ORGAN TUMBUHAN

Apakah kamu pernah mengamati bagian-bagian tumbuhan dengan saksama? Tahukah kamu tumbuhan tersusun atas organ dan jaringan apa saja? Apakah kamu juga tahu struktur dan fungsi dari masing-masing organ dan jaringan penyusun tumbuhan? Tahukah kamu banyak struktur dan fungsi jaringan tumbuhan yang diaplikasikan dalam berbagai teknologi? Kamu tentu tertarik bukan untuk mengetahui jawaban pertanyaanpertanyaan tersebut? Oleh karena itu, ayo pelajari bab ini dengan penuh semangat!

Masih ingatkah kamu bahwa tumbuhan dapat diklasifikasikan menjadi kelompok tumbuhan tidak berpembuluh (Thallophyta) dan tumbuhan berpembuluh (Tracheophyta)? Tumbuhan tidak berpembuluh (Thallophyta) meliputi tumbuhan lumut (Bryophyta). Tumbuhan berpembuluh (Tracheophyta) meliputi tumbuhan paku (Pteridophyta) dan tumbuhan berbiji (Spermatophyta). Tumbuhan berbiji dapat dikelompokkan lagi menjadi tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae).

Pada bagian ini kamu akan mempelajari lebih dalam tentang tumbuhan berpembuluh, yaitu organ dan jaringan pada tubug tumbuhan berpembuluh. 

Organ merupakan kumpulan dari beberapa macam jaringan yang berbeda dan membentuk satu kesatuan untuk melakukan fungsi tertentu.

Tahukah kamu organ penyusun tumbuhan berpembuluh? Tubuh tumbuhan berpembuluh tersusun atas beberapa organ. Secara umum, organ penyusun tumbuhan berpembuluh dapat dikelompokkan menjadi organ vegetatif dan organ generatif.

• Organ vegetatif merupakan organ tumbuhan yang berfungsi untuk mendukung pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, terutama berguna untuk penyerapan, pengolahan, pengangkutan, dan penimbunan zat-zat makanan.
  • Organ vegetatif tumbuhan berpembuluh terdiri atas akar, batang, dan daun.
• Organ generatif merupakan organ tumbuhan yang berfungsi dalam proses perkembangbiakan secara generatif atau seksual (didahului oleh peristiwa perkawinan).
  • Pada tumbuhan berbiji tertutup (Angiospermae) organ generatif terdiri atas bunga, buah, dan biji

ORGAN VEGETATIF

AKAR

Akar : organ tumbuhan yang kebanyakan berada dibawah tanah, tidak berbuku – buku, tumbuh ke pusat bumi atau menuju air, warnanya keputih –putihan atau kekuning – kuningan dan berbentuk panjang meruncing.

Sistem perakaran ada 2 : serabut dan tunggang. Pada tumbuhan monokotil sistem perakarannya serabut, pada monokotil sistem perakarannya tunggang. Berikut bedanya serabut dengan tunggang.

(a) serabut

(b) tunggang

Akar berfungsi untuk :

1). Menambatkan tumbuhan pada tanah atau media tumbuhnya;
2). Menyerap air dan mineral dalam tanah atau media tumbuhnya.

Pada beberapa tumbuhan, akar mengalami modifikasi sehingga dapat berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan dan menyerap oksigen atau bernafas.

— Pada lobak (Raphanus sativus) dan wortel (Daucus carota), akar mengalami modifikasi untuk menyimpan cadangan makanan yang akan digunakan dalam pembungaan dan pembentukan biji.

BATANG

Setiap tumbuhan, kebanyakan memiliki batang yang berdiri tegak diatas tanah dan mendukung cabang, daun dan bunga. Batang berbentuk silinder yang panjang, memiliki ruas – ruas (internodus) dan dibatasi oleh buku – buku (nodus). Pada nodus inilah tempat melekatnya daun dan tunas.

