biologi sma bab plantae

Bab 8
Dunia Tumbuhan
Dunia Tumbuhan (Plantae)
Tumbuhan Tidak
Berpembuluh
Tumbuhan
Berpembuluh
Lumut
(Bryophyta)
1. Kelas Hepaticopsida
(Lumut Hati)
Berpembuluh
2. Kelas Anthoceropsida
(Lumut Tanduk)
3. Kelas Bryopsida
(Lumut Sejati atau Daun)
Tumbuhan Paku
(Pteridophyta)
Tumbuhan Biji
(Spermatophyta)
1. Psilophytinae (Paku Purba)
2. Lycopodinae (Paku Rambut)
3. Equisetinae (Paku Ekor Kuda)
d. Filicinae (Paku Sejati)
5. Hydropteridales (Paku Air)
Tumbuhan Berkeping Satu
(Monokotil)
1. Gramineae (Suku Rumput-rumputan)
2. Musaceae (Suku Pisang-pisangan)
3. Palmae (Suku Pinang-pinangan)
4. Zingiberaceae (Suku Jahe-jahean)
5. Orchidaceae (Suku Anggrekanggrekan)
Tumbuhan Biji Terbuka
(Gymnospermae)
Tumbuhan Biji Tertutup
(Angiospermae)
1. Cycadinae
2. Gnetinae
3. Coniferae
Tumbuhan Berkeping Dua
(Dikotil)
1. Papillonaceae (Suku Kacang-kacangan)
2. Solanaceae (Suku Terung-terungan)
3. Euphorbiaceae (Suku Jarak-jarakan)
4. Myteceae (Suku Jambu-jambuan)
5. Rosaeae (Suku Mawar-mawaran)
Tujuan
Mendeskripsikan ciri-ciri divisio dalam dunia tumbuhan
dan peranan bagi kehidupan manusia
Peta konsep di bawah ini merupakan bahasan materi dalam bab ini. Pelajari
dan pahami agar kamu mempunyai gambaran sebelum membaca uraian materi
tentang dunia tumbuhan.
Dibagi menjadi
Dibagi menjadi
Dibagi menjadi
Dibagi menjadi Dibagi menjadi
Dibedakan menjadi
Terdiri dari
Dibedakan menjadi
Dibagi menjadi
154 Biologi Kelas X
Di alam ini terdapat lebih dari 300.000 jenis tumbuh-tumbuhan.
Bermacam tumbuhan tersebut dapat diklasifikasikan menjadi sejumlah
divisi. Divisi dibagi lagi pada tingkatan yang lebih rendah meliputi kelas,
bangsa, suku, marga, dan jenis. Masing-masing diberi nama sesuai dengan
Kode International Tata Nama Tumbuhan yang dapat dijadikan sebagai
sarana referensi dan indikasi untuk kategori nama takson yang sesuai.
Tumbuhan (plantae) merupakan makhluk hidup yang telah memiliki
akar, batang, dan daun sejati. Tumbuhan ini bersifat eukariot,
multiseluler, mengandung klorofil, dapat melakukan fotosintesis, memiliki
alat reproduksi multiseluler, dapat bereproduksi secara seksual dan
aseksual, ada pergantian generasi, serta dinding selnya tersusun dari
selulosa. Biasanya hidup di daratan (tanah) dan berfungsi sebagai sumber
utama oksigen bagi atmosfer bumi.
Pada klasifikasi makhluk hidup dalam lima kingdom, makhluk hidup
yang termasuk dalam kingdom Plantae adalah tumbuhan lumut, tumbuhan
paku, dan tumbuhan biji. Berdasarkan perbedaan dan persamaan
morfologisnya, tumbuhan terbagi menjadi dua kelompok besar, yaitu
kelompok tumbuhan tidak berpembuluh dan kelompok tumbuhan yang
berpembuluh. Pembuluh ini berfungsi untuk mengalirkan sari-sari makanan
ke seluruh tubuh.
A. Tumbuhan Tidak Berpempuluh
Tumbuhan ini disebut tumbuhan tidak berpembuluh karena tidak
memiliki akar, batang, dan daun sejati. Tumbuhan ini tidak mempunyai
saluran atau pembuluh yang khusus untuk mengalirkan zat makanan,
air, garam, dan mineral ke seluruh bagian tubuh. Bryophyta (lumut) dan
Lichenes (lumut kerak) merupakan tumbuhan yang termasuk dalam
kelompok ini.
1. Bryophyta (Lumut)
Tumbuhan yang termasuk dalam divisi Bryophyta mempunyai
beberapa ciri, antara lain, telah mempunyai lapisan pelindung (kutikula
dan gametangia), struktur tubuhnya mempunyai generasi gametofit,
sperma diproduksi oleh anteridium dan ovum diproduksi oleh
arkegonium. Lumut biasa hidup di tempat-tempat yang lembap dan tidak
terkena cahaya matahari, seperti dinding bata basah, tebing, atau di
kulit kayu yang lembap. Tumbuhan lumut belum mempunyai batang,
daun dan akar yang sebenarnya, tetapi sudah memiliki buluh-buluh halus
semacam akar yang disebut rizoid. Selain itu, lumut juga sudah memiliki
klorofil.
Perkembangbiakan Lumut
Lumut dapat berkembang biak dengan cara aseksual dan seksual.
Kedua pembiakan tersebut berlangsung silih berganti sehingga terjadi
pergantian keturunan atau pergiliran keturunan (metagenesis). Tumbuhan
yang menghasilkan sel kelamin (gametofit) pada umumnya lebih menonjol
daripada tumbuhan yang menghasilkan spora (sporofit). Pada tumbuhan
lumut-lumutan, gametofit lebih menonjol. Jika pada satu tumbuhan terjadi
pergantian dari sporofit ke gametofit atau sebaliknya, tumbuhan tersebut
dikatakan melakukan metagenesis.
Metagenesis diawali dengan berkecambahnya spora yang sangat
kecil (haploid) menjadi protalium (protonema). Protonema ada yang
tumbuh menjadi besar dan ada yang tidak tumbuh. Di dalam protonema
Dunia Tumbuhan 155
terdapat kuncup yang tumbuh dan berkembang menjadi tumbuhan lumut
(gametofit). Tumbuhan lumut merupakan lembaran-lembaran daun
(hepaticae). Ada juga yang memiliki habitus seperti pohon kecil
dilengkapi batang dan daun (musci), akar bukan akar sejati, tetapi hanya
berupa benang-benang menyerupai akar yang disebut rizoid. Pada
tumbuhan lumut (gametofit) dibentuk gametangium, yaitu sel kelamin
jantan (spermatozoid) dan sel kelamin betina (ovum). Sel kelamin jantan
ini dihasilkan oleh anteridium dan sel kelamin betina dihasilkan oleh
arkegonium. Peleburan spermatozoid dan ovum akan menghasilkan zigot
yang terus berkembang menjadi embrio yang diploid. Embrio kemudian
akan tumbuh menjadi suatu badan yang bulat dengan tangkai pendek
atau panjang yang disebut sporogonium (tumbuhan sporofit). Dalam
bagian yang bulat tersebut dibentuk spora sehingga sering disebut
dengan kapsul spora yang identik dengan sporogonium. Spora akan
terkumpul dalam kotak spora (sporangium). Jika spora jatuh di tempat
yang lembap dan sesuai dengan tempat tumbuhnya, spora akan tumbuh
menjadi protonema dan protonema akan tumbuh menjadi tumbuhan
lumut dan begitu seterusnya.
Beberapa jenis lumut dapat bersifat kosmopolit karena dapat
ditemukan di berbagai tempat. Selain itu, bentuk dan ukuran lumut juga
sangat beragam. Berdasarkan bentuk tubuhnya, lumut dapat dibedakan
menjadi dua kelas, yaitu lumut hati (Hepaticopsida), lumut tanduk
(Anthoceropsida), dan lumut sejati (Bryopsida).
a. Kelas Hepaticopsida (Lumut Hati)
Lumut hati biasa hidup di tempat yang basah sehingga tubuhnya
berstruktur higromorf. Ada juga yang hidup di tempat-tempat yang
sangat kering, seperti di kulit pohon, di atas tanah, atau batu cadas
sehingga tubuhnya berstruktur xeromorf. Di dalam tubuh lumut terdapat
alat penyimpan air sehingga dalam keadaan kekeringan tidak
mengakibatkan lumut mati.
Lumut hati merupakan tumbuhan penutup tanah yang daunnya
berbentuk lembaran-lembaran yang berkelok di bagian pinggirnya,
memiliki semacam akar yang tumbuh dari permukaan bawah tumbuhan
hidup di tempat yang lembap, dan tidak terkena cahaya matahari.
Protonema lumut hati kebanyakan hanya berkembang menjadi suatu
buluh pendek dan sebagian besar lumut hati memiliki sel yang
mengandung minyak astri.
Lumut hati dapat berkembang biak secara aseksual dengan
pembentukan kuncup atau gemma dan secara seksual dengan pembentukan
