Struktur dan Fungsi Tumbuhan

Modul Olimpiade IPA SD — Bab 14

Sebuah pohon mangga bisa berdiri puluhan tahun tanpa pernah pindah tempat, tanpa pernah mencari makan ke mana-mana. Ia hanya berdiri diam — namun setiap hari ia mengangkat ratusan liter air dari tanah sampai ke pucuk tertingginya, dan setiap siang ia memasak makanannya sendiri dari udara dan air.

Semua itu dikerjakan tanpa mesin, tanpa jantung, dan tanpa otot. Rahasianya ada pada susunan tubuhnya: setiap bagian punya bentuk yang persis sesuai dengan tugasnya.

Bab ini mengajakmu membedah tubuh tumbuhan — dari ujung akar sampai ujung daun — untuk melihat bagaimana semuanya bekerja bersama.

Organ-Organ Tumbuhan

Perhatikan Gambar Enam Organ Tumbuhan. Tubuh tumbuhan tersusun dari tiga organ pokok dan tiga organ tambahan.

Yang termasuk organ pokok adalah akar, batang, dan daun. Disebut pokok karena hampir semua tumbuhan memilikinya, dan tanpa ketiganya tumbuhan tidak bisa hidup. Akar menyerap air dan mineral sekaligus menegakkan tumbuhan; batang menyalurkan zat dan menopang daun; daun adalah tempat memasak makanan.

Yang termasuk organ tambahan adalah bunga, buah, dan biji. Ketiganya berhubungan dengan perkembangbiakan, dan tidak selalu ada sepanjang tahun — bahkan ada tumbuhan yang tidak pernah berbunga sama sekali.

Tubuh tumbuhan tersusun bertingkat seperti pada hewan: sel membentuk jaringan, jaringan membentuk organ, dan organ-organ bekerja sama membentuk sistem.

Akar

Perhatikan Gambar Penampang Melintang Akar. Kalau akar dipotong melintang lalu dilihat di bawah mikroskop, tampak lapisan-lapisan yang tersusun rapi dari luar ke dalam.

Lapisan terluar adalah epidermis, yang sebagian selnya menjulur keluar menjadi bulu akar. Bulu akar inilah yang memperluas permukaan penyerapan air — persis seperti vili pada usus halus manusia.

Di dalamnya ada korteks, lapisan tebal tempat penyimpanan cadangan makanan. Lalu ada endodermis, cincin sel berlapis zat gabus yang bekerja seperti penjaga pintu: semua air yang hendak masuk ke silinder pusat harus melewatinya, sehingga tumbuhan dapat memilih zat mana yang boleh masuk.

Tepat di sebelah dalam endodermis ada perisikel, lapisan yang mampu membelah untuk membentuk cabang akar. Di pusatnya barulah terdapat berkas pengangkut, yaitu xilem dan floem.

Dua di antara lapisan itu penting sekali untuk soal olimpiade. Endodermis dan perisikel adalah jaringan khas akar — keduanya tidak ditemukan pada batang maupun daun. Sebaliknya parenkim, kolenkim, epidermis, gabus, floem, dan sel pengiring bisa ditemukan di banyak organ, jadi keduanya bukan ciri khas akar.

Perhatikan Gambar Akar Serabut dan Akar Tunggang. Bentuk akar langsung memberi tahu kelompok tumbuhannya.

Akar serabut berupa banyak akar berukuran hampir sama yang tumbuh dari pangkal batang, tanpa akar utama. Ini ciri monokotil seperti padi, jagung, tebu, dan kelapa. Akar serabut baik untuk mencengkeram tanah permukaan.

Ada pula akar yang tidak menancap di tanah sama sekali. Anggrek hidup menempel pada batang pohon lain sebagai tumbuhan epifit, dan akarnya menggantung di udara untuk menyerap uap air serta menempel pada inangnya. Anggrek bukan benalu — ia hanya menumpang tempat, tidak mengisap makanan dari pohon inangnya.

Perlu diingat pula bahwa lumut belum memiliki akar sejati; yang dimilikinya hanya rizoid berupa benang halus. Tumbuhan paku dan tumbuhan berbiji sudah berakar sejati karena akarnya sudah memiliki jaringan pengangkut.

Akar tunggang memiliki satu akar utama besar yang menghunjam ke bawah, dengan akar cabang yang lebih kecil. Ini ciri dikotil seperti mangga, jambu, dan kacang. Akar tunggang baik untuk menjangkau air yang dalam dan menopang pohon yang tinggi.

Batang

Perhatikan Gambar Penampang Melintang Batang Dikotil. Urutan lapisannya wajib hafal karena sering ditanyakan.

Ingat! Urutan dari luar ke dalam: epidermis – korteks – floem – kambium – xilem – empulur. Floem selalu berada di sisi luar, xilem di sisi dalam, dan kambium duduk persis di antara keduanya.

Cara mengingatnya: floem "dekat kulit" karena ia yang terputus saat kulit batang dikupas, sedangkan xilem berada lebih dalam sebagai bagian dari kayu.

Perhatikan Gambar Berkas Pembuluh Monokotil dan Dikotil. Susunan berkas pembuluh pada penampang batang langsung membedakan keduanya.

Pada monokotil, berkas pembuluh tersebar tidak beraturan di seluruh penampang, dan tidak ada kambium. Akibatnya batang monokotil tidak dapat membesar; batang tebu, bambu, dan kelapa hanya bertambah tinggi, tidak bertambah gemuk secara berarti.

Pada dikotil, berkas pembuluh tersusun melingkar teratur, dengan kambium di antara xilem dan floem. Karena punya kambium, batang dikotil dapat membesar dari tahun ke tahun.

Jadi kalau soal menunjukkan gambar tebu lalu menanyakan ciri yang tidak dimilikinya, jawabannya jaringan kambium — sebab tebu adalah monokotil yang bertulang daun sejajar, berakar serabut, dan berkas pembuluhnya tersebar.

