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