MATERI IV

SCIENCE-2010
MATERI IV
PERTUMBUHAN, PERKEMBANGAN & PERKEMBANGBIAKAN
MAHLUK HIDUP
Indikator Pencapaian:
1. Mahasiswa dapat menjelaskan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, sistem
reproduksi serta faktor-faktor yang mempengaruhinya berdasarkan percobaan
2. Mahasiswa dapat menjelaskan pertumbuhan dan perkembangan hewan, metamorfosis,
sistem reproduksi serta faktor-faktor yang mempengaruhinya
3. Mahasiswa dapat menjelaskan pertumbuhan dan perkembangan manusia, sistem
reproduksi serta faktor-faktor yang mempengaruhinya
SUB I
PERTUMBUHAN, PERKEMBANGAN & PERKEMBANGBIAKAN TUMBUHAN
Pertumbuhan
merupakan
proses
pertambahan
volume
yang
irreversible.
Pertumbuhan terjadi karena adanya pembelahan mitosis dan pembesaran sel.
Pertumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kuantitatif.
Perkembangan adalah terspesialisasinya sel-sel menuju ke struktur dan fungsi
tertentu. Perkembangan tidak dapat dinyatakan dengan ukuran namun dinyatakan dengan
tingkat kedewasaan. Pada materi ini akan dibahas mengenai pertumbuhan, perkembangan
dan perkembangbiakan pada mahluk hidup.
Tumbuhan bertambah panjang dan besar karena adanya penambahan jumlah sel
sebagai hasil pembelahan mitosis pada titik tumbuh, pertambahan komponen seluler dan
diferensiasi sel. Pertumbuhan pada tumbuhan umumnya terjadi pada daerah meristem
(titik tumbuh), diantaranya terdapat di ujung akar dan ujung batang. Untuk mengetahui
pertumbuhan batang digunakan alat auksanometer.
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan melalui beberapa tahapan. Tahapan
tersebut dimulai dari perkecambahan biji. Kemudian, kecambah berkembang menjadi
tumbuhan kecil yang sempurna. Selanjutnya tumbuhan tersebut akan membesar dan pada
masa tertentu akan menghasilkan bunga dan biji.
Perkecambahan adalah munculnya plantula (tanaman kecil) dari dalam biji.
Perkecambahan dapat terjadi di atas tanah (epigeal) dan di bawah tanah (hypogeal).
1
SCIENCE-2010
Proses perkecambahan dimulai dengan proses fisika berupa penyerapan air oleh biji agar
menjadi lunak (imbibisi). Saat air masuk, terjadi reaksi kimia dalam biji berupa
bekerjanya enzim-enzim yang ada di dalam biji. Proses kimiawi inilah menghasilkan
energi untuk dipakai berkecambah.
Kegiatan I
Bagian Kecambah
KECAMBAH
Tujuan
Mengamati mengamati kecambah dan bagian-bagiannya
Alat dan Bahan
1. Biji kacang merah/buncis/kacang tanah
2. Kertas tisu
3. Segelas air
4. Alat tulis
Cara Kerja
1. Rendam biji kacang merah/buncis/kacang tanah dalam air satu malam!
2. Gunakan kuku ibu jarimu untuk membuka rendaman biji tersebut!
Pertanyaan
1. Apa yang ada di dalam biji kacang setelah dibuka?
2. Apa saja bagian yang kamu temukan pada biji? Sebutkan!
3. Gambarkan biji yang telah dibuka dan berikan keterangannya!
……………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………….
Ada dua faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan, yaitu faktor eksternal dan internal. Faktor eksternal berupa makanan, suhu, air,
kelembapan, dan cahaya. Sedangkan faktor internalnya dipengaruhi oleh gen dan hormon.
 Makanan
Makanan merupakan sumber energi dan materi bagi tumbuhan untuk mensintesis
berbagai komponen sel. Makanan yang dibutuhkan tumbuhan berupa CO2, air, dan
mineral yang tergolong ke dalam makroelemen dan mikroelemen. Apa yang
2
SCIENCE-2010
dimaksud dengan makroelemen dan mikroelemen? Apa saja bagian-bagiannya?
Jika kebutuhan akan makanan tidak terpenuhi maka tumbuhan akan mengalami
defisiensi. Defisiensi mengakibatkan kecepatan pertumbuhan tumbuhan menurun,
bila hal ini terus berlanjut menyebabkan kematian.
 Suhu
Setiap tumbuhan memiliki suhu tertentu untuk dapat tumbuh dengan baik. Pengaruh
suhu sangat erat kaitannya dengan kerja enzim dalam tubuh tumbuhan. Suhu paling
rendah yang masih memungkinkan tumbuhan dapat tumbuh disebut suhu minimum.
Suhu paling tinggi yang masih memungkinkan tumbuhan untuk tumbuh disebut
suhu maksimum. Sedangkan suhu yang diperlukan tumbuhan untuk dapat tumbuh
dengan baik disebut suhu optimum.
 Air
Tumbuhan sangat memerlukan air untuk keberlangsungan hidupnya. Air digunakan
untuk proses fotosintesis, reaksi enzimatik, menjaga kelembapan, dan membantu
perkecambahan biji.
 Kelembapan
Tumbuhan memerlukan tanah dan udara lembap untuk dapat tumbuh dengan baik.
Kondisi lembap menyebabkan banyak air yang diserap tumbuhan dan lebih sedikit
yang diuapkan sehingga mendukung aktivitas pemanjangan sel-sel.
 Cahaya
Tumbuhan membutuhkan cahaya dan tiap tumbuhan memerlukan jumlah cahaya
yang berbeda. Bagi pertumbuhan tinggi, cahaya dapat menjadi penghambat karena
menguraikan hormon auksin. Pertumbuhan tinggi di tempat gelap akan lebih cepat
dibandingkan di tempat terang. Keadaan ini disebut etiolasi. Namun, cahaya sangat
dibutuhkan bagi tumbuhan untuk aktivitas fotosintesis dan pembungaan.
