Universitas Gadjah Mada 1 POKOK BAHASAN 1. STRUKTUR SEL

POKOK BAHASAN 1. STRUKTUR SEL TUMBUHAN
1.1.
Pendahuluan
Tumbuhan mempunyai tubuh yang multiselular, artinya tubuhnya
tersusun oleh banyak sel. Masing-masing membentuk kelompok, dalam
kelompok tersebut Sel yang mempunyai struktur dan fungsi yang sama disebut
jaringan. Setiap organ terdiri atas berbagai jaringan, dimana masing-masing
mempunyai struktur dan fungsi yang berbeda-beda pula.
Sel tumbuhan mempunyai bentuk dan struktur yang bervariasi
tergantung pada tempat dan fungsi masing-masing. Sel tumbuhan berbeda
dengan sel hewan, karena sel tumbuhan mempunyai dinding sel yang nyata,
sedang pada sel hewan bagian disebut dinding sel adalah membran plasma.
Selain perbedaan tersebut, pada sel tumbuhan dijumpai adanya plastida serta
vakuola sel yang dapat membesar, sedang pada sel hewan tidak demikian.
1.2.
Struktur sel tumbuhan
Sel tumbuhan berisi bagian yang bersifat hidup (protoplasmik), dan
bagian yang bersifat mati (non-protoplasmik).
Gambar 1.1.
Diagram sel tumbuhan dengan
bagian- bagiannya yang bersifat
hidup dan mati
Gambar 1.2
Hubungan antar sel tumbuhan
Universitas Gadjah Mada
1
1.2.1. Bagian-bagian sel yang bersifat hidup
1. 2. 1.1. Sitoplasma
Sitoplasma merupakan komponen yang bersifat cair. Secara kimia
struktur sitoplasma sangat kompleks, dan mempunyai bahan dasar air, 85 90% tersusun oleh air. Meskipun demikian sitoplasma merupakan substansi
yang kental, tembus cahaya. Dengan menggunakan mikroskop elektron tampak
adanya diferensiasi sistem selaput di dalam sitoplasma. Sistem selaput yang
dimaksud adalah: 1). Plasmalema (membran plasma, ektoplas), merupakan
unit selaput yang membatasi sitoplasma dengan dinding sel; 2). Tonoplas, unit
selaput yang berbatasan dengan vakuola; 3). Polioplasma, unit selaput yang
terletak di antara plasmalema dan tonoplas.
Organel berbentuk granula (butir-butir) yang terdapat bebas di sitoplasma
adalah:
a. Sferosom, ukuran diameter 0,25 - 1 mikron, mengandung lipid dan
protein
b. Ribosom, merupakan orgenel yang berfungsi untuk sintesis protein,
diameter 150 A°. Ribosom dapat pula melekat pada permukaan
retikulum endoplasma.
c. Retikulum endoplasma, sistem selaput, seperti tabung yang kempis
atau lembaran-lembaran.
d. Dikitiosom (Badan golgi) merupakan kumpulan sisterna berbentuk
sirkular, masing-masing diselubungi oleh unit selaput yang halus
e. Mikrobodi. Ada 2 macam mikrobodi, yaitu yang berhubungan
dengan
fotorespirasi,
yang
disebut
peroksisom,
dan
yang
berhubungan dengan proses biokimia di dalam biji yang sedang
berkecambah, disebut glioksisom.
f.
Mikrotubul, bentuk seperti pipa, berlubang dengan diameter rata-rata
240 A°. Terdapat pada sel eukariota, merupakan komponen spindel
mitosis dan meiosis.
1.2. 1. 2. Intl sel (nukleus)
Inti dalam keadaan tidak membelah bentuknya bulat atau jorong,
kadang-kadang berlekuk. Inti dikelilingi selaput inti, dan di dalamnya terdapat
suatu matriks yang disebut nukleoplasma, di dalam matriks tersebut terdapat
Universitas Gadjah Mada
2
satu anak inti (nukleolus) atau lebih, dan rangka inti yang tersusun dan
kromatin.
1.2.1.3. Plastlda
Plastida adalah organel yang karakteristik pada sel tumbuhan,
mempunyai struktur dan fungsi yang khusus, berasal dan proplastida. Plastida
mempunyai bentuk,
ukuran serta pigmentasi yang
bermacam-macam.