Kambium dan Pertumbuhan Sekunder

Perhatikan Gambar Kambium dan Pertumbuhan Sekunder. Tumbuhan mengalami dua macam pertumbuhan.

Pertumbuhan primer adalah pertambahan panjang, terjadi di ujung akar dan ujung batang. Pertumbuhan sekunder adalah pertambahan besar atau diameter batang, dan hanya terjadi pada tumbuhan yang berkambium.

Yang memulai pertumbuhan sekunder adalah kambium. Ia membelah terus-menerus, menghasilkan xilem ke arah dalam dan floem ke arah luar. Karena xilem yang dihasilkan jauh lebih banyak, sebagian besar batang pohon tua sebenarnya berupa xilem — itulah yang kita sebut kayu.

Kegiatan kambium tidak sama sepanjang tahun. Pada musim hujan ia bekerja cepat sehingga sel yang terbentuk besar-besar, sedangkan pada musim kering ia melambat sehingga selnya kecil-kecil. Perbedaan inilah yang membentuk lingkaran tahun pada penampang batang.

Perlu diingat juga bahwa rimpang — seperti kunyit, jahe, dan lengkuas — adalah modifikasi batang, meskipun letaknya di dalam tanah. Buktinya, rimpang memiliki buku, ruas, dan tunas yang merupakan ciri batang, bukan ciri akar. Rimpang kunyit inilah yang dipakai sebagai pewarna alami nasi kuning.

Batang berbagai tumbuhan juga dimanfaatkan manusia sesuai sifat khasnya. Kayu jati dan meranti dipakai membangun rumah dan membuat perabot karena keras dan awet, sedangkan kayu cendana terutama dimanfaatkan untuk membuat minyak yang harum — sebab kayunya mengandung minyak atsiri beraroma khas.

Daun

Perhatikan Gambar Penampang Melintang Daun. Daun tampak tipis, tetapi di dalamnya ada beberapa lapisan dengan tugas yang berbeda-beda.

Kutikula adalah lapisan lilin di permukaan paling luar. Ia tidak tersusun dari sel, dan tugasnya menahan penguapan air. Pada daun yang hidup di tempat panas seperti talas, lapisan kutikula ini sangat tebal — itulah sebabnya air menggelinding di atas daun talas tanpa membasahinya.

Epidermis adalah lapisan sel pelindung di bawah kutikula. Yang penting diingat: epidermis tidak mengandung klorofil, sehingga ia tidak ikut berfotosintesis.

Palisade atau jaringan tiang berupa sel-sel panjang yang tersusun rapat berdiri. Di sinilah kloroplas paling banyak berkumpul, sehingga palisade adalah tempat utama fotosintesis berlangsung.

Bunga karang (spons) berada di bawah palisade, selnya tersusun renggang dengan banyak rongga udara agar gas mudah beredar.

Berkas pengangkut berupa xilem dan floem yang membentuk tulang daun, bertugas mengangkut air masuk dan hasil fotosintesis keluar.

Stomata adalah mulut daun tempat pertukaran gas berlangsung, umumnya terletak di permukaan bawah daun.

Ingat! Jaringan dengan kloroplas terbanyak adalah palisade, dan ciri khas floem adalah adanya sel pengiring.

Contoh Soal 1

Pada gambar penampang daun bernomor 1 sampai 8 — dengan 1 di permukaan paling luar dan 8 berupa celah di permukaan bawah — tentukan: (A) di nomor berapa pertukaran gas terjadi? (B) nomor berapa yang tidak mengandung klorofil? (C) transportasi dilakukan nomor berapa? (D) pada daun talas, lapisan mana yang paling tebal?

Pembahasan:

Langkah 1 — kenali urutan lapisannya dulu. Dari luar ke dalam: kutikula (1), epidermis (2), palisade (3), berkas pengangkut (4 dan 5), bunga karang, epidermis bawah, lalu stomata (8) sebagai celah di permukaan bawah.

Langkah 2 — jawab (A). Pertukaran gas hanya terjadi di celah, yaitu stomata — nomor 8.

Langkah 3 — jawab (B). Yang tidak berklorofil adalah epidermis — nomor 2 (kutikula juga tidak, karena bukan sel).

Langkah 4 — jawab (C). Transportasi dilakukan berkas pengangkut, yaitu xilem dan floem — nomor 4 dan 5.

Langkah 5 — jawab (D). Daun talas terkenal berlapis lilin tebal, yaitu kutikula — nomor 1.

Jawaban: A = 8; B = 2; C = 4 dan 5; D = 1.

Stomata

Perhatikan Gambar Stomata — Pintu Keluar Masuk Gas. Stomata adalah celah kecil yang diapit sepasang sel penjaga berbentuk seperti ginjal.

Ketika sel penjaga menyerap air dan menggembung, celah membuka. Ketika sel penjaga kehilangan air dan mengempis, celah menutup.

Di sinilah tumbuhan menghadapi pilihan yang sulit. Stomata yang membuka memungkinkan karbon dioksida masuk untuk fotosintesis — itu keuntungannya. Tetapi pada saat yang sama, uap air keluar lewat celah yang sama — itu kerugiannya.

Karena itu pada cuaca yang sangat terik, tumbuhan justru menutup stomatanya untuk menyelamatkan air. Akibatnya karbon dioksida tidak dapat masuk, fotosintesis terganggu, dan terjadilah keadaan yang disebut fotorespirasi. Jadi pada siang yang terlalu panas, fotosintesis bisa menurun — bukan meningkat seperti yang sering diduga.

Ada tumbuhan yang daunnya sudah tidak berfungsi lagi sebagai tempat fotosintesis. Pada kaktus, daun sudah berubah menjadi duri, sehingga yang berfotosintesis adalah batangnya — itulah sebabnya batang kaktus berwarna hijau.