 Gen
Gen berfungsi sebagai pengatur pola pertumbuhan tanaman melalui sifat yang
diturunkan. Selain itu, gen juga berfungsi untuk mengontrol reaksi enzimatis di
dalam sel.
 Hormon
3
SCIENCE-2010
Hormon merupakan pengatur pertumbuhan yang dibuat pada suatu bagian
tumbuhan dan respon pertumbuhan terjadi pada bagian yang lain. Hormon yang ada
pada tumbuhan diantaranya adalah auksin, sitokinin, dan giberelin.
a. Auksin
Auksin berfungsi mendorong pemanjangan batang, pertumbuhan akar,
differensiasi sel dan percabangan, pertumbuhan buah, dominasi apikal,
fototropisme dan gravitropisme. Auksin dihasilkan pada embrio dalam biji,
meristem batang, dan daun-daun muda.
b. Sitokinin
Hormon ini mempengaruhi pertumbuhan dan differensiasi akar, mendorong
pembelahan, pertumbuhan sel, perkecambahan dan pembungaan, serta
menghambat penuaan. Sitokinin disintesis pada akar dan diangkut ke organ lain.
c. Giberelin
Giberelin mendorong perkecambahan biji dan tunas, pemanjangan batang,
pertumbuhan daun, pembungaan dan perkembangan buah, mempengaruhi
pertumbuhan dan differensiasi akar. Hormon giberelin diproduksi dalam
meristem batang, meristem akar, daun muda, dan embrio.
Berkembangbiak atau reproduksi bertujuan untuk memperbanyak keturunan dan
melestarikan jenisnya. Reproduksi dapat terjadi secara seksual (generatif) dan aseksual
(vegetatif). Kedua jenis reproduksi ini terjadi pada tumbuhan dan beberapa hewan.
Pada tumbuhan, reproduksi vegetatif disebut sebagai propagasi vegetatif. Propagasi
vegetatif dapat terjadi secara alami dan buatan. Secara alami, propagasi vegetatif terjadi
dengan cara spora, fragmentasi, stolon (geragih), rizoma, tunas, umbi lapis, dan umbi
batang.
a. Spora
Reproduksi dengan spora biasanya terjadi pada tumbuhan paku dan
lumut. Pada tumbuhan lumut, spora dihasilkan oleh kotak spora
sedangkan pada paku dihasilkan oleh daun fertil (sporofil). Sporofil
dapat dilihat pada permukaan bawah daun atau di tepi-tepi daun.
4
SCIENCE-2010
b. Fragmentasi
Fragmentasi adalah perkembangbiakan dengan cara memisahkan diri dari koloni
induknya dan tumbuh menjadi individu baru. Contoh tumbuhan yang mengalami
fragmentasi adalah ganggang hijau.
c. Stolon (geragih)
Geragih adalah batang yang merambat di atas tanah. Geragih disebut juga dengan
stolon. Geragih tersusun atas ruas-ruas. Setiap ruas yang menempel pada tanah
akan membentuk akar dan tumbuh tunas baru. Contoh tumbuhan yang memiliki
geragih adalah stroberi.
d. Rizoma
Rizoma merupakan batang yang tumbuh mendatar di dalam tanah. Rizoma
menghubungkan tumbuhan satu dengan lainnya. Contoh tumbuhan yang berkembang
biak dengan rizoma adalah jahe, lengkuas, kunyit, rumput dan kencur.
e. Tunas
Tumbuhan yang berkembang biak dengan tunas contohnya
adalah pisang dan bambu. Tunas ini tumbuh dari bagian bawah
tanah dan muncul di samping tumbuhan induk. Akan tetapi,
ada pula tunas yang muncul di bagian tumbuhan, seperti tunas
5
SCIENCE-2010
yang muncul dan tumbuh di daun. Tunas itu disebut tunas adventif. Contoh tumbuhan
yang memiliki tunas adventif adalah cocor bebek.
f. Umbi Lapis
Umbi lapis adalah batang yang tumbuh di bawah tanah dan berlapislapis.. Di tengah umbi yang berlapis-lapis tumbuh tunas. Bagian yang
berlapis-lapis adalah daun dengan satu atau dua kuncup ketiak. Pada
bagian bawah batang, tumbuh akar serabut. Jika umbi tersebut ditanam,
akan tumbuh tumbuhan baru.
g. Umbi Batang
Umbi batang adalah batang yang menggelembung di bawah tanah. Bagian batang
tersebut berisi cadangan makanan sehingga menjadi besar dan berisi. Tumbuhan baru
akan tumbuh jika umbi tersebut ditanam. Tumbuhan tersebut tumbuh dari mata tunas
yang terdapat pada umbi. Contoh tumbuhan dengan umbi batang adalah kentang.
Reproduksi vegetatif secara buatan bertujuan untuk memperoleh tumbuhan baru
dengan cepat dan tidak terganung pada musim. Di samping itu juga, cara ini dilakukan
agar mendapat tumbuhan baru yang memiliki sifat yang sama dengan induknya.
Reproduksi vegetatif buatan dapat berupa stek, cangkok, okulasi, menyambung dan
merunduk.
a. Stek
Setek adalah perkembangbiakan dengan cara menanam potongan/bagian dari
tumbuhan. Bagian tumbuhan yang dapat ditanam dapat berupa batang, tangkai, atau
daun. Beberapa contoh tumbuhan yang dapat disetek adalah singkong,
mawar, dan tumbuhan lidah mertua. Singkong dapat disetek bagian batangnya,
mawar dapat disetek bagian tangkainya dan tumbuhan lidah mertua dapat
disetek daunnya.
b. Cangkok
Tujuan mencangkok adalah mendapatkan individu baru yang memiliki sifat sama
persis dengan induknya. Selain itu, mencangkok dilakukan agar tumbuhan cepat
6
SCIENCE-2010
berbuah. Jenis tumbuhan yang dapat dicangkok adalah tumbuhan berkayu. Contohnya
adalah mangga, jambu, dan jeruk. Kekurangan dari tumbuhan hasil cangkokan adalah
memiliki akar yang kurang kuat. Akar yang terbentuk adalah akar serabut.
Mencangkok dapat dilakukan dengan cara berikut. (1) Pilih tangkai atau dahan yang
cocok untuk dicangkok. Tangkai atau dahan yang cocok untuk dicangkok adalah yang
cukup tua, dapat dilihat dari ukuran dan warna kulitnya. (2) Kupas kulit dan
kambiumnya. (3) Tutup bagian yang dikupas dengan tanah yang dibungkus plastik
atau sabut kelapa. (4) Jagalah tanah pada bagian yang dicangkok agar tetap lembap.
Setelah tumbuh akar pada cangkokan, potong dan tanam tangkai tersebut.
c. Okulasi
Menempel atau okulasi adalah menggabungkan mata tunas suatu tumbuhan pada
batang tumbuhan lain. Tempel (okulasi) bertujuan menggabungkan dua tumbuhan
berbeda sifatnya. Tujuannya agar dihasilkan tumbuhan yang memiliki dua jenis buah
atau bunga yang berbeda sifat. Contohnya, okulasi pada bunga mawar akan
menghasilkan dua warna atau lebih yang berbeda.
d. Merunduk
Merunduk merupakan proses menimbun batang tumbuhan ke dalam tanah. Batang
yang ditimbun tersebut diharapkan tumbuh akar. Tumbuhan yang dapat
dikembangbiakkan dengan merunduk di antaranya arbei, apel, tebu, stroberi, dan
melati.
7
SCIENCE-2010
e. Menyambung (Enten)
Menyambung atau mengenten bertujuan menggabungkan dua sifat unggul dari
individu yang berbeda. Misalnya, untuk menyokong tumbuhan dibutuhkan jenis
tumbuhan yang memiliki akar kuat. Sementara untuk menghasilkan buah atau daun
atau bunga yang banyak dibutuhkan tumbuhan yang memiliki produktivitas tinggi.
Tumbuhan yang dihasilkan memiliki akar kuat dan produktivitas yang tinggi. Contoh
tumbuhan yang bisa disambung adalah tumbuhan yang sekeluarga, seperti tomat
dengan terung.
8
SCIENCE-2010
Kegiatan II
Proyek
OKULASI TANAMAN BUNGA
Tujuan
1. Mampu melakukan perkembangbiakan vegetatif buatan, yaitu okulasi
2. Menghasilkan tanaman bunga warna-warni
Alat dan Bahan
1. Tanaman bunga yang sama dengan warna bunga berbeda
2. Pisau
3. Tali
4. Pot
Cara Kerja
1. Tempatkan tanaman bunga induk dalam pot!
2. Iris kulit batang tanaman yang akan ditempeli (tanaman induk)!
3. Iris kulit batang tanaman lain yang memiliki tunas sebesar irisan batang yang akan
ditempeli!
4. Irisan yang memiliki tunas ditempel pada batang yang akan induk dan diikat!
5. Potonglah bagian atas batang jika tunas telah muncul!
Catatan:
a. Proyek dilakukan selama 2 bulan.
b. Pengerjaan awal dilakukan di kelas dan selanjutnya dapat dilakukan di rumah/di
lingkungan kampus
c. Dokumentasikan tiap perkembangan dan aktivitas yang dilakukan
d. Di akhir proyek, kumpulkan album dokumentasi dan tanaman hasil okulasi.
Reproduksi generatif pada tumbuhan terjadi melalui pertemuan serbuk sari dan ovum.
Alat perkembangbiakan generatifnya adalah bunga. Benang sari merupakan alat kelamin
jantan dan alat kelamin betinanya adalah putik. Di dalam benang sari terdapat serbuk sari
sebagai sel kelamin jantan.
Perkembangbiakan secara kawin pada tumbuhan dimulai dengan penyerbukan.
Penyerbukan merupakan bertemunya serbuk sari dan kepala putik. Penyerbukan pada
tumbuhan gymnospermae dan angiospermae terdapat perbedaan. Pada gymnospermae
9
SCIENCE-2010
terjadi pembuahan tunggal. Penyerbukan dimulai dengan serbuk sari yang sampai pada
penyerbukan terdiri dari dua sel, yaitu sel generatif dan sel vegetatif. Serbuk sari tadi
masuk melalui tangkai putik menuju bakal biji. Di dalam bakal biji, serbuk sari
membentuk buluh serbuk sari yang mulai menembus nuselus. Dalam nuselus terdapat sel
induk megaspora. Sel induk ini melakukan miosis selama satu tahun menghasilkan 4 sel
haploid. Satu sel haploid bertahan sebagai megaspora dan membelah berkali-kali
membentuk gametofit betina yang belum dewasa. 3 sel haploid lain berkembang menjadi
2 arkegonium yang mengandung telur yang siap dibuahi. Saat pembuahan, buluh serbuk
sari bergerak ke ruang arkegonium. Saat pergerakan, sel generatif membelah menjadi dua,
yaitu dislokator dan sel spermatogen. Sel spermatogen membelah menjadi dua
spermatozoid yang dilepaskan ke dalam ruang arkegonium. Sel vegetatif lenyap ketika
sudah di arkegonium. Spermatozoid kemudian membuahi sel telur sehingga terbentuk
zigot tetapi hanya satu zigot yang berkembang menjadi embrio.
Penyerbukan pada angiospermae berupa penyerbukan ganda, dimulai dengan
jatuhnya serbuk sari pada kepala putik. Serbuk sari ini tumbuh menjadi buluh serbuk sari
yang kemudian dengan gerak kemoterapi masuk ke bakal biji di dalam bakal buah. Di
dalam buluh serbuk sari, sel generatif memblah secara mitosis membentuk 2 sperma,
sedangkan inti vegetatif tidak membelah. Setelah sampai pada mikrofil, inti vegetatif
berdegenerasi kemudian lenyap. Inti generatif masuk dan terjadi pembuahan. Salah satu
sperma membuahi sel telur (ovum) yang berkembang menjadi embrio. Satu sperma yang
lain membuahi inti kandung lembaga sekunder menjadi endosperma yang berfungsi
sebagai cadangan makanan bagi embrio.
