Materi Biologi Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Makhluk Hidup

Hay sobat sekalian. Kali ini aku akan memberikan materi biologi tentang tentang Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Makhluk Hidup untuk SMA kelas XII. Selain itu juga dilengkapi dengan Makalah Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Makhluk Hidup dan TTS Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Tumbuhan.

1. PENGERTIAN PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA MAKHLUK HIDUP

Pertumbuhan adalah peristiwa perubahan biologis yang terjadi pada seluruh makhluk hidup berupa pertambahan ukuran volume, tinggi, dan massa yang bersifat irreversible. Pertumbuhan dapat diukur secara kuantitatif dalam satuan ukuran panjang dan berat. Sifat irreversible berarti perubahan yang sudah terjadi tidak akan kembali lagi. Contohnya pada saat bayi lahir hanya memiliki berat badan sekitar 3 kg dengan tinggi badan hanya sekitar 50 cm, namun, setelah dewasa, memiliki berat badan sekitar 50 kilogram dengan tinggi badan sekitar 160 cm. Orang dewasa tersebut tidak akan berubah kembali menjadi bayi yang kecil.

Perkembangan adalah proses menuju tercapainya kedewasaan. Perkembangan tidak dapat diukur secara kuantitatif, tetapi dapat dinyatakan secara kualitatif. Bagaimana cara menentukan bahwa suatu jenis organisme dinyatakan dewasa? Tanda-tanda kedewasaan berbagai organisme berbeda beda, tetapi secara umum ditandai dengan kematangan fungsional pada organisme disebut lebih sempurna. 

Manusia sudah dapat dinyatakan dewasa apabila alat perkembangbiakan secara kawin akan disertai oleh ciri-ciri kedewasaan lainnya. Sebagai contoh laki laki dewasa memiliki kumis, atau jenggot, jakun, dan suara membesar; sedangkan wanita dewasa memiliki ciri-ciri tumbuh payudara dan mengalami menstruasi; sedangkan tumbuhan yang sudah dewasa dapat menghasilkan bunga, buah, dan biji.

Kecepatan pertumbuhan dan perkembangan organisme dan sangat ditentukan oleh faktor faktor pendukung. Baik yang berasal dari dalam tubuh (faktor internal) maupun dari luar (faktor eksternal). Faktor internal merupakan faktor yang diperoleh dari sifat keturunannya berupa Gen dan Hormon.Gen bertanggung jawab dalam pewarisan sifat keturunan serta sebagai pembawa kode untuk membentuk protein, enzim, dan hormon. Protein, enzim, dan hormon, mempengaruhi berbagai reaksi metabolisme di dalam tubuh untuk mengatur dan mengendalikan proses pertumbuhan dan perkembangan.

Hormon pertumbuhan dan perkembangan pada manusia antara lain somatotropin, tiroksin, FSH (follicle stimulating hormone), LH (luteinizing hormone), estrogen, progesteron, dan testosteron. Faktor eksternal dari lingkungan luar tubuh sangat mempengaruhi kecepatan pertumbuhan dan perkembangan suatu organisme. Faktor eksternal yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan manusia contohnya adalah gizi makanan, terutama protein. 

Anak yang kekurangan gizi akan mengalami pertumbuhan lebih lambat dibandingkan dengan anak yang memperoleh cukup gizi. Zat makanan yang mempengaruhi pertumbuhan adalah protein sehingga anak yang sedang tumbuh banyak memerlukan protein yang terkandung dalam bahan makanannya, seperti susu, telur, ikan, daging, dan kacang kedelai. Namun laju pertumbuhan dapat dengan adanya suatu agen penyakit, misalnya cacing, jamur, bakteri, atau virus.

2. PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN TUMBUHAN

Pertumbuhan dan perkembangan merupakan hasil dari tiga kegiatan, yaitu pembelahan sel, pembesaran sel, dan diferensiasi sel sel.  