anteridium penghasil sperma dan pembentukan arkegonium
penghasil ovum. Lumut hati juga mengalami pergiliran keturunan
(metagenesis).
Marchantiales
Marchantiales terbagi dalam dua suku, yaitu suku Marchantiaceae
dan suku Ricciaceae. Sebagai contoh dapat diambil dari suku
Marchantiaceae, yaitu Marchantia polymorpha. Lumut ini mempunyai
bentuk talus yang menyerupai pita, agak tebal, berdaging, cabang
menggarpu, serta rusuk tengah tidak begitu jelas dan menonjol. Bagian
bawah talus terdapat sisik perut dan rizoid. Bagian atas talus dilindungi
oleh lapisan kutikula sehingga tidak dapat ditembus air dan terlihat
berpetak-petak. Pada bagian petak terdapat ruang udara, di tengah
Spora
Protalium (Protonema)
Tumbuhan Lumut
(Gametofit)
Arkegonium
Spermatozoa Ovum
Zigot
Tumbuhan
Sporofit
Sporangium
Spora
Anteridium
Gambar 8.1 Marchantia
polymorpha
(a) Anteridiofor pendukung
anteridium
(b) Arkegoniofor pendukung
arkegonium
(Sumber: Taksonomi Tumbuhan,
2005)
156 Biologi Kelas X
petak terdapat liang udara yang menghubungkan dengan udara luar.
Pada dasarnya terdapat kloroplas dan tempat berlangsungnya
fotosintesis. Cadangan makanan ditimbun pada jaringan talus yang tidak
mengandung klorofil.
Perkembangbiakan secara aseksual pada gametofit dilakukan
dengan pembentukan kuncup-kuncup eram. Gametangium Marchantiales
berupa cabang talus yang berdiri tegak, bagian bawah cabang menggulung,
dan dalam gulungan tersebut terdapat rizoid. Bagian atas cabang
bercabang menggarpu dan akhirnya membentuk badan menyerupai
bintang. Anteridium dan arkegonium terletak pada tempat terpisah.
Pendukung anteridium disebut anteridiofor, berbentuk menyerupai
tangkai dengan cakram bertoreh delapan pada ujungnya, dan di atas
cakram terdapat ruangan mirip botol yang bermuara ke atas. Ruanganruangan
ini berisi anteridium. Antarruangan dipisahkan oleh jaringan yang
mengandung ruang udara. Spermatozoid dihasilkan di dalam anteridium.
Jika antheridium telah masak, sel dindingnya akan menjadi lendir dan
mengembang hingga akhirnya spermatozoid akan keluar dan terkumpul
dalam suatu tetes air hujan yang terletak di atas anteridiofor.
Pendukung arkegonium disebut arkegoniofor. Berbentuk seperti
bintang dengan kaki berjumlah 9, tepi melipat ke bawah yang
mengakibatkan sisi atas bagian arkegoniofor, dan menghadap ke bawah.
Kondisi ini menyebabkan arkegonium seolah-olah berada di sisi bawah
badan bintang tadi. Letak arkegonium dan arkegoniofor berderet menurut
arah jari-jari yang dilindungi oleh selaput bergigi yang disebut periketium.
Sel telur diproduksi di dalam arkegonium.
Pembuahan terjadi pada musim hujan. Pada saat itu, percikan air
hujan yang mengandung spermatozoid terlempar dari anteridiofor ke
arkegoniofor. Hasil pembuahan berupa zigot yang akan berkembang
menjadi embrio bersel banyak akhirnya membentuk sporogonium bertangkai
pendek, kecil, berbentuk bulat, dan berwarna hijau. Sel teratas
membentuk kapsul spora dan sel bawah membentuk tangkai dan kaki
sporogonium. Kapsul spora Marchantiales dapat menghasilkan beratus
ribu spora. Jika jatuh di tempat yang sesuai, spora ini akan berkecambah
membentuk protonema dan seterusnya. Contoh lumut yang termasuk
suku Marchantiaceae adalah Marchantia polymorpha, M. geminata, dan
Reboulia hemisphaerica, sedangkan yang termasuk suku Ricciaceae
adalah Riccia fluitans, R. nutans, dan R. trichocarpa.
b. Kelas Anthoceropsida (Lumut Tanduk)
Anthocerotales (lumut tanduk) biasa hidup melekat di atas tanah
dengan perantara rizoidnya. Lumut tanduk mempunyai talus yang
sederhana dan hanya memiliki satu kloroplas pada tiap selnya. Pada
bagian bawah talus terdapat stoma dengan dua sel penutup.
Lumut tanduk juga mengalami pergiliran keturunan (metagenesis)
ketika fase sporofit dan fase gametofit terjadi secara bergiliran. Susunan
sporogonium lumut tanduk lebih rumit jika dibandingkan dengan lumut
hati lainnya. Gametofitnya mempunyai cakram dan tepi bertoreh.
Sepanjang poros bujurnya terdapat sederetan sel mandul yang disebut
kolumela. Kulomela dilindungi oleh arkespora penghasil spora. Dalam
askespora, selain spora, juga dihasilkan sel mandul yang disebut elatera.
Tidak seperti lumut hati lainnya, masaknya kapsul spora pada
sporogonium lumut tanduk tidak bersamaan, tetapi berurutan dari bagian
atas sampai pada bagian bawah.
Gambar 8.2
(a) Pembentukan anteridium
(b) Pembentukan arkegonium
pada Marchantiales
(Sumber: Taksonomi tumbuhan,
2005)
Dunia Tumbuhan 157
Contoh lumut tanduk adalah Anthoceros laevis, A. fusifermis, dan
Notothulus valvata.
c. Kelas Bryopsida (Lumut Sejati)
Lumut sejati juga disebut dengan lumut daun. Kurang lebih terdapat
12.000 jenis lumut daun yang ada di alam ini. Lumut daun dapat tumbuh
di tanah-tanah gundul yang secara periodik mengalami kekeringan, di
atas pasir bergerak, di antara rumput-rumput, di atas batu cadas, batang
pohon, di rawa-rawa, dan sedikit yang terdapat di dalam air.
Di daerah kering, badan lumut ini dapat berbentuk seperti bantalan,
sedangkan yang hidup di tanah hutan dapat berbentuk seperti lapisan
permadani. Lumut di daerah lahan gambut dapat menutupi tanah sampai
beribu kilometer. Lumut ini hampir tidak pernah mengisap air dari dalam
tanah, tetapi justru banyak melindungi tanah dari penguapan air yang
terlalu besar. Lumut daun merupakan tumbuhan yang berdiri tegak, kecil,
dan letak daunnya tersusun teratur mengelilingi tangkainya seperti spiral.
Pada tempat yang sesuai, spora akan berkecambah membentuk
protonema. Protonema ini terdiri atas benang berwarna hijau, fototrof,
bercabang-cabang, dan dapat dilihat dengan mata biasa karena mirip
seperti hifa cendawan. Dari protonema, muncul rizoid yang masuk ke
dalam tanah. Pada keadaan cukup cahaya, protonema akan membentuk
kuncup yang dapat berkembang menjadi tumbuhan lumut. Terjadinya
kuncup diawali dengan adanya tonjolan-tonjolan ke samping pada cabang
protonema. Lama-kelamaan pada ujungnya akan terjadi sel berbentuk
piramida yang meristematik. Jika sel piramida terputus, akan tumbuh
anakan baru dari sel tersebut. Terbentuknya banyak kuncup menyebabkan
tumbuhan lumut tersusun seperti rumpun. Alat kelamin Musci
terkumpul pada ujung batang atau ujung cabang dan dikelilingi oleh daun
paling atas. Ada yang berumah satu dan ada yang berumah dua.
Pada Musci, kapsul sporanya memiliki kolumela yang terletak di
tengah dan dikelilingi oleh ruang yang berisi spora. Pada sporogonium
muda, ruang sporanya diselimuti oleh jaringan asimilasi dan dibatasi oleh
epidermis dari udara luar. Kolumela inilah yang berfungsi sebagai pemberi
makanan dan penyimpan air bagi spora yang baru terbentuk. Di bawah
kapsul spora terdapat mulut kulit. Susunan kapsul yang telah masak
sangat khusus. Hal ini ditandai dengan mudahnya kapsul pecah sehingga
spora terhambur keluar. Dengan bantuan seta, kapsul dapat terangkat
sehingga spora yang terhambur mudah tertiup angin. Perkembangan
