PK Biologi XI - Semester 1 - Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan - Bagian 3

PK Biologi XI - Semester 1 - Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan - Bagian 3

BIOLOGI SMA/MA

Kelas XI Semester I





BAB 2
Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan


Pendalam Materi



Mengamati Cara Mengembangbiakkan Tanaman dengan Teknik Kultur Jaringan


5. Stele (silinder pusat)

Stele akar merupakan bagian tengah dari akar yang terletak di sebelah dalam endodermis. Stele terdiri atas perisikel, berkas pembuluh, dan parenkim. Perisikel dapat tumbuh ke arah samping membentuk cabang akar (akar lateral). Sistem berkas pengangkut tersusun dari jari-jari xilem (trakea) yang jumlahnya bervariasi dan berselang-seling dengan floem. Xilem membentuk sumbu sentral yang di bagian tengahnya terisi oleh sel-sel parenkim. Sel-sel parenkim yang terdapat di antara xilem dan floem disebut jaringan konjungtif.


Struktur akar dikotil dan monokotil memiliki perbedaan, yaitu akar tumbuhan dikotil tidak memiliki parenkim sentral, tetapi terdapat kambium di antara xilem dengan floem (tipe kolateral terbuka). Sementara itu, tumbuhan monokotil memiliki parenkim sentral, tetapi tidak memiliki kambium (tipe kolateral tertutup). Parenkim sentral pada tumbuhan monokotil akan berkembang dengan baik, bahkan dapat berkembang menjadi sklerenkim.



B. Batang


Batang merupakan bagian tumbuhan yang terletak di atas permukaan tanah serta berfungsi menopang daun, bunga, dan buah. Bagian batang tempat munculnya daun disebut buku (nodus). Bagian antara dua buku disebut ruas internodus). Panjang ruas beragam pada spesies tumbuhan yang berbeda. Pada setiap buku, terdapat daun yang berjumlah satu, dua, atau lebih. Susunan daun (filotaksis) berbeda-beda, yaitu berhadapan (dua daun) atau terpusat (lebih dari dua daun).


Secara umum, batang dan akar memiliki struktur yang relatif sama, yaitu memiliki stele dengan xilem, floem, perisikel, endodermis, korteks, dan epidermis. Perbedaannya terletak pada struktur berkas pengangkutnya, yaitu berkas xilem dan floem. Pada akar berkas xilem dan floem terletak dalam radius yang berbeda atau terpisah, sedangkan pada batang terletak dalam radius yang sama atau bersebelahan.


Batang memiliki tiga bagian pokok, yaitu epidermis, korteks, dan modifikasi stele (silinder pusat). Pada tumbuhan dikotil, bagian-bagian tersebut tampak jelas. Namun, pada tumbuhan monokotil, batas antara korteks dan stele kurang jelas.


1. Epidermis


Epidermis batang terdiri atas satu lapis sel-sel yang tersusun rapat tanpa ruang antarsel. Dinding sel bagian luar mengalami penebalan dari zat kutin. Beberapa jenis tumbuhan memiliki hipodermis yang terletak di sebelah dalam epidermis. Epidermis batang memiliki berbagai macam modifikasi, yaitu stomata, trikoma, sel silika, dan sel gabus. Stomata kelak akan berkembang menjadi lentisel yang berfungsi untuk pertukaran gas dan penguapan.


2. Korteks


Korteks tersusun dari parenkim, kolenkim, sklerenkim yang berupa serabut dan sklereid, serta idioblas (sel-sel yang bentuk dan fungsinya berbeda dengan sel-sel di sekitarnya). Beberapa jenis tumbuhan memiliki parenkim korteks yang mengandung klorofil yang disebut klorenkim sehingga mampu berfotosintesis. Bagian korteks yang paling dalam disebut floetherna. Pada batang dikotil muda, lapisan floetherna berisi zat tepung yang disebut sarung tepung. Floetherna dapat mengalami penebalan membentuk pita Caspary yang disebut lapisan endodermis. Pada tumbuhan sukulen yang tumbuh di padang pasir (golongan kaktus atau Cactaceae). terdapat jaringan penyimpan air pada korteks dan empulurnya.


3. Stele (Silinder Pusat)


Stele terletak di sebelah dalam endodermis. Stele terdiri atas perikambium (perisikel), parenkim, berkas pengangkut, dan empulur (pith). Empulur merupakan bagian terdalam dari batang tumbuhan berpembuluh yang memiliki karakteristik parenkim. Jaringan empulur muda berwarna putih atau cokelat pucat dan menjadi gelap jika sudah tua. Empulur juga terdapat di sekitar berkas pengangkut dan berbentuk seperti jari-jari sehingga disebut jari-jari empulur. Empulur biasanya berupa jaringan lunak agak kering dan terkadang memiliki rongga berukuran kecil. Pada beberapa tumbuhan, seperti rumput-rumputan dan bambu, empulur membentuk rongga memanjang berisi udara. Pada pohon sagu, empulur mengandung pati.



C. Daun


Daun merupakan salah satu organ tumbuhan yang berperan sebagai pabrik pengolah makanan bagi sebagian besar tumbuhan. Daun dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu dorsiventral dan isobilateral. Daun tipe dorsiventral memiliki jaringan tiang (palisade) hanya pada sisi atas daun sehingga permukaan atas daun tampak lebih cerah daripada permukaan bagian bawahnya. Daun dorsiventral biasanya tumbuh horizontal dan terdapat pada hampir semua daun tumbuhan dikotil. Daun tipe isobilateral memiliki struktur yang seragam antara permukaan atas dan bawahnya. Daun isobilateral tumbuh vertikal sehingga kedua permukaan daun dapat menerima intensitas cahaya matahari yang sama. Daun jenis ini terdapat pada hampir semua daun tumbuhan monokotil dan beberapa jenis dikotil.


Secara umum, daun tersusun dari jaringan pelindung (epidermis dan modifikasinya), jaringan dasar (mesofil), jaringan pengangkut, jaringan penguat, dan jaringan sekretori.


1. Epidermis


Epidermis daun terdapat di permukaan atas dan bawah serta biasanya terdiri atas selapis sel, tetapi ada pula yang terdiri atas beberapa lapis sel (epidermis ganda), misalnya pada daun Ficus sp., Nerium sp., dan Piper sp. Sel epidermis tidak mengandung klorofil, kecuali pada sel penutup stomata dan sel epidermis daun tumbuhan yang berada di dalam air. Dinding sel epidermis daun mengalami penebalan yang tidak merata. Sel yang menghadap keluar memiliki dinding sel yang lebih tebal. Penebalan dinding sel diakibatkan oleh lignin dan kutin yang membentuk lapisan kutikula. Terkadang terdapat lapisan lilin di atas lapisan kutikula tersebut.


Stomata sebagai modifikasi epidermis dijadikan sebagai salah satu indikator untuk membedakan tipe daun. Jika terdapat stomata pada bagian atas dan bawah daun, disebut tipe amfistoma. Jika stomata hanya terdapat pada bagian bawah daun, disebut tipe hipostoma. Sementara itu, jika stomata hanya terdapat pada bagian atas daun, disebut tipe epistoma. Pada tumbuhan air yang terapung, stomata terdapat hanya di bagian atas daun (tipe epistoma).


2. Mesofil


Mesofil terdapat di antara epidermis atas dan epidermis bawah. Pada tumbuhan dikotil, mesofil berdiferensiasi menjadi jaringan tiang (parenkim palisade) dan jaringan bunga karang (parenkim spons). Jaringan palisade tersusun dari selapis atau lebih sel-sel yang berbentuk silindris, tersusun rapat, dan banyak mengandung klorofil sehingga sangat efisien untuk fotosintesis. Daun yang terkena cahaya matahari secara langsung akan memiliki palisade yang lebih padat dibandingkan dengan daun yang berada di tempat teduh. Jaringan bunga karang tersusun dari sel-sel yang bentuknya tidak teratur, berdinding tipis, mengandung lebih sedikit klorofil daripada jaringan palisade, dan memiliki ruang antarsel yang besar untuk pertukaran gas.


Pada daun tumbuhan rumput-rumputan, mesofil tidak berdiferensiasi menjadi jaringan tiang dan jaringan bunga karang, tetapi terdiri atas sel-sel parenkim yang struktur dan ukurannya sama.


3. Jaringan Pengangkut


Jaringan pengangkut pada daun berupa tulang daun. Tulang daun pada tumbuhan dikotil terdiri atas satu tulang utama yang bercabang-cabang membentuk jala. Sementara itu, tulang daun tumbuhan monokotil berderet sejajar sumbu daun dan dihubungkan oleh berkas pengangkut kecil. Di dalam berkas pengangkut, xilem selalu berada di atas floem atau berada di sebelah dalam, sedangkan floem berada di sebelah luar karena tulang daun merupakan kelanjutan dari tangkai daun yang berasal dari batang. Sel-sel yang mengelilingi berkas pengangkut mengandung lebih sedikit klorofil, berukuran lebih besar, dan lebih tebal daripada sel-sel mesofil di sekitarnya. Sel-sel tersebut disebut seludang berkas pengangkut. Seludang berkas pengangkut dapat melebar ke permukaan atas dan bawah hingga mencapai epidermis.


4. Jaringan Penguat


Jaringan penguat daun berupa kolenkim dan sklerenkim. Kolenkim terdapat di dekat tulang daun yang besar di bagian sisi dalam lapisan epidermis dan tepi daun tumbuhan dikotil. Serat sklerenkim banyak ditemukan pada berkas pengangkut tumbuhan monokotil. Epidermis yang sel-selnya rapat dan memiliki lapisan kutikula juga merupakan jaringan penguat daun.


5. Jaringan Sekretori


Jaringan sekretori dapat berupa kelenjar, sel resin, sel tanin, atau sel mirosin. Kelenjar dapat ditemukan pada daun-daun lebar berupa massa sel-sel parenkim yang padat di ujung berkas pembuluh. Contohnya adalah rongga minyak esensial yang terdapat pada mesofil daun tumbuhan Citrus sp.



D. Bunga


Bunga merupakan alat reproduksi seksual pada tumbuhan. Bunga sempurna adalah bunga yang memiliki putik dan benang sari (alat reproduksi). Bunga lengkap adalah bunga yang memiliki alat reproduksi dan perhiasan bunga, seperti kelopak dan mahkota.


1. Daun kelopak dan Daun Mahkota


Secara anatomi, daun kelopak dan daun mahkota mempunyai struktur yang sama, yaitu memiliki epidermis atas dan bawah, parenkim dasar (mesofil), berkas pembuluh, serta sel-sel idioblas (saluran getah). Daun kelopak tersusun dari sel-sel yang berklorofil dan mesofil yang tidak berdiferensiasi menjadi jaringan tiang atau jaringan spons. Sel epidermis daun kelopak dilapisi zat kutin serta memiliki stomata dan trikoma.

Daun mahkota memiliki warna bermacam-macam karena adanya kromoplas dan pigmen tambahan pada cairan sel. Daun mahkota yang masih muda mengandung zat tepung. Sel epidermis mahkota bunga berbentuk tonjolan (papila) yang dilapisi kutikula dan mengandung minyak volatil.


2. Benang Sari


Benang sari (stamen) terdiri atas tangkai sari (filamen) dan kepala sari (anther). Benang sari memiliki empat ruangan yang berisi serbuk sari (polen). Ruang serbuk sari disebut mikrosporangium karena menghasilkan mikrospora. Mikrospora akan tumbuh menjadi buluh dan menghasilkan gamet jantan (sel sperma).


3. Putik (Pistilum)


Putik biasanya mengalami diferensiasi menjadi tiga bagian, yaitu bagian basal yang menggelembung (ovarium atau bakal buah), bagian yang memanjang (tangkai putik atau stilus), dan bagian ujung putik (kepala putik atau stigma). Di dalam ovarium, terdapat satu atau lebih ovul (bakal biji). Pada ovul, terdapat kandung lembaga (megasporangium) yang akan menghasilkan gamet betina (ovum).



E. Buah


Buah merupakan perkembangan lebih lanjut dari bakal buah. Berdasarkan sifat dinding buah (perikarpium), buah dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu buah kering pecah (misalnya, kedelai), buah kering tidak pecah (misalnya, padi dan jagung), dan buah berdaging (misalnya buah persik jeruk, dan mentimun). Perikarpium tumbuh dari dinding ovarium.


Pada buah berdaging, perikarpium berdiferensiasi menjadi eksokarpium atau epikarpium (lapisan terluar dan berwarna), mesokarpium (lapisan tengah yang tebal), dan endokarpium (lapisan dalam berupa selaput yang mengandung sel batu). Pada buah kelapa, endokarpium tidak berupa selaput tetapi berupa lapisan yang tebal dan keras.


Pada buah kering, eksokarpium memiliki karakteristik seperti sklerenkim. Perubahan warna kulit buah selama pemasakan buah disebabkan oleh transformasi kloroplas menjadi kromoplas. Kromoplas berkembang di dalam massa gelatin dan perikarpium.



F. Biji


Biji merupakan perkembangan lebih lanjut dari bakal biji. Kulit biji (testa) merupakan diferensiasi dari integumen yang berfungsi untuk melindungi embrio dan endosperma yang berada di dalamnya. Struktur kulit biji bervariasi, biasanya terdiri atas jaringan epidermis, jaringan makrosklereid dan osteosklereid, sel-sel parenkim, sel kristal, serta sel berpigmen. Berdasarkan ada tidaknya endosperma, biji dapat dibedakan menjadi dua tipe, yaitu endosperma (memiliki endosperma) dan nonendosperma (tidak memiliki endosperma). Biji tipe endosperma, misalnya terdapat pada Zea mays (jagung) dan Ricinus communis (jarak). Biji tipe nonendosperma, misalnya terdapat pada Piper nigrum (merica) dan Cucurbita sp. (labu kuning).



III. Perbedaan Anatomi Tumbuhan Monokotil dengan Dikotil


Perbedaan anatomi organ vegetatif akar, batang, dan daun pada tumbuhan dikotil dan monokotil dapat dilihat di buku.



IV. Sifat Totipotensi dan Kultur Jaringan


Totipotensi, yaitu kemampuan setiap sel tumbuhan untuk tumbuh menjadi individu baru yang sempurna. Pada tahun 1969, F. C. Steward mengadakan eksperimen dengan cara mengambil satu sel empulur wortel, kemudian menumbuhkannya menjadi individu baru. Teknik ini dikenal dengan kultur jaringan. Kultur jaringan adalah teknik perbanyakan tanaman dengan cara mengisolasi bagian tanaman (seperti, jaringan akar, batang, daun, dan mata tunas), kemudian menumbuhkannya pada media buatan yang kaya nutrisi dan zat pengatur tumbuh (hormon) secara aseptik (steril), dalam wadah tertutup yang tembus cahaya (misalnya, botol-botol kaca), pada suhu tertentu sehingga bagian tanaman dapat memperbanyak diri dan bergenerasi menjadi tanaman lengkap.


Dasar teori kultur jaringan, yaitu sebagai berikut.


1. Sel dari suatu organisme multiseluler di manapun letaknya: sebenarnya sama dengan sel zigot karena berasal dari satu sel tersebut (setiap sel berasal dari satu sel).

2. Teori totipotensi sel (total genetic potential) artinya setiap sel memiliki potensi genetik seperti zigot, yaitu mampu memperbanyak diri dan berdiferensiasi menjadi tanaman lengkap.

3. Pada tumbuhan, masih terdapat sel atau jaringan yang belum berdiferensiasi, yaitu jaringan meristem dan jaringan dasar (parenkim) yang masih aktif membelah.



A. Jenis Kultur Jaringan


Berdasarkan jenis eksplan (sel atau jaringan asal), jenis kultur jaringan dapat dibedakan menjadi beberapa jenis, yaitu sebagai berikut.


1. Meristem culture, yaitu teknik kultur jaringan menggunakan eksplan dari jaringan muda atau meristem.

2. Pollen atau anther culture, yaitu teknik kultur jaringan menggunakan eksplan dari serbuk sari atau benang sari.

3. Protoplast culture, yaitu teknik kultur jaringan menggunakan eksplan dari protoplasma (sel hidup yang telah dihilangkan dinding selnya).

4. Chloroplast culture, yaitu teknik kultur jaringan menggunakan eksplan kloroplas untuk tujuan perbaikan sifat tanaman dengan membuat varietas baru.

5. Somatic cross atau silangan protoplasma, yaitu penyilangan dua macam protoplasma menjadi satu, kemudian dibudidayakan hingga menjadi tanaman yang mempunyai sifat baru.