1. Pembelahan sel yaitu sel membela secara meiosis untuk menghasilkan dua sel anak. Dua sel anak yang membentuk kemudian akan membelah lagi dan menghasilkan empat sel anak, dan seterusnya sehingga terjadi penambahan jumlah sel.

2. Pembesaran sel, yaitu pertambahan ukuran sel anak sebagai akibat bertambahnya substansi material dan sel.

3. Diferensiasi sel, yaitu perubahan sel sel selama masa pertumbuhan hingga terbentuk organ organ yang mempunyai struktur dan fungsi berbeda, misalnya akar, batang, dan daun.

A. Struktur Biji

Biji yang sudah cukup dewasa yang terdapat dalam buah-buahan yang sudah masak, secara fisik terasa keras jika dipegang karena sudah mengalami dehidrasi menjelang pematangannya. Kandungan air dalam biji sekitar 5-15% dari bobotnya. 

Biji dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu biji monokotil (berkeping satu) dan biji dikotil (berkeping dua). Didalam belahan dalam biji terdapat calon individu baru (embrio) yang dilengkapi dengan cadangan makanan. Embrio dikelilingi oleh kotiledon (daun lembaga), endosperma, atau keduanya. Kotiledon berguna untuk menyerap zat-zat makanan dari endosperma yang kemudian dipindahkan ke embrio ketika biji mulai berkecambah. 

Biji tumbuhan monokotil hanya memiliki satu kotiledon. Famili rumput-rumputan (misalnya jagung dan gandum) memiliki jenis kotiledon khusus berupa lapisan tipis berbentuk perisai yang disebut skutelum (scutella = pelindung kecil). Skutelum akan menyerap zat makanan dari endosperma selama perkecambahan.

B. Proses Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Tumbuhan

Proses pertumbuhan dan perkembangan di mulai dari tahap embrio hingga menjadi tumbuhan lengkap (tumbuhan dewasa). Proses pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dibagi menjadi tiga tahap, yaitu perkecambahan, pertumbuhan primer, dan pertumbuhan sekunder.

1. Perkecambahan

a. Fisiologi Perkecambahan

Perkecambahan merupakan masa dormansi biji. Masa dormansi biji adalah masa ketika sel-sel penyusunnya tidak aktif membelah atau tidak tumbuh tetapi sel tersebut tidak mati. Berakhirnya masa dormansi biji ditandai dengan terserapnya air ke dalam sel sel biji. Terserapnya air ke dalam sel sel biji terjadi secara imbibisi, yang merupakan proses fisika. Selanjutnya, air yang masuk ke dalam biji akan membebaskan hormon giberelin (GA) sebagai sinyal kepada aleuron (lapisan tipis di bagian luar endosperma) agar mensekresikan enzim.

Enzim berfungsi sebagai biokatalisator dalam metabolisme biji. Hasil proses perkecambahan berupa tumbuh dan berkembangnya plumula menjadi batang dan daun serta perkembangan radikula menjadi akar. Proses perkecambahan dipengaruhi oleh beberapa faktor yaitu,air, oksigen, suhu, dan cahaya.

Air diperlukan dalam perkecambahan untuk mengaktifkan enzim-enzim. Oksigen diperlukan dalam proses oksidasi sel untuk menghasilkan energi. Suhu yang optimum diperlukan dalam aktivitas enzim karena enzim tidak dapat bekerja pada suhu yang lebih rendah atau terlalu tinggi.

b.Tipe Perkecambahan

Tipe perkecambahan dibagi menjadi dua macam, yaitu hipogeal dan epigeal.

