BAHAN AJAR

Pelatihan Applied Approach (AA)

BAHAN AJAR

“SEL TUMBUHAN”

Disusun oleh:Devi Nisa Hidayati, S.Farm

Universitas Wahid Hasyim Semarang

2013

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb

Puji Syukur Kehadirat Allah SWT yang telah selalu melimpahkan rahmat dan hidayahnya. Pembuatan buku ajar ini diharapkan dapat memberikan proses pembelajaran yang lebih baik. Penyusunan buku ajar berguna dalam membantu mahasiswa dalam proses pembelajaran, diharapkan mahasiswa lebih memahami lebih dalam setelah mempelajari buku ajar ini.

Terima kasih saya sampaikan kepada pihak KOPERTIS wilayah IV jawa tengah yang telah memberikan motivasi dalam penyusunan buku ajar dalam acara pelatihan AA (Applied Approach.)

Wassalmmualaikum Wr. Wb

Semarang, 18 Oktober 2013

Penyusun,

DAFTAR ISI

Halaman

KATA PENGANTAR……………………………………………………...

1

DAFTAR ISI………………………………………………………………..

2

STANDART KOMPETENSI………………………………………………

3

KOMPETENSI DASAR…………………………………………………..

3

INDIKATOR……………………………………………………………….

3

DESKRIPSI MATA KULIAH…………………………………………….

3

PUSTAKA PENDUKUNG MATA KULIAH…………………………….

4

BAB I. SEL TUMBUHAN…………………………………………………

5

A. STRUKTUR SEL……………………………………………………

5

1. Dinding Sel……………………………………………………….

5

2. Membran Sel……………………………………………………..

6

3. Mitokondria………………………………………………….…..

7

4. Badan Golgi………………………………………………………

8

5. Retikulum Endoplasma…………………………………………...

8

6. Nukleus ..…………………………………………………………

9

7. Ribosom ………………………………………………………….

10

8. Kloroplas ..…….…………………………………………………

10

9. Vakuola ………………………………………………………….

11

B. RANGKUMAN …………………………………………………….

12

SOAL ….……………………………………………………………………

13

KUNCI JAWABAN ………………………………………………………

14

DAFTAR PUSTAKA ………………………………………………………

15

STANDART KOMPETENSI:

Mahasiswa memahami dari mulai stuktur dan taksonomi tumbuhan yang berguna untukmengetahui asal dan jenis tumbuhan yang digunakan dlam pengobatan kefarmasian.

KOMPETENSI DASAR:

Mahasiswa mengetahui struktur dan taksonomi tanaman.

INDIKATOR:

1. Mahasiswa mampu menjelaskan komposisi sel pada tumbuhan.

2. Mahasiswa dapat menggambarkan dan menjelaskan struktur akar tumbuhan.

3. Mahasiswa dapat menggambarkan dan menjelaskan struktur batang tumbuhan

4. Mahasiswa dapat menggambarkan dan menjelaskan struktur daun tumbuhan

5. Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana tumbuhnya buah dan biji.

6. Mahasiswa dapat mengetahui cara mengetahui pengelompokkan berdasarkan taksonomi tanaman.

DESKRIPSI MATA KULIAH:

1. Pendahuluan botani farmasi

2. Sel tumbuhan : Dinding sel. membran sel, sitoplasma, retikulum endoplasma, badan golgi, mitokondria, ribosom, nukleus, vakoula, kloroplas

3. Jaringan pada tumbuhan

4. Struktur Akar Tanaman

5. Struktur Batang Tanaman

6. Struktur Daun Tanaman

7. Biji dan Buah

8. Taksonomi Tumbuhan

9. Thallophyta

10. Fungi

11. Bryophyta

12. Pteridophyta

13. Spermatophyta

PUSTAKA PENDUKUNG MATA KULIAH:

1. Backer, C.A. & Bakhuizen van den Brink, 1968, Flora of Java (Spermatophytes Only), Vol. I, II, III,Wolters Noordhoff, NVP, Groningen, The Netherlands.

2. Baldwin, J. E. & William, R.M., 2002, Biodiversity and Natual Product Diversity, Pergamon.

3. Bhattacharya, B & Johri, B. M., 1998, Flowering Plants Taxonomy and Phylogeny, Springer-Verlag, Berlin.

4. Sigh, G., 1999, Plant Systematics, Sciences Publishers Inc, Hampshire.

5. Tjitrosoepomo, G., 1991, Morfologi Tumbuhan, Gadjah mada University Press, Yogyakarta.

6. Tjitrosoepomo, G., 1991, Taksonomi Umum, Gadjah mada University Press, Yogyakarta.

7. Tjitrosoepomo, G., 1996, Taksonomi Tumbuhan Obat, Gadjah mada University Press, Yogyakarta.

BAB I

SEL TUMBUHAN

Bab ini membahas mengenai sel tumbuhan (gambar 1). Setelah mempelajari bab ini diharapkan mahasiswa dapat mengetahui komponen dan fungsi dari sel tumbuhan.

