MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN
“FOTOMORFOGENESIS”
DOSEN PENGAMPU :
Dra. Hj. MUSWITA, M.Si
KELOMPOK 4 :
1. AMITHA INTAN P. (A1C414014)
2. FAJAR BAHARI (A1C414006)
3. HUSMAYANI MUNY PUTRI (A1C414036)
4. MONA SEPTIANI (A1C414026)
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2016
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat
Tuhan Yang Maha Esa, karena atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat
menyelesaikan makalah dari mata kuliah fisiologi tumbuhan dalam waktu yang
telah ditentukan.
Dalam makalah ini penulis sampaikan
informasi mengenai materi “Fotomorfogenesis” dengan menggunakan literatur dari
buku dan internet.
Dalam menyelesaikan
makalah ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis ingin mengucapkan
terimakasih kepada :
1. Dosen
pengampu mata kuliah Fisiologi Tumbuhan
2. Teman-teman
prodi pendidikan biologi
Penulis berharap makalah ini dapat
bermanfaat dalam pemberian informasi tentang fotomorfogenesis. Akhir kata
semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi
kita semua untuk masa sekarang dan masa yang akan datang.
Jambi, April 2016
Penulis
Tumbuh dan
berkembang merupakan salah satu ciri makhluk hidup. Adapun pengertian dari
pertumbuhan adalah proses pertambahan volume, dan tinggi batang karena adanya
pembelahan mitosis atau pembesaran sel. Sedangkan perkembangan adalah proses
menuju kedewasaan atau terspesialisasinya sel-sel menjadi struktur dan fungsi tertentu.
Perkembangan tidak dapat dinyatakan dengan ukuran, tetapi dapat dinyatakan
dengan perubahan bentuk dan tingkat kedewasaan.
Proses
pertumbuhan dan perkembangan ditentukan oleh faktor internal (Gen dan hormon)
dan faktor eksternal (makanan, air, suhu, kelebaban, oksigen, cahaya).
Pertumbuhan dan perkembangan pada
tumbuhan dimulai dengan perkecambahan biji. Kemudian, kecambah berkembang
menjadi tumbuhan kecil yang sempurna yang kemudian tumbuh membesar. Setelah
mencapai masa tertentu, tumbuhan akan berbunga dan menghasilkan biji.
Salah
satu faktor eksternal yang sangat mempengaruhi pertumbuahan dan perkembangan
tumbuhan adalah cahaya. Dengan cahaya tumbuhan dapat terpacu untuk tumbuh lebih
cepat atau tumbuh lebih lambat. Sehingga, dalam makalah ini akan dibahas
mengenai proses morfogenesis yang dialami tumbuhan karena adanya faktor cahaya.
1.
Apakah
pengertian fotomorfogenesis?
2.
Apa
itu fitokrom?
3.
Apa
itu kriptokrom?
4.
Bagaimana
Peranan cahaya dalam morfogenesis?
1.
Agar
mahasiswa mengetahui pengertian fotomorfogenesis
2.
Agar
mahasiswa mengetahui apa itu fitokrom
3.
Agar
mahasiswa mengetahui apa itu kriptokrom
4.
Agar
mahasiswa mengetahui peranan cahaya dalam morfogenesis?
Pengendalian morfogenesis
oleh cahaya disebut fotomorfogenesis. Cahaya adalah faktor lingkungan yang
diperlukan untuk mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Alasan
utamanya tentu saja karena cahaya menyebabkan fotosintesis. Lagi pula cahaya
mempengaruhi perkembangan dengan cara menyebabkan fototropisme. Ada banyak efek
lain dari cahaya yang tak berhubungan sama sekali dengan fotosintesis, sebagian
besar efek ini mengendalikan wujud tumbuhan, artinya perkembangan struktur atau
morfogenesisnya (awal dari pembentukan wujudnya/ proses pembentukan organ yang
berbeda bentuk dan fungsinya dalam melengkapi suatu individu makhluk hidup)
(salisbury dan ross.1995:131)
Menurut
Campbell, Jane dan Lawrence (2003:415), proses fisis yang sebenarnya memberikan
bentuk bagi organisme dan berbagai macam bagian-bagiannya disebut morfogenesis
atau penciptaan bentuk. Namun, morfogenesis antara tumbuhan dan hewan sangat
berbeda. Pada hewan (tumbuhan tidak) pergerakan sel dan jaringan diperlukan
untuk mengubah masa sel embrio awal menjadi bentuk tiga dimensi suatu organisme
yang khas. Selain itu, pada tumbuhan pertumbuhan dalam berbagai ukuran dan
morfogenesis tidak terbatas pada masa embrionik dan tumbuhan kecil saja tetapi
terjadi sepanjang kehidupan tanaman. Meristem apikal, yang merupakan daerah
embrionik bertanggung jawa bagi pertumbuhan dan pembentukan organ baru terus
menerus seperti akar dan daun.