embrio lebih cepat dari perkembangan dinding sel arkegonium sehingga
embrio bertambah panjang dan menyebabkan robeknya dinding
arkegonium. Bagian atas yang tetap menyelubungi kapsul spora disebut
kaliptra dan bagian bawahnya sebagai sarung pada pangkal seta yang
disebut vaginula.
Contoh Musci adalah Andreaea petrophila, A. rupestris, Sphagnum
fimbriatum, S. squarrosum, S. acutifolium, Polytrichum commune,
Hypnodendron reinwardtii, Mniodendron divaricatum, Pogonatum
cirrhatum, dan Georgia pellucida.
Latihan
1. Sebutkan ciri-ciri tumbuhan tak berpembuluh!
2. Sebutkan perbedaan Bryophyta dan Lichenes!
3. Di manakah tempat yang sering ditumbuhi lumut?
Gambar 8.3 (a) Andreaea
rupetris; (b) Sphagnum
(Sphagnacces)
(Sumber: Taksonomi tumbuhan,
2005)
(a)
(b)
Gambar 8.4
(a) Sphagnum fimbriatum;
(b) Sphagnum squarrosum; (c)
Sphagnum acutifolium
(Sumber: Taksonomi Tumbuhan,
2005)
Gambar 8.5
(a) Polytricum commune
(b) Pogonatum
(c) Mniodendron divaricatum
dan kapsul spora
(Sumber: Taksonomi Tumbuhan,
2005)
(a) (b) (c)
(a) (b) (c)
158 Biologi Kelas X
4. Mengapa lumut kerak disebut sebagai tumbuhan perintis?
5. Apakah tumbuhan lumut bermanfaat bagi manusia? Jelaskan!
Tugas
Buatlah gambar tentang pergiliran pada tumbuhan lumut sesuai
dengan diagram pergiliran keturunan pada tumbuhan lumut! Diskusikan
gambar yang kamu buat dengan teman kelompokmu!
B. Tumbuhan Berpembuluh
Tumbuhan berpembuluh merupakan tumbuhan yang lebih sempurna
daripada tumbuhan tidak berpembuluh karena telah memiliki akar,
batang, dan daun. Selain itu, juga telah memiliki pembuluh yang
merupakan jaringan pengangkut. Jaringan pengangkut berupa dua
pembuluh, yaitu pembuluh xilem dan pembuluh floem. Xilem berfungsi
untuk menyerap air dan garam mineral dari dalam tanah dan diangkut
ke daun. Floem berfungsi untuk mengangkut sari makanan hasil
fotosintesis dan mengedarkannya ke seluruh tubuh tanaman.
Tumbuhan berpembuluh ini terdiri atas dua kelompok, yaitu
tumbuhan paku (Pteridophyta) dan tumbuhan biji (Spermatophyta).
Tumbuhan biji dibagi lagi menjadi tumbuhan berbiji terbuka
(gymnospermae) dan tumbuhan berbiji tertutup (angiospermae).
1. Tumbuhan Paku (Pteridophyta)
Tumbuhan paku merupakan tumbuhan yang telah memiliki kormus
atau tumbuhan yang sudah mempunyai akar, batang, dan daun sejati,
juga telah memiliki jaringan pengangkut xilem dan floem yang terdapat
pada daun, batang, dan akarnya. Tumbuhan paku dapat hidup di atas
tanah atau batu, menempel di kulit pohon (epifit), di tepi sungai di tempattempat
yang lembap (higrofit), hidup di air (hidrofit), atau di atas sampah
atau sisa tumbuhan atau hewan (saprofit).
Sebagian besar tumbuhan paku mempunyai batang yang tumbuh
di dalam tanah yang disebut rhizoma. Daun mulai tumbuh dari rhizoma
tersebut. Daun paku muda ujungnya selalu menggulung. Daun paku
dewasa terdiri atas daun fertil dan daun steril. Daun steril adalah daun
yang tidak ada bintil-bintil hitam di permukaan bawah daunnya. Daun
ini disebut juga daun mandul. Daun fertil adalah daun paku yang di
permukaan bawah daunnya terdapat bintil-bintil kehitaman. Daun ini
disebut juga daun subur. Bintil-bintil kehitaman yang terletak di
permukaan bawah daun ini adalah kumpulan sporangium yang disebut
sorus.
a. Cara Berkembang Biak Tumbuhan Paku
Alat perkembangbiakan tumbuhan paku yang utama adalah spora.
Tumbuhan paku dapat berkembang biak secara aseksual dan seksual.
Seperti pada tumbuhan lumut, daur perkembangbiakan tumbuhan paku
juga mengalami pergiliran keturunan. Perkembangbiakan secara aseksual
dilakukan dengan menggunakan rizom atau pertunasan dan secara seksual
terjadi secara pergiliran keturunan antara dua generasi.
Pergiliran keturunan pada tumbuhan paku terjadi secara bergantian
antara generasi sporofit dan generasi gametofit. Generasi sporofit adalah
tumbuhan paku itu sendiri, yaitu tumbuhan paku (sporofit) yang
Gambar 8. 6
Sorus pada tumbuhan paku
(Sumber: Koleksi pribadi, 2006)
Dunia Tumbuhan 159
menghasilkan spora. Tumbuhan paku (sporofit) dapat tumbuh dan
bertunas melakukan perkembangbiakan secara aseksual. Spora yang
dikeluarkan dari sporangium dan jatuh di tempat yang sesuai akan
berkembang menjadi protalium.
Protalium adalah gametofit pada tumbuhan paku. Protalium
berumur lebih pendek daripada sporofit. Protalium berbentuk seperti
jantung, berwarna hijau, dan melekat pada subtratnya dengan rizoid.
Protalium akan berkembang menjadi anteridium dan arkegonium.
Anteridium menghasilkan sperma, sedangkan arkegonium menghasilkan
ovum. Pembuahan hanya berlangsung jika ada air. Peleburan sperma
dan ovum menghasilkan zigot. Zigot akan tumbuh menjadi tumbuhan
paku yang diploid. Tumbuhan paku dewasa akan menghasilkan spora.
Spora akan tumbuh lagi menjadi protalium dan begitu seterusnya hingga
berulang siklus pergiliran keturunan.
Kebanyakan tumbuhan paku (Filicinae) mempunyai spora dengan
sifat-sifat yang sama dan setelah berkecambah, menghasilkan protalium
yang mempunyai anteridium dan arkegonium. Jenis paku yang
menghasilkan spora yang sama besar dan berumah satu disebut dengan
paku homospor atau isospor. Akan tetapi, pada tumbuhan paku lainnya,
seperti Selaginellales dan Hydropteridales, protaliumnya tidak sama besar
dan berumah dua yang disebut dengan paku heterospor. Pemisahan jenis
kelamin telah terjadi sejak pembentukan spora, selain berbeda jenis
kelamin, ukuran juga berbeda. Ada yang berukuran besar dan
mengandung banyak cadangan makanan yang disebut makrospora atau
megaspora yang terbentuk dalam makrosporangium. Jika berkecambah,
akan tumbuh menjadi protalium yang mengandung arkegonium yang
disebut makroprotalium atau protalium betina. Yang berukuran kecil
dinamakan mikrospora yang terbentuk dalam mikrosporangium.
Mikrospora akan tumbuh menjadi protalium yang mengandung
anteridium yang disebut mikroprotalium atau protalium jantan.
Untuk menambah pengetahuan tentang perkembangbiakan
tumbuhan paku, marilah kita perhatikan skema pergiliran keturunan paku
homospor (kiri) dan paku heterospor (kanan) berikut ini.
Spora
Protalium
(Gametofit)
Anteridium Arkegonium
Sperma Ovum
Zigot
Tumbuhan Paku
Sporangium
Spora
Mikrospora Makrospora
Mikroprotalium Makroprotalium
Anteridium Arkegonium
Spermatozoid Ovum
Zigot
Tumbuhan Paku
Mikrosporofil Makrosporofil
Mikrosporangium Makrosporangium
Spora
Protalium
Anteridium Arkegonium
Sperma Ovum
Zigot
Tumbuhan Paku
Sporofil
Sporangium
Fase
Gametofit (n)
Fase
Sporofit (2n)
160 Biologi Kelas X
b. Klasifikasi Tumbuhan Paku
Selain paku homospor dan heterospor, juga terdapat paku peralihan
seperti paku ekor kuda (Equisetum debile). Spora yang dihasilkan
mempunyai ukuran yang sama dan dapat dibedakan antara spora jantan
dan spora betina.
Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa berdasarkan sifat
sporanya, tumbuhan paku dibedakan menjadi tumbuhan paku yang
bersifat homospor, heterospor, dan peralihan.
Tumbuhan paku dapat diklasifikasikan menjadi empat kelompok,