Sel adalah suatu unit terkecil dari makhluk hidup yang memiliki kemampuan hidup tanpa kehadiran sel lain. Sel dapat berkembang atau melakukan pertumbuhan dan reproduksi sendiri. Unit terkecil ini tidak termasuk jenis virus, walaupun merupakan unit terkecil namun virus berkembang biak apabila berada pada sel inang. Hal ini berarti bahwa virus tidak dapat melakukan pertumbuhan dan reproduksi sendiri.

Gambar 1. Sel Tumbuhan

A. STRUKTUR SEL

1. Dinding Sel

Dinding sel (gambar 2) mempunyai fungsi pelindung bagi sel dan merupakan ciri khas pada tumbuhan karena pada sel hewan tidak memilikinya. Keberaan dinding sel yang merupakan lapisan terluar terdiri dari 3 lapisan, yaitu:

a. Dinding Sel Primer

Pembentukan sel ini terjadi saat sel masih muda atau ketika sel sedang tumbuhdan bersifat embrionik (masih melakukan pembelahan). Dinding ini terutama terdiri dari selulosa disertai zat bukan selulosa seperti hemiselulosa dan senyawa berpektin, serta bersifat optis aktif (anisotrop).

b. Lamella Tengah

Merupakan bagian tengah antara dinding sel primer dan dinding sel sekunder. Lapisan ini mengandung pectin.

c. Dinding Sel Sekunder

Dinding sel ini terdiri dari tiga lapisan yang telah terbentuk sempurna saat tumbuhan telah dewasa. Terbentuk disebelah dalam dinding primer setelah sel selesai tumbuh. Lapisan sel berkerangka selulosa sebagai unsur utama, disertai berbagai zat nonselulosa, namun biasanya tak mengandung senyawa pectin. Lignin (zat kayu) dapat ditemukan. Lignin awalnya terdapat pada lamella tengah kemudian dinding primer dan akhirnya pada dinding sekunder.

Gambar 2. Dinding sel tumbuhan

(http://micro.magnet.fsu.edu/cells/plants/cellwall.html)

2. Membran Sel

Membran sel atau membrane plasma atau plasmalemma yang membungkus suatu sel yang membedakan antara isi sel dengan sitoplasma. Fungsi dari membrane sel adalah memilah zat-zat yang akan masuk atau ditolak dalam sel. Tersusun atas Lipid, Protein dan Karbohidrat. Glikolipid adalah molekul lipid yang mengikat karbohidrat, Glikoprotein adalah molekul protein yang mengikat karbohidrat. Lipid yang melimpah di sebagian besar membrane adalah fosfolipid. fosfolipid adalah molekul amfipatik(amphipathic), yang berarti memiliki wilayah hidrofilik dan hidrofobik.

Fosfolipid dan protein tersusun dalam membrane sel dengan model mosaic fluid, membrane merupakan struktur yang bersifat fluid (tidak mempunyai bentuk yang tetap dan mudah mengalir) dengan ‘mozaik’ berupa berbagai protein yang tertanam di dalam atau melekat pada lapisan ganda (bilayr) fosfolipid.

3. Mitokondria

Nama mitokondria diberikan oleh pakar bernama Benda (1897-1898), dibangun dari dua suku kata dari bahasa yunani, mito = benang, dan chondrion = granula. Memiliki fungsi dalam respirasi sel.

gambar 3. struktur mitokondria

(www.biologi.blogsome.com)

Mitokondria dibatasi oleh membrane rangkap, membrane luar, dan membrane dalam (gambar 3). Membran dalam berisi matriks berupa cairan seperti gel untuk bagian luar berisi cairan yang lebih encer. Cairan encer tersebut menyusun ruangan antar membrane. Enzim terkandung dalam matriks, ruang antar selaput, membrane luar, dan membrane dalam.

4. Badan Golgi

Badan Golgi atau dikenal dengan nama apparatus golgi merupakan pusat pembuatan, penggudangan, pemilahan, dan pengiriman vesikel transport yang berasal dari reticulum endoplasma (RE). Suatu produk misalnya protein yang berasal dari REyang telah dikirim ke badan golgi akan dimodifikasi dan disimpan serta dikirim ke berbagai tujuan lain. Badan golgi memiliki dua kutup yang dinamakan sisi cis dan trans. Sisi cis merupakan bagian penerimaan sedangkan trans sebagai pengiriman.