Pertumbuhan dan
perkembangan pada tumbuhan dimulai dengan berkecambahnya biji. Kondisi lembab diperlukanuntuk
aktifitas pemanjangan sel serta cahaya berpengaruh pada pertumbuhan. Gen
dibutuhkan untuk mengontrol sintesis protein dan hormon berfungsi untuk
mengatur pertumbuhan misalnya auksin, sitokinin, giberelin, asam traumalin, dan
kalin. Kualitas, intensitas, dan lamanya radiasi yang mengenai tumbuhan
mempunyai pengaruh yang besar terhadap berbagai proses fisiologi tumbuhan
Perkembangan struktur tumbuhan juga dipengaruhi oleh cahaya (fotomorfogenesis) (Haryanti
dan Rini.2015)
Sedangkan
menurut Pratiwi, Luthi dan isman (2015) Fotomorfogenesis adalah dimana
perubahan morfologi terutama dalam hal kultur jaringan karena adanya pengaruh
cahaya.
Hans
Mohr (peneliti dibidang morfogenesis) menekankan bahwa fotomorfogenesis
mempunyai 2 tahapan penting yaitu kekhasan pola (sel dan jaringan berkembang
dan menjadi mampu bereaksi terhadap cahaya) dan perwujudan pola yang berarti
dalam proses tersebut berlangsung proses yang bergantung pada cahaya.
Aspek
penting lain dalam morfogenesis ialah perlunya sistem penguatan. Jumlah molekul
dalam tumbuhan yang menjadi terpengaruh oleh cahaya barangkali beberapa ribu
atau beberapa juta kali lebih banyak daripada jumlah foton yang menyebabkan
terjadinya respon. Pada banyak kasus (tidak semuanya), pengaktifkan gen merupakan
bagian dari proses penguatan tersebut.
Agar cahaya mampu
mengendalikan perkembangan tumbuhan, pertama-tama tumbuhan harus menyerap
cahaya. Empat macam penerima cahaya dalam tumbuhan yaitu Fitokrom yang paling kuat menyerap cahaya merah dan merah jauh. Ada
juga fitokrom penyerap cahaya biru. Kedua ada Kriptokrom, yaitu sekelompok pigmen yang serupa mampu menyerap
cahaya biru dan panjang gelombang
ultraviolet – gelombang panjang (daerah UV-A320 -400 nm), dinamakan kiptokrom
karena peran pentingnya pada kriptogram (tumbuhan tak berbunga). Ketiga Penerima
cahaya UV-B, yaitu senyawa tak
dikenal/bukan pigmen yg menyerap radiasi UV
280-320 nm. Dan keempat Protoklorofilida
a, yaitu pigmen cahaya yang menyerap cahaya merah dan biru, bias tereduksi
menjadi klorofil a.
Fitokrom merupakan pigmen yang berfungsi
mengendalikan berbagai respon fotomorfogenesis. diketahui paling kuat menyerap
cahaya merah dan merah-jauh. Fitokrom juga menyerap cahaya biru. Cahaya
merah-jauh lebih efektif dibandingkan dengan panjang gelombang lainnya, bukan
hanya untuk menginterupsi waktu malam yang panjang. Cahaya merah yang
menginterupsi masa gelap juga merupakan warna cahaya yang paling efektif untuk
memacu pembungaan pada jelai wintex dan tumbuhan hari panjang lainnya yang
membutuhkan waktu malam yang lebih pendek dan waktu siang yang lebih panjang
daripada waktu kritisnya. Setidaknya
dikenal dua jenis utama fitokrom yaitu tipe 1 dan tipe 2.