yaitu Psilophytinae (paku purba), Lycopodinae (paku rambut),
Equisetinae (paku ekor kuda), dan Filicinae (paku sejati).
1 ) Psilophytinae (Paku Purba)
Sebagian jenis paku purba telah banyak yang punah. Sekarang ini
hanya tinggal sedikit jenis paku purba yang masih ada. Anggota paku
purba merupakan paku telanjang (tidak daun) atau memiliki daun kecilkecil
(mikrofil) yang belum terdeferensiasi. Ada sebagian yang belum
memiliki akar, bercabang menggarpu dengan sporangium pada ujung
batang dan bersifat homospor.
Contoh paku purba, antara lain, Rhynia major, Taeniocrada
deeheniana, Zosterophyllum australianum, Asteroxylon mackei,
Asteroxylon elberfeldense, Psilotum nudum, Psilotum triquetrum, dan
Tmesipteris tannensis. Dari contoh di atas, hanya bangsa Psilotum yang
masih dapat ditemukan sampai sekarang, misalnya, Psilotum nudum masih
terdapat di Pulau Jawa, Psilotum triquetrum hanya terdapat di daerah
tropika, dan Tmesipteris tannensis di Australia.
2 ) Lycopodinae (Paku Rambut)
Jenis tumbuhan paku ini daunnya kecil-kecil, tidak bertangkai, dan
bertulang satu. Daun ada yang berbentuk seperti jarum dan tersusun
rapat menurut garis spiral serta tidak mengandung klorofil sehingga tidak
dapat berfotosintesis. Makanan diperoleh dari jamur yang bersimbiosis
dengannya. Tumbuhan ini biasa hidup dengan menempel pada batang
pohon. Sporofil merupakan daun penghasil sporangium. Contohnya
adalah Lycopodium clavatum (bahan obat-obatan), Lycopodium
cernuum (buket bunga), Selaginella selaginoides, Selaganella caudata,
dan Isoetes lacustris. Ada juga Lycopodiinae yang telah menjadi fosil,
seperti Drepanophycus spinaeformis yang merupakan tumbuhan paku
tertua dan Protolepidodendron scharynum.
3 ) Equisetinae (Paku Ekor Kuda)
Paku ekor kuda sampai sekarang masih dapat ditemukan,
khususnya di tempat-tempat yang lembap. Batangnya bercabang,
berkarang, beruas-ruas, dan mengandung zat kersik yang dapat dijadikan
bahan penggosok, contohnya, Equisetum.
4 ) Filicinae (Paku Sejati)
Tumbuhan paku sejati juga disebut dengan tumbuhan paku benar.
Tumbuhan paku ini merupakan kelompok tumbuhan paku yang sering
kita jumpai karena sering dijadikan tanaman hias, seperti suplir (Adiantum
cuneatum), simbar menjangan (Platycerium coronatium), dan paku
sarang burung (Asplenium nidus).Tumbuhan ini biasa hidup di tempat
Gambar 8.7 Psilotum triquetrum
(Sumber: http://alpha.fmarion.edu)
Gambar 8.8 Lycopodium cernuum
dan Selaginella caudata
(Sumber: http://alpha.fmarion.edu)
Gambar 8.9 Equisetum debile
dan Asplenium nidus
(Sumber: Taksonomi
Tumbuhan)
Dunia Tumbuhan 161
yang lembap dan sedikit berair. Daun lebar dan tulang daunnya terlihat
jelas. Selain itu, tidak ada perbedaan bentuk daun antara daun fertil
dan daun streril.
5 ) Hydropteridales (Paku Air)
Paku air merupakan tumbuhan paku yang hidup di air, misalnya,
Salvinia natans dan Marsilea crenata (semanggi).
Latihan
1. Sebutkan ciri-ciri tumbuhan berpembuluh dan tumbuhan tidak
berpembuluh!
2. Sebutkan perbedaan tumbuhan lumut dengan tumbuhan paku!
2. Tumbuhan Biji (Spermatophyta)
Selain tumbuhan lumut dan paku-pakuan, juga terdapat tumbuhan
lain, seperti melinjo, padi, kelapa, mangga, pepaya, dan durian. Semua
tumbuhan ini termasuk dalam kelompok tumbuhan biji (spermatophyta).
Tumbuhan biji adalah jenis tumbuhan yang paling sempurna, baik
alat tubuh maupun alat perkembangbiakannya. Tumbuhan biji memiliki
alat tubuh yang lengkap yang terdiri dari akar, batang, dan daun. Tiaptiap
alat tubuh tersebut mempunyai fungsi yang jelas. Alat
perkembangbiakannya berupa bunga dan biji.
Akar berfungsi untuk menyerap air dan mineral dari dalam tanah.
Akar berasal dari titik tumbuh akar yang terdapat pada jaringan
embrional. Akar merupakan bagian bawah suatu tanaman yang
umumnya tumbuh dan berkembang di bawah permukaan tanah. Ada
dua sistem perakaran pada tumbuhan tingkat tinggi, yaitu akar tunggang
dan akar serabut.
Pada tumbuhan berkeping dua (dikotil), sistem perakarannya
merupakan akar tunggang. Akar ini terdiri atas satu akar pokok yang
dapat tumbuh membesar dan memanjang. Di sekitar akar ini akan
tumbuh rambut-rambut akar yang lebih halus. Pada tumbuhan dikotil,
batas antara akar dan batang tidak jelas. Dapat diperhatikan bahwa
bagian tanaman yang tumbuh ke atas permukaan tanah dapat disebut
batang dan yang tumbuh ke dalam tanah disebut dengan akar. Contoh
tanaman yang memiliki akar tunggang adalah mangga, jambu, dan cabai.
Pada tumbuhan berkeping satu (monokotil) sistem perakarannya
merupakan akar serabut. Akar serabut ini tidak mempunyai akar pokok,
tetapi pangkal tumbuhnya berasal dari batang tumbuhan sehingga terlihat
sebagai serabut-serabut halus yang menyebar yang berpangkal dari
bagian pangkal batang. Contoh tanaman yang memiliki akar serabut
adalah jagung, pisang, dan rumput-rumputan.
Batang merupakan bagian tanaman yang berfungsi untuk menopang
dedaunan yang menghasilkan pangan dan menghubungkannya dengan
akar yang menyerap air dan unsur hara. Selain itu, batang juga berfungsi
sebagai alat penyimpan makanan. Batang berasal dari titik tumbuh
batang yang terdapat pada jaringan embrional. Berkas-berkas pembuluh
pada batang merupakan perpanjangan berkas pembuluh pada akar,
tetapi penyusunannya agak berbeda. Selain itu, susunan berkas-berkas
pada batang monokotil secara nyata berlainan dengan susunan berkas
pada batang dikotil.
Gambar 8.11 Contoh tumbuhan
monokotil
(Sumber: Majalah Trubus, edisi
331, Juni 1997 )
Gambar 8.10 Contoh tumbuhan
dikotil
(Sumber: Majalah Trubus, edisi
284, Juli 1997)
162 Biologi Kelas X
Daun yang banyak mengandung klorofil berfungsi sebagai tempat
pembuatan makanan bagi tumbuhan melalui proses fotosintesis. Selain
itu, daun juga berfungsi untuk transpirasi. Fotosintesis adalah proses
pembentukan karbohidrat atau energi oleh klorofil, karbon dioksida dari
udara, dan air dari dalam tanah diubah menjadi karbohidrat dengan
bantuan cahaya matahari. Transpirasi adalah hilangnya air dari tubuh
tanaman dalam bentuk uap melalui stomata. Transpirasi pada hakikatnya
sama dengan penguapan. Transpirasi dapat terjadi melalui kutikula,
stomata, ataupun lentisel. Sebagian besar transpirasi terjadi pada stomata
di dalam daun karena hilangnya molekul-molekul air dari tubuh tanaman
sebagian besar melalui daun.
Bunga merupakan organ yang penting untuk perkembangbiakan
tumbuhan. Pada tumbuhan biji, bunga merupakan organ untuk
perkembangbiakannya. Pada prinsipnya, setiap bunga selalu memiliki
bagian yang sama yang terdiri atas dua bagian, yaitu perhiasan bunga
dan alat kelamin. Perhiasan bunga terdiri atas dua bagian, yaitu mahkota
bunga dan kelopak bunga. Mahkota bunga biasanya berbentuk seperti
lembaran dengan warna yang mencolok. Warna yang mencolok ini dapat
menarik serangga yang dapat membantu penyerbukan. Mahkota bunga
terletak di lingkaran mengelilingi benang sari dan putik sehingga mahkota
