4/18/2015
REPRODUKSI DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN
BY : I GEDE SUDIRGAYASA
REPRODUKSI SEKSUAL
REPRODUKSI DAN PERKEMBANG AN TUMBUHAN MEKANISME SELULER PERKEMBANG AN TUMBUHAN
REPRODUKSI ASEKSUAL
1
4/18/2015
• DALAM PANDANGAN DARWINIAN MENGENAI KEHIDUPAN, KELESTARIAN SUAU ORGANISME DIUKUR SEMATA-MATA DARI KEMAMPUANNYA UNTUK MENGGNTIKAN DIRINYA SENDIRI DENGAN KETURUNAN YANG SEHAT DAN SUBUR. • ANGIOSPERMA BISA BEREPRODUKSI SECARA SEKSUAL DAN ASEKSUAL • ANGIOSPERMA MERUPAKAN KELOMPOK TUMBUHAN YANG PENTING DALAM EKOSISTEM DAN PERTANIAN
2
4/18/2015
• REPRODUKSI SEKSUAL • GENERASI SPOROFIT DAN GAMETOFIT BERGILIRAN DALAM SIKLUS HIDUP TUMBUHAN • GAMETOFIT JANTAN BERKEMBANG DI DALAM KEPALA SARI DAN GAMETOFIT BETINA DI DALAM OVARIUM SUATU BUNGA • SIKLU HIDUP ANGIOSPERMA MEMILIKI KARAKTERISTIK : BUNGA, PEMBUAHAN GANDA, DAN BUAH
Serbuk sari yang bergerminasi (n) (gametofit jantan)
Kepala sari/Anther
Ovary/pangkal putik Ovule/ bakal biji Kantung embrio (n) (gametofit betina)
Tabung serbuk sari
FERTILIZATION Sel telur (n) Sel Sperma (n) Kunci Haploid (n) Diploid (2n)
SIKLUS HIDUP ANGIOSPERMA
Zygote (2n)
Sporofit dewasa (tumbuhan) (2n) Biji Biji Biji berkecambah (bergerminasi)
Buah
Embryo (2n) (sporophyte)
3
4/18/2015
Benang sari Kepala sari Tangkai sari
Kepala putik
Putik
Tangkai putik Ovarium
Kelopak
Mahkota
Bakal biji
Reseptakel
STRUKTUR BUNGA SEMPURNA
Stigma Stamen
Anther
Carpel
Style
Filament
Ovary
Petal Sepal Ovule
4
4/18/2015
TIPE-TIPE BUNGA
5
4/18/2015
• PERKEMBANGAN GAMETOFIT JANTAN ( POLEN/ SERBUK SARI. • DI DALAM SPORANGIA (KANTUNG POLEN) KEPALA SARI, SEL-SEL DIPLOID YAITU MIKROSPOROSIT MENGALAMI MAIOSIS YANG MASING-MASING MEMENTUK 4 MIKROSPORA HAPLOID. MASING-MASING MIKROSPORA MEMBELAH SECARA MITOSIS HASILKAN 2 SEL YAITU SEL GENERATIF DAN SEL TABUNG YANG DIBUNGKUS OLEH DINDING TEBAL DA RESISTEN DENGAN POLA YANG UNIK BAGI SETIAP TUMBUHAN. KEDUA SEL DALAM DINDING ITULAH DISEBUT BUTIRAN SERBUK SARI/ GAMETOFIT JANTAN YANG BELUM DEWASA
(a) Perkembangan gametofit jantan (serbuk sari/pollen) Microsporangium (kantong pollen) Mikrosporosit MEIOSIS Mikrospora (4) Masing-masing dari 4 mikrospora
MITOSIS
Sel generatif (akan membentuk 2 sperma)
pollen
Nucleus sel tabung 20 m
Keterangan 75 m
(LM)
pollen rumput (SEM)
Haploid (n) Diploid (2n)
6
4/18/2015
• PERKEMBANGAN GAMETOFIT BETINA( KANTUNG EMBRIO) • BAKAL BIJI MASING-MASING MENGANDUNG SEBUAH SPORANGIUM, TERBENTUK DALAM RUANG OVARIUM. SEL DALAM SPORANGIUM YAITU MEGASPOROSIT DIPLOID MENGALAMI MAIOSIS HASILKAN 4 MEGASPORA HAPLOID. PADA BANYAK ANGIOSPERMA HANYA SATU DARI 4 MEGASPORA TERSEBUT BERTAHAN HIDUP. KEMUDIAN NUKLEUSNYA MEMBELAH SECARA MITOSIS SEBANYAK 3 KALI HASILKAN 1 SEL TELUR BESAR DENGAN 8 INTI HAPLOID. KEMUDIAN MEMBRAN MEMBAGI BAGI MASSA TERSEBUT MENJADI STRUKTUR MULTISELULER YANG DISEBUT OVULE/ KANTUNG EMBRIO.
(b) Perkembangan gametofit betina (kantung embrio)
Megasporangium
MEIOSIS
Bakal biji
Megasporosit Integuments Micropil Megaspora Yang bertahan hidup
Bakal biji
Sel antipoda (3) Nukleus polar (2) Telur (1)
Integuments
Sinergid (2)
Gametofit betina (kantung embrio)
MITOSIS
Haploid (n) Diploid (2n)
100 m
Keterangan Kantung embrio (LM)
7
4/18/2015
SERBUK SARI ( POLLEN)
• PENYERBUKAN/ POLINASI MENYATUKAN GAMETOFIT JANTAN DAN BETINA • PADA ANGIOSPERMA, PENYERBUKAN MERUPAKAN TRANSFER SERBUK SARI DARI KEPALA SARI/ ANTHER KE KEPALA PUTIK/ STIGMA • PENYERBUKAN BISA PENYERBUKAN SENDIRI TAPI JARANG, OLEH ANGIN, AIR ATAU HEWAN • BUNGA DAN POLINATORNYA SAMA-SAMA BEREVOLUSI (KOEVOLUSI ) SELAMA BERINTERAKSI UNTUK MENYESUAIKAN MORFOLOGI SEHINGGA POLINASI BISA TERJADI
8
4/18/2015
Pollinasi/ penyerbukan oleh angin
Pollinasi oleh lebah
Common dandelion under normal light Hazel staminate flowers (stamens only) Hazel carpellate flower (carpels only)
Common dandelion under ultraviolet light
Pollination by Moths and Butterflies Pollination by Flies
Pollination by Bats
Anther Moth Fly egg Stigma Moth on yucca flower
Blowfly on carrion flower
Long-nosed bat feeding on cactus flower at night
Pollination by Birds
Hummingbird drinking nectar of columbine flower
9
4/18/2015
• FERTILISASI GANDA MENGHASILKAN ZIGOT DAN ENDOSPERMA • SETELAH PENYERBUKAN, TABUNG SERBUK SARI YANG PANJANG AKAN MULAI TUMBUH KE ARAH BAWAH TANGKAI PUTIK SAMPAI KE OVARIUM. ABUNG TERSEBT AKAN MEMBEBASKAN 2 SEL SPERMA KE DALAM KANTNG EMBRIO BAKAL BIJI. SATU SPERMA MEMBUAHI SEL TELUR YANG MEMBENTUK ZIGOT(2n), SPERMA YANG LAIN AKAN MENYATU DENGAN 2 NUKLEUS POLAR PADA SEL PUSAT YANG BESAR MEMBENTUK SEL TRIPLOID YANG AKAN BERKEMBANG MENJADI JARINGAN NUTRITIF BAGI ZIGOT YANG DISEBUT ENDOSPERMA(3n)
1 Pollen Tabung pollen 2 sperma
Bakal biji
Nukleus polar telur
Micropil
10
4/18/2015
2
1 Pollen Tabung pollen
Bakal biji Nukleus polar
2 sperma
telur Bakal biji
Sinergid Nukleus polar
2 sperm
telur Micropil
2
1 Pollen Tabung pollen
Bakal biji
3 Nukleus endosperma(3n) (2 nikleus polar + sperma)
Nukleus polar
2 sperma
telur Bakal biji
Sinergid Nukleus polar
Zygote (2n)
2 sperm
telur Micropil
11
4/18/2015
Animation: Plant Fertilization Right-click slide / select “Play” © 2011 Pearson Education, Inc.
12
4/18/2015
• BAKAL BIJI BERKEMBANG MENJADI BIJI YANG MENGANDUNG EMBRIO DAN PERSEDIAAN MAKANAN • PERKEMBANGAN ENDOSPERMA DIMULAI SEBELUM PERKEMBANGAN EMBRIO. ENDOSPERMA BERKEMBANG DARI SEL TENGAH BAKAL BIJI YANG TRIPLOID. ENDOSPERMA KAYA AKAN ZAT-ZAT MAKANAN YANG DISEDIAKAN BAGI EMBRIO YANG SEDANG BERKEMBANG • EMBRIO TUMBUHAN BERKEMBANG DARI ZIGOT . MENJELANG BAKAL BIJI MENJADI BIJI YANG MATANG, ZIGOT TELAH MENJADI TUMBUHAN EMBRIONIK DENGAN ORGAN YANG SEMPURNA
Bakal biji Proembryo Nukleus Endosperm
Suspensor
Integuments Zygote
kotiledon Sel Basal
Ujung tunas Ujung Akar
Sel terminal Sel basal
Suspensor
Selaput biji Endosperm
Zygote
13
4/18/2015
Animation: Seed Development Right-click slide / select “Play” © 2011 Pearson Education, Inc.
14
4/18/2015
Selaput biji
Epicotyl Hypocotyl
Radikula Cotyledons (a) Kotiledon berdaging pada biji buncis, dikotil Selapu biji Endosperm Cotyledons Epicotyl Hypocotyl Radikula (b) Biji jarak dengan kotiledon bermembran, dikotil Scutellum (cotyledon) Coleoptile Coleorhiza
Endosperm Epicotyl Hypocotyl Radikula
(c) Biji jagung, monokotil
• ADAPTASI EVOLUSIONER PERKEMBANGAN BIJI MEMBERIKAN SUMBANGAN TERHADAP KELANGSUNGAN HIDUP BENIH • PERKECAMBAHAN MENERUSKAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN BIJI • ADA BIJI YANG SEGERA BERKECAMBAH JIKA BERADA PADA LINGKUNGAN YANG SESUAI, ADA JUGA BIJI LAIN YANG DORMAN(TIDUR) SAMPAI PETUNJUK LINGKUNGAN MENGAKHIRI DORMANSI BIJI TERSEBUT • PERKECAMBAHAN BIJI BERGANTUNG PADA IMBIBISI, PENYERAPAN AIR AKIBAT POTENSIAL AIR YANG RENDAH PADA BIJI YANG KERING. • AIR YAN BERIMBIBISI MEMBUAT BIJI MENGEMBANG DAN KULITNYA PECAH SERTA MEMICU PERUBAHAN METABOLIK PADA EMBRIO
15
4/18/2015
Helai daun Cotyledon Epicotyl
Hypocotyl Cotyledon
Cotyledon
Hypocotyl Hypocotyl
Radiula Selaput biji (a) Buncis Helai daun
Coleoptile
Coleoptile
Radikula (b) Jagung
16
4/18/2015
• OVARIUM BERKEMBANG MENJADI BUAH YANG DIADAPTASIKAN UNTUK PENYEBARAN BIJI • KETIKA BIJI BERKEMBANG DARI BAKAL BIJI, OVARIUM BERKEMBANG MENJADI BUAH YANG MELINDUNGI BIJI DAN MEMBANTU PENYEBARANNYA OLEH ANGIN, AIR DAN HEWAN
Stigma Carpels
Stamen
Flower
Style
Petal
Ovary
Stamen
Sepal Ovule
Stigma Ovule Pea flower
Raspberry flower Carpel (fruitlet)
Seed
Stigma Ovary Stamen
Pineapple inflorescence Each segment develops from the carpel of one flower
Stamen Ovary (in receptacle)
Apple flower Remains of stamens and styles Sepals
Seed Pea fruit (a) Simple fruit
Raspberry fruit (b) Aggregate fruit
Pineapple fruit (c) Multiple fruit
Receptacle Apple fruit (d) Accessory fruit
17
4/18/2015
Disebarkan oleh angin
Dandelion fruit Dandelion “seeds” (actually one-seeded fruits)
Tumbleweed Winged seed of the tropical Asian climbing gourd Alsomitra macrocarpa
Winged fruit of a maple
Dispersal by Water
Coconut seed embryo, endosperm, and endocarp inside buoyant husk
Disebarkan oleh hewan Fruit of puncture vine (Tribulus terrestris)
Squirrel hoarding seeds or fruits underground
Ant carrying seed with nutritious “food body” to its nest
Seeds dispersed in black bear feces
18
4/18/2015
• REPRODUKSI ASEKSUAL • BANYAK TUMBUHAN DAPAT MENGKLON DIRINYA SENDIRI DENGAN REPRODUKSI ASEKSUAL (REPRODUKSI VEGETATIF) • PERBANYAKAN TUMBUHAN SECARA VEGETATIF SANGAT UMUM DALAM PERTANIAN YANG DIDASARKAN PADA KEMAMPUAN TUMBUHAN UNTUK MEMBENTUK TUNAS ATAU AKAR ADVENTIF • PARA AHLI TEKNOLOGI PERTANIAN TELAH MENGEMBANGKAN METODE KULTUR JARINGAN SERTA FUSI PROTOPLAS UNTUK MNGKLON TUMBUHAN DALAM JUMLAH BANYAK DANCEPAT SERTA DENGAN KUALITAS DAN SIFAT UNGGUL • REKAYASA GENETIK MENGHASILKAN TUMBUHAN TRANSGENIK (GMO) YANG MEMICU BANYAK PERDEBATAN
19
4/18/2015
Rhizoma Rhizoma Root Umbi lapis Pangkal daun batang Stolons Stolon
Umbi
Tahapan kultur jaringan Potongan Melintang Akar wortel
2-mg fragmen
Fragmen dikultur Satu sel Mulai dalam medium membelah kultur
Tumbuhan Embrionik dari sel kultur.
Tumbuhan Dikultur dalam Medium Agar. Kemudian ditanam Pada tanah.
Tumbuhan dewasa
20
4/18/2015
• MEKANISME SELULER PERKEMBANGAN TUMBUHAN • PERTUMBUHAN, MORFOGENESIS, DAN DIFERENSIASI MENGHASILKAN TUBUH TUMBUHAN • MERISTEM MENGHASILKAN SEL-SEL UNTUK ORGAN BARU SEPANANG KEHIDUPAN TUMBUHAN • PERTUMBUHAN PRIMER : MERISTEM APIKAL MEMPERBESAR TUNAS DAN AKAR • PERTUMBUHAN SEKUNDER : MERISTEM LATERAL MENAMBAH UKURAN DIAMETER DENGAN MENGHASILKAN JARINGAN PEMBULUH SEKUNDER DAN PERIDERM • SITOSKELETON MENGATUR GEOMETRI PEMBELAHAN DAN PERLUASAN SEL • DIFERENSIASI SE BERGANTUNG PADA KONTROL EKSPRESI GEN
PERTUMBUHAN PRIMER Meristem Apikal tunas
Calon daun
Meristem Apikal akar AKAR
100 m
TUNAS
1 m
100 m
21
4/18/2015
PERTUMBUHAN SEKUNDER
Kambium vaskuler Meristem lateral Cortex
Periderm
Floem primer Floem sekunder
Empulur Xilem primer
Xilem sekunder
Kambium vaskuler
PENGORIENTASIAN SUMBU PEMBELAHAN SEL
Vesikula Membentuk Plat sel Pita profase mikrotubulus
Dinding sel induk Plat sel
1 m Dinding sel baru
Plat sel
Sel anakan
22
4/18/2015
(a) Pertumbuhan primer dan Sekunder batang berkayu berumur 2 tahun Epidermis
Empulur Xilem primer
Cortex floem primer
Epidermis
Kambium vaskuler Floem primer
Cortex
Kambium vaskuler Xilem primer Empulur
Xilem primer Xilem sekunder Kambium vaskuler Floem sekunder floem primer Kambium gabus pertama
Gabus
Periderm
Floem primer Floem sekunder
Xilem Sekunder (selama 2 th)
Kambium vaskuler Xilem sekunder
Kambium vaskuler Floem sekunder Kambium gabus
Xilem primer
Periderm gabus Kulit kayu
Empulur
Floem sekunder Kambium vaskuler
Kulit kayu Kambium gabus Periderm
Xilem sekunder
0.5 mm
Gabus
Cincin pertumbuhan
0.5 mm
23
4/18/2015
Kambium vaskuler
tumbuh Xilen sekunder
Setelah tumbuh 1 tahun
Kambium vaskuler
Floem sekunder
Setelah tumbuh 2 tahun
Cincin pertumbuhan
Galih Xilem sekunder
Gubal
Kambium vaskuler Floem sekunder Kulit kayu Lapisan periderm
24
4/18/2015
PERTUMBUHAN SEKUNDER
????????????
25
4/18/2015
????????????
???????
26
4/18/2015
??????????????
REPRODUKSI SEKSUAL
REPRODUKSI DAN PERKEMBANG AN TUMBUHAN MEKANISME SELULER PERKEMBANG AN TUMBUHAN
REPRODUKSI ASEKSUAL
27
4/18/2015
28
