sBAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Seluruh kehidupan berawal dari sel yaitu ruang-ruang kecil berdinding

membran, berisi cairan kimia pekat dalam pelarut air (Albert, 1983). Sel merupakan

bentuk paling sederhana dari kehidupan. Sel terbagi menjadi dua jenis yaitu sel

prokariot dan eukariot. Organisme yang lebih tinggi seperti kita termasuk jenis sel

eukariot. Sel memiliki bagian-bagian yang disebut dengan organel sel yang memiliki

fungsi khusus dan saling berhubungan satu dengan yang lain dengan sistem

komunikasi yang rumit. Dalam beberapa hal, sel merupakan penghubung antara

molekul dengan manusia. Selain itu, mereka saling bekerja sama membentuk

organisme yang kompleks seperti kita manusia.

Sebagai seorang calon profesional Farmasi, yang tentunya berhadapan dengan

manusia sebagai kliennya, pemahaman tentang konsep sel ini sebagai bagian dari ilmu

biologi merupakan bagian yang penting disamping ilmu lainnya seperti psikologis,

sosial, dan spiritual. Di samping itu, Farmasis dapat mengikuti perkembangan ilmu

pengetahuan dan teknologi saat ini terutama yang berkaitan dengan kecanggihan

teknologi pengobatan saat ini dengan menggunakan pemahaman konsep sel sebagai

ilmu sains dasar.

1.2 RUMUSAN MASALAH

1. Konsep sel

2. Struktur sel tumbuhan

3. Sifat fisiologi protoplasma

4. Fisiologi Sel tumbuhan

1.3 TUJUAN

Tujuan dibuatnya makalah ini yaitu untuk memahami konsep struktur sel

Tumbuhan, Serta mampu menjelaskan Proses fisiologi dalam sel Tumbuhan

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

1

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 KONSEP SEL

1. Sel merupakan unit dasar struktural dan fungsional dari suatu organisme hidup

2. Sel merupakn sruktur unit yang paling kecil dari suatu organisme, yang secara

fungsional mampu tumbuh memperbanyak diri dan berkembang dari mulai

bentuk bentuk awal berupa sel yang masih sangat sederhana sampai bentuk

akhir yang lebih spesifik.

3. Suatu organisme terbentuk dari sel-sel

4. Bentuk sel ada yang bulat, kubus, prima, lurus, lkurus memanjang, berbelok-

belok, silindris, dan bentuk lainnya.

5. Ukuran sel umumnya 100-110 µm dan ada juga yang beberapa cm

6. Bakteri atau protozoa terdiri dari sel atau berupa sel tunggal yang disebut

organisme uniseluler

7. Organisme uniseluler meneyelenggarakan semua aktifitas hidupnya (absorbsi,

nutrisi, respirasi, transpirasi, reproduksi) oleh sel itu sendiri dan sel tersebut

merupakan anggota dari suatu populasi yang bisa berkembang sendiri

8. Organisme multi seluler yaitu organisme yang terdiri dari banyak sel, berasal

dari zigot yaitu sel telur atau ovum yang telah dibuahi oleh sel sperma,

kemudian membelah diri, tumbuh dan berkembang menjadi embrio,

selanjutnya tumbuh dan berkembang menjadi organisme dewasa yang terdiri

dari banyak sel (Yatim, 1987).

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

2

2.2 MACAM DAN FUNGSI ORGANELA DALAM SEL TUMBUHAN

Sel tumbuhan dibagi menjadi (1) protoplas, yakni seluruh bagian dalam sel,

dan (2) dinding sel yang mengelilinginya. Protoplasma dapat dibagi menjadi

sitoplasma dan nukleus. Sitoplasma meliputi beberapa organel yaitu retikulum

endoplasma, diktiosom, mitokondria, plastida, mikrobodi, ribosom, sferosom,

mikrotubul, mikrofilamen, vakuola, dan zat ergastik. Berikut akan dijelaskan

mengenai protoplasma beserta organel-organel yang terdapat di dalamnya (terkecuali

plastida dan vakuola) dan nukleus.

SUMBER : http://en.wikipedia.org

Gambar 1. Struktur Sel Tumbuhan tiga dimensi

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

3

Gambar 2. Struktur Sel Tumbuhan melintang

2.2.1 Protoplas

Protoplas setiap sel berisi komponen protoplasmik dan nonprotoplasmik.