 

• Pertumbuhan tipe hipogeal yaitu perkecambahan yang ditandai dengan terbentuknya bakal batang yang muncul ke permukaan tanah, tetapi kotiledon tetap berada dipermukaan tanah. Hal ini terjadi karena pertumbuhan memanjang bagian epikotil menyebabkan plumula keluar menembus kulit biji dan muncul diatas permukaan tanah

• Perkecambahan tipe epigeal yaitu perkecambahan yang ditandai dengan bagian hipokotil tumbuh memanjang, akibatnya kotiledon dan plumula terdorong ke atas permukaan tanah. Contohnya kacang hijau (Phaseolus radiatus), melon (Cucumis melo), jarak (Ricinus communis) dan kacang tanah (Arachis hypogaea)

2. Pertumbuhan Primer

Setelah biji berkecambah, selanjutnya akan membentuk akar, batang, dan daun. Pada bagian ujung akar dan ujung batang, terdapat jaringan yang sel-selnya aktif membelah secara mitosis, yang disebut meristem primer. Proses pertumbuhan memanjang pada ujung akar dan ujung batang disebut pertumbuhan primer. Pertumbuhan memanjang pada batang dapat diukur secara kualitatif dengan menggunakan alat auksanometer.

Tumbuhan memiliki dua titik pertumbuhan primer, yaitu titik tumbuh pada akar dan titik tumbuh pada batang.

a. Titik Tumbuh Akar

Titik tumbuh akar merupakan bagian jaringan meristem akar yang dikelilingi oleh tudung akar (kaliptra). Tudung akar mengeluarkan lendir polisakarida yang berfungsi untuk melumasi akar sehingga gesekan antara ujung akar dan butir-butir tanah pada saat akar menembus tanah.

Titik tumbuh akar dibagi menjadi tiga daerah, yaitu 

• Zona pembelahan sel (pembentukan sel) tersusun dari kumpulan sel yang berukuran kecil, berdinding tipis, berbentuk seragam, dan sel-selnya aktif membelah secara tepat.

• Zona pemanjangan sel terletak di zona pembelahan, sel selnya memanjang sampai berukuran sepuluh kali panjang sehingga mendorong ujung akar.

• Zona diferensiasi (pematangan sel) menunjukkan perbedaan bentuk dan ukuran sel sel yang semakin kecil.

Jaringan primer akar terbentuk dari ketiga jenis jaringan meristem  sebagai berikut:

1. Protoderm, yaitu meristem primer terletak  paling luar dan akan membentuk epidermis.

2. Prokambium, terletak dibagian paling dalam akan menjadi stele (silinder pusat) yang terdiri atas perisikel berkas pembuluh xilem dan floem.

3. Meristem dasar, terletak diantara protoderm dan prokambium dan akan membentuk jaringan dasar yaitu sel sel parenkim pengisi korteks.

b. Titik Tumbuh Batang

Titik tumbuh batang merupakan bagian jaringan meristem pada ujung batang dengan tunas berupa kuncup. Kuncup tersusun atas sejumlah daun kecil yang menyelubungi pusat kuncup. Pada bagian paling ujung, terdapat meristem apikal berupa massa sel berbentuk seperti kubah. Meristem apikal akan menjadi meristem primer (protoderm, prokambium, dan meristem dasar). Pada sisi sisi meristem apikal, muncul primordia daun muda.

Titik tumbuh batang dibagi menjadi tiga daerah pertumbuhan, yaitu

• Zona pembelahan sel, memiliki sel-sel yang meristematik dan juga memiliki bakal daun. Permukaan bawah bakal daun lebih cepat tumbuh dibandingkan dengan permukaan daun atas sehingga daun muda melengkung menutupi ujung titik tumbuh.

• Zona pemanjangan sel, selnya mengalami pemanjangan dan pembesaran. Pada zona ini mulai terlihat jaringan calon pembuluh.

• Zona diferensiasi (pematangan) sel, sel mengalami diferensiasi sehingga terbentuk beberapa lapisan jaringan dengan struktur yang berbeda, seperti epidermis, korteks, floem, dan xilem.

3. Pertumbuhan Sekunder

Jika diperhatikan secara cermat batang-batang disekitar lingkungan tempat kita tinggal, dari ke hari bukan hanya semakin tinggi, tetapi juga semakin besar. