak cokelat
1
2
3
4
5
6
7
Defisiensi fosfor
Tumbuhan tumbuh jelek dengan daun berwarna hijau kebiruan
Bagian bawah daun kadang berwarna seperti karat dengan bercak ungu atau cokelat
Kekurangan fosfor(dari fosfat)
1
2
3
4
5
6
7
Defisiensi magnesium
Kekurangan magnesium
Menunjukkan gejala klorosis (daun tidak berwarna hijau karena kekurangan klorofl)
Hal itu terjadi karena magnesium diperlukan untuk pembentukan klorofil
1
2
3
4
5
6
7
Defisiensi besi
Daun muda mengalami klorosis parah, tetapi tulang daun utamanya tetap hijau seperti biasa. Kadangkadang muncul bercak cokelat. Sebagian atau keseluruhan daun mungkin mati.
Defisiensi seng
Terjadinya gejala klorosis antarpertulangan daun yang akhirnya menyebabkan nekrosis (jaringannya berwarna gelap) dan menghasilkan pigmentasi ungu.Jumlah daun sedikit dan bentuknya mengecil, ruas batang pendek, tunas berbentuk roset, serta produksi buah rendah.Daun gugur dengan cepat.
1
2
3
4
5
6
7
Fungsi Berbagai Nutrisi bagi Tanaman
1
2
3
4
5
6
7
b. Cahaya
fotosintesis
glukosa
sumber energi
hasil
menghambat
aktivitas hormon auksin
tumbuh sangat cepat, tetapi berdaun pucat
1
2
3
4
5
6
7
Fotoperiodisme
Respons terhadap lama penyinaran
Respon tumbuhan terhadap lama waktu terang (siang) dan gelap (malam) setiap harinya.
Krisan merupakan tanaman hari pendek. Tanaman di sebelah kiri, yang berbunga, mendapat penyinaran selama 8 jam dan 16 jam gelap.Tanaman di sebelah kanan mendapat 16 jam penyinaran dan 8 jam gelap.
1
2
3
4
5
6
7
c. Suhu
Berpengaruh terhadap aktivitas enzim
Enzim merupakan senyawa protein yang dapat berperan sebagai katalisator dalam reaksireaksi kimia di dalam sel.Enzim hanya dapat bekerja secara optimal jika suhunya optimal.
Peran suhu terhadap transpirasi
Suhu naik transpirasi juga akan naik
kehilangan lebih banyak air
pertumbuhan tanaman menjadi terganggu
1
2
3
4
5
6
7
d. Kelembapan
Berpengaruh terhadap laju penguapan atau transpirasi
Jika kelembapan rendah, laju transpirasi meningkat sehingga penyerapan air dan zatzat mineral juga
meningkat
Hal itu akan meningkatkan ketersediaan nutrisi untuk pertumbuhan tanaman
1
2
3
4
5
6
7
Kandungan oksigen di dalam tanah
Kandungancukup
Aerasinya baik
e. Aerasi
untuk respirasi pada akar
Bermanfaat dalam perkembangan selsel akar dan juga berguna untuk membantu
penyerapan nutrisi dari dalam tanah