Fungsi Batang : 

• penyokong bagian – bagian tumbuhan yang tegak diatas tanah;
• sebagai jalan pengangkutan air dan mineral dari akar menuju daun;
• jalan pengangkutan makanan dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan.
• Batang
  • monokotil terlihat jelas ruas – ruasnya,
  • dikotil tidak terlihat jelas ruas – ruasnya. Sepert ipada gambar berikut :

• Beberapa tumbuhan mengalami yang modifikasi batang, batang berfungsi sebagai tempat penyimpan cadangan makanan.
  • Contohnya tebu (Saccharum officinarum), kentang (Solanum tuberosum) dan kunyit (Curcuma domestica). Seperti pada gambar berikut :

DAUN

Daun adalah organ tumbuhan yang bentuknya tipis, lebar, banyak mengandung zat hijau daun (klorofil).

Fungsi Daun : untuk mengambil gas karbon dioksida (CO2) yang digunakan dalam fotosintesis, mengatur penguapan air (transpirasi) dan pernapasan (respirasi) tumbuhan.

Pada daun monokotil, peruratannya (tulang daun) sejajar atau melengkung. Pada dikotil, tulang daun nya menjari atau menyirip. Contohnya seperti gambar berikut :

(a) Daun pepaya : menjari (b) daun jagung : sejajar

Proses fotosintesis membutuhkan cahaya matahari, karbon dioksida (CO2) dan air (H2O). Berikut reaksi fotosintesis :

Selanjutnya, glukosa disusun menjadi zat pati (amilum) melalui reaksi polimerisasi. Kemudian amilum disimpan dalam akar (misalnya singkong), dalam batang (misalnya sagu) dan dalam buah (misalnya padi).

ORGAN GENERATIF

Organ generatif tumbuhan adalah organ tumbuhan yang berfungsi sebagai perkembangbiakan. Organ generatif tumbuhan terdiri dari bunga, buah dan biji.

BUNGA

• Bunga adalah alat reproduksi generatif pada tumbuhan.
• Bunga terdiri dari perhiasan dan alat reproduksi.
• Perhiasan bunga meliputi : tangkai, kelopak dan mahkota.
  • Bunga yang memiliki perhiasan dan alat reproduksi adalah bunga lengkap, contohnya : bunga mawar (Rosa sp.), bunga sepatu (Hibiscus rosasinensis)
  • Sedangkan bunga yang tidak memiliki salah satu dari perhiasan atau reproduksi adalah bunga tidak lengkap, contohnya : bunga pepaya (Carica papaya), bunga kelapa (Cocos nucifera).
• Alat reproduksi berupa : benang sari (gamet jantan) dan putik (gamet betina). Gamet adalah sel kelamin.
• struktur bunga :
• Bunga sempurna adalah bunga yang memiliki putik dan benang sari dalam satu bunga,
  • contohnya : bunga alamanda (Allamanda catartica), bunga anggrek (Phalaenopsis sp.)
• Bunga tidak sempurna adalah bunga yang hanya memiliki putik atau benang sari saja,
  • contohnya : bunga salak (Salacca zalacca), bunga pinus (Pinus merkusii).
• Bunga pada dikotil dan monokotil
  • Bunga pada dikotil memiliki kelopak, mahkota dan benang sari berjumlah kelipatan 3.
  • Bunga monokotol memiliki kelopak, mahkota dan benang sari berjumlah kelipatan 4 atau 5.
• Bagian Bunga:
  • Putik (pistillum) terdiri atas 3 bagian yaitu
    • bagian dasar yang menggelembung dan disebut bakal buah (ovarium),
    • bagian yang memanjang disebut tangkai putik (stillus) dan
    • kepala putik (stigma).
  • Didalam bakal buah, terdapat satu atau lebih bakal biji.
    • Bakal buah akan berkembang menjadi buah, bakal biji akan berkembang menjadi biji.

Berikut bagian – bagian putik :

BUAH DAN BIJI

• Buah berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan.
• Buah juga banyak yang dikonsumsi oleh hewan dan manusia.
• Biji berfungsi dalam proses reproduksi tumbuhan seperti penyerbukan dan sebagainya.