bunga ini juga berfungsi untuk melindungi benang sari dan putik. Kelopak
bunga biasanya berwarna hijau yang terletak di lingkaran luar mengelilingi
mahkota bunga. Kelopak bunga sangat penting karena pada saat bunga
masih kuncup, kelopak bunga ini dapat melindungi bagian bunga di
dalamnya. Alat reproduksi (alat kelamin bunga) terdiri atas alat kelamin
betina berupa putik dan alat kelamin jantan berupa benang sari.
Jatuhnya serbuk sari di kepala putik disebut dengan penyerbukan.
Dari penyerbukan ini akan berlanjut pada pembuahan. Hasil pembuahan
adalah zigot. Zigot akan berkembang menjadi embrio. Embrio akan terus
berkembang menjadi individu baru. Demikian juga yang terjadi pada
bakal buah dan bakal biji. Setelah terjadi pembuahan, perhiasan bunga
dan benang sari akan gugur, bakal buah akan berkembang menjadi buah
dan bakal biji akan berkembang menjadi biji.
Menurut letak bakal bijinya, tumbuhan biji terbagi menjadi dua,
yaitu tumbuhan berbiji terbuka (Gymnospermae) dan tumbuhan berbiji
tertutup (Angiospermae). Perhatikan skema tumbuhan biji berikut ini.
Gambar 8.12 Bagian-bagian bunga
(Sumber: Koleksi pribadi, 2006)
Putik
Kepala sari
Tangkai sari
Mahkota bunga
Kelopak bunga
Dasar bunga
Tangkai putik Kepala putik
Bakal buah
Bakal biji
Dunia Tumbuhan 163
a. Tumbuhan Berbiji Terbuka (Gymnospermae)
Tumbuhan berbiji terbuka adalah tumbuhan yang letak bakal
bijinya terbuka dan tidak terlindungi oleh daun buah. Biasanya
mempunyai akar tunggang meskipun ada juga yang berakar serabut,
seperti pakis haji. Daunnya kaku, kecil, tebal, dan berbentuk seperti
jarum. Ada juga yang berbentuk tipis dan melebar seperti daun melinjo.
Bunganya tidak mempunyai perhiasan bunga, tetapi hanya mempunyai
alat perkembangbiakan yang disebut sporofil. Bunga jantan dan betina
tersusun dalam strobilus atau runjung, ada yang berumah satu dan ada
yang berumah dua. Dikatakan strobilus berumah satu jika strobilus
jantan dan strobilus betina berada pada satu pohon. Dikatakan strobilus
berumah dua jika strobilus jantan dan strobilus betina tidak berada
dalam satu pohon, misalnya terdapat pada pakis haji (Cycas rumphii)
dan melinjo (Gnetum gnemon). Pembuahan yang terjadi pada tumbuhan
berbiji terbuka adalah pembuahan tunggal, yaitu peleburan antara sel
kelamin jantan dan sel kelamin betina akan menghasilkan zigot,
kemudian berkembang menjadi embrio. Tumbuhan biji terbuka dibagi
menjadi tiga ordo, yaitu sebagai berikut.
1 ) Cycadinae
Ordo ini dicirikan dengan bentuk dan susunan daun yang mirip
dengan pohon palem. Batang tidak bercabang, akar serabut, dan ujung
daun mudanya menggulung seperti daun tumbuhan paku muda,
termasuk dalam tumbuhan berumah dua. Alat kelamin jantan dan alat
kelamin betina terdapat pada pohon yang berbeda. Pohon jantan
mempunyai tongkol dengan kotak-kotak berisi serbuk sari. Pohon
betina membentuk daun buah yang pipih yang pada lekukan tepi daun
buah terdapat bakal biji. Contohnya, pakis haji yang banyak
dimanfaatkan untuk tanaman hias.
2 ) Gnetinae
Ordo ini dicirikan dengan batang pohon yang lurus kira-kira 20
meter dan bercabang. Akarnya tunggang. Tulang daun menyirip, tipis
dan melebar. Berumah dua karena strobilus jantan dan betina terletak
pada pohon yang berbeda. Contohnya, tanaman melinjo (Gnetum
gnemon) yang daun, buah, dan bijinya dapat dimakan, sedangkan
kayunya dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku kertas, serat tali,
dan perabot rumah tangga.
3 ) Coniferae
Ordo ini mempunyai alat perkembangbiakan berbentuk runjung
yang terletak pada strobilus. Runjung jantan berbentuk kerucut sebagai
penghasil sperma. Runjung betina berbentuk seperti sisik sebagai
Tumbuhan Berbiji
(Spermatophyta)
Tumbuhan biji tertutup
(Angiospermae)
Tumbuhan biji terbuka
(Gymnospermae)
Tumbuhan berkeping satu
(Monokotil)
Tumbuhan berkeping dua
(Dikotil)
Gambar 8.14 Tanaman melinjo
(Sumber: Koleksi pribadi, 2006)
Gambar 8.13 Tanaman pakis haji
(Cicas revaluta)
(Sumber: Encarta Encyclopedia,
2006)
Gambar 8.15 Tanaman tusam
(Sumber: http://www.wikipedia.org
pinus)
164 Biologi Kelas X
penghasil bakal biji. Runjung jantan dan betina terletak terpisah dalam
satu pohon. Batang lurus sampai kurang lebih 40 meter. Umumnya tidak
menggugurkan daunnya. Contohnya, tusam (Pinus merkusi) yang
getahnya dapat digunakan sebagai terpentin dan batangnya sebagai
korek api, perabot rumah tangga, bahan bangunan, dan sebagai bahan
obat-obatan. Selain itu, damar (Agathis alba) dapat dimanfaatkan
sebagai bahan pernis, kertas, alat rumah tangga, dan alat musik.
Kegiatan 8.1
Mengamati Perbedaan Tumbuhan Berpembuluh dan Tidak
Berpembuluh
Tujuan:
Menyelidiki perbedaan tumbuhan berpembuluh dan tidak berpembuluh.
Alat dan Bahan:
1. lumut daun, 4. suplir,
2. jamur tempe, 5. jagung, dan
3. kedelai, 6. eceng gondok.
Cara Kerja:
1. Lakukan pengamatan terhadap bagian-bagian yang telah disediakan.
2. Sajikan hasil pengamatanmu dalam tabel seperti di bawah ini.
Tabel Pengamatan
No. Nama Tumbuhan Bagian-Bagian Tumbuhan
Daun Batang Akar
1. Lumut daun
2. Jamur tempe
3. Kedelai
4. Suplir
5. Jagung
6. Eceng gondok
b. Tumbuhan Berbiji Tertutup (Angiospermae)
Tumbuhan berbiji tertutup adalah tumbuhan yang telah memiliki
akar, daun, dan batang yang sesungguhnya. Menurut jumlah keping
bijinya, tumbuhan biji tertutup dapat dibedakan menjadi tumbuhan
berkeping satu (monokotil) dan tumbuhan berkeping dua (dikotil).
1 ) Tumbuhan Berkeping Satu (Monokotil)
Tumbuhan monokotil adalah tumbuhan yang hanya mempunyai satu
daun lembaga pada bijinya. Selain itu, tumbuhan berkeping satu ini juga
mempunyai ciri biji berkeping satu, berakar serabut, batang tidak
bercabang dan tidak berkambium, ruas-ruas batang jelas terlihat, tulang
daun sejajar dan melengkung, daun berupih dengan letak daun yang
berseling, dan umumnya bagian bunga berjumlah tiga atau kelipatannya.
Tumbuhan monokotil terbagi menjadi beberapa suku (famili), yaitu
sebagai berikut.
Dunia Tumbuhan 165
a) Gramineae (suku rumput-rumputan)
Jagung (Zay mays), padi (Oryza sativa), dan gandum (Tritium
sativum) merupakan contoh tumbuhan monokotil dari suku rumputrumputan
yang dimanfaatkan sebagai sumber bahan makanan pokok.
Tebu (Saccharum officinarum) bermanfaat untuk bahan baku gula, serat
(Andropogon nordus) digunakan sebagai bahan baku tali dan tekstil,
serta bambu betung (Dendrocalamus asper) sebagai bahan bangunan
dan perabotan rumah tangga. Suku rumput-rumputan ini mempunyai ciriciri
daun yang berbentuk pita, tulang daun sejajar dan melekat langsung
pada batang, batang agak berongga, berakar serabut bunganya
berbentuk bulir, mudah terbang jika tertiup angin. Penyerbukan suku
rumput-rumputan ini dibantu oleh angin.
b) Musaceae (suku pisang-pisangan)
Pisang emas, pisang ambon, pisang kulit tipis, dan pisang raja
merupakan bagian tumbuhan suku pisang-pisangan yang dapat dimakan.
Sementar itu, pisang kipas merupakan anggota suku pisang-pisangan
yang dapat dijadikan tanaman hias dan pisang merica seratnya dapat
dimanfaatkan sebagai bahan tali. Suku pisang-pisangan ini mempunyai
ciri-ciri daunnya berpelepah, tulang daun menyirip dan bentuknya seperti
lancet, batang merupakan batang semu, bunga merupakan bunga
majemuk yang berupa karangan, serta ada yang berkelamin satu dan
ada yang berkelamin banyak.
c) Palmae (suku pinang-pinangan)
Palmae ini mempunyai ciri daun yang menyirip atau berbentuk kipas,
batang tidak bercabang, berakar serabut, bunga merupakan tongkol
atau karangan yang terletak pada ketiak daun atau ujung daun, dan
biasanya hidup berumpun.
Contoh tanaman yang termasuk dalam suku Palmae adalah kelapa
(Cocos nucifera) yang bermanfaat sebagai bahan baku minyak goreng
dan gula merah. Selain itu, batangnya juga dapat dimanfaatkan sebagai
bahan bangunan. Tanaman yang lain, misalnya sagu (Metroxylon sagu)
dimanfaatkan sebagai bahan makanan pokok dan enau (Arenga pinnata)
dimanfaatkan sebagai bahan baku gula nira karena menghasilkan cairan
nira, sedangkan buahnya adalah kolang-kaling yang dapat dimanfaatkan
sebagai campuran es buah atau manisan.
d) Zingiberaceae (suku jahe-jahean)
Semua jenis empon-empon, seperti jahe, kunyit, kencur, laos, temu
lawak, dan temu hitam, merupakan contoh dari suku jahe-jahean yang
dapat dimanfaatkan sebagai obat-obatan dan bumbu masak.
Suku ini mempunyai ciri-ciri pelepah daun yang memeluk batang,
batangnya tumbuh dari rimpang (batang yang tumbuh dari dalam tanah),
Gambar 8.17 Tanaman pisang
(Sumber: Koleksi pribadi, 2006)
Gambar 8.16 Tanaman tebu
(Sumber: Majalah Trubus)
Gambar 8.18 Kelompok Palmae (kiri) dan kelompok Zingiberaceae (kanan)
( Sumber: Majalah Trubus, 2006 dan Tabloid Agrobis, edisi Mei 2006)
166 Biologi Kelas X
bunga mengandung sel kelamin jantan dan sel kelamin betina, serta
kelopaknya berbentuk tabung.
e) Orchidaceae (suku anggrek-anggrekan)
Suku ini mempunyai daun yang bertepi rata dan berdaging dengan
letak berseling dua baris, berakar rimpang, pangkal batang menggembung
sebagai penyimpan cadangan air, dan dalam satu bunga mengandung
sel kelamin jantan dan sel kelamin betina. Berbagai jenis anggrek hias
merupakan contoh dari suku anggrek-anggrekan ini.
2 ) Tumbuhan Berkeping Dua (Dikotil)
Tumbuhan dikotil merupakan tumbuhan yang bijinya mempunyai
dua daun lembaga. Ciri lain yang dimiliki tumbuhan dikotil adalah
mempunyai akar tunggang, batang bercabang dengan ruas-ruas batang
yang tidak tampak, daun mempunyai tulang daun menyirip atau menjari
dengan letak yang menyebar atau berkarang, bagian bunga berjumlah
2, 4, 5, atau kelipatannya, serta mempunyai kambium dan berkas
pembuluh.
Tumbuhan dikotil terdiri atas beberapa suku, antara lain, suku
kacang-kacangan, suku terung-terungan, suku jambu-jambuan, dan suku
jarak-jarakan.
a) Papillionaceae (suku kacang-kacangan)
Ciri-ciri suku kacang-kacangan adalah bunganya yang berbentuk
kupu-kupu yang terdiri atas lima mahkota (bendera terdiri atas satu
lembar daun mahkota, sayap terdiri atas dua lembar daun mahkota,
serta benang sari dua tongkol terdiri dari 10 helai, 1 helai terpisah dan
9 helai membentuk satu bekas), terdapat bintil-bintil pada akarnya yang
menjadi tempat hidup bakteri Rhizobium radicula. bakteri ini dapat
mengikat nitrogen yang dibutuhkan oleh tumbuhan dan bentuk buahnya
berupa buah polong.
Contoh tanaman yang termasuk dalam suku ini adalah kacang hijau,
kacang kedelai, dan kacang merah yang merupakan sumber protein
nabati. Kacang panjang, kecipir, dan buncis dapat dimanfaatkan sebagai
sayur-sayuran, angsana sebagai bahan bangunan, orok-orok sebagai
bahan pupuk hijau, dan dadap merah sebagai tanaman hias.
b) Solanaceae (suku terung-terungan)
Ciri-ciri suku terung-terungan adalah mahkota bunga berbentuk
terompet atau bintang yang berjumlah lima buah, memiliki kelopak, satu
putik, dan lima benang sari. Buah terletak di atas dasar bunga. Dinding
buah terdiri atas dua lapisan, yaitu lapisan tipis dan lapisan dalam tebal
yang berupa kotak buah dan di dalam kotak ini terdapat banyak biji.
Contoh tanaman yang termasuk suku terung-terungan adalah tomat dan
terung yang dimanfaatkan sebagai bahan sayur- sayuran, cabai sebagai
bumbu masak, tembakau sebagai bahan rokok, dan kecubung sebagai
bahan obat-obatan.
c) Euphorbiaceae (suku jarak-jarakan)
Suku jarak-jarakan juga sering disebut suku getah-getahan. Suku
ini mempunyai ciri, antara lain, batangnya mengandung getah berwarna
putih, tulang daun menjari, dan umumnya mempunyai buah kotak.
Contoh tanaman yang termasuk dalam suku ini adalah jarak, karet,
dan ubi kayu. Jarak (Ricinus communis) berfungsi sebagai bahan
pembuatan sabun, lilin, dan semir sepatu. Karet (Hevea brasiliensis) yang
Gambar 8.19
Kelompok Orchidaceaee
(Sumber: Majalah Trubus,
Edisi November 1996)
Gambar 8.20 Buncis termasuk
dalam kelompok Papillionaceae
(Sumber: Majalah Trubus,
edisi Juli 1997)
Gambar 8.21 Terung
(Sumber: Tabloid Agrobisnis,
edisi Mei 2006)
Dunia Tumbuhan 167
getahnya dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan ban, mainan
anak, bola, sandal, dan produk lain. Umbi kayu (Manihot utilissima),
umbinya merupakan sumber makanan pokok yang banyak mengandung
karbohidrat dan tanaman tentir yang getahnya dapat digunakan untuk
obat luka.
d) Myrteceae (suku jambu-jambuan)
Suku jambu-jambuan ini merupakan tumbuhan perdu. Letak
daunnya berhadapan, makhota kecil dengan jumlah benang sari yang
banyak, dan buahnya berupa buah buni.
Contoh tanaman yang termasuk dalam suku ini adalah jambu biji,
jambu air, cengkih, salam, dan kayu putih. Jambu bermanfaat sebagai
buah-buahan. Cengkih bermanfaat sebagai bahan pembuat minyak
cengkih. Salam, daunnya dapat dimanfaatkan sebagai penyedap
masakan. Kayu putih, daunnya dapat dimanfaatkan sebagai bahan
pembuatan minyak kayu putih atau obat gosok.
e) Rosaeae
Suku ini antara lain beranggotakan bunga mawar (Rosalia hibryda),
apel (Malus silvestris), pir (Pyrus communis), dan Arbai (Fragaria
chiloensis).
f) Crusiferae
Suku ini antara lain beranggotakan kubis (Brassica oleracea), sawi
(B.rugosa), lobak (Raphanus sativus), dan sawi tanah (Nasturtium
heterophyllum).
Untuk lebih jelasnya, dapat kalian bedakan antara monokotil dan
dikotil pada Tabel 8.1 berikut ini.
Tabel 8.1 Perbedaan Tumbuhan Monokotil dan Tumbuhan Dikotil
No. Bagian Tumbuhan Tumbuhan Berkeping Tumbuhan Berkeping
Satu (Monokotil) Dua (Dikotil)
1. Akar serabut tunggang
2. Batang - lurus tidak bercabang - bercabang
- dari ujung sampai ke pangkal - semakin ke ujung semakin kecil
besarnya hampir sama - ruas batang tidak begitu tampak
- ruas batang tampak jelas
3. Daun - tunggal dan berpelepah - ada yang tunggal, ada yang majemuk,
- tulang daun sejajar dan tidak berpelepah
- duduk daun berseling atau berupa - tulang daun menyirip atau menjari
roset. - duduk daun tersebar atau berkarang
4. Biji berkeping satu berkeping dua