Gambar 4. Badan golgi

Gambar 4 memperlihatkan bahwa badan golgi terdiri dari tumpukan kantong pipih, atau sisterna, yang tidak berhubungan secara fisik (tidak seperti sisterna RE). Tumpukkan golgi menerima dan melepaskan vesikel transport beserta produk yang dikandungnya. Tumpukan Golgi memiliki polaritas structural dan fungsional, dengan sisi cis yang menerima vesikel yang mengandung produk RE dan sisi trans yang melepaskan vesikel. Model pematangan sisterna menyatakan bahwa sisterna Golgi sendiri mengalami “pematangan” bergerak dari sisi cis ke trans sambil membawa serta beberapa protein. Selain itu, beberapa vesikel mendaur-ulang enzim yang telah terbawa maju dalam sisterna yang bergerak. Enzim tersebut ditranspor “mundur” ke wilayah yang kurang matang. tempat enzim dibutuhkan.

5. Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma (RE) apabila diamati tampak berupa lembaran yang berlipat-lipat, mengelilingi suatu ruangan yang disebut lumen atau sisterna yang berbentuk labirin. Membran RE sifatnya kontinyu dan tidak terputus, serta tertutup membentuk lumen yang memisahkan dengan lingkungan sitoplasma. RE terdiri dari dua bentuk: pertama adalah RE kasa atau RE granular dan RE halus atau RE agranular. Perbedaan antara RE kasar dan RE halus berada pada ada atau tidaknya ribosom pada permukaan RE, untuk RE kasar pada permukaannya ditempeli oleh ribosom sedangkan RE halus tidak ditempeli oleh ribosom (gambar 5).

Gambar 5. Retikulum Endoplasma (RE)

6. Nukleus

Nukleus (nukleus) atau inti sel mengandung sebagian besar gen dalam sel (gambar 6). Merupakan organ menonjol dalam sel dengan diameter 5μm. Selaput nukleus atau membrane inti menyelubungi nukleus yang memisahkan dengan sitoplasma. Dalam nukleus, DNA terorganisasi menjadi unit-unit diskret yang disebut kromosom, struktur pembawa informasi genetic. Setiap kromosom terbuat dari materi yang disebut kromatin kompleks dari protein dan DNA.

Gambar 6. Inti sel

(www.biologi.blogsome.com)

Struktur menonjol dalam nucleus yang tidak membelah adalah nucleolus yang dibawak mikroskop elektron terlihat sebagai massa granula yang berwarna gelap dan serat-serat yang bergabung dengan bagian kromatin.

7. Ribosom

Ribososm berperan pada proses sintesis protein. Pada ribosom akan terjadi proses penerjemahan (translasi) kode-kode genetic (kodon) yang dibawa oleh mRNA. Selama proses penerjemahan ribosom menempel dan bergeser sepanjang molekul mRNA dari ujung 5’-3’. Dalam penerjemahan tersebut akan terlibat tRNA yang membawa antikodon, tRNA tersebut menggandeng asam amino.

8. Kloroplas

Merupakan ciri salah satu bagian dari ciri khas tumbuhan yang membedakan antara sel hewan dan tumbuhan. Kloroplas mengandung klorofil yang berguna dalam proses fotosintesis tumbuhan.

Gambar 7. Kloroplas

Kloroplas mempunyai membrane rangkap, antara membrane luar dan membrane dalam dipisahkan oleh ruang antar membran. Membran dalam tidak membentuk krista seperti mitokondria, namun berhubungan langsung dengan kompleks membrane di bagian dalamnya. Disela kompleks membrane berisi matriks yang amorf disebut stroma. Kompleks membrane internal sebagian besar mempunyai bentuk seperti kantung pipih yang disebut tilakoid. Tumpukkan tilakoid disebut ganum. Satu tilakoid dari granum disebut tilakoid granum. Satu tilakoid dari granum disebut tilakoid granum. Sebuah tilakoid yang melebar ke dalam stroma disebut tilakoid stroma (gambar 7).

Tilakoid merupakan tempat berlangsungnya reaksi terang fotosintesis, dan stroma merupakan tempat berlangsungnya reaksi gelap fotosintesis.