B. Teknik Kultur Jaringan (Mikropropagasi)


Perbanyakan tanaman dengan teknik kultur jaringan meliputi beberapa tahap, yaitu sterilisasi, pembuatan media, inisiasi, multiplikasi, pengakaran, dan aklimatisasi.


1. Sterilisasi


Segala kegiatan pada kultur jaringan harus dilakukan di tempat yang steril, yaitu di laminar air flow cabinet, dan menggunakan alat-alat yang juga steril. Sterilisasi peralatan dapat dilakukan dengan pemanasan di dalam autoklaf serta pencelupan ke dalam etanol atau larutan kaporit. Sterilisasi eksplan dapat dilakukan menggunakan alkohol, bahan pemutih pakaian, atau HgCl,. Laboran yang melakukan kultur jaringan juga harus membersihkan anggota tubuhnya sebelum bekerja.


2. Pembuatan media


Komposisi media yang digunakan bergantung pada jenis tanaman yang akan dikultur. Media yang digunakan biasanya terdiri atas garam mineral, vitamin, hormon, dan bahan tambahan, seperti agar-agar dan gula. Zat pengatur tumbuh (hormon) yang ditambahkan bervariasi, baik jenis maupun jumlahnya, bergantung pada tujuan dari kultur jaringan yang dilakukan. Media yang digunakan juga harus disterilkan dengan cara dipanaskan menggunakan autoklaf. Media yang sudah jadi ditempatkan pada tabung reaksi atau botol-botol kaca.


3. Inisiasi


Inisiasi adalah pengambilan eksplan dari bagian tanaman yang akan dikultur. Bagian tanaman yang sering digunakan adalah tunas.


4. Multiplikasi


Multiplikasi adalah kegiatan memperbanyak calon tanaman dengan menanam eksplan pada media. Kegiatan ini dilakukan di laminar air flow cabinet untuk menghindari adanya kontaminasi yang menyebabkan gagalnya pertumbuhan eksplan.


Tabung reaksi yang telah ditanami eksplan diletakkan pada rak-rak dan diletakkan di tempat yang steril pada suhu kamar.


5. Pengakaran


Pengakaran adalah fase saat eksplan akan menunjukkan adanya pertumbuhan akar, yang menandai bahwa proses kultur jaringan yang dilakukan mulai berjalan dengan baik. Pengamatan dilakukan setiap hari untuk melihat pertumbuhan dan perkembangan akar serta untuk melihat adanya kontaminasi oleh bakteri atau jamur. Eksplan yang terkontaminasi akan menunjukkan gejala seperti berwarna putih atau biru jika disebabkan oleh jamur atau busuk jika disebabkan oleh bakteri.


6. Aklimatisasi


Aklimatisasi adalah kegiatan memindahkan eksplan keluar dari ruangan aseptik ke bedeng. Pemindahan dilakukan secara hati hati dan bertahap, yaitu dengan memberikan sungkup. Sungkup digunakan untuk melindungi bibit dari udara luar dan serangan hama penyakit. Hal ini karena bibit hasil kultur jaringan sangat rentan terhadap serangan hama penyakit dan udara luar. Setelah bibit mampu beradaptasi dengan lingkungan barunya, secara bertahap, sungkup dapat dilepas dan pemeliharaan bibit dapat dilakukan dengan cara seperti pada pemeliharaan bibit secara generatif.



C. Keunggulan Pembibitan dengan Teknik Kultur Jaringan


Teknik kultur jaringan dimanfaatkan untuk penyediaan bibit tanaman secara vegetatif pada tanaman yang sulit dikembangbiakkan secara generatif, misalnya anggrek. Pembibitan dengan teknik kultur jaringan memiliki beberapa keunggulan, antara lain sebagai berikut.


1. Dapat diperoleh bibit yang bersifat identik dengan induknya.

2. Tidak membutuhkan tempat yang luas.

3. Kualitas dan kesehatan bibit lebih terjamin.

4. Bibit yang dihasilkan seragam.

5. Bibit akan lebih cepat pertumbuhannya.

6. Pengadaan bibit tidak bergantung pada musim.

7. Dengan waktu yang singkat, dapat memperoleh bibit dalam jumlah yang banyak.






Post a Comment

0 Comments