JARINGAN TUMBUHAN

Jaringan Meristem

Jaringan adalah sekumpulan sel yang memiliki struktur sama dan membentuk kesatuan untuk melakukan fungsi tertentu. Jaringan tumbuhan dibagi menjadi 2 yaitu jaringan meristem (embrional) dan jaringan dewasa (permanen).

Jaringan meristem adalah jaringan yang sel – selnya aktif membelah secara mitosis. Sehingga, sel – selnya semakin bertambah dan tumbuhan semakin tumbuh tinggi serta bertambah volumenya. Jaringan meristem terdiri atas meristem primer dan meristem sekunder.

Jaringan meristem primer adalah jaringan meristem yang terletak pada ujung batang dan ujung akar. Meristem primer menyebabkan pertumbuhan primer (pertumbuhan vertikal atau perpanjangan batang dan akar). berikut bagian – bagian jaringan meristem :

Meristem sekunder berasal dari sel dewasa yang berubah sifat menjadi meristem kembali (aktif membelah kembali). Contohnya kambium pembuluh (vaskuler) dan kambium gabus (felogen). Kambium vaskuler adalah kambium yang aktif membelah, terletak diantara xylem dan floem, terdapat pada akar dan batang dikotil.

Berikut bagian – bagian dari jaringan meristem sekunder :

Aktivitas kambium menyebabkan pertumbuhan sekunder sehingga batang menjadi besar. Aktivitas pembelahan kambium vaskuler kearah dalam membentuk xylem sekunder dan kearah luar membentuk floem sekunder.

Pada pohon besar, terdapat lingkaran tahun berupa garis gelap dan terang yang menentukan umur dari pohon tersebut. Lingkaran tahun terbentuk oleh aktivitas kambium vaskuler yang dipengaruhi oleh musim.

Saat musim hujan, banyak air yang diserap oleh tumbuhan, mengakibatkan sel pada kambium vaskuler terus membelah dan bertambah besar, sehingga membentuk garis terang. Saat musim kemarau, air yang diserap sedikit, mengakibatkan pembelahannya lambat, sel yang dihasilkan kecil, sehingga membentuk garis gelap.

Berikut gambar lingkaran tahun pada pohon besar :

Jaringan Dewasa

Jaringan dewasa adalah jaringan yang tidak aktif membelah, berasal dari jaringan meristem primer dan meristem sekunder yang berubah bentuk sehingga memiliki fungsi tertentu. Jaringan dewasa terdiri atas jaringan pelindung, pengisi, penguat dan pengangkut.

• Jaringan pelindung terdapat di permukaan luar tumbuhan, berfungsi untuk melindungi bagian dalam tumbuhan dari pengaruh luar yang merugikan, seperti hilangnya air akibat suhu meningkat dan melindungi dari kerusakan mekanik.
  • Contoh jaringan pelindung : jaringan epidermis. Sel – sel epidermis dapat mengalami modifikasi menjadi alat pelindung tambahan seperti stomata (mulut daun), sisik, rambut – rambut (trikoma) dan duri (spina). Seperti pada gambar berikut :

• Jaringan dasar adalah jaringan yang terdapat pada semua bagian tumbuhan, disebut juga jaringan pengisi, berfungsi dalam proses metabolisme tumbuhan. Contohnya : jaringan parenkim
  • Jaringan parenkim dapat berdiferensiasi menjadi jaringan parenkim lain seperti : pada buah dan umbi, parenkim berdiferensiasi menjadi parenkim penyimpan cadangan makanan; pada daun, parenkim berdiferensiasi menjadi jaringan tiang (palisade) dan bunga karang (spons) yang berfungsi dalam proses fotosintesis.
• Jaringan penguat (penyokong) adalah jaringan yang berperan menunjang bentuk tubuh tumbuhan. Jaringan penyokon ada 2 yaitu jaringan kolenkim dan sklerenkim.
  • Jaringan kolenkim adalah jaringan yang berfungsi menyokong bagian tumbuhan yang muda, memiliki dinding sel yang mengalami penebalan tidak merata.
  • Jaringan sklerenkim adalah jaringan penguat yang bersifat permanen, berfungsi menyokong bagian tumbuhan yang tua.