Dalam proses reproduksi generatif, penyerbukan dibantu oleh beberapa hal.
a. Anemogami, penyerbukan yang dibantu dengan angin.
b. Hidrogami, penyerbukan yang dibantu dengan air
c. Zoidiogami, penyerbukan yang dibantu dengan hewan
- Kriptogami, penyerbukan yang dibantu dengan kelelawar
- Entomogami, penyerbukan yang dibantu dengan serangga
- Malakogami, penyerbukan yang dibantu dengan siput
d. Antrogami, penyerbukan yang dibantu dengan manusia
Macam penyerbukan berdasarkan asal serbuk sari dibagi menjadi:
10
SCIENCE-2010
1. Autogami : penyerbukan yang serbuksarinya berasal dari bunga itu sendiri
(penyerbukan sendiri)
2. Geitonogami : penyerbukan yang serbuk sarinya berasal dari bunga tetangga dalam
satu pohon
3. Alogami : penyerbukan yang serbuksarinya berasal dari bunga lain dari pohon lain
4. Bastar : sama seperti alogami namun beda varietas. Contoh: Mangga Gadung dengan
Mangga Manalai
11
SCIENCE-2010
SUB II
PERTUMBUHAN, PERKEMBANGAN, METAMORFOSIS
& PERKEMBANGBIAKAN HEWAN
Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan terjadi di seluruh bagian tubuh.
Pertumbuhan merupakan hasil aktivitas pembelahan sel secara mitosis pada sel-sel
somatik (sel-sel pada semua bagian tubuh, kecuali sel kelamin). Sedangkan pada sel
kelamin terjadi pembelahan secara miosis sehingga menghasilkan gamet-gamet untuk
perkembangbiakan. (Pembelahan miosis pada jantan disebut spermatogenesis dan pada
betina disebut oogenesis).
Perkembangan merupakan hasil dari differensiasi sel-sel yang telah membelah.
Perkembangan menyebabkan terjadinya perubahan bentuk pada tubuh. Perkembangan
hewan dimulai dari fertilisasi sel telur dengan sperma menjadi zigot. Zigot mengalami
fase menuju kedewasaan, yaitu fase morulasi, fase blastulasi, fase gastrulasi, dan fase
organogenesis.
Pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dipengaruhi oleh faktor luar dan faktor
dalam. Faktor luar meliputi makanan, air, aktivitas, dan cahaya matahari. Sedangkan,
faktor dalam yang mempengaruhi meliputi gen dan hormon.
 Gen merupakan faktor keturunan yang diwariskan dari orang tua (induk) kepada
keturunannya. Gen akan mengendaalikan pola pertumbuhan dan perkembangan
hewan.
 Hormon
merupakan
senyawa
organik
yang
mengatur
pertumbuhan
dan
perkembangan. Pada hewan atau manusia hormon pertumbuhannya adalah hormon
somatotrof. Bila hewan kekurangan hormon pertumbuhan, maka pertumbuhan akan
terhambat
sehingga
badannya
kerdil
(dwarfisme).
Bila
kelebihan
hormon
pertumbuhan, maka akan mengalami pertumbuhan raksasa (akromegali).
 Makanan sangat diperlukan oleh hewan. Makanan digunakan sebagai zat pembangun
tubuh dan sumber energi.
 Air merupakan pelarut dan media untuk terjadinya reaksi metabolisme tubuh. Reaksi
metabolisme ini akan menghasilkan energi, membantu pembentukan sel-sel yang baru,
dan memperbaiki sel-sel yang rusak.
12
SCIENCE-2010
 Cahaya matahari sangat diperlukan dalam pembentukan vitamin D. Vitamin itu
diperlukan dalam pembentukan tulang.
Tahap pertumbuhan dan perkembangan pada hewan dapat berupa tahapan hidup,
yang disebut metamorfosis. Metamorfosis adalah perubahan bentuk dan struktur yang
terjadi pada hewan mulai dari fase embrio sampai fase dewasa. Metamorfosis pada
hewan dikenal ada dua jenis, yaitu metamorfosis sempurna dan metamorfosis tidak
sempurna. Metamorfosis tidak dialami oleh semua hewan, umumnya terjadi pada kelas
insekta dan katak.
 Metamorfosis sempurna adalah metamorfosis yang melewati tahap-tahap perubahan
bentuk yang jelas dapat dibedakan. Tahapan yang terjadi mulai dari telur, larva, pupa,
imago hingga dewasa. Membesarnya ukuran tubuh pada metamorfosis merupakan
tahap pertumbuhan, sedangkan berubahnya bentuk tubuh dari telur menjadi dewasa
merupakan proses perkembangan. Contoh hewan yang mengalami proses ini adalah
kupu-kupu dan katak.
 Metamorfosis tidak sempurna tidak melalui tahap-tahap dengan bentuk yang berbedabeda, tetapi bentuknya tetap sama. Hewan yang mengalami metamorfosis ini hanya
mengalami pembesaran dan pergantian kulit.
Berikut adalah contoh metamorfosis pada beberapa hewan.
a. Daur hidup kupu-kupu adalah metamorfosis sempurna, dimulai dari telur – ulat –
kepompong – kupu-kupu.
b. Daur hidup nyamuk adalah metamorfosis sempurna dimulai dari telur – jentik-jentik
(larva tingkat I) – pupa (larva tingkat II) – nyamuk.
c. Daur hidup kecoak adalah metamorfosis tidak sempurna dimulai dari telur – nimfa –
kecoak.
13
SCIENCE-2010
Kegiatan III
Puzzle
METAMORFOSIS HEWAN
Tujuan
Mampu menjelaskan metamorfosis suatu hewan
Alat dan Bahan
1. Gambar berwarna daur hidup suatu hewan
2. Gunting
Cara Kerja
1. Gunting gambar berwarna daur hidup hewan menjadi potongan-potongan kecil
(puzzle).
2. Tukar puzzle tersebut dengan milik kelompok lain.
3. Rangkailah puzzle tersebut menjadi gambar yang utuh dalam waktu 10 menit.
4. Setelah terangkai, berikan penjelasan terhadap daur hidup hewan yang ada pada
gambar. Kelompok pemilik puzzle mencocokkan jawaban kelompok lawan dengan
kunci jawaban yang telah dibuat.
Reproduksi pada hewan dapat terjadi secara generatif dan vegetatif. Reproduksi
hewan secara vegetatif dilakukan dengan membelah diri, bertunas, sporulasi,
paedogenesis, parthenogenesis dan fragmentasi. Perkembangbiakan secara tidak kawin
hanya terjadi pada hewan-hewan tingkat rendah.
14
SCIENCE-2010
 Tunas
Perkembangbiakan dengan cara pembentukan tunas
antara lain terjadi pada Hydra.
Pada tubuh Hydra
dewasa akan muncul tonjolan. Tonjolan tersebut akan
terus tumbuh dan membesar. Setelah cukup besar, tunas
itu akan terlepas dari tubuh induknya. Tunas yang
terlepas akan tumbuh dan berkembang menjadi individu
baru.
 Fragmentasi
Fragmentasi adalah perkembangbiakan yang berasal dari potongan tubuhnya sendiri.
Contoh hewan yang berkembang biak dengan cara fragmentasi adalah
planaria. Jika salah satu bagian tubuhnya dipotong, potongan tubuh itu akan tumbuh
menjadi individu baru.
 Membelah diri
Membelah diri terjadi pada hewan bersel satu. Pembelahan ini merupakan
pembelahan sel pada sel induk dan hasilnya akan berkembang menjadi individu baru.
Sebagai contoh, bakteri dan paramecium.
 Sporulasi yaitu dengan dibentuknya spora pada sel induk dan akhirnya spora akan
berkembang menjadi individu baru. Contohnya pada Plasmodium sp.
 Parthenogenesis yaitu terbentuknya individu baru melalui sel telur yang tanpa dibuahi.
Contohnya lebah madu jantan, semut jantan dan belalang.
 Paedogenesis yaitu terbentuknya individu baru langsung dari larva/nimpha.
Contohnya pada Class Trematoda/cacing isap yaitu Fasciola hepatica dan Clonorchis
sinensis.
Perkembangbiakan secara kawin terjadi karena adanya pembuahan sel telur oleh sel
sperma. Sel sperma dihasilkan hewan jantan sedangkan sel telur dihasilkan hewan betina.
Berdasarkan caranya, pembuahan pada hewan dibedakan menjadi dua, yaitu pembuahan
di luar tubuh dan pembuahan di dalam tubuh. Berikut penjelasan tentang kedua
pembuahan.
15
SCIENCE-2010
a. Pembuahan di Luar Tubuh (Fertilisasi Eksternal)
Pembuahan di luar tubuh terjadi karena penggabungan sel telur dan sperma di luar
tubuh induknya. Contohnya, pada ikan dan katak. Pembuahan pada kedua hewan ini
terjadi ketika telur yang dikeluarkan oleh hewan betina dibuahi oleh sperma yang
disemprotkan oleh hewan jantan. Perhatikan gambar pembuahan pada hewan berikut.
b. Pembuahan di dalam Tubuh ( Fertilisasi Internal)
Pembuahan di dalam tubuh artinya penggabungan sel telur dan sel sperma terjadi di
dalam tubuh induknya. Pembuahan di dalam tubuh terutama terjadi pada kelompok
reptilia (hewan melata), unggas, dan mamalia (hewan menyusui).
Perkembangbiakan secara kawin pada hewan dibedakan menjadi tiga, yaitu sebagai
berikut.
a. Hewan yang berkembang biak dengan bertelur (Ovipar)
Pada hewan bertelur, pertumbuhan dan perkembangan embrio terjadi di luar tubuh
induknya. Embrio dibungkus dan dilindungi oleh cangkang. Embrio di dalam telur ini
dilengkapi dengan kuning telur (yolk). Kuning telur digunakan sebagai cadangan
makanan untuk perkembangan embrio. Jika embrio telah tumbuh sempurna, telur
akan menetas dan keluarlah individu baru. Hewan yang berkembang biak secara
bertelur disebut ovipar. Ayam, penyu dan burung merupakan contoh hewan bertelur.
b. Hewan yang Berkembang Biak dengan Melahirkan (Vivipar)
Pada hewan yang melahirkan anak, sel telur dibuahi oleh sperma di dalam
tubuh induknya. Pertumbuhan dan perkembangan embrio terjadi di dalam tubuh
induknya sampai waktunya dilahirkan. Hewan yang berkembang biak secara
melahirkan disebut vivipar. Contohnya, sapi, kucing, kambing, dan singa.
16
SCIENCE-2010
c. Hewan yang berkembang biak dengan bertelur-melahirkan (Ovovivipar)
Hewan yang dapat bertelur-melahirkan disebut dengan ovovivipar. Pada hewan
tersebut, setelah terjadi pembuahan, telur terus berkembang di dalam tubuh induk.
Makanan yang dibutuhkan embrio tidak berasal dari induk, akan tetapi berasal dari
cadangan makanan yang terdapat di dalam telur. Setelah tiba waktunya dilahirkan,
anaknya akan keluar dari tubuh induknya. Contoh hewan ovovivipar adalah paus,
ikan pari, dan beberapa jenis ular.
Perkembangbiakan secara generatif pada hewan tingkat rendah terjadi melalui
beberapa cara.
a. Konjugasi yaitu persatuan antara dua individu yang belum mengalami spesialisasi sex.
Proses reproduksi ini terjadi melalui persatuan inti (kariogami) dan sitoplasma
(plasmogami). Contohnya pada Paramaecium sp.
b. Fusi yaitu persatuan/peleburan dua macam gamet yang belum dapat dibedakan
jenisnya. Proses ini dibedakan menjadi 3 macam yaitu :
 Isogami yaitu persatuan dua macam gamet yang memiliki bentuk dan ukuran
yang sama. Contohnya pada Phyllum Protozoa.
 Anisogami yaitu persatuan dua macam gamet yang berbeda ukuran tetapi
bentuknya sama. Contohnya Chlamydomonas sp.
 Oogami yaitu persatuan dua macam gamet yang memiliki ukuran dan bentuk
yang tidak sama. Contohnya pada Hydra sp.
Pada hewan vertebrata, proses reproduksi dapat berlangsung sebagai berikut.
1. Klas Pisces yaitu dengan ovipar dan secara fertilisasi eksternal, ovovivipar dan vivipar.
Organ reproduksinya meliputi testis, vas deferens, lubang urogenitalia untuk jantan
dan untuk betina adalah ovarium, oviduk dan lubang urogenitalia.
2. Klas Amphibia yaitu dengan fertilisasi eksternal. Organ reproduksinya meliputi testis,
vasa efferentia dan kloaka untuk jantan dan untuk betina yaitu ovarium, oviduk dan
kloaka.
3. Klas Reptilia yaitu dengan fertilisasi internal. Organ reproduksinya meliputi testis,
hemipenis, vas deferens, epididimis dan kloaka. Untuk betina yaitu ovarium, oviduk
dan kloaka.
17
SCIENCE-2010
4. Klas Aves yaitu dengan fertilisasi internal. Organ reproduksi bagi yang jantan yaitu
testis, vas deferens dan kloaka. Untuk yang betina meliputi ovarium kiri, oviduk, dan
kloaka.
5. Klas Mammalia yaitu dengan fertilisasi internal. Organ reproduksi jantan meliputi
penis, vas deferens, testis dan anus. Untuk yang betina meliputi ovarium, oviduk,
uterus dan anus. Klas ini memiliki sistem menstruasi yang disebut dengan fase estrus
serta tipe uterus yang kompleks.
18
SCIENCE-2010
SUB III
PERTUMBUHAN, PERKEMBANGAN & PERKEMBANGBIAKAN MANUSIA
Pertumbuhan dan perkembangan manusia dimulai ketika terjadi penggabungan antara
sel sperma dan sel telur di dalam rahim. Rahim hanya dimiliki perempuan. Bergabungnya
sel sperma dan sel telur akan membentuk zigot. Proses tersebut dinamakan dengan proses
pembuahan atau fertilisasi. Setelah terjadi pembuahan, zigot akan terus membelah dan
membentuk embrio. Setelah 120 jam dari pembelahan, embrio akan menempel di dinding
rahim. Proses penempelan ini disebut implantasi. Embrio tumbuh menjadi janin dan
mulai mendapatkan makanan dan oksigen dari ibunya.
Masa pertumbuhan dan perkembangan manusia di dalam rahim disebut juga dengan
masa kehamilan. Masa kehamilan itu terjadi selama kurang lebih 38 minggu atau sekitar
9 bulan 2 minggu. Setelah kurang lebih 38 minggu di dalam rahim, bayi akan lahir dan
memulai pertumbuhan dan perkembangannya di luar rahim. Prosesnya seperti berikut.
19
SCIENCE-2010
Pertumbuhan dan perkembangan manusia di luar rahim atau setelah lahir terjadi
dalam beberapa tahap. Tahapannya sebagai berikut.
a. Tahap orok, mulai lahir sampai usia dua minggu.
b. Tahap bayi, mulai usia dua minggu sampai usia dua tahun.
c. Tahap kanak-kanak, mulai usia dua tahun sampai masa pubertas (sekitar 11 tahun).
d. Tahap remaja atau pubertas, mulai usia 11 tahun sampai 21 tahun.
d.Setelah tahap remaja atau pubertas, manusia mengalami tahap dewasa.
e.Manusia terus mengalami penuaan sampai tahap manula. Pada proses penuaan, secara
fisik tubuh tidak mengalami pertumbuhan lagi dan kemampuannya berkurang.
20
SCIENCE-2010
Masa remaja atau pubertas ditandai dengan beberapa perubahan. Masa ini ditandai
dengan perubahan fisik, psikologis (emosi), serta aktifnya alat perkembangbiakan. Pada
laki-laki, mereka akan mengalami perubahan berupa tumbuhnya jakun, tumbuhnya
rambut-rambut di beberapa bagian tubuh, antara lain kumis, janggut, rambut di ketiak,
dan rambut di sekitar alat kelamin, dada akan lebih membidang, alat perkembangbiakan
laki-laki (testis) mulai aktif dalam menghasilkan sperma. Selain itu, perubahan psikologis
yang terjadi adalah mulai tertariknya pada lawan jenis. Sedangkan pada wanita,
perubahan yang dialami berupa tumbuhnya payudara, pinggul melebar sehingga bentuk
tubuh pun akan terlihat lebih melekuk, tumbuhnya rambut di ketiak dan di sekitar alat
kelamin. Perubahan lain yang dialami wanita adalah alat perkembangbiakan perempuan
yang mulai berfungsi. Hal itu ditandai dengan menstruasi.
Reproduksi pada manusia dilakukan dengan cara generatif atau seksual. Reproduksi
pada manusia melibatkan organ-organ kelamin serta proses yang berlangsung di
dalamnya. Berikut adalah organ kelamin pada pria dan wanita.
a. PRIA
Organ kelamin pada pria dibedakan menjadi organ kelamin luar dan organ kelamin
dalam. Organ kelamin luar terdiri dari:
1. penis merupakan organ kopulasi yaitu hubungan antara alat kelamin jantan dan betina
untuk memindahkan semen ke dalam organ reproduksi betina;
2. skrotum merupakan selaput pembungkus testis yang merupakan pelindung testis serta
mengatur suhu yang sesuai bagi spermatozoa.
Organ kelamin dalam terdiri dari :
1. testis merupakan kelenjar kelamin yang berjumlah sepasang dan akan menghasilkan
sel-sel sperma serta hormon testosteron. Dalam testis banyak terdapat saluran halus
yang disebut tubulus seminiferus;
2. epididimis merupakan saluran panjang yang berkelok yang keluar dari testis, berfungsi
untuk menyimpan sperma sementara dan mematangkan sperma;
3. vas deferens merupakan saluran panjang dan lurus yang mengarah ke atas dan
berujung di kelenjar prostate, berfungsi untuk mengangkut sperma menuju vesikula
seminalis;
21
SCIENCE-2010
4. saluran ejakulasi merupakan saluran yang pendek dan menghubungkan vesikula
seminalis dengan urethra;
5. urethra merupakan saluran panjang terusan dari saluran ejakulasi dan terdapat di penis.
Selain organ kelamin yang berperan dalam proses reproduksi, diperlukan juga
kelenjar. Kelenjar pada organ reproduksi pria, yaitu
1. vesikula seminalis merupakan tempat untuk menampung sperma sehingga disebut
dengan kantung semen, berjumlah sepasang. Kelenjar ini menghasilkan getah
berwarna kekuningan yang kaya akan nutrisi bagi sperma dan bersifat alkali. Fungsi
cairan tersebut untuk menetralkan suasana asam dalam saluran reproduksi wanita;
2. kelenjar prostat merupakan kelenjar yang terbesar dan menghasilkan getah putih yang
bersifat asam.
3. kelenjar Cowper’s/Bulbourethra merupakan kelenjar yang menghasilkan getah berupa
lendir yang bersifat alkali untuk menetralkan suasana asam dalam saluran urethra.
b. WANITA
Organ kelamin wanita juga dibedakan menjadi organ kelamin luar dan organ kelamin
dalam. Organ kelamin luar terdiri atas:
1. vagina merupakan saluran yang menghubungkan organ uterus dengan tubuh bagian
luar. Alat ini berfungsi sebagai organ kopulasi dan saluran persalinan keluarnya bayi
sehingga sering disebut dengan liang peranakan. Di dalam vagina ditemukan selaput
dara;
2. vulva merupakan suatu celah yang terdapat di bagian luar dan terbagi menjadi 2 bagian
yaitu labium mayor merupakan sepasang bibir besar yang terletak di bagian luas dan
membatasi vulva serta labium minor merupakan sepasang bibir kecil yang terletak di
bagian dalam dan membatasi vulva.
Organ reproduksi dalam terdiri dari:
1. ovarium merupakan organ utama pada wanita. Berjumlah sepasang dan terletak di
dalam rongga perut pada daerah pinggang sebelah kiri dan kanan. Berfungsi untuk
menghasilkan sel ovum dan hormon wanita seperti estrogen yang berfungsi untuk
mempertahankan sifat sekunder pada wanita, serta juga membantu dalam proses
pematangan sel ovum dan progesteron yang berfungsi dalam memelihara masa
kehamilan;
22
SCIENCE-2010
2. fimbriae merupakan serabut/silia lembut yang terdapat di bagian pangkal ovarium
berdekatan dengan ujung saluran oviduct. Berfungsi untuk menangkap sel ovum yang
telah matang yang dikeluarkan oleh ovarium;
3. infundibulum merupakan bagian ujung oviduct yang berbentuk corong/membesar dan
berdekatan dengan fimbriae. Berfungsi menampung sel ovum yang telah ditangkap
oleh fimbriae;
4. tuba fallopi merupakan saluran memanjang setelah infundibulum yang bertugas
sebagai tempat fertilisasi dan jalan bagi sel ovum menuju uterus dengan bantuan silia
pada dindingnya;
5. oviduct merupakan saluran panjang kelanjutan dari tuba fallopi. Berfungsi sebagai
tempat fertilisasi dan jalan bagi sel ovum menuju uterus dengan bantuan silia pada
dindingnya;
6. uterus merupakan organ yang berongga dan berotot. Berbentuk seperti buah pir dengan
bagian bawah yang mengecil. Berfungsi sebagai tempat pertumbuhan embrio. Tipe
uterus pada manusia adalah simpleks yaitu dengan satu ruangan yang hanya untuk
satu janin. Uterus mempunyai 3 macam lapisan dinding yaitu perimetrium(lapisan
yang terluar yang berfungsi sebagai pelindung uterus), miometrium (lapisan yang
kaya akan sel otot dan berfungsi untuk kontraksi dan relaksasi uterus dengan melebar
dan kembali ke bentuk semula setiap bulannya), dan endometrium (lapisan terdalam
yang kaya akan sel darah merah. Bila tidak terjadi pembuahan maka dinding
endometrium akan meluruh bersamaan dengan sel ovum matang);
7. cervix merupakan bagian dasar dari uterus yang bentuknya menyempit sehingga
disebut juga sebagai leher rahim. Menghubungkan uterus dengan saluran vagina dan
sebagai jalan keluarnya janin dari uterus menuju saluran vagina;
8. saluran vagina merupakan saluran lanjutan dari cervic dan sampai pada vagina;
9. klitoris merupakan tonjolan kecil yang terletak di depan vulva, sering disebut dengan
klentit.
Setelah wanita mengalami ovulasi maka sel ovum akan mengalami 2 kemungkinan.
Kemungkinan pertama, tidak terjadi fertilisasi maka sel ovum akan mengalami
menstruasi yaitu luruhnya sel ovum matang yang tidak dibuahi bersamaan dengan
dinding endometrium yang robek. Peristiwa ini terjadi secara periodik/sikus dengan
23
SCIENCE-2010
kisaran waktu tiap siklus sekitar 28-35 hari setiap bulannya. Kemungkinan kedua, terjadi
fertilisasi yaitu peleburan antara sel sperma dengan sel ovum yang telah matang dan
menghasilkan zygot. Zygot akan menempel/implantasi pada dinding uterus dan tumbuh
berkembang menjadi embrio dan janin. Keadaan demikian disebut dengan masa
kehamilan/gestasi/nidasi. Janin akan keluar dari uterus setelah berusia 40 minggu/288
hari/9 bulan 10 hari. Peristiwa ini disebut dengan kelahiran.
Fertilisasi mengalami beberapa tahapan waktu. Tahapan tersebut sebagai berikut.
1. Beberapa jam setelah fertilisasi zygot akan membelah secara mitosis menjadi 2 sel, 4,
8, 16 sel.
2. Pada hari ke-3 atau ke-4 terbentuk kelompok sel yang disebut morula. Morula akan
berkembang menjadi blastula. Rongga blastosol berisi cairan dari tuba fallopi dan
membentuk blastosit. Lapisan dalam blastosit membentuk inner cell mass. Blastosit
dilapisi oleh tropoblas (lapisan terluar blastosit) yang berfungsi untuk menyerap
makanan dan merupakan calon tembuni/plasenta/ari-ari. Blastosit akan bergerak
menuju uterus dengan waktu 3-4 hari.
3. Pada hari ke-6 setelah fertilisasi, trophoblas akan menempel pada dinding
uterus/proses implantasi dan akan mengeluarkan hormon HCG (hormon Chorionik
gonadotrophin). Hormon ini melindungi kehamilan dengan menstimulasi produksi
hormon progesteron dan estrogen sehingga mencegah menstruasi.
4. Pada hari ke-12 setelah fertilisasi, embrio telah kuat menempel pada dinding uterus.
5. Fase gastrula terjadi pada hari ke-21. Plasenta akan terus berkembang dari trophoblas
dan mulai terbentuk 3 lapisan dinding embrio. Lapisan dinding embrio inilah yang
akan berdiferensiasi menjadi organ-organ tubuh. Organ tubuh akan berkembang
semakin sempurna seiring bertambahnya usia kandungan.
Pada masa kehamilan, terdapat beberapa hormon yang berperan. Hormon yang
berperanan dalam kehamilan, yaitu:
1. progesteron dan estrogen, hormon yang berperan dalam masa kehamilan 3-4 bulan
pertama. Setelah itu fungsinya diambil alih oleh plasenta. Hormon estrogen makin
banyak dihasilkan seiring dengan bertambahnya usia kandungan karena fungsinya
merangsang kontraksi uterus. Sedangkan hormon progesteron semakin sedikit karena
fungsinya menghambat kontraksi uterus;
24
SCIENCE-2010
2. prolaktin merupakan hormon yang disekresikan oleh plasenta dan berfungsi untuk
memacu glandula mamae untuk memproduksi air susu, serta untuk mengatur
metabolisme tubuh ibu agar janin (fetus) tetap mendapatkan nutrisi;
3. HCG (hormon chorionic gonadotrophin) merupakan hormon untuk mendeteksi adanya
kehamilan. Hormon ini bekerja pada hari ke-8 hingga minggu ke-8 pada masa
kehamilan. Hormon ini ditemukan pada urine wanita pada uji kehamilan;
4. hormon oksitosin merupakan hormon yang berperan dalam kontraksi uterus menjelang
persalinan.
Menstruasi adalah keluarnya darah dari kelamin wanita. Hal itu disebabkan oleh
terjadinya peluruhan dinding rahim karena tidak terjadi pembuahan pada sel telur wanita.
Siklus menstruasi terdiri dari 4 fase yaitu:
1. fase menstruasi yaitu peristiwa luruhnya sel ovum matang yang tidak dibuahi
bersamaan dengan dinding endometrium yang robek. Peristiwa ini diakibatkan juga
karena berhentinya sekresi hormon estrogen dan progresteron sehingga kandungan
hormon dalam darah menjadi tidak ada;
2. fase proliferasi/fase folikuler ditandai dengan menurunnya hormon progesteron
sehingga memacu kelenjar hipofisis untuk mensekresikan FSH dan merangsang
folikel dalam ovarium, serta dapat membuat hormon estrogen diproduksi kembali. Sel
folikel berkembang menjadi folikel de Graaf yang masak dan menghasilkan hormon
estrogen yang merangsang keluarnya LH dari hipofisis. Estrogen dapat menghambat
sekresi FSH tetapi dapat memperbaiki dinding endometrium yang robek;
3. fase ovulasi/fase Luteal ditandai dengan sekresi LH yang memacu matangnya sel
ovum pada hari ke-14 sesudah mentruasi 1. Sel ovum yang matang akan
meninggalkan folikel dan folikel akan mengkerut dan berubah menjadi corpus luteum.
Corpus luteum berfungsi untuk menghasilkan hormon progesterone. Hormon ini
berfungsi untuk mempertebal dinding endometrium yang kaya akan pembuluh darah;
4. fase pasca ovulasi/fase sekresi ditandai dengan Corpus luteum yang mengecil,
menghilang dan berubah menjadi Corpus albicans yang berfungsi untuk menghambat
sekresi hormon estrogen dan progesteron sehingga hipofisis aktif mensekresikan FSH
dan LH. Dengan terhentinya sekresi progesteron maka penebalan dinding
25
SCIENCE-2010
endometrium akan terhenti sehingga menyebabkan endometrium mengering dan
robek. Terjadilah fase pendarahan/menstruasi.
Gambar Siklus mentsruasi
Sumber : http://images.google.co.id/images?hl=id&q=BIOLOGY&gbv=2
Soal
1. Faktor eksternal berikut ini mempengaruhi pertumbuhan, kecuali ...
a. Nutrisi
b. Tanah
c. Sinar matahari
d. Hormon
2. Hewan berikut mengalami metamorfosis lengkap, kecuali ...
a. Belalang
c. Nyamuk
b. Kupu-kupu
d. Capung
3. Masa pubertas pria dipengaruhi oleh hormon
a. Estrogen
b. Progesteron
c. Testosteron
d. FSH
4. Metamorfosis kupu – kupu yang benar adalah....
a. Pupa – larva – telur – kupu-kupu
c. Larva – telur – pupa – kupu-kupu
b. Telur – larva – pupa – kupu-kupu
d. Telur – pupa – larva – kupu-kupu
26
SCIENCE-2010
5. Ovulasi terjadi pada hari ke .... dari siklus menstruasi.
a. 1
b. 7
c. 14
d. 21
6. Jelaskan dengan bahasamu sendiri gambar daur hidup laron di bawah ini!
7. Bayi baru lahir selalu menangis. Banyak orang memaknai hal tersebut berdasarkan
sudut pandang mereka masing-masing. Berdasarkan sudut pandang ilmiah, mengapa
bayi menangis ketika baru dilahirkan?Jelaskan!
27