Komponen protoplasmik atau komponen hidup meliputi antara lain nukleus, plastida

dan mitokondria.sedangkan komponen nonprotoplasmik atau komponen tak hidup

yang utama ialah vakuola, produk makanan, produk sekresi dan produk sisa.

Protoplasma setiap sel mengandung zat organic, dan yang paling penting diantaranya

adalah karbohidrat, lemak dan protein.

1) Komponen Protoplasmik

a. Sitoplasma

Kolliker (1862) memberi nama sitoplasma untuk substansi yang terdapat di

sekitar nukleus. Menurut Guilliermond (1941) dan Sharp (1934) kata

sitoplasma telah digunakan untuk menunjuk semua bagian di dalam sel

kecuali nukleus. Sitoplasma adalah bagian protoplasma berupa cairan kental

atau yang lebih pekat seperti agar-agar. Sebagian besar (85%-90%) sitoplasma

terdiri dari air, disamping senyawa yang berada dalam larutan sebagai koloid

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

4

atau terlarut. Secara umum sitoplasma terdiri dari oksigen, karbon, hidrogen,

dan nitrogen. Bahan dasar sitoplasma adalah hialoplasma. Dalam sitosol

terdapat sitoskeleton yang mendukung bentuk sel dan mampu menempatkan

organel serta menggerakannya. Membran permukaan yang membatasi

sitoplasma dari dinding sel disebut membran plasma atau plasmalema atau

disebut juga dengan istilah ektoplas. Sedangkan yang membatasi sitoplasma

dari vakuola disebut membran vakuola atau tonoplas; lapisan-lapisan

protoplasmik ini bersifat semipermeabel. Pada umumnya dianggap bahwa

satuan membran terdiri atas lapisan lipida yang disusun oleh dua lapisan

molekul dan dibatasi di setiap sisinya oleh selapis protein.

Gambar 3. Membran sel model mosaik cair

Sumber: http://wrghr.blogspot.com

Sitoplasma mencakup organela berbagai ukuran. Organela merupakan suatu

badan atau unit protoplasmik di dalam sitoplasma sel yang mempunyai fungsi

khusus.

Berikut macam-macam organela yang terdapat di dalam sitoplasma:

2.2.2. Nukleus

Inti sel adalah tubuh protoplasma yang biasanya berbentuk bulat, meskipun

bentuk lain telah ditemukan pula. Pusat kontrol suatu sel adalah nucleus. Kromosom

dan gen terdapat di nucleus menentukan karakter, kegiatan dan “takdir” secara

individual. Setiap nucleus di sisi luarnya dikelilingi oleh membran nukleus. Membran

ini cukup mirip dengan membran sel (ektoplas). Membran nukleus berupa lapis

rangkap yang tersusun dari protein dan lemak. Bagian utama nukleus terdiri atas

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

5

kromatin yang selama pembelahan sel menjadi tampak jelas sebagai sejumlah sel

tertentu kromosom. Setiap nucleus terdiri atas membran nukleus, cairan nukleus

(nukleoplasma), nukleus dan kromatin. Permukaan luar membran nukleus yang masih

berhubungan dengan sitoplasma mempunyai granula berisi RNA yang melekat pada

membran nukleus tadi, granula ini adalah ribosom. Membran nukleus tersusun dari

lipoprotein. Di sebelah dalam membrane nukleus ditemukan cairan nukleus atau

karyolimf atau disebut juga sebagai nukleoplasma. Nukleolus tersusun dari granula-

granula kecil yang mengandung protein dan RNA yang mempunyai beberapa peran

dalam kegiatan nukleus. Tidak ada membrane yang membungkus nukleolus.

Gambar 4. Nukleus (inti sel)

Sumber: http://wrghr.blogspot.com

2.2.3 Retikulum Endoplasma

Retikulum endoplasma (RE) merupakan organel yang dibangun oleh lipid dan

protein sehingga terlihat seperti suatu pipa halus yang beranastomosis atau menjalar.

RE dianggap sebagai penyediaan pada sel permukaan membrane internal yang luas

yang melalui membrane ini enzim-enzim disebarkan, juga berperan dalam

pengangkutan metabolit dari bagian yang satu ke bagian yang lain dalam sel. RE

dapat berbentuk sisterna (wadah, tempat) yang melebar, tubul (bentuk pipa) atau

lapisan berlubang. Selain terdapat dalam sitoplasma, RE juga berada dalam

plasmodesmata, yaitu benang sitoplasma yang menembus dinding bersama dari dua

sel yang berlainan. Jika ribosom melekat pada RE, maka RE disebut RE kasar atau

RE berbutir. Bila tidak ada ribosom, maka disebut RE halus atau RE licin. Ribosom

yang melekat pada RE menunjukkan adanya keterlibatan dalam sintesis protein. Pada,

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

6

jaringan sekresi RE halus atau RE licin diduga turut dalam memproduksi senyawa

lipofil.

Gambar 5. RE dan Pembentukan Vesikel

Diktiosom merupakan onggokan kantung pipih atau sisterna, berbangun kira-

kira bulat, masing-masing dikelilingi gelembung-gelembung. Gelembung-gelembung

ini tampaknya berasal dari tepi sisterna dan melintas ke dalam sitoplasma. Sisterna

RE dapat melebar dan menghimpun protein dan senyawa lain. Diduga bahwan

dengan cara melebarkan diri, sisterna atau vesikula (kantung kecil) pada RE

membentuk vakuola. Fungsi utama vesikula yang diproses dalam diktiosom adalah

dalam sekresi karbohidrat, misalnya nectar, bahan dinding sel, lendir, atau ikatan

antara gula dan protein, yakni glikoprotein dalam beberapa macam lendir dan dinding.

2.2.4 Ribosom

Ribosom merupakan organel yang berperan penting dalam sintesis protein,

granula ini terdapat bebas dalam sitoplasma atau juga berhubungan dengan retikulum

endoplasma. Ribosom terdiri dari dua bagian yang masing-masing tersusun oleh ARN

ribosom (rRNA) dan protein. Kedua bagian tersebut disintesis nucleolus, bergerak ke

luar inti ke sitoplasma, kemudian berikatan sesamanya dan dengan ARN duta

(mRNA) untuk mentranslasikannya ke dalam protein. Karena ARN duta cukup besar

dan panjang dan dapat dibaca sekaligus oleh beberapa ribosom berikut translasinya,

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

7

maka ribosom sering ditemukan dalam berkelompok. Kelompok itu dinamakan

polisom atau poliribosom. Polisom ditemukan bebas dalam hialoplasma atau melekat

pada RE sehingga disebut RE kasar. ARN Transfer (tARN) terdapat dalam semua sel,

namun paling banyak ditemukan dalam sel dengan kecepatan sintesis protein tinggi ,

seperti sel penyimpanan protein dalam beberapa macam biji.

Gambar 6. Proses sintesis protein dari ribosom

Gambar 7.Ribosom model komputer

2.2.5 Mitokondria

Mitokondria adalah organel dalam sitoplasma yang pada preparat mikroskop

elektron tampak dalam berbagai bentuk, yaitu ada yang bundar, lonjong, memanjang,

bentuk tongkat dan kadang-kadang ada yang bercuping. Satuan membran sebelah

dalam membentuk tonjolan seperti lipatan (krista) kea rah stroma (bahan dasar dalam

mitokondria). Stroma terdiri terutama dari protein. Dalam mitokondria ditemukan

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

8

ribosom yang lebih kecil ukurannya daripada yang terdapat dalam sitoplasma.

Mitokondria mengandung DNA dan banyak enzim oksidatif.

Gambar 7.Organel Mitokondria dimensi tiga

Mitokondria mengemban dua fungsi penting, yaitu penghasilan energi melalui

reaksi oksidasi dan pensekresian secara aktif energi biologis. Dalam fungsi yang

pertama, karbohidrat, protein dan lemak dibongkar secara bertahap menjadi molekul-

molekul yang lebih kecil; selama proses ini terjadilah transfer energi. Setiap tahap

dikontrol oleh suatu enzim. Dalam fungsi yang kedua, energi tidak dikeluarkan dalam

bentuk panas melainkan energy meniti molekul-molekul lain yang mengandung fosfat

(PO4), dalam hal ini energi tersebut disimpan melalui proses fosforilasi dalam bentuk

ikatan fosfat tenaga tinggi sehingga molekul yang menyimpan energy utama itu

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

9

disebut ATP. Molekul ini disekresikan oleh mitokondria dan digunakan di dalam sel

di tempat-tempat energy dibutuhkan.

2.2.6 Lisosom

Lisosom berbeda terdapat pada beberapa sel meristematik tumbuhan. Lisosom

berbeda dari mitokondria karena tidak memiliki Krista dan enzim khas yang

dikandungnya. Enzim yang dikandung adalah enzim hidrolitik, produk pembongkaran

menyebar keluar dari lisosom dan masuk ke mitokondria yang kemudian mengalami

pembongkaran lebih lanjut dalam proses respirasi. Lisosom juga terkait dengan

pencernaan protein.

Gambar 8. Organel Lisosom

a) Sferosom

Sferosom biasanya berbentuk bundar diselubungi membran, berisi lemak dan

berbagai enzim seperti lisosom. Badan ini berkaitan dengan sintesis lemak dan

substansi jenis lainnya. disamping terkait dengan penyimpanan dan transpor

lemak sferosom juga diperkirakan sebagai perantara dalam biosintesis malam

(lilin), kutin dan senyawa jenis lainnya.

Gambar 9. Anatomi organel peroksisom

b) Mikrobodi

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

10

Nama ini diberikan kepada tubuh-tubuh kecil yang semula tidak diketahui

fungsinya. Namun, kini diketahui bahwa sedikitnya terdapat dua kelompok

mikrobodi : (1) peroksisom yang berhubungan dengan kloroplas dan

merupakan tempat fotorespirasi asam glikolat, dan (2) glioksisom yang

terlibat dalam penggunaan asetil-CoA pada waktu pengarahan cadangan lipid,

terutama sewaktu perkecambahan biji yang mengandung minyak.

c) Mikrotubulus dan Mikrofilamen

Sitoskeleton tersusun atas tiga elemen, yaitu mikrotubulus, mikrofilamen,

dan filamen. Ketiganya saling terkordinasi. Mikrotubul terdiri dari tubul

protein yang lurus dan ramping. Mikrotubul biasanya terdapat berlekatan

dengan dinding sel. Mikrotubul amat penting karena terlibat dalam

membentuk serta mempertahankan bentuk sel serta diferensiasi kimiawi.

Susunan mikrotubul dapat menangkap dan memandu vesikula ke tempat

sintesis atau dapat memisahkannya dari tempat seperti itu.

Gambar 10. Sitoskeleton eukariota. Aktin digambarkan dengan warna merah

dan mikrotubulus dengan warna hijau. Struktur berwarna biru ialah inti sel.

Mikrofilamen merupakan struktur protein yang amat ramping. Kini telah

diketahui bahwa mikrofilamen pada hewan dan tumbuhan adalah sama, yakni

terdiri dari aktin dan terlibat dalam gerakan di dalam sel.

d) Aparratus Golgi

Camillo Golgi (1989) ahli syaraf Italia menemukan pertama kali organel ini

pada sel hewan. Organel ini dapat dibandingkan dengan retikulum endoplasma

namun bersifat tak kontinu, lebih kecil dan lebih padat. Aparat Golgi terdapat

pada sel hewan dan tumbuhan, terbenam di dalam sitoplasma. Mikroskop

elektron menggambarkan bahwa Aparat Golgi terdiri atas kantung pipih atau

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

11

sisterna, vakuola besar dan berkas vasikula yang rapat. Aparat Golgi

mempunyai fungsi dalam hal pengolahan produk-produk selular. Karena

membrannya mempunyai RNA sedikit diperkirakan organel ini tidak terkait

dengan sintesis protein, umumnya organel ini dianggap terlibat dalam

penyimpanan serta mungkin modifikasi substansi berlemak. Aparat Golgi juga

mengaktifkan mitokondria untuk menghasilkan ATP yang digunakan dalam

siklus respirasi, transmisi syaraf, dan sintesis protein serta asam nukleat.

Gambar 11. Organel Aparratus Golgi

2.3 Komponen Nonprotoplasmik

2.1.7 Vakuola

Vakuola (Latin vacuuc berarti kosong) adalah rongga di dalam sitoplasma

yang berisi cairan, cairan ini disebut cairan sel, yang komposisinya dapat beragam

dalam sel yang berbeda bahkan dalam vakuola yang berbeda dalam satu sel yang

sama. 421 nm,./Vakuola hampir selalu merupakan organel yang paling besar

volumenya pada sel tumbuhan dewasa. Vakuola sering menempati lebih dari 90%

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

12

volume protoplas, serta membiarkan sisa protoplas, yakni sitoplasma, melekat pada

dinding sebagai lapisan amat tipis.

Gambar 12. Organel Vakuola

Tonoplas membatasi vakuola dan dalam vakuola terdapat cairan vakuola yang

merupakan bagian terbesar dari protoplas. Beberapa vakuola berupa tetes-tetes kecil

dalam sitoplasma sel-sel meristematik. Setiap tetes tersebut adalah vakuola yang

penuh dengan cairan sel. Vakuola-vakuola kecil ini meluas dan akhirnya menyatu

sehingga terbentuklah suatu vakuola besar. Peluasan vakuola-vakuola itu diiringi oleh

pemasukkan air ke dalam sel. Cairan sel yang mengisi vakuola terdiri atas larutan cair

berbagai senyawa organik dan anorganik. Ion anorganik selalu ada, khususnya yang

merupakan hasil disosiasi nitrat, sulfat, dan fosfat alkalin tertentu dan logam tanah-

alkanin, dan karbon dioksida dalam larutan juga dapat ditemukan.

a) Zat Ergastik

Semula dianggap bahwa zat ergastik merupakan hasil metabolism yang tak

terpakai atau cadangan makanan. Zat ergastik berikut mencakup pati, zat

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

13

ergastik yang mengandung protein seperti aleuron, badan lipid dan macam-

macam kristal.

b) Pati

Pati merupakan zat ergastik yang paling umum. Butir pati yang terbentuk

dalam kloroplas diurai dan diangkut dalam bentuk gula ke jaringan

penyimpanan makanan cadangan untuk kemudian tersintesis kembali dalam

amiloplas.

c) Protein

Protein adalah kelompok senyawa terpenting yang terdapat pada tumbuhan

karena protein membangun bahan protoplasma yang aktif. Protein ditemukan

dalam berbagai bentuk, terutama pada biji.

d) Lipid (minyak, lemak dan malam)

Minyak dan lemak keduanya gliserida asam lemak merupakan bahan

cadangan penting dalam tumbuhan. Keduanya paling banyak ditemukan dalam

biji dan buah, dan dihasilkan oleh elaioplas atau sferosom. Malam terutama

terdiri dari ester asam lemak berantai panjang dan alcohol monohidrida

berantai panjang. Pada tumbuhan, malam ditemukan sebagai lapisan pelindung

pada epidermis, batang, daun, dan buah.

e) Kristal

Berbagai bentuk Kristal ditemukan dalam sel tumbuhan. Pada tumbuhan

tinggi, Kristal kalsium oksalat paling umum ditemukan. Kalsium karbonat dan

kalsium malat agak langka.

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

14

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Tanaman dapat dipandang sebagai suatu sistem (sistem biologi) dengan

aktivitas kehidupan yang menggunakan karbon dioksida (CO 2 ) dari atmosfir, serta

air dan nutrisi dari tanah dalam proses metabolisme untuk menghasilkan

pertumbuhan dan reproduksi. Kehidupan tanaman yang baik dapat dihasilkan

apabila sistem itu bekerja dengan baik.

Semua fungsi yang terjadi dalam kehidupan tanaman terjadi dalam sel

sebagai struktur dasar fungsional dari jaringan, dan karenanya organ tanaman

dan keseluruhan tubuh tanaman.

3.2 SARAN

Kiranya dengan adanya makalah ini, dapat bermanfaat bagi mahasiswa sebagai

penambah referensi bacaan tentang konsep dan teori sel serta fisiologi sel tumbuhan.

KELOMPOK 3 / STRUKTUR ANATOMI DAN PEROSES FISIOLOGI DALAM SEL TUMBUHAN

15