'Bio Battery Gula' Menghasilkan Listrik

Baru-baru ini  pengembangan ‘bio battery’ yang menghasilkan listrik dari karbohidrat (gula) dengan menggunakan enzim sebagai katalis dengan memakai prinsip pembentukan energi pada makhluk hidup.
Sel uji dari ‘bio battery gula’ ini telah dapat mengeluarkan daya 50 mW, tingkat tertinggi yang dapat dicapai ‘bio battery’ pasif yang ada sampai sekarang. Output sel uji tersebut mampu menjalankan walkman untuk satu daftar lagu normal.
Untuk mewujudkan output daya tertinggi didunia, Sony mengembangkan sistem pemecahan gula untuk menghasilkan listrik yang melibatkan imobilisasi enzim secara efisien dan sebuah mediator ( bahan konduksi listrik) serta mempertahankan aktivitas enzim pada anoda. Sony juga mengembangkan struktur katoda baru yang menyuplai oksigen ke elektroda secara efisien dan memastikan jumlah air yang cukup tetap tersedia. Pengoptimalan elektrolit untuk dua teknologi ini memungkinkan tercapainya tingkat daya yang diinginkan.
Gula umumnya menjadi sumber energi tumbuhan yang dihasilkan melalui proses fotosintesis. Karena itu dapat diperbarui dan mudah ditemui di sebagian besar wilayah dunia, menunjukkan besarnya potensi ‘bio battery’ sebagai alat penghasil energi yang ramah lingkungan di masa depan. Dan penelitian ini telah disetujui sebagai paper akademis pada Pertemuan Nasional Masyarakat Kimia Amerika ke 234 di Boston.

Mekanisme ‘bio battery’
‘Bio battery’ gula ini memiliki anoda yang terdiri dari enzim pengolah gula dan mediator, dan katoda yang terdiri dari mediator dan enzim pengurang oksigen serta pemisah selofan di kedua sisi. Anode menghasilkan elektron dan hidrogen dari glukosa melalui proses berikut:
Image
Ion hidrogen dari proses ini akan bergerak ke katoda melalui separator. Kemudian ketika sampai di katoda, ion hidrogen dan elektron akan menyerap oksigen dari udara untuk menghasilkan air:
Image 

Pencapaian penting penelitian dan pengembangan ‘bio battery’
Melalui reaksi elektrokimia ini elektron akan melewati sirkuit luar untuk menghasilkan listrik.
Untuk pengembangan ‘bio battery’ ini ada hal-hal penting yang harus diperhatikan, yaitu:
  1. Adanya teknologi untuk meningkatkan imobilisasi enzim dan mediator pada elektroda.
    Agar penggunaan efektif glukosa terjadi, anoda harus memiliki mediator dan enzim konsentrasi tinggi dengan aktivitas yang tetap. Teknologi ini memakai dua polimer untuk merangkai komponen ke anoda. Tiap polimer bermuatan berlawanan sehingga interaksi elektrostatis antar dua polimer mengamankan enzim dan mediator. Kesetimbangan ionik dan dan imobilisasi telah dioptimalkan untuk pengekstrakan elektron dari glukosa secara efisien.
  2. Struktur katoda untuk penyerapan oksigen yang efisien.  
    Air dalam katoda penting untuk menjamin kondisi optimal untuk reduksi oksigen secara efisien. ‘Bio battery’ memakai elektroda karbon berporos yang memuat enzim terimobilisasi dan mediator yang dipartisi menggunakan pemisah selofan. Optimisasi struktur elektroda dan proses pemeliharaan tingkat air yang sesuai dapat meningkatkan reaktivitas katoda.
  3. Optimisasi elektrolit untuk memenuhi struktur sel ‘bio battery’            
    Penyangga fosfat 0.1 M biasanya dipakai pada penelitian enzim, tapi penyangga dengan konsentrasi tinggi 1.0 M digunakan pada ‘bio battery’. Ini berdasarkan penelitian bahwa tingkat konsentrasi tinggi sangat efektif untuk menjaga aktivitas enzim dalam elektroda.
  4. Sel uji dengan daya output tinggi dan ukuran yang diinginkan.
    Sel uji dengan daya tinggi dan ukuran ‘bio baterry’ yang sesuai telah diproduksi dengan pemanfaatan teknologi ini. ‘Bio battery’ ini tidak memerlukan penyampuran, atau konveksi larutan glukosa atau udara; sebagai baterai pasif, cara kerjanya hanya menyuplai larutan gula ke unit baterai. Sel kubik menghasilkan 50 mW yang merupakan daya output terbesar diantara baterai tipe pasif dengan ukuran sekitar 39 mm setiap rusuknya. Dengan merangkai 4 sel kubik mampu untuk menyalakan walkman dan sepasang speaker. Tempat ‘bio battery’ gula ini terbuat dari plastik berbahan tumbuhan dan didesain dengan citra sel biologi. 