Xilem dan Floem

Perhatikan Gambar Xilem dan Floem. Tumbuhan punya dua sistem pipa yang muatan dan arahnya berlawanan.

Xilem atau pembuluh kayu mengangkut air dan mineral dari akar naik ke daun. Selnya sudah mati dan berdinding tebal, membentuk pipa berongga yang kuat. Karena itu xilem juga ikut menguatkan batang.

Floem atau pembuluh tapis mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh tubuh — ke akar, batang, buah, dan tunas. Selnya masih hidup, dan ciri khasnya adalah adanya sel pengiring yang membantu kerjanya.

Cara mengingatnya: xilem membawa air ke atas, floem membawa makanan ke bawah dan ke segala arah.

Jalur Pengangkutan Air

Perhatikan Gambar Jalur Pengangkutan Air. Perjalanan air dari tanah sampai ke daun melewati urutan yang tetap dan sering ditanyakan.

Air dari tanah masuk ke bulu akar secara osmosis, karena cairan di dalam sel akar lebih pekat daripada air tanah. Dari situ air menembus korteks, lalu melewati penjaga pintu endodermis, dan masuk ke xilem akar.

Setelah berada di dalam xilem, air naik melalui xilem batang lalu xilem daun, dan berakhir di sel mesofil daun tempat ia dipakai untuk fotosintesis.

Jadi urutan lengkapnya: bulu akar → korteks → endodermis → xilem akar → xilem batang → xilem daun → sel mesofil.

Perhatikan bahwa floem, kambium, dan stomata tidak termasuk jalur naiknya air. Setelah masuk xilem, air tidak pernah berpindah ke pembuluh lain.

Apa yang mendorong air naik setinggi puluhan meter tanpa pompa? Tiga hal bekerja bersama: tekanan akar yang mendorong dari bawah, daya kapilaritas pembuluh xilem yang sempit, dan yang paling besar — daya isap daun akibat penguapan di permukaan daun.

Mencangkok

Perhatikan Gambar Mengapa Mencangkok Bisa Menumbuhkan Akar. Mencangkok adalah contoh bagus bagaimana pengetahuan tentang xilem dan floem dipakai dalam praktik.

Saat mencangkok, kulit batang dikupas melingkar. Karena floem berada di bagian dalam kulit, yang terputus adalah floem — sedangkan xilem tetap utuh karena letaknya lebih dalam.

Akibatnya menarik. Air dari akar tetap naik lewat xilem, sehingga cabang itu tidak layu. Tetapi hasil fotosintesis yang turun dari daun tertahan di atas sayatan dan menumpuk di situ.

Penumpukan gula itulah yang merangsang tumbuhnya akar baru pada bagian yang dibungkus tanah. Setelah akarnya cukup banyak, cabang bisa dipotong dan ditanam sebagai tumbuhan baru yang sifatnya sama persis dengan induknya.

Fotosintesis

Perhatikan Gambar Fotosintesis. Inilah peristiwa terpenting di seluruh biologi: tumbuhan mengubah zat anorganik sederhana menjadi zat organik yang menyimpan energi.

Persamaan sederhananya:

6\,CO_2 + 6\,H_2O \xrightarrow{\text{cahaya, klorofil}} C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2

Perhatikan Gambar Bahan, Syarat, dan Hasil Fotosintesis. Membedakan ketiganya adalah kunci menjawab banyak soal.

Bahan baku adalah zat yang ikut bereaksi dan habis terpakai: karbon dioksida dan air. Keduanya zat anorganik.

Syarat adalah hal yang harus ada tetapi tidak ikut bereaksi: cahaya dan klorofil. Karena itu keduanya ditulis di atas tanda panah, bukan di sebelah kiri persamaan.

Hasil adalah zat yang terbentuk: glukosa (zat organik) dan oksigen.

Jadi kalau ditanya "sebutkan dua bahan anorganik yang digunakan", jawabannya karbon dioksida dan air — bukan glukosa dan oksigen, sebab keduanya justru hasil.

Karbon dioksida masuk lewat stomata, bukan lewat akar maupun xilem. Sementara air datang dari akar lewat xilem.

Dari sisi energi, fotosintesis mengubah energi cahaya menjadi energi kimia yang tersimpan di dalam glukosa. Energi itulah yang kelak dipakai seluruh makhluk hidup di Bumi.

Karena mampu membuat makanannya sendiri, tumbuhan hijau disebut autotrof. Makhluk yang tidak bisa membuat makanan sendiri disebut heterotrof.

Satu hal lagi yang sering ditanyakan: oksigen yang dilepaskan pada fotosintesis berasal dari pemecahan molekul air (H₂O) — bukan dari karbon dioksida.

Klorofil dan Kloroplas

Perhatikan Gambar Klorofil dan Kloroplas. Dua kata ini mirip dan sangat sering tertukar, padahal keduanya berbeda jenis.

Kloroplas adalah organel — semacam ruangan kecil di dalam sel. Di dalam ruangan inilah fotosintesis berlangsung. Jadi kloroplas adalah tempatnya.

Klorofil adalah zat warna hijau yang berada di dalam kloroplas. Tugasnya adalah menangkap energi cahaya. Jadi klorofil adalah alatnya.

Ingat! Fungsi klorofil adalah menangkap energi cahaya — bukan sebagai tempat fotosintesis, bukan pengikat karbon dioksida, dan bukan pembentuk glukosa.

Pemahaman ini menjelaskan satu hal yang membingungkan: daun hanjuang yang berwarna merah tetap berfotosintesis. Klorofilnya tetap ada di dalam kloroplas, hanya saja warnanya tertutupi oleh pigmen lain yang berwarna merah. Jadi warna daun bukan penentu apakah ia berfotosintesis atau tidak.