Tumbuhan tingkat rendah mungkin tidak dijumpai adanya plastida, atau hanya
terdapat 1 atau 2 plastida di dalam satu sel. Secara ultrastruktural plastida
mempunyai selaput di bagian terluar, kadang-kadang mempunyai membran
rangkap. Berdasar ada tidaknya zat wama di dalamnya, plastida dibedakan
menjadi:
a. plastida berwarna (kioroplas dan kromoplas)
b. plastida tidak berwarna (leukoplas). Leukoplas mempunyai fungsi :
1. menghasilkan amilum (zat terpung) yang disebut amiloplas,
2. membentuk protein (proteinoplas)
c. Membentuk substansi yang berlemak (elaioplas)
Gambar 1.3
Elektron mikroskop transmisi dan
kioroplas pada sel tumbuhan tinggi
(Angiospermae)
1.2.1.4. Mitokondria
Mitokondria adalah organel yang dapat dilihat dengan mikroskop
cahaya pada sel hidup yang diwarnai dengan Janus Green B. Dengan
mikroskop elektron mitokondria mempunyai bentuk yang bermacarn-macam,
Universitas Gadjah Mada
3
yaitu bulat memanjang, kadang-kadang seperti busur, terdapat bebas pada
sitoplasma. Mempunyai selaput rangkap, diameter 0,5 um, dan panjangnya
lebih dan 6 um. Selaput dalam mengalami percabangan atau melipat-lipat ke
arah dalam. Lipatan ini disebut kristae.
1.2.2. Bagian-bagian sel yang bersifat mati
Komponen non-protoplasmik dapat bersifat padat maupun cair, terdapat
di dalam sitoplasma, vakuola. atau plastida. Bahan-bahan tersebut dikenal
sebagai substansi ergastik.
1.2.2.1. Substansi ergastik yang bersifat padat
a. kristal kalsiurn oksalat, bentuknya bermacam-macam,
a.1. kristal tunggal besar, terdapat pada daun jeruk (Citrus sp.)
a.2. kristal pasir, merupakan kristal kecil-kecil terdapat pada tangkai daun
bayarn (Amaranthus sp.)
a.3. kristal lidi (jarum), pada batang lidah buaya (Aloe sp.)
a.4. kristal bintang (roset) terdapat pada tangkai daun Begonia.
b. kristal kersik, terdapat pada sel epidermis tumbuhan Poaceae, Cyperaceae
dan Orchidaceae.
Gambar 1.4.
Substansi ergastik
pada sel tumbuhan
c. Butir aleuron, merupakan badan-badan protein yang terdapat di dalam sel
endosperm, misalnya pada jarak (Ricinus communis), jagung (Zea mays),
dan padi (Oriza sativa). Pada biji jagung lapisan aleuron terdapat pada selsel bagian terluar endosperm dan merupakan lapisan aleuron.
Universitas Gadjah Mada
4
1.2.2.2. Substansi ergastik yang bersifat cair
a. Cairan sel, terdapat di dalam vakuola sel. Zat-zat yang terdapat di dalam
cairan sel adalah :
a. 1. asam organik (asam malat, asam oksalat)
a.2.
karbohidrat,
dapat
berupa
monosakarida,
disakarida
ataupun
polisakarida
a.3. amida
a.4. protein
a.5. alkaloid
a.6. zat penyamak
a.7. zat warna (antosiarnn)
b. Lemak dan minyak lemak, misalnya poada kacang tanah (Arachis hypogea)
dan kelapa (Cocos nucfera)
c. Minyak atsiri, di dalam sel tumbuhan minyak atsiri berupa tetestetes
misalnya pada akar rimpang jahe, pada kulit buah jeruk (Citrus sp.) dan
daun sirih (Piper belle).
d. Damar, terdapat pada tumbuhan Coniferophyta, misalnya Pinus.
Gambar 1.5.
Berbagai macam
bentuk
kristal
kalsium
oksalat
1.2.2.3. Substansi ergastik yang terdapat di dalam plastida
Substansi ergastik yang terdapat di dalam plastida dapat berupa kristal
ataupun amilium, tetapi yang umum adalah amilum. Substansi yang berbetuk
kristal terdapat di dalam kromoplas sedang kristaloid protein tedapat di dalam
semua plastida. Amilum merupakan polisakarida terdapat di dalam kioroplas
atau leukoplas. Apabila terdapat di dalam kioroplas amilum merupakan hasil
fotosintesis sedang apabila terdapat di dalam leukoplas merupakan tepung
cadangan. Amilum mempunyai tipe yang bermacam-macam didasarkan pada
Universitas Gadjah Mada
5
letak hilus dan jumlah hilus. Berdasarkan letak hilus dibedakan a. Amilum
sentris apabila hilus terdapat di tengah amilum dan b. Eksentrik apabila hilus
terdapat di tepi. Berdasarkan jumlah hilus, tipe amilum dibedakan menjadi
amihim tunggal, majemuk dan setengah majemuk.