kolenkim dan sklerenkim adalah jaringan penyongkong bagaikan rangka pada tumbuhan

Berikut gambar jaringan kolenkim dan sklerenkim

• • Jaringan sklerenkim ada 2 yaitu : jaringan serat (fiber) dan sklereid.
    • Jaringan serat terdiri atas sel – sel yang memanjang,
      • meruncing pada kedua ujungnya,
      • tersusun membentuk benang,
      • terdapat pada jaringan xyem.
    • Jaringan sklereid terdiri atas sel –sel pendek dan berbentuk tidak teratur,
      • terdapat pada kulit kacang dan buah pir.
• Jaringan pengangkut (vaskuler) terdiri atas xylem dan floem. Xylem berfungsi mengangkut air dan zat – zat lain dari akar menuju daun. Floem berfungsi mengangkut makanan hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan. Berikut gambar xylem dan floem :

Jaringan pada Akar

Pada ujung akar, terdapat jaringan meristem apikal dan tudung akar. meristem apikal adalah jaringan yang sel – sel nya terus membelah dan membuat akar bertambah panjang. Tudung akar berfungsi melindungi sel – sel meristem saat membelah sehingga dapat tanpa mengalami kerusakan dan dapat menambatkan tubuh tumbuhan kuat kedalam tanah.

Berikut gambar penampang membujur akar :

Akar berfungsi sebagai menyerap air dan mineral dari dalam tanah. Akar tersusun atas epidermis, korteks dan silinder pusat. Epidermis adalah jaringan terluar akar, memiliki dinding tipis, sehingga air dan mineral mudah masuk kedalam sel epidermis kemudian diteruskan menuju korteks dan silinder pusat.

Korteks tersusun atas jaringan parenkim, dinding selnya tipis, tersusun renggang, berfungsi sebagai penyimpan cadangan makanan bagi tumbuhan. Berikut penampang melintang akar :

Lapisan paling dalam dari korteks adalah endodermis. Endodermis tersusun atas satu lapis sel yang membatasi korteks dengan silinder pusat, terdapatnya pita kaspari. Pita kaspari berfungsi mengatur jalannya mineral yang diserap oleh akar menuju silinder pusat.

Silinder pusat tersusun atas jaringan pengangkut dan jaringan pendukung seperti perisikel dan parenkim empulur. Perisikel berfungsi membentuk cabang akar. Jaringan pengangkut terdiri atas xylem dan floem. Berikut gambar lapisan endodermis dan pita kaspari :

Jaringan pada Batang

Batang terdiri atas jaringan epidermis, korteks dan jaringan pengangkut. Bagian terluar batang muda tersusun atas epidermis. Pada batang dikotil yang dewasa, epidermis akan rusak dan digantikan oleh periderm (jaringan gabus). Korteks batang tersusun atas jaringan parenkim. Berkas pengangkut batang merupakan kelanjutan dari berkas pengangkut pada akar.

Jaringan pada Daun

Pada permukaan atas dan bawah daun terdapat jaringan epidermis, berfungsi melindungi jaringan yang ada didalamnya. Beberapa daun dilapisi oleh lapisan lilin (kutikula), berfungsi mengurangi penguapan. Sel epidermis dapat mengalami modifikasi menjadi stomata, rambut – rambut dan sisik.

Fungsi stomata yang paling utama adalah sebagai tempat pertukaran gas, seperti CO2 yang diperlukan oleh tumbuhan dalam proses fotosintesis. Stomata dapat membuka dan menutup menyesuaikan kondisi lingkungan. Berikut gambar stomata :

Dibawah lapisan epidermis atas terdapat jaringan berbentuk silinder, tersusun padat, banyak mengandung klorofil, disebut dengan jaringan tiang (palisade). Dibawah palisade terdapat jaringan bunga karang (spons), tersusun atas sel – sel yang bentuknya tidak teratur, tersusun longgar dan mengandung klorofil.