9. Vakuola

Vakuola merupakan organel yang hampir paling besar volumenya terdapat pada sel tumbuhan dewasa (gambar 8). Vakuola sering menempati lebih dari 90% volume protoplas, serta membiarkan sisa protoplas, yakni sitoplasma melekat pada dinding sebagai lapisan amat tipis. tonoplas membatasi vakuola terdapat cairan vakuola yang merupakan bagian terbesar dari protoplas. Padas el meristem terdapat banyak vakuola kecil yang bersama-sama disebut vakuom.

Cairan vakuola terdiri terutama dari air, namun didalamnya bisa terlarut berbagai zat seperti gula, berbagai garam, protein, alkaloid, zat penyamak dan zat warna. igmen vakuola adalah flavonoid yakni antosian dan flavon, yang terlarut dalam cairan vakuola dan mengakibatkan warna pada bunga, dan buah. warna jambon, merah, ungu, dan biru yang ditemukan di dunia tumbuhan dalam berbagai nuansa berasal dari antosian dalam cairan vakuola.

Gambar 8. Vakuola sel tumbuhan

Vakuola berfungsi dalam mempertahankan turgor sebab jika vakuola menyerap air dan menekan keluar, sementara dinding sel keras, maka tekanan dibangun dalam sel. Memang terdapat serat yang mendukung tegaknya bagian tumbuhan, namun jika air tak cukup, organ akan layu. Bentuk normal diperoleh kembali dengan pemberian air yang cukup. Hal ini menunjukkan tekanan turgor dalam vakuola merupakan pendukung primer dalam organ hidup.

RANGKUMAN

· Sel tumbuhan memiliki struktur dinding sel, membran sel, reticulum endoplasma (RE), ribosom, badan golgi, nukleus, vakuola, mitokondria, dan kloroplas.

· Ciri khas sel tumbuhan yang tidak terdapat pada sel hewan adalah dinding sel, kloroplas dan vakuola.

· Suatu sel memiliki struktur yang mempunyai fungsi terstruktur satu sama lainnya.

· Dinding sel terbagi menjadi dua yaitu dinding sel primer dan sekunder, yang dipisahkan oleh lamella tengah yang bertugas sebagai perekat dua dinding sel tersebut.

· Retikulum endoplasma (RE) terdiri dari RE kasar (ditempeli ribosom di permukaan) dan RE halus (tidak ditempeli ribosom pada permukaan). Ribosom yang bertugas sebagai sintesis protein.

· Mitokondria bertugas sebagai respirasi sel.

· Kloroplas adalah struktur khas dari tumbuhan sebagai proses fotosintesis yang menghasilkan energy bagi tumbuhan.

· Vakuola merupakan tempat penyimpanan cadangan makanan dan zat-zat lainnya yang berguna untuk pengobatan manusia, seperti flavonoid, saponin, alkaloid dan zat lainnya.

SOAL

1. Apa perbedaan sel tumbuhan da sel hewan?

2. Sebutkan fungsi dari masing-masing struktur sel tumbuhan?

KUNCI JAWABAN

1. Sel tumbuhan memiliki struktur dinding sel, membran sel, reticulum endoplasma (RE), ribosom, badan golgi, nukleus, vakuola, mitokondria, dan kloroplas. Sedangkan sel hewan tidak memiliki dinding sel, kloroplas dan vakuola.

2. Dinding sel sebagai pelindung sel, membran sel sebagai seleksi zat yang akan masuk atau keluar dari sel, ribosom sebagai tempat sintesis protein, badan golgi sebagai pusat pembuatan, penggudangan, pemilahan, dan pengiriman vesikel transport yang berasal dari reticulum endoplasma (RE), nucleus merupakan pengendali sel, vakuola sebagai penyimpanan cadangan makanan, mitokondria sebagai respirasi sel, dan kloroplas sebagai proses fotosintesis.

DAFTAR PUSTAKA

Campbell, N.A., Reece, J.B, Urry, L.A., Cain, M.L., Wasserman, S.A., Minorsky, P.V., and Jackson, R.B., 2008, Biology, diterjemahkan oleh Hardani, H.W., Edition 8, Erlangga, Jakarta

Davidson, M. W., Plant cell wall., http://micro.magnet.fsu.edu/cells/plants/cellwall.htm, diakses pada tanggal 20 oktober 2013

Hidayat, E. B., 1995, Anatomi Tumbuhan Berbiji, Penerbit ITB, Bandung

Mustahib, 2007, Mitokondria, www.biologi.blogsome.com, diakses pada tanggal 20 oktober 2013

Sumadi., dan Marianti, A., 2007, Biologi Sel, Graha Ilmu, Semarang

Tugas Pelatihan Applied Approach 2013Page 14