Fitokrom
mempunyai dua variasi bentuk :
1.
Pfr,
yaitu bentuk fitokrom yang mengabsorpsi cahaya merah jauh. Apabila diberi
cahaya merah jauh maka akan berubah menjadi Pr (tipe 1)
2.
Pr,
yaitu bentuk fitokrom yang mengabsorpsi cahaya merah. Apabila diberi warna
cahaya merah maka akan berubah menjadi Pfr (tipe 2)
Cahaya merah-jauh
mencakup panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya merah, mendekati
700-800 nm. Panjang gelombang yan lebih dari 760 nm tak terlihat oleh mata
manusia dan secara teknis merupakan cahaya infra merah-dekat.
Jika biji dikenakan
pada cahaya merah jauh segera setelah mendapat perlakuan pemacuan dengan cahaya
merah, maka pemacuan tersebut akan hilang, namun jika cahaya merah diberikan
setelah cahaya merah-jauh maka perkecambahan terjadi.
Hampir semua kajian fitokrom
dilakukan terhadap pigmen yang dimurnikan dari kecambah teretiolasi. ada dua
alasan yaitu pertama kecambah yang ditumbuhkan dalam keadaan gelap total
mempuyai 10-100 kali lebih banyak fitokrom dibandingkan denga kecambah yang
ditumbuhkan ditempat terang. Kedua, kecambah tersebut tidak memiliki klorofil
yang dapat menyerap cahaya biru dan merah
Tentang lokasi fitokrom di dalam sel sama
sekali tidak mengungkapkan caranya bekerja. Pada kecambah yang lebih besar,
yang tumbuh ditempat terang, bisa dikatakan mengandung separuh fitokrom tipe 1
dan separuhnya lagi tipe 2. Namun bila biji berkecambah dan kecambah tumbuh di
tempat gelap, jumlah fitokrom tipe 1 meningkat kira-kira seratus kali. Jadi
Kecambah yang tumbuh dalam gelap mengandung total fitikrom lebih banyak
daripada kecambah yang tumbuh di tempat terang. Bila kecambah menerima cahaya,
salah satu responnya adalah hilangnya sebagian besar fitokrom tipe 1.Hal ini
terjadi karena :
1.
Tumbuhan
berhenti membuat mRNA yang dibutuhkan untuk mensintesis fitokrom tersebut mRNA fitokrom tipe 1 tampaknya
merupakan mRNA yang tak mantap (cepat terhidrolisis)
2.
Sebagian
besar protein fitokrom tipe 1 cepat rusak Jadi, Dalam keadaan gelap, gen yang
menyandikan fitokrom tipe 1 menjadi sangat aktif, namun dalam terang menjadi
tidak aktif.
Fitokrom adalah
reseptor cahaya, suatu pigmen yang digunakan oleh tumbuhan untuk menyerap
(mendeteksi) cahaya sebagai sensor. Ia terangsang oleh cahaya merah dan infra
merah bukanlah bagian dari cahaya tampak oleh mata manusia, namun memiliki
panjang gelombang yang lebih besar daripada merah
Fitokrom ditemukan pada
semua tumbuhan. Molekul yang serupa juga ditemukan pada bakteri. Tumbuhan
menggunakan fitokrom untuk mengatur beberapa aspek fsiologi terhadap lingkungan
seperti fotoperiodisme (pengaturan saat berbunga pada tumbuhan), perkecambahan,
pemanjangan dan pertumbuhan kecambah (khususnya dikotil), morfologi daun,
pemanjangan ruas batang. serta sintesis klorofil.
Secara sturktur kimia,
bagian sensor fitokrom adalah suatu kromofor dari kelompok bilin
(fitokromobilin), yang masih sekeluarga dengan klorofil ataupun hemoglobin
(kesemuanya memiliki kerangka heme).
Fitokrom berfungsi
sebagai fotodetektor yang memberi tahu tumbuhan apakah ada cahaya atau tidak,
selain itu fitokrom juga berfungsi memberikan informasi pada tumbuhan mengenai
kualitas cahaya. Saat proses perkecambahan fitokrom sangat membantu memacu perkembangan
akar.
Fitokrom
merupakan senyawa yang paling banyak dikenal dan tampaknya merupakan penerima
cahaya terpenting pada tumbuhan berpembuluh. Fitokrom dan penerima cahaya lainnya mengatur
berbagai proses morfogenik yang bermula dari
perkecambahan biji dan perkembangan kecambah, serta mencapaipuncaknya pada pembentukan bunga dan
biji baru.
Fitokrom dan penerima cahaya lainnya
mengatur berbagi proses morfogenik, yang bermula dari perkecambahan biji dan
perkembangan kecambah, serta mencapai puncaknya pada pembentukan bunga dan biji
baru. Fotomorfogenesis dikendalikan pada beberapa tahapan dalam daur hidup
tumbuhan, setiap prosesnya sangat khas untuk bagian tertenu dan tahap
perkembangan tertentu. Cahaya itu sendiri tidak membawa informasi morfogenik,
dan juga tidak dapat dianggap bahwa penerima cahaya merupakan pembawa informasi
yang khas. Lebih diyakini bahwa kemampuan memberikan respons atau kepekaan sel
merupakan faktor penentunya.
Kriptokrom yaitu kelompok sejumlah
pigmen yang serupa dan belum begitu dikenal. Kriptokrom menyerap cahaya biru
dan panajng gelombang ultraviolet- gelombang panjang (daerah UV-A, sekitar 320
sampai 400 nm). Dinamakan kriptokrom karena peran pentingnya yang khusus pada
kriptogram.
Kriptokrom yang berada antara
320-500nm, diduga berupa flavoprotein (melekat antara protein dan riboflavin),
diduga bersatu dengan protein sitokrom pada membram plasma. Puncak kerjanya
didaerah biru-ungu 450 nm. Beberapa efek cahaya yang diserap oleh kriptokrom
antara lain yaitu adanya pigmen yang diaktifkan bekerja secara bebas,
yangterkadang memperkuat efek Pfr atau efek penerima UV-B. Perlu diingat bahwa
walaupun kriptokrom menyerap radiasi UV-A, puncak terbesar dalam spektrum kerja
biasanya terjadi di daerah biru – ungu didekat 450 nm. Juga, karena fotonbiru
dan cahaya ungu biasanya jauh lebih banyak mengenai tumbuhan dibandingkan foton
UV, maka respon akibat cahaya yang disebabkan oleh kriptokrom barangkali
merupakan hasil penyerapan panjang gelombang biru dan ungu yang biasanya
disebut biru saja.
Beberapa
efek fotomorfogenik cahaya dapat dengan mudah dikenali dengan cara membandingkan
kecambah yang tumbuh ditempat terang dengan kecambah dari tempat gelap. Kecambah yang tumbuh ditempat gelap akan
teretiolasi (etioler-prancis à tambah pucat atau lemah).
Beberapa
perbedaan yang jelas terlihat akibat cahaya ialah :
1.
Produksi
klorofil terpacu oleh cahaya
2.
pembukaan
daun terpacu oleh cahaya, tapi tidak terlalu nyata pada monokotil (jagung)
dibandingkan dengan tumbuhan dikotil (kacang-kacangan)
3.
Pemanjangan
batang terhambat oleh cahaya pada kedua spesies tersebut
4.
perkembangan
akar terpacu oleh cahaya pada kedua spesies tersebut
Semua perbedaan ini tampaknya
menguntungkan bagi kecambah, saat batangnya harus menerobos tanah dan
dedaunannya perlu mencapai cahaya. Cadangan makanan dalam endospermas (jagung)
atau kotiledon (kacang-kacangan) lebih banyak digunakan untuk membesarkan
batang ke atas dalam keadaan gelap daripada dalam keadaan terang, dan sedikit
saja makanan digunakan untuk mengembangkan daun dan akar, dan juga untuk
membentuk klorofil. Semuanya itu kurang penting bagi tumbuhan yang tumbuh dalam
gelap.
Penelitian lengkap mengenai perlunya cahaya untuk
perkecambahan bijitertentu dilaporkan pertama kali oleh Kinzel pada tahun 1907.
Kinzel melaporkan bahwa dari 964 spesies, 672 spesies terpacu perkecambahannya
oleh keadaan terang. Sedangkan Baskin dan Baskin (1988) mengamati bahwa dari
142 spesies, yang perkecambahannya dipengaruhi oleh cahaya ada 107 spesies, 32
spesies tidak menunjukkan respon, dan hanya 3 spesies terhambat oleh cahaya.
Bijisebagian besar spesies yang memberikan respon terhadap cahaya adalahspesies
liar.dan kaya akan lemak.Sebagian besar tanaman budidaya tidak memerlukan
cahaya, yang dapat dipastikan karena tindakan seleksi oleh manusia terhadap
kebutuhan akan cahayanya.
Biji spesies liar ada pula yang terhambat
perkecambahannya dalam keadaan terang, seperti yang diamati oleh Kinzel dan
pasangan Baskin,kadang olehcahaya biru, namun terutama karena cahaya
merah-jauh. Panjang gelombangmerah-jauh dari sinar matahari hampir selalu
merupakan panjang gelombang yang paling menghambat, yang disuga karena cahaya
tersebut menurunkan jumlah Pfr dalam
biji sampai ke taraf yang lebih rendah dari yang ada sebelumnya,yang dibutuhkan
untuk perkecambahan. Biji yang membutuhkan cahaya untuk berkecambah disebut
fotodorman. Sedangkan istilah dormansi itu sendiri diartikan sebagai jenis biji
atau kuncup yang gagal tumbuh walaupun berada dalam kondisi kelembapan dan
udara yang memadai serta pada suhu pertumbuhan yang cocok.
Perbandingan kecambah tempat gelap (etiolasi) dan
terang
BAB III
1.
fotomorfogenesis
adalah pengendalian morfogenesis oleh cahaya
2.
Fitokrom
merupakan pigmen yang berfungsi mengendalikan berbagai respon fotomorfogenesis.
3.
Kriptokrom
yaitu kelompok sejumlah pigmen yang serupa dan belum begitu dikenal. Kriptokrom
menyerap cahaya biru dan panajng gelombang ultraviolet- gelombang panjang
(daerah UV-A, sekitar 320 sampai 400 nm).
4.
Peran
cahaya dalam morfogenesis adalah dapat dilihat pada kecambah yang diletakkan
ditempat gelap dan terang. Kecambah ditempat gelap akan lebih cepat tumbuh.
perbedaan ini menguntungkan kecambah. saat batangnya harus menerobos tanah dan
dedaunannya perlu mencapai cahaya. Cadangan makanan dalam endospermas (jagung)
atau kotiledon (kacang-kacangan) lebih banyak digunakan untuk membesarkan
batang ke atas dalam keadaan gelap daripada dalam keadaan terang, dan sedikit
saja makanan digunakan untuk mengembangkan daun dan akar, dan juga untuk
membentuk klorofil.
Sebagai seorang
mahasiswa terutama yang berada pada prodi pendidikan biologi, mempelajari
materi ini sangatlah penting. Karena sebagai calon guru nantinya materi ini
akan diajarkan kepada peserta didik. Dengan mempelajari lebih mendalam lagi,
maka pengetahuan mengenai materi ini semakin bertambah
Campbell, J., Jane. B.R
dan Lawrence G.M. 2003. Biologi Edisi
Kelima Jilid 2. Jakarta:
Erlangga
Haryanti,S dan
Rini. B. 2015. Morfoanatomi, Berat Basah
Kotiledon dan Ketebalan Daun
Kecambah
Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada Naungan yang Berbeda. Buletin Anatomi dan Fisiologi Volume
XXIII.
Pratiwi, R.S.,
Luthfi.A dan Muhammad. S. 2015. Pengaruh
Lama Penyinaran dan Komposisi
Media
terhadap Mikropropagasi Tanaman Karet(Hevea brasiliensis Muell. Arg.) Effect of
Photoperiod and DifferentMediumComposition for Micropropagation of Rubber Tree
(Hevea brasiliensis Muell. Arg.).
Jurnal Agroekoteknologi Vol. 4 (568).
Salisbury dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB
Tidak ada komentar:
Posting Komentar