Palisade dan spons merupakan jaringan mesofil. Jaringan mesofil adalah jaringan parenkim yang mengandung klorofil dan tempat terjadinya fotosintesis. Pada monokotil, mesofil tidak berdiferensiasi menjadi palisade dan spons, melainkan menjadi parenkim yang mengandung klorofil berukuran sama.

Di dalam daun juga mengandung xylem yang berfungsi mengangkut air dan mineral dari akar menuju daun; dan floem yang berfungsi mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh tumbuhan. Berikut penampang melintang daun :

Klorofil (C55H72O5N4Mg) atau zat hijau daun sangat efektif menyerap cahaya warna seperti merah, biru dan ungu. Klorofil memantulkan atau meneruskan cahaya warna hijau sedikit kuning kemudian ditangkap oleh mata manusia. Sehingga, manusia melihat bahwa daun berwarna hijau atau hijau kekuningan.

Teknologi yang Terinspirasi dari Struktur dan Fungsi Jaringan Tumbuhan

a. Panel surya (Solar cell)

Panel surya adalah alat yang dapat mengubah sinar matahari menjadi energi listrik. Ketika cahaya matahari mengenai panel surya, menyebabkan elektron (partikel penyusun atom yang bermuatan negatif) pada panel surya bergerak melalui konduktor dan menjadi arus listrik.

Mekanisme kerja panel surya terinspirasi dari proses fotosintesis pada daun. Proses fotosintesis membutuhkan cahaya, karbondioksida dan klorofil, menghasilkan oksigen dan glukosa. Saat daun terkena sinar matahari, klorofil akan menyerap energi cahaya. Elektron pada klorofil bergerak melalui saluran yang menyebabkan muatan positif ikut bergerak.

Selanjutnya, muatan positif bergerak menuju kompleks enzim yang berfungsi menghasilkan energi berupa ATP dan NADPH. ATP dan NADPH digunakan untuk mengubah karbon dioksida menjadi glukosa. Berikut reaksi perubahan energi cahaya menjadi kimia dalam proses fotosintesis :

Sedangkan reaksi pada panel surya mengubah energi cahaya menjadi energi listrik adalah sebagai berikut :

Selain panel surya, listrik juga bisa dihasilkan melalui Panel “solar ivy”. Bunga ivy adalah bunga yang tumbuh di Benua Eropa. Bunga ivy merambat pada bangunan untuk mendapat cahaya matahari guna proses fotosintesis. Daun bunga ivy tumbuh menghadap kearah datangnya cahaya matahari.

Pertumbuhan bunga ivy yang merambat dan struktur daunnya, menginspirasi ilmuwan untuk mengembangkan pembangkit listrik.  Pembangkit listrik ini disebut panel “solar ivy”. Solar ivy dapat dipasang dengan pola sesuai keinginan kita, sehingga mempunyai nilai estetika. Tetapi dapat menghasilkan energi listrik dari cahaya matahari.

Berikut gambar panel “solar ivy” :

b. Sensor Cahaya

Contoh penggunaan sensor cahaya adalah lampu penerang jalan. Lampu penerangan jalan mampu menyala dan mati secara otomatis karena dilengkapi dengan sensor cahaya yang disebut fotoresistor atau Light-dependent resistor (LDR) dan sakelar pengatur on – off. Fotoresistor mampu mendeteksi ada dan tidak ada cahaya di lingkungan sekitar.

Fotoresistor adalah resistor atau hambatan listrik yang dapat diubah nilai hambatannya melalui penyinaran cahaya. Hambatan listrik dari fotoresistor ini akan berkurang jika terkena cahaya, sehingga apabila ada cahaya mampu menghantarkan listrik.

Saat menjelang pagi, matahari mengenai resitor, mengakibatkan listrik mengalir menuju sakelar. Sakelar menjadi aktif dan mematikan aliran listrik utama, sehingga lampu penerang jalan menjadi mati.