Percobaan Sachs

Perhatikan Gambar Percobaan Sachs. Percobaan ini membuktikan bahwa fotosintesis menghasilkan amilum dan memerlukan cahaya. Tahapnya lima, dan tiap tahap punya alasan sendiri.

Tahap 1: sebagian daun ditutup aluminium foil, lalu dibiarkan terkena matahari beberapa jam. Tujuannya membuat pembanding: satu bagian mendapat cahaya, satu bagian tidak.

Tahap 2: daun dipetik dan direbus dalam air panas. Tujuannya mematikan sel daun sehingga semua reaksi berhenti.

Tahap 3: daun dimasukkan ke dalam alkohol panas. Tujuannya melarutkan klorofil sehingga daun menjadi pucat keputihan. Ini penting agar perubahan warna pada tahap berikutnya terlihat jelas — kalau daun masih hijau, warna biru kehitaman akan tersamar.

Tahap 4: daun ditetesi lugol atau larutan yodium.

Tahap 5: amati warnanya. Bagian yang terkena cahaya berubah menjadi biru kehitaman, menandakan adanya amilum. Bagian yang tertutup foil tetap pucat, menandakan tidak ada amilum.

Kesimpulannya: cahaya diperlukan untuk menghasilkan amilum dalam fotosintesis.

Percobaan Ingenhousz

Perhatikan Gambar Percobaan Ingenhousz. Kalau Sachs membuktikan adanya amilum, Ingenhousz membuktikan dihasilkannya oksigen.

Tumbuhan air Hydrilla dimasukkan ke dalam corong terbalik di dalam air, lalu ditutup tabung reaksi. Gelembung gas yang terkumpul di tabung adalah oksigen, dan banyaknya gelembung menjadi ukuran laju fotosintesis.

Contoh Soal 2

Tiga perangkat Hydrilla disiapkan: I diletakkan di tempat teduh; II mendapat sinar matahari langsung; III mendapat sinar matahari langsung dan ditambah NaHCO₃ (sumber karbon dioksida). Gelembung terbanyak muncul di III, lalu II, dan paling sedikit di I. Apa kesimpulannya?

Pembahasan:

Langkah 1 — bandingkan hanya dua perangkat yang berbeda satu hal. I dan II sama-sama tanpa NaHCO₃; bedanya hanya cahaya.

Langkah 2 — simpulkan dari pasangan itu. II menghasilkan lebih banyak gelembung daripada I, jadi cahaya meningkatkan laju fotosintesis.

Langkah 3 — ambil pasangan berikutnya. II dan III sama-sama terkena sinar langsung; bedanya hanya tambahan CO₂.

Langkah 4 — simpulkan. III lebih banyak daripada II, jadi ketersediaan karbon dioksida juga meningkatkan laju fotosintesis.

Jawaban: Cahaya dan ketersediaan karbon dioksida sama-sama meningkatkan laju fotosintesis.

Cara membandingkan seperti ini — ubah satu hal saja, sisanya samakan — adalah inti perancangan percobaan yang baik, dan sering diuji dalam soal olimpiade.

Faktor Laju Fotosintesis

Perhatikan Gambar Faktor yang Memengaruhi Laju Fotosintesis. Ada enam faktor utama: intensitas cahaya, kadar karbon dioksida, suhu, kadar air, kadar klorofil, dan umur daun.

Prinsipnya: laju fotosintesis dibatasi oleh faktor yang paling kurang tersedia. Menambah cahaya tidak akan menolong kalau yang kurang adalah karbon dioksida, dan sebaliknya.

Karena yang dibutuhkan adalah cahaya — bukan khusus sinar matahari — percobaan fotosintesis boleh memakai cahaya lampu sebagai gantinya. Tetapi hasilnya belum tentu sama persis, sebab intensitas dan warna (spektrum) cahaya lampu berbeda dari matahari, dan jarak lampu juga berpengaruh.

Transpirasi dan Gutasi

Perhatikan Gambar Transpirasi dan Gutasi. Tumbuhan mengeluarkan air lewat dua cara yang berbeda wujud dan tempatnya.

Transpirasi adalah keluarnya air dalam bentuk uap melalui stomata. Terjadi terutama pada siang hari saat stomata membuka.

Gutasi adalah keluarnya air dalam bentuk tetes cair melalui lubang khusus di tepi daun bernama hidatoda. Terjadi terutama pada pagi hari saat udara lembap dan penguapan sulit berlangsung, sementara akar terus mendorong air ke atas.

Itulah sebabnya di pagi hari kita sering melihat tetesan air di ujung daun rumput — itu gutasi, bukan embun.

Air untuk keduanya sama-sama dipasok oleh pembuluh xilem.

Perhatikan Gambar Faktor yang Memengaruhi Transpirasi. Semua faktornya berhubungan dengan daun dan udara.

Yang memengaruhi: suhu (makin panas makin cepat), kelembapan udara (makin lembap makin lambat), kecepatan angin (angin mempercepat), intensitas cahaya (cahaya membuka stomata), ukuran dan jumlah stomata, serta ketebalan kutikula.

Yang tidak memengaruhi: jumlah floem. Floem mengangkut hasil fotosintesis, sama sekali tidak mengatur keluarnya uap air. Ini pengecoh yang sering muncul.

Ingat! Melapisi daun dengan kuteks bening akan menutup stomata sehingga transpirasi hampir berhenti. Mengarahkan kipas ke tanaman mempercepat transpirasi karena uap air segera disapu pergi. Menutupi tanaman dengan kantong plastik memperlambat transpirasi karena udara di dalamnya cepat menjadi lembap.

Menghitung Laju Transpirasi

Perhatikan Gambar Menghitung Laju Transpirasi. Untuk membandingkan tumbuhan yang berbeda ukuran, jumlah air yang menguap harus dibagi dengan luas daunnya.

Kuncinya ada pada satuannya sendiri. Satuan mL/jam/m² dibaca "mililiter per jam per meter persegi", yang berarti: volume dibagi waktu, lalu dibagi luas.

Contoh Soal 3

Dari grafik, pada suhu 30 °C sebuah tumbuhan memakai 0,18 mL air per jam. Jika luas total daunnya 0,05 m², berapa laju transpirasinya?

Pembahasan:

Langkah 1 — baca satuan yang diminta. mL/jam/m². Karena angka 0,18 sudah dalam mL per jam, tinggal dibagi luas.

Langkah 2 — hitung.

\text{laju} = \frac{0{,}18}{0{,}05} = 3{,}6\ \text{mL/jam/m}^2

Langkah 3 — periksa masuk akalnya. Luas daun lebih kecil dari 1 m², jadi lajunya per meter persegi harus lebih besar daripada 0,18. Hasil 3,6 memang lebih besar. Cocok.

Jawaban: 3,6 mL/jam/m².

Percobaan Sungkup Kaca

Perhatikan Gambar Percobaan Sungkup Kaca. Bila sebuah tanaman pot ditutup sungkup kaca lalu dijemur beberapa jam, udara di dalamnya berubah karena dua proses berlangsung sekaligus.

Fotosintesis memakai karbon dioksida dan menghasilkan oksigen. Akibatnya di dalam sungkup karbon dioksida berkurang dan oksigen bertambah dibandingkan udara luar.

Transpirasi mengeluarkan uap air dari daun. Akibatnya uap air di dalam sungkup bertambah, dan sering terlihat sebagai embun di dinding kaca.

Jadi udara di dalam sungkup mengandung lebih banyak oksigen, lebih sedikit karbon dioksida, dan lebih banyak uap air daripada di luar.

Bunga

Perhatikan Gambar Bagian-Bagian Bunga. Bunga terdiri atas dua kelompok bagian.

Perhiasan bunga terdiri atas kelopak (melindungi kuncup) dan mahkota (menarik perhatian serangga dengan warna dan aromanya). Keduanya bukan alat perkembangbiakan.

Alat perkembangbiakan terdiri atas benang sari sebagai alat kelamin jantan dan putik sebagai alat kelamin betina.

Cara mengenalinya pada gambar mudah: putik selalu berada di pusat bunga dan berkepala, sedangkan benang sari mengelilinginya dan memiliki kepala sari berisi serbuk sari. Adapun tangkai bunga hanya berfungsi menopang.

Satu istilah yang sering dipakai sebagai pengecoh adalah hifa — itu bukan bagian bunga, melainkan benang penyusun tubuh jamur. Sedangkan kelenjar nektar, rumah polen (kepala sari), dan tangkai putik semuanya benar bagian bunga.

Perhatikan Gambar Bunga Sempurna dan Bunga Lengkap. Dua istilah ini sangat mudah tertukar, padahal ukurannya berbeda.

Bunga sempurna adalah bunga yang memiliki benang sari dan putik sekaligus — jadi yang dihitung hanya alat kelaminnya. Bunga yang hanya punya salah satunya disebut bunga tidak sempurna, misalnya bunga jagung dan bunga salak.

Bunga lengkap adalah bunga yang memiliki empat bagian: kelopak, mahkota, benang sari, dan putik.

Perhatikan hubungannya: semua bunga lengkap pasti sempurna, tetapi bunga sempurna belum tentu lengkap — sebab bisa saja ia punya benang sari dan putik tetapi tidak berkelopak.

Perhatikan Gambar Bunga Tunggal dan Bunga Majemuk. Bunga tunggal berarti satu tangkai hanya mendukung satu bunga, misalnya bunga sepatu. Bunga majemuk berarti satu tangkai mendukung banyak bunga yang berkumpul.

Contoh yang paling menipu adalah bunga matahari. Yang tampak seperti satu bunga besar sebenarnya adalah kumpulan ratusan bunga kecil — jadi ia bunga majemuk.

Macam Penyerbukan

Perhatikan Gambar Macam Penyerbukan Menurut Perantaranya. Nama-nama ini mudah dihafal kalau kamu tahu arti awalannya, sebab akhiran -gami berarti "perkawinan".

Anemogami — dibantu angin (anemos = angin). Contohnya padi, jagung, dan rumput.

Hidrogami — dibantu air (hydro = air). Contohnya Hydrilla.

Entomogami — dibantu serangga (entomon = serangga). Contohnya bunga jambu dan mangga.

Ornitogami — dibantu burung (ornis = burung). Contohnya bunga dadap.

Kiropterogami — dibantu kelelawar (Chiroptera = nama ilmiah kelelawar). Contohnya bunga kaktus malam.

Malakogami — dibantu siput. Antropogami — dibantu manusia (anthropos = manusia), misalnya penyerbukan buatan pada vanili.

Jadi kalau soal menunjukkan gambar penyerbukan oleh serangga, burung, dan kelelawar berturut-turut, jawabannya entomogami, ornitogami, kiropterogami.

Biji

Perhatikan Gambar Bagian-Bagian Biji. Sebutir biji sebenarnya sudah berisi tumbuhan mini yang lengkap beserta bekal makanannya.

Kulit biji membungkus dan melindungi bagian dalam. Kotiledon atau keping biji adalah bagian besar yang berfungsi menyimpan cadangan makanan. Jumlah kotiledon inilah yang membedakan monokotil (satu keping) dari dikotil (dua keping).

Bagian embrio terdiri atas plumula yang akan menjadi calon batang dan daun, serta radikula yang akan menjadi calon akar.

Jadi biji punya dua peran sekaligus: sebagai bakal tumbuhan baru dan sebagai cadangan makanan bagi embrio selama berkecambah — sebelum ia cukup besar untuk berfotosintesis sendiri.

Penyebaran Biji

Perhatikan Gambar Cara Penyebaran Biji. Akhiran -kori berarti "penyebaran", jadi namanya sejalan dengan penyerbukan tadi.

Anemokori — disebarkan angin. Cirinya biji ringan, kecil, dan bersayap atau berambut, seperti biji mahoni dan dandelion.

Hidrokori — disebarkan air. Cirinya buah berongga dan dapat mengapung, seperti kelapa yang sabutnya membuatnya terapung dan bisa hanyut ribuan kilometer.

Zookori — disebarkan hewan. Cirinya buah berdaging, berwarna menarik, atau berkait. Bijinya ikut termakan lalu keluar bersama kotoran di tempat lain.

Antropokori — disebarkan manusia, misalnya biji yang sengaja dibawa dan ditanam di daerah baru.

Ingat! Hati-hati membedakan istilah yang mirip: hidrokori adalah penyebaran biji oleh air, sedangkan hidrogami adalah penyerbukan oleh air. Adapun hidrofita berarti tumbuhan air dan hidrofobik berarti menolak air.

Tumbuhan Daerah Kering

Perhatikan Gambar Tumbuhan Daerah Kering. Tumbuhan yang hidup di tempat kering disebut xerofit, dan semua cirinya bermuara pada satu tujuan: menghemat air.

Daunnya tereduksi menjadi duri agar penguapan sekecil mungkin. Batangnya tebal berdaging (sukulen) untuk menyimpan air, sekaligus mengambil alih tugas fotosintesis. Permukaannya berlapis lilin tebal. Akarnya panjang dan menyebar luas untuk menjangkau air.

Yang menarik, kaktus dan Euphorbia berasal dari suku tumbuhan yang berbeda, tetapi bentuknya sangat mirip: sama-sama berbatang tebal berduri. Keduanya memiliki modifikasi organ tubuh yang sama karena menghadapi lingkungan kering yang sama.

Peristiwa dua makhluk tak berkerabat yang berbentuk mirip karena lingkungannya sama seperti ini juga kita temui pada burung dan cacing tanah yang sama-sama punya ampela.

Tumbuhan Air

Perhatikan Gambar Tumbuhan Air. Tumbuhan air disebut hidrofit, dan masalahnya justru kebalikan dari tumbuhan gurun: airnya berlebih, bukan kurang.

Karena itu daunnya dibuat lebar dan tipis agar penguapan berlangsung banyak, stomatanya diletakkan di permukaan atas daun karena bagian bawahnya menempel air, dan batang serta tangkainya berongga berisi udara agar dapat mengapung.

Sementara itu ada pula tumbuhan darat berlapis lilin tebal seperti talas, yang memakai kutikulanya untuk mengurangi transpirasi.

Kantong Semar

Perhatikan Gambar Kantong Semar. Nepenthes sp. tumbuh di tanah yang sangat miskin nitrogen, sehingga ia mencari nitrogen dari sumber lain: serangga.

Kantong perangkapnya adalah modifikasi daun. Di dalamnya terdapat cairan berisi enzim, di antaranya enzim protease yang mencerna protein tubuh mangsanya.

Di sinilah letak miskonsepsi yang paling sering. Kantong semar tetap memiliki klorofil dan tetap berfotosintesis. Serangga bukan sumber energinya, melainkan hanya tambahan mineral — terutama nitrogen — yang tidak cukup tersedia di tanahnya.

Jadi pernyataan "kantong semar termasuk tumbuhan karnivora karena tidak dapat berfotosintesis" adalah keliru.

Hidup di Tanah Miskin Hara

Perhatikan Gambar Adaptasi di Tanah Miskin Unsur Hara. Semua caranya bermuara pada dua hal: memperbesar penyerapan atau menghemat pemakaian.

Untuk memperbesar penyerapan: akar tumbuh dengan luas permukaan yang besar, dan akar bersimbiosis dengan jamur membentuk mikoriza yang jauh memperluas jangkauan penyerapan.

Untuk menghemat: tumbuhan tumbuh lambat, sehingga unsur hara yang sedikit itu cukup untuk waktu lama.

Untuk menambah pasokan: tumbuhan polong-polongan bersimbiosis mutualisme dengan bakteri Rhizobium yang hidup di dalam bintil akar (nodul). Bakteri itu mengikat nitrogen langsung dari udara dan memberikannya kepada tumbuhan.

Perhatikan bahwa laju transpirasi yang tinggi tidak berkaitan dengan adaptasi ini — transpirasi mengatur keluarnya air, bukan penyerapan unsur hara.

Perhatikan Gambar Unsur Hara dan Kegunaannya. Cara paling aman menjawab soal tentang unsur hara adalah memeriksa unsur penyusun senyawanya.

Nitrogen dipakai untuk membuat protein (tersusun dari asam amino yang mengandung N), klorofil (cincinnya mengandung atom N), dan asam nukleat seperti DNA dan RNA (mengandung basa nitrogen).

Nitrogen tidak dipakai untuk membuat amilum, sebab amilum adalah karbohidrat yang hanya tersusun dari karbon, hidrogen, dan oksigen — tidak ada nitrogen di dalamnya.

Lapisan tanah yang paling banyak menyediakan unsur hara adalah humus, yaitu lapisan atas yang kaya sisa makhluk hidup yang telah terurai. Unsur hara itu kemudian diangkut oleh pembuluh xilem bersama air ke seluruh tubuh tumbuhan.

Gerak pada Tumbuhan

Perhatikan Gambar Gerak pada Tumbuhan. Tumbuhan memang tidak berpindah tempat, tetapi bagian tubuhnya tetap bergerak menanggapi rangsang.

Tropisme adalah gerak yang arahnya ditentukan oleh arah rangsang. Namanya diambil dari jenis rangsangnya, dan diberi tanda positif bila menuju rangsang atau negatif bila menjauhinya.

Geotropisme — rangsangnya gravitasi (geo = bumi). Akar tumbuh menuju pusat bumi, jadi akar menunjukkan geotropisme positif; batang tumbuh ke atas, jadi geotropisme negatif.

Fototropisme — rangsangnya cahaya (photo = cahaya). Batang membelok ke arah jendela adalah fototropisme positif.

Hidrotropisme — rangsangnya air (hydro = air). Akar membelok ke arah tanah yang lembap.

Nasti berbeda dari tropisme: arah geraknya tidak ditentukan oleh arah rangsang. Contohnya daun putri malu yang mengatup ketika disentuh dari arah mana pun.

Dinding Sel Tumbuhan

Perhatikan Gambar Mengapa Sel Tumbuhan Tidak Ikut Mengerut. Kalau sel hewan dan sel tumbuhan sama-sama ditetesi air garam, hasilnya berbeda.

Sel hewan mengerut seluruhnya karena hanya dibatasi membran yang lentur. Sel tumbuhan hanya bagian dalamnya yang mengerut, sedangkan bentuk luarnya tetap — peristiwa ini disebut plasmolisis.

Penyebabnya adalah dinding sel, struktur kaku di bagian paling luar yang hanya dimiliki sel tumbuhan. Dinding sel tumbuhan tersusun dari selulosa.

Bandingkan dengan makhluk lain: dinding sel bakteri tersusun dari peptidoglikan, sedangkan dinding sel jamur tersusun dari kitin. Sel hewan sama sekali tidak punya dinding sel.

Gymnospermae dan Angiospermae

Perhatikan Gambar Gymnospermae dan Angiospermae. Tumbuhan berbiji terbagi menjadi dua kelompok besar, dan pembedanya ada pada bijinya.

Gymnospermae berarti "berbiji terbuka" — bijinya tidak terbungkus daging buah, melainkan menempel pada sisik. Alat reproduksinya berupa strobilus atau runjung, bukan bunga. Contohnya pinus, melinjo, dan pakis haji.

Angiospermae berarti "berbiji tertutup" — bijinya terbungkus di dalam buah. Inilah tumbuhan berbunga, dan kelompok inilah yang paling banyak jenisnya.

Angiospermae terbagi lagi menjadi monokotil dan dikotil. Karena keduanya berada di dalam Angiospermae, keduanya pasti berbunga.

Jadi kalau soal bertanya "tumbuhan berbunga tidak mungkin masuk kelompok apa?", jawabannya Gymnospermae — sebab hanya kelompok itu yang tidak mengenal bunga.

Adapun tumbuhan paku dan lumut tidak berbiji sama sekali; keduanya berkembang biak dengan spora dan memiliki gamet jantan berflagel yang harus berenang menuju sel telur — karena itu keduanya selalu memerlukan air untuk pembuahan.

Monokotil dan Dikotil

Perhatikan Gambar Ringkasan Ciri Monokotil dan Dikotil. Cirinya selalu muncul berpasangan, sehingga menghafal satu sisi berarti otomatis tahu sisi lainnya.

Monokotil: berkeping biji satu, berakar serabut, tulang daun sejajar atau melengkung, batang tidak bercabang dan tanpa kambium, berkas pembuluh tersebar, dan perhiasan bunganya kelipatan tiga. Contohnya padi, jagung, tebu, kelapa, dan pisang.

Dikotil: berkeping biji dua, berakar tunggang, tulang daun menyirip atau menjari, batang bercabang dan berkambium, berkas pembuluh melingkar, dan perhiasan bunganya kelipatan empat atau lima. Contohnya mangga, jambu, kacang, dan bunga sepatu.

Latihan Yuk!

1. Sebutkan tiga organ pokok tumbuhan beserta fungsi utamanya.
2. Jaringan apa yang menjadi ciri khas akar dan tidak ditemukan pada organ lain?
3. Sebutkan urutan jaringan batang dikotil dari luar ke dalam.
4. Jaringan apa yang menyebabkan batang dikotil membesar? Apa nama pertumbuhannya?
5. Bagian daun apa yang paling banyak mengandung kloroplas? Bagian mana yang tidak berklorofil?
6. Apa perbedaan tugas xilem dan floem? Jaringan mana yang terputus saat mencangkok?
7. Tuliskan urutan jalur air dari bulu akar sampai ke daun.
8. Mengapa kunyit digolongkan sebagai batang, padahal tumbuh di dalam tanah?
9. Tuliskan persamaan fotosintesis. Mana bahan baku, mana syarat, dan mana hasilnya?
10. Apa fungsi klorofil, dan di organel apa fotosintesis berlangsung?
11. Apa tujuan merebus daun dalam alkohol pada percobaan Sachs? Apa arti warna biru kehitaman pada uji lugol?
12. Sebutkan tiga faktor yang memengaruhi laju transpirasi, dan satu hal yang tidak memengaruhinya.
13. Sebuah tumbuhan kehilangan 0,24 mL air per jam dan luas daunnya 0,04 m². Berapa laju transpirasinya?
14. Apa perbedaan bunga sempurna dan bunga lengkap?
15. Sebutkan istilah penyerbukan yang dibantu serangga, burung, dan kelelawar.
16. Sebutkan bagian biji yang menjadi calon akar, calon batang, dan penyimpan cadangan makanan.
17. Mengapa kantong semar menangkap serangga, padahal ia tetap bisa berfotosintesis?
18. Nitrogen dipakai untuk membuat senyawa apa saja, dan tidak dipakai untuk apa?

Kunci Jawaban Latihan

• Akar menyerap air dan mineral serta menegakkan tumbuhan; batang menyalurkan zat dan menopang daun; daun tempat fotosintesis.
• Endodermis dan perisikel.
• Epidermis – korteks – floem – kambium – xilem – empulur.
• Kambium; namanya pertumbuhan sekunder.
• Paling banyak kloroplas: palisade. Tidak berklorofil: epidermis dan kutikula.
• Xilem mengangkut air dan mineral ke atas; floem mengangkut hasil fotosintesis ke seluruh tubuh. Yang terputus saat mencangkok adalah floem.
• Bulu akar → korteks → endodermis → xilem akar → xilem batang → xilem daun → sel mesofil.
• Karena rimpang kunyit memiliki buku, ruas, dan tunas — ciri batang, bukan akar.
• 6\,CO_2 + 6\,H_2O \xrightarrow{\text{cahaya, klorofil}} C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2. Bahan baku: CO₂ dan air. Syarat: cahaya dan klorofil. Hasil: glukosa dan oksigen.
• Klorofil menangkap energi cahaya; fotosintesis berlangsung di kloroplas.
• Untuk melarutkan klorofil agar daun memucat. Biru kehitaman menandakan adanya amilum.
• Misalnya suhu, kelembapan udara, dan kecepatan angin. Yang tidak memengaruhi: jumlah floem.
• 0{,}24 \div 0{,}04 = 6 mL/jam/m².
• Bunga sempurna punya benang sari dan putik. Bunga lengkap punya kelopak, mahkota, benang sari, dan putik.
• Serangga = entomogami; burung = ornitogami; kelelawar = kiropterogami.
• Calon akar = radikula; calon batang dan daun = plumula; cadangan makanan = kotiledon.
• Karena ia hidup di tanah miskin nitrogen. Serangga menjadi sumber tambahan mineral, bukan sumber energi.
• Untuk protein, klorofil, dan asam nukleat; tidak untuk amilum yang hanya tersusun dari C, H, dan O.

Rangkuman

• Organ pokok: akar, batang, daun. Organ tambahan: bunga, buah, biji.
• Jaringan khas akar: endodermis dan perisikel. Akar serabut = monokotil, akar tunggang = dikotil.
• Urutan batang dikotil dari luar: epidermis – korteks – floem – kambium – xilem – empulur. Kambium menyebabkan pertumbuhan sekunder dan membentuk lingkaran tahun.
• Berkas pembuluh monokotil tersebar dan tanpa kambium; dikotil melingkar dan berkambium. Rimpang adalah modifikasi batang.
• Daun: kutikula (tebal pada talas), epidermis (tanpa klorofil), palisade (kloroplas terbanyak), bunga karang, berkas pengangkut, stomata (pertukaran gas).
• Stomata membuka memasukkan CO₂ tetapi mengeluarkan uap air; pada cuaca terik stomata menutup sehingga terjadi fotorespirasi. Pada kaktus, yang berfotosintesis adalah batang.
• Xilem mengangkut air dan mineral ke atas; floem mengangkut hasil fotosintesis dan punya sel pengiring. Mencangkok memutus floem, xilem tetap utuh.
• Jalur air: bulu akar → korteks → endodermis → xilem akar → xilem batang → xilem daun → mesofil.
• Fotosintesis: bahan CO₂ dan air; syarat cahaya dan klorofil; hasil glukosa dan oksigen. Energi cahaya → kimia; O₂ berasal dari air; tumbuhan hijau adalah autotrof.
• Klorofil menangkap cahaya, kloroplas tempatnya. Daun merah tetap berfotosintesis.
• Percobaan Sachs membuktikan fotosintesis menghasilkan amilum dan memerlukan cahaya; alkohol dipakai untuk melarutkan klorofil. Percobaan Ingenhousz membuktikan dihasilkannya oksigen.
• Transpirasi = uap lewat stomata; gutasi = tetes air lewat hidatoda. Keduanya dipasok xilem. Laju transpirasi = volume ÷ (waktu × luas daun). Jumlah floem tidak memengaruhi.
• Bunga: putik (betina, di pusat) dan benang sari (jantan, mengelilingi). Sempurna = ada keduanya; lengkap = ada empat bagian. Bunga matahari adalah bunga majemuk.
• Penyerbukan: anemogami (angin), hidrogami (air), entomogami (serangga), ornitogami (burung), kiropterogami (kelelawar), antropogami (manusia).
• Biji: kotiledon (cadangan makanan), plumula (calon batang-daun), radikula (calon akar). Penyebaran: anemokori, hidrokori, zookori, antropokori.
• Adaptasi: xerofit (kaktus dan Euphorbia — modifikasi organ yang sama), hidrofit (teratai, stomata di atas), kantong semar (tetap berfotosintesis), tanah miskin hara (akar luas, mikoriza, bintil akar Rhizobium).
• Nitrogen dipakai untuk protein, klorofil, dan asam nukleat — bukan amilum. Unsur hara terbanyak di lapisan humus.
• Akar menunjukkan geotropisme positif; nasti tidak ditentukan arah rangsang. Dinding sel tumbuhan dari selulosa, bakteri dari peptidoglikan, jamur dari kitin.
• Tumbuhan berbunga selalu Angiospermae (monokotil atau dikotil); Gymnospermae memakai strobilus. Paku dan lumut berspora dan bergamet jantan berflagel.

Penutup

Kalau kamu perhatikan kembali, seluruh tubuh tumbuhan sebenarnya disusun untuk menjawab satu masalah besar: ia tidak bisa berpindah tempat.

Karena tidak bisa mencari air, akarnya melebar dan berbulu untuk menjangkau air sebanyak mungkin. Karena tidak bisa mencari makan, daunnya melebar dan penuh kloroplas untuk menangkap cahaya. Karena tidak bisa mencari pasangan, bunganya berwarna dan beraroma untuk mengundang serangga datang. Dan karena anaknya tidak boleh tumbuh berdesakan di bawah induknya, bijinya dibuat bersayap, berdaging, atau mengapung agar bisa pergi jauh.

Jadi ketika kamu menghadapi soal tentang struktur tumbuhan, coba tanyakan: bentuk ini menyelesaikan masalah apa? Dari situ, fungsinya biasanya langsung terjawab sendiri.