Gambar 1.6
Struktur dan pertumbuhan dinding
sel
serta
struktur
selulosa
(komponen utama dinding sel)
1.2.3. Dinding sel
1.2.3.1. Struktur dan fungsi dinding sel
Dinding sel merupakan bagian sel yang bersifat mati. Dinding sel
menentukan bentuk sel serta tekstur jaringan, berfungsi sebagai penguat dan
melindungi protoplas. Dinding sel ditemukan lebih dulu dan protoplas. Dinding
sel pada tumbuhan mempunyai tebal yang bermacam-macam tergantung pada
umur dan tipe sel. Pada umumnya sel muda berdindmg tipis dan sel dewasa
berdinding tebal. Kadang beberapa sel dindingnya tidak mengalami penebalan
sampai sel berhenti tumbuh.
Dinding sel mempunyai struktun yang kompleks, dan berdasarkan
perkembangan serta struktunnya dibedakan menjadi 3 bagian pokok, yaitu
lamela tengah (substansi antar sel), dinding primer dan dinding sekunder.
Semua sel mempunyai lamela tengah dan dinding primer, sedangkan adanya
dinding sekunder hanya pada sel-sel tertentu.
Lamela tengah terdapat di antara dinding primer 2 sel yang berdakatan,
terutama tersusun dan air dan pektin. Zat pektin ini memungkinkan gerakangerakan antar sel dan penyesuaian yang diperlukan sebelum sel-sel dapat
mencapai bentuk dewasa. Pada jaringan yang berkayu lamela tengah
mengandung lignin. Lemela tengah sebagian besar terdiri dan air, mempunyai
Universitas Gadjah Mada
6
sifat lentur. Lamela tengah juga berfungsi sebagai perekat antar sel satu
dengan sel lainnya.
1.2.3.2. Penebalan dinding sel
Dinding primer merupakan dinding pertama yang dibentuk oleh sel baru.
Dinding primer mengandung selulosa, hemiselulosa dan pektin. Sel yang
sedang membelah dan sel-sel meristematik mempunyai dinding sel yang
bersifat primer.
Dinding sekunder dibentuk di sebelah dalam permukaan dinding primer.
Dinding sekunder terutama tersusun oleh selulosa atau campuran selulosa
dengan hemiselulosa. Kemungkinan dinding sekunder juga terdiri dari lignin
atau zat yang lain. Dinding sekunder dapat terdiri dari 2 lapis atau lebih.
Dinding sel tidak hanya menebal tetapi juga memperluas permukaan.
Pada dasarnya pertumbuhan dinding sel meliputi 2 proses yaitu
pertumbuhan pada area permukaan dan pertumbuhan menebal. Ada 2
perdapat mengenai perkembangan dinding sel dalam penebalannya yaitu
secara intususepsi dan aposisi. Intususepsi, mikrofibril yang baru diletakkan di
antara mukrifibril yang lama, sedang secara aposisi, mikrifibril yang baru
diletakkan di atas mikrofibril yang lama, selapis demi selapis. Cara ini
ditunjukkan
pada
penambahan
lamela-lamela
pada
dinding
sekunder.
Penimbunan selulosa merata pada seluruh permukaan sel. Pertumbuhan
dinding secara aposisi ini berdasarkan arahnya disebut sentripetal.
Tidak semua dinding sel mengalami penebalan. Bagian dinding sel yang
tidak mengalami penebalan terdapat diantara penebalan-penebalan dinding
sekunder sebagai suatu lubang kecil yang disebut noktah. Ada beberapa
macam noktah pada sel yang dindingnya menebal, yaitu:
a. notah sederhana
b. noktah berhalaman
c. noktah buta
d. noktah majemuk unilateral
e. noktah bercabang
Universitas Gadjah Mada
7
Gambar 1.7.
Penebalan dinding sel beserta noktah didalamnya
Universitas Gadjah Mada
8