Saat menjelang malam, arus listrik tidak dapat mengalir melalui fotoresistor, sehingga tidak ada arus listrik yang menuju sakelar. Akibatnya, sakelar dalam kondisi on dan lampu penerang jalan menyala. Berikut sensor cahaya pada penerang jalan :

Mekanisme pada lampu penerang jalan terinspirasi oleh mekanisme pada tumbuhan kaktus (Opuntia sp.). Kaktus hidup di gurun pasir yang kering, sehingga memiliki stomata yang unik. Stomata akan membuka pada malam hari dan akan menutup pada siang hari untuk mengurangi penguapan air.

Baca Juga: Cara Membuat Rangkuman Pelajaran yang Baik dan Benar!

Proses membuka dan menutupnya stomata didukung oleh aktivitas sel penjaga. Sel penjaga memiliki reseptor cahaya (fotoreseptor) yang peka terhadap cahaya.

Saat siang hari, fotoreseptor akan menangkap cahaya dan menyebabkan air dipompa keluar dengan bantuan ion – ion. Akibatnya, sel penjaga akan mengecil dan stomata menutup. Sedangkan malam hari, air dipompa lagi kedalam sel penjaga dengan bantuan ion – ion. Akibatnya, sel penjaga menjadi lebih besar dan stomata membuka.

Berikut mekanisme membuka dan menutupnya stomata pada kaktus :

c. Lapisan Pelindung dan Pengilap

Pada permukaan daun talas (Colocasia esculenta) dan teratai (Nymphaea sp.) dilindungi oleh lapisan kutikula. Kutikula tersusun atas senyawa lipid berupa lilin (wax) dan polimer hidrokarbon yang disebut kutan. Kedua senyawa ini bersifat hidrofobik (tidak suka air), sehingga jika air mengenai lapisan ini tidak akan basah.

Lapisan lilin juga mampu mencegah menempelnya debu dan kotoran sehingga membuat daun tetap bersih. Mekanisme ini diadopsi oleh ilmuwan untuk pembuatan cat yang tidak mudah kotor, lapisan pengilap dan lapisan anti air. Misalnya pada semir sepatu, lapisan pengilap mobil dan perabotan rumah, dan sebagainya.

Berikut lapisan pelindung pada daun dan lapisan pengilap mobil :

d. Alat Pemurnian Air

Perairan yang ditumbuhi eceng gondok (Eichorria crassipes) kondisi airnya jernih. Hal ini karena akar eceng gondok berbentuk serabut – serabut yang rapat dan mampu menyerap partikel – partikel yang terlarut dalam air sehingga air menjadi bersih. Zat – zat beracun pun dapat diserap oleh eceng gondok.

Berikut gambar eceng gondok dan jalur penyerapan air :

Apabila sel akar diamati dengan mikroskop, maka akan terlihat lubang – lubang atau saluran kecil pada membran sel akar. Saluran ini terbentuk dari protein dan memiliki lubang dengan ukuran dan daya ikat tertentu. Salah satu salurannya yaitu aquaporin.

Baca Juga: Ringkasan Materi IPA Kelas 7 Bab 2 | Klasifikasi Makhluk Hidup Part 1

Aquaporin adalah saluran (protein kanal) yang hanya dilewati oleh air, sehingga partikel lain tidak dapat masuk. Mekanisme ini menginspirasi ilmuwan untuk mengembangkan teknologi penyaringan atau pemurnian air. Dengan teknologi ini, air yang kotor dapat disaring, sehingga menghasilkan air yang jernih.

Berikut contoh alat pemurnian air :

Struktur organ dan jaringan tumbuhan juga menginspirasi arsitek untuk membuat rancangan bangunan, contohnya gedung Esplanade di Singapura. Esplanade ini memiliki atap yang bentuknya segitiga seperti duri kulit durian (Durio zibetinus). Atap tersebut diatur untuk mengikuti pergerakan matahari, sehingga dapat menjaga intensitas cahaya dalam gedung.

Berikut penampakan gedung Esplanade :

Sumber :

Buku Siswa Kelas 8 Semester 1

dan

IPA Kelas 8 Bab 3 Jaringan Tumbuhan, Akar, Batang, dan Daun