    Agus Proff, X 8 sma 5 malang

gelombang kejut ledakan sonik

VIVAnews – Suara keras pesawat sukhoi milik TNI AU saat melakukan latihan sempat menggegerkan masyarakat, dan bahkan memecahkan kaca jendela salah satu rumah makan di Makassar, Kamis malam. Karena panik, pemilik rumah menghubungi polisi, 15 menit kemudian polisi yang dipimpin Kapolresta Makassar Timur, AKBP Mansyur datang dan langsung melakukan pemeriksaan dari serpihan kaca yang pecah. Kepanikan juga terjadi di Mall Panakkukang, salah satu Mall terbesar di Makassar. Hanya beberapa saat kejadian, baik pengunjung maupun pemilik gerai berlarian keluar toko. And Irsan, salah seorang pengunjung mall tersebut mengatakan, lantai mall tersebut sempat bergetar. “Saya bersama keluarga langsung lari keluar mall untuk menyelamatkan diri,” ujarnya. Sumber

Bunyi pesawat Sukhoi bisa sedahsyat itu ? Lantai mall saja bergetar, bagaimana duNK dengan lantai pesawat Sukhoi… wah, mudah-mudahan om pilotnya tidak ikut2an berhamburan keluar dari pesawat


Apakah efek di atas juga dirasakan dalam pesawat Sukhoi ? tidak… Om pilot dan pesawat Sukhoi baik-baik saja… Kenakalan Sukhoi tersebut hanya dirasakan oleh orang-orang yang diberitakan di atas. Kok bisa ? yupz… itu terjadi akibat pesawat Sukhoi terbang dengan laju supersonik (laju Sukhoi > laju bunyi) sehingga dihasilkan gelombang kejut dan ledakan sonik (sonic boom). Biar dirimu punya gambaran seperti apa ledakan sonik itu, silahkan nonton video di bawah terlebih dahulu…



Naikkan volume videonya, bila perlu sampai maksimum biar gemuruh bunyi pesawat didengar dengan jelas. Perhatikan bahwa “asap” muncul tiga kali ketika pesawat sedang terbang … “Asap” yang muncul pertama kali itu benar-benar asap… asap ini muncul dari knalpot pesawat ketika pesawat mulai meningkatkan lajunya… “Asap” yang muncul kedua kalinya dan ketiga kalinya adalah awan. Awan muncul pertama kali ketika laju pesawat = laju bunyi…. Bentuk awan tersebut mirip seperti muka gelombang yang berada di depan pesawat, sebagaimana tampak pada gambar di bawah… Titik titik merah pada gambar mewakili pesawat yang sedang bergerak ke kanan…


Ketika pesawat sedang terbang, pesawat tersebut mengeluarkan bunyi (Bunyi bisa muncul dari mesin pesawat atau gesekan badan pesawat dengan udara). Dengan kata lain, ketika sedang terbang, pesawat memancarkan gelombang bunyi ke segala arah… Puncak atau rapatan gelombang bunyi yang dipancarkan pesawat diwakili oleh muka gelombang yang digambarkan berupa garis berbentuk lingkaran… Jarak antara satu muka gelombang dengan muka gelombang berikutnya = panjang gelombang…

Ketika laju pesawat = laju gelombang bunyi, puncak gelombang bunyi yang merambat ke depan menumpuk di depan pesawat tersebut… Puncak atau rapatan gelombang bunyi yang berada di bagian depan pesawat saling tumpang tindih alias bersuperposisi… Akibatnya dihasilkan gelombang bunyi resultan yang mempunyai amplitudo besar dan posisi molekul molekul udara sangat rapat (kerapatan alias massa jenis bertambah, tekanan udara juga bertambah)… Karena amplitudo dan kerapatan bertambah (tekanan udara juga bertambah) maka intensitas bunyi juga bertambah. Intensitas bunyi berkaitan dengan keras lemahnya bunyi… semakin besar intensitas maka bunyi terdengar semakin keras. Bisa dikatakan bahwa ketika laju pesawat = laju bunyi, maka timbul bunyi yang amat keras…

Kerapatan udara di bagian depan pesawat sangat besar karenanya pesawat yang sedang terbang merasakan ada halangan yang menahan gerakannya… Halangan ini biasa disebut sebagai “halangan bunyi”. Setelah berhasil menembus “halangan bunyi” maka pesawat tersebut terbang dengan laju supersonik (laju pesawat lebih besar dari laju bunyi). Dalam video di atas, ketika pesawat mulai terbang dengan laju supersonik, tampak muncul awan yang berbentuk kerucut… Bentuk awan tersebut mirip seperti gambar di bawah… Titik titik merah mewakili pesawat yang sedang terbang.


Ketika bergerak dengan laju supersonik, pesawat tersebut selalu mendahului muka gelombang bunyi yang dipancarkannya… Pada gambar di atas, tampak muka gelombang bunyi berada di belakang pesawat…. Dari bagian kanan ke kiri tampak lingkaran muka gelombang semakin besar. Gambar ini sekedar menunjukkan bahwa seiring berlalunya waktu, ketika pesawat terus bergerak ke depan, muka gelombang bunyi yang dipancarkannya tadi mulai menyebar ke segala arah… Muka gelombang bunyi yang menyebar ke segala arah saling tumpang tindih alias bersuperposisi sepanjang sisi kerucut, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah.


Hasil tumpang tindih alias superposisi antara muka gelombang-muka gelombang menghasilkan gelombang bunyi resultan sepanjang sisi kerucut. Gelombang bunyi resultan sepanjang sisi kerucut dikenal dengan julukan gelombang kejut. Gelombang kejut mempunyai amplitudo besar. Dengan kata lain, udara sepanjang sisi kerucut mempunyai kerapatan tinggi, bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi. Karena kerapatan dan tekanan udara tinggi maka intensitas bunyi juga meningkat. Semakin tinggi intensitas bunyi, maka bunyi terdengar semakin keras. Bisa dikatakan bahwa gelombang kejut tersebut menghasilkan bunyi yang amat keras… Jika gelombang kejut ini tiba di permukaan bumi maka orang yang berada di permukaan bumi akan mendengar bunyi yang amat keras… Setelah tiba di permukaan tanah, gelombang kejut berubah menjadi gelombang seismik yang merambat dalam tanah dan menggetarkan tanah yang dilaluinya…

Perhatikan gambar di atas. Kita andaikan titik berwarna merah mewakili pesawat yang terbang dengan laju supersonik. Garis lurus sepanjang A, B, C dan D diandaikan sebagai permukaan tanah. Sekalipun pesawat sudah melewati C dan D, orang yang berada di C dan D belum mendengar ledakan sonik. Sebaliknya orang yang berada di A sudah mendengar ledakan sonik dan orang yang berada di B sedang mendengar ledakan sonik.

Gelombang kejut yang ditimbulkan oleh pesawat supersonik berada sepanjang sisi kerucut yang ujung tajamnya berada di belakang pesawat. Kerucut itu bangunan tiga dimensi (bandingkan dengan bentuk awan kerucut dalam video di atas). Kita andaikan dalam kerucut terdapat banyak segitiga. Kita bisa menentukan besar sudut, sebagaimana ditunjukkan pada gambar di bawah.


Titik berwarna merah pada gambar di atas mewakili pesawat. Misalnya mula-mula pesawat berada di A. Setelah melintasi A, pesawat memancarkan gelombang bunyi. Gelombang bunyi ini mulai merambat dengan kecepatan vb dari A ke C, demikian juga dari A ke D. Pada saat yang sama pesawat bergerak dengan kecepatan vp dari A ke B. Setelah pesawat melewati B, gelombang yang merambat dari A tiba di C dan D. Dengan demikian, sudut yang dibentuk oleh sisi segitiga dan garis yang memotong segitiga bisa diperoleh menggunakan cara yang ditunjukkan pada gambar di atas…

Laju pesawat (atau benda apapun) relatif terhadap laju bunyi biasa dinyatakan dalam bilangan mach. Mach merupakan nama mantan fisikawan Austria, Ernst Mach (1838 – 1916). Kita andaikan laju bunyi sepanjang udara yang dilewati pesawat = 300 m/s. Jika sebuah pesawat terbang dengan laju 300 m/s maka pesawat tersebut terbang dengan laju 1 mach (laju pesawat/laju bunyi = (300 m/s) / (300 m/s) = 1 mach). Jika sebuah pesawat terbang dengan laju 600 m/s maka pesawat tersebut terbang dengan laju 2 mach. Dan seterusnya…

Nah, sekarang kembali ke bagian pengantar…. Apakah ketika pengunjung maupun pemilik gerai berlarian keluar toko, om pilot juga perlu kabur dari dalam Sukhoi ? mengapa ? Ayo jawab melalui kolom komentar… Btw, sebelumnya dikatakan bahwa ketika laju pesawat sama dengan atau lebih besar dari laju bunyi sepanjang udara yang dilaluinya maka akan muncul awan.. mengapa bisa muncul awan ? Makasih ya jawabannya…

Sekian dan sampai jumpa lagi di episode berikutnya


Referensi :

Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga

Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga

Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga