Post on 19-Jun-2015
Struktur dan Perkembangan Tumbuhan 2
Dini Ermavitalini, S.Si., M.Si
Semester ganjil 2012/2013
Pertumbuhan (growth)
Hisap air Apakah balok kayu ini mengalami pertumbuhan ?
Mengalami peningkatan ukuran, volume dan berat
Pertumbuhan : peningkatan permanen ukuran organisme atau bagiannya yang merupakan hasil dari peningkatan jumlah dan ukuran sel
Diferensiasi : perkembangan suatu sel ke bentuk yang berbeda yang beradaptasi ke fungsi khusus, misalnya : untuk konduksi, pendukung, sekresi dll
tumbuh dan berkembang merupakan hasil dari pembelahan sel, pembesaran sel dan diferensiasi sel
Perkembangan suatu seri perubahan progresif yang merupakan koordinasi pertumbuhan dan diferensiasi dari sel tunggal menjadi jaringan, organ dan organisme seutuhnya, berlangsung selama hidup tumbuhan dan diatur dalam suatu jalur yang kompleks.
Sehingga perkembangan adalah pertumbuhan + diferensiasi
Plant dev study : morphological and
physiological description of dev
process
Early study
Which genes play a crucial role in plant dev process?how they work?
Novel approach for plant developmental study
Arabidopsis thaliana
Arabidopsis thaliana
Zea maysZea mays
Shoot system
Root system
Development : the overall species-dependent changes of form and function during its life cycle
The expression of genetic program within the organisms, influencing its activity and interaction
The change in form and function that accompanies development = basic features of biological system
A generalized life cycle of flowering plants
A generalized life cycle of flowering plants
Development is not one-way street, BUT is cyclic, following the reproductive cycles of
the species
Differentiation : changes of form and function (organelles, cells, tissues and organs)
development
• Morphogenesis : formation of shape, body organization
• Growth : quantitative increases (gain of volume and/or mass of an organism due to cell enlargement and cell multiplication
Key process in development : growth, differentiation and morphogenesis
Pertumbuhan :
Suatu pola yang bersifat kuantitatif Perubahan ukuran atau volume Pertambahan biomassa :
- pembelahan sel
- pembesaran sel
Steven Newman “Perkembangan terdiri dari dua tahapan” yaitu :• Diferensiasi• Pertumbuhan
• Differentiation involve changes of the morphology and function of cells, tissues and plant organs
• Concomitant/inconcomitant action in plant differentiation and growth
Differentiation
Leads from
Meristematic activity
Dediferensiasi
Rediferensiasi
Siklus hidup tumbuhan Angiospermae bergantian antara fase diploid, yang berlangsung dalam waktu lama, dan fase haploid yang berlangsung singkat
Perkembangan pada fase diploid embryogenesis, perkecambahan, pertumbuhan primer dan pertumbuhan sekunder
Pergiliran generasi : proses pertumbuhan dan perkembangan
Comparison of Plant vs. Animal Development
Plant
Respond by physiological adjustment
Cell divisions contribute to de novo formation of organs all the way through to
senescence
No reserved germline
More tolerant of genetic abnormalities
Embryos simple and complete
Plant cells are totipotent
Cellulose boxes bulging with water filled balloons
Animal
Cells and organisms move
Cell division serves to regenerate and maintain tissues and circulating cell
populations
Reserved germline set aside in embryogeny
Low tolerance to genetic abnormalities
Embryos complex and incomplete
Essentially no asexual propagation
No cell wall
Kehidupan ditunjukkan dengan adanya pertumbuhan. Pada tumbuhan, tumbuh dapat dibedakan menjadi dua type
1. Tumbuh autotrofik menggunakan materi anorganik untuk pertumbuhannya.
- Tumbuhan yang berfotosintesis – tumbuh secara autotrof menggunakan mineral dari tanah dan atmosfir serta energi matahari
2. Tumbuh heterotrofic sangat tergantung pada asupan materi organik untuk pertumbuhannya.
- Biji yang berkecambah
Tumbuhan menggunakan sebagian besar waktu hidupnya untuk tumbuh secara autotrof.
Tumbuhan parasit tumbuh heterotrof, mendapatkan materi organik dari tumbuhan inang.
Aspek mendasar dari tumbuh secara autotrof : Sintesis senyawa organik dari elemen anorganik dan cahaya. perkembangan struktur vegetatif untuk mendukung
perolehan elemen anorganik dan cahaya. Propagasi – tumbuh reproduktif.
Tumbuh dikendalikan oleh– Lingkungan – menyediakan informasi dan
sinyal yang dibutuhkan untuk pertumbuhan– Genetik – menentukan karakter serta apa yang
akan disintesis dengan bantuan enzim– Hormonal : mengkoordinasikan pertumbuhan,
perkembangan dan respon terhadap lingkungan
Beberapa kemungkinan cara kerja hormon :
• Bekerja pada membran sel, memfasiltasi substrat atau ion atau cairan tertentu menembus membran lebih cepat.
• Melepas substrat terikat sehingga dapat terjadi reaksi enzimatik lebih cepat.
• Berperan sebagai faktor yang mempercepat reaksi enzimatik karena mengatasi faktor pembatas, misalnya menyediakan ATP, koenzim atau logam sebagai efektor. Dapat pula hormon sebagai koenzim atau mengubah enzim inaktif menjadi aktif.
• Bekerja pada mitokondria untuk mempercepat reaksi.• Hormon bekerja sebagai first messenger untuk membentuk c-AMP,
sebagai second messenger untuk mengaktifkan enzim, prekursor enzim atau CAP (Catabolic Activity Protein).
• Bekerja pada DNA atau salah satu faktor yang berperan pada transkripsi dan translasi, atau bahkan pada tingkat sintesis protein, namun tepatnya belum diketahui.
Jaringan dan organ tersusun atas sel terorganisasi untuk menerima sinya lingkungan secara maksismum. Jaringan dan organ tumbuhan terpisah dalam ruang-ruang tertentu jaringan penghubung untuk penyokong dan konduksi.
Pertumbuhan maksimum memerlukan ketersediaan ruang/lingkungan yang besar koordinasi aktivitas dan pertumbuhan akar – pucuk keseimbangan supply H2O - nutrient dengan supply cahaya - CO2.
Struktur dan fungsi sel tumbuhan penting untuk mengkaji pertumbuhan dan perkembangan.
Ex : – Daun jarum atau pipih minimum overlap
untuk penyerapan cahaya matahari.
– Jaringan penyokong – cabang – daun.
– Jaringan untuk konduksi nutrisi, air dan signal.
– Akar silindris dan tipis – menembus tanah.
– Percabangan akar yang extensive
area penyerapan maksimal.
Adaptasi pada kondisi lingkungan berbeda.
Tumbuhan dapat ditemukan pada hampir setiap
kondisi lingkungan, bahkan di lingkungan dengan
T, cahaya dan musim tumbuh yang sangat ekstrim.
Adaptasi :• Spesialisasi struktur• Metabolisme khusus
Contoh adaptasi lingkungan : Dormancy
Menjaga tingkat kesintasan tumbuhan pada kondisi lingkungan yang kurang menguntungkan tidak ada pertumbuhan, viabilitas tetap terjaga.
musim dingin embryo pada biji tidak akan berkecambah selama masa perkembangan dan
pendewasaan biji (yang dikendalikan oleh hormon). Biji tetap dalam keadaan dorman sampai inhibisi hormonal hilang
perkecambahan dimungkinkan ketika kondisi lingkungan mendukung proses tersebut.
Succulent Menyimpan air dengan cara
membuka stomata untuk pertukaran gas hanya di malam hari ketika penguapan berlangsung minimal
Penyerapan CO2 berlangsung malam hari. Siang hari ketika stomata menutup dan ada cahaya fotosintesis.
Reproduksi
Angiospermae menyediakan energi dan sumber daya untuk menghasilkan bunga ?
Bunga merupakan struktur reproduksi seksual dan reproduksi merupakan tujuan penting untuk tumbuhan dan organisme lainnya hidup
Reproduksi pada tumbuhan :
a. Seksual pembentukan dan penyatuan gamet
b. Aseksual propagasi menggunakan organ vegetatif, atau secara in vitro
Pertumbuhan reproduktif parasit reproduksi memerlukan waktu, disokong oleh struktur vegetatif – materi dan energi. – dibutuhkan mekanisme yang menjamin terjadinya proses
reproduksi, dan pergantian status metabolik untuk pertumbuhan reproduktif.
– struktur dan fisiologis yang spesifik dibutuhkan untuk mendukung kesintasan biji selama perioda dormansi.
Tumbuh dan perkembangan– ontogeny (tahap perkembangan berurutan selama tumbuh yang
dikendalikan secara genetik) dan – phenology (hubungan keterkaitan antara perubahan siklus annual
di lingkungan dengan proses tumbuh dan perkembangan pada tumbuhan).