oleh : Drs. Pudji Achmadi MSi 1 PENGERTIAN SEL “ Unit biologi terkecil dari struktur tubuh organisme yang mampu memperlihatkan aktivitas hidup secara mandiri dan berkelanjutan “ 2 KELOMPOK ORGANISME Berdasarkan sifat sel, organisme dikelompokkan menjadi 2 : 1 Prokariotik 2 Eukariotik 3 MORFOLOGI SEL TUMBUHAN Morfologi sel umumnya bervariasi sesuai dengan fungsi jaringan, seperti • Pipih : jaringan epidermis proteksi • Elips : jaringan palisade fotosintesis • Ireguler : jaringan spons sirkulasi udara • Tabung : jaringan xylem dan phloem transportasi 4 ANATOMI SEL TUMBUHAN Plasma inti Inti sel Nukleolus Khromosom Dinding sel Mitokondria Plastids SEL Ribosom Vakuola Protoplasma Sitoplasma Retikulum endoplasmik Badan Golgi Glyoksisom Peroxisom 5 Gambar 1 Diagram struktur sel tumbuh-tumbuhan (Bidwell RGS : 1979) 6 ANATOMI ORGAN TUMBUHAN 1. DAUN Fungsi : Produksi makanan (Food manufacture) melalui proses fotosintesis Struktur : • Epidermis • Mesofil 7 Gambar 2 Diagram mikroskopik daun (Wilson C.L., et al, 1966) 8 Gambar 3 Diagram penampang melintang daun monokotil dan dikotil (Bidwell, 1979) 9 ANATOMI ORGAN TUMBUHAN 2. BATANG Fungsi : • Pertautan organ daun, cabang, akar, buah. • Transportasi • Penyimpanan Struktur : • Zona Meristematik • Zona Elongasi • Zona Deferensiasi dan Pendewasaan 10 Gambar 4 Diagram perkembangan anatomi batang (Wilson, C.L., 1966) 11 Gambar 5 Diagram potongan melintang bantang monokotil dan 12 dikotil (Bidwell, 1974) ANATOMI ORGAN TUMBUHAN 3. AKAR Fungsi : • • • • Jangkar tumbuhan di tanah Penyerapan air dan unsur hara Menyimpan cadangan makanan Tempat simbiosis dengan bakteri Rhizobium dan Mycorrhiza Struktur • Zona Meristematik • Zona Elongasi • Zona Pendewasaan 13 Gambar 6 Diagram ujung akar dengan bagian-bagiannya (Wilson, et al, 1966) 14 Gambar 7 Diagram potongan melintang akar monokotildan dikotil (Bidwell, 1979) 15 FOTOSINTESIS • Pengertian : Proses sintesis karbohidrat/gula dari karbondioksida (CO2) dan air (H2O) melalui fungsi butir hijau daun (chlorophyl) dengan sinar matahari sebagai sumber energi (Wilson, C.L., et al, 1966). 16 • Energi organisme : Energi primer : energi matahari (fotosintesis) Energi sekunder : energi respirasi • Berdasarkan sifat bahan makanannya, makhluk hidup dibagi 2 : Makhluk AUTOTROF : Tumbuh-tumbuhan Makhluk HETEROTROF : Manusia, Hewan 17 ENERGI PRIMER • Energi yang tersedia bagi kehidupan di bumi berasal dari cahaya matahari. Dalam keadaan cerah, matahari membawa paket energi (quantum) sebesar ± 500 cal/cm2. • Tumbuhan berklorofil mampu merubah sebagian energi cahaya matahari dengan input CO2 dan air menjadi energi kimia (karbohidrat) yang akhirnya secara berantai menjadi makanan bagi makhluk hidup lain termasuk manusia. 18 Manusia Predator Gambar 8. Subsistem utilisasi energi matahari melalui proses fotosintesis 19 REAKSI FOTOSINTESIS • Tahap awal : Fase Cahaya Energi surya yang diserap khlorofil digunakan untuk menghasilkan senyawa kimia berenergi tinggi (ATP, NADPH2) melalui proses fotolisis air. • Tahap akhir : Fase gelap (Siklus Calvin) Sintesis gula/karbohidrat dari bahan baku CO2 dan air dengan menggunakan ATP daan NADPH2 yang dihasilkan phase cahaya. 20 1 2 Gambar 9. Diagram lintasan reaksi fotosintesis 21 Gambar 10. Ilustrasi pengandaian fotosintesis 22 REAKSI AKHIR FOTOSINTESIS (disederhanakan) energi cahaya 6 CO2 + 12 H2O klorofil C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O 23 RESPIRASI • • • Aktivitas kehidupan semua makhluk hidup (untuk tumbuh, pemeliharaan dan reproduksi) memerlukan energi. Di dalam tubuh makhluk hidup, energi tersebut diperoleh melalui pemecahan senyawa organik melalui oksidasi terkontrol. Pada tumbuh-tumbuhan, karbohidrat hasil fotosintesis kaya energi yang diserap dari cahaya matahari dapat dibebaskan perlahanlahan, tahap demi tahap melalui proses respirasi yang terjadi di dalam mitokondria. 24 REAKSI/PROSES RESPIRASI Tahap 1 : Glikolisis : karbohidrat diubah menjadi asam piruvat melalui reaksi enzimatik. Terjadi di luar mitokondria. Tahap 2 : Siklus Krebs : Asam piruvat melalui reaksi-reaksi siklik dan pembentukan senyawa-senyawa antara dioksidasi menghasilkan ATP, NADPH2 dan FADH2. Terjadi di mitokondria. Tahap 3 : Fosforilasi oksidatif : Molekul NADPH2 dan FADH2 yang terbentuk di siklus Krebs dioksidasi menghasilkan tambahan molekul ATP. 25 1 2 3 Gambar 11. Skema tahapan respirasi 26 REAKSI AKHIR RESPIRASI (disederhanakan) C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O 6 H2O + 6 CO2 + energi Dari 1 mol hexosa (C6H12O6 ) melalui proses respirasi dapat dihasilkan 36 mol ATP yang menyediakan energi ± 273 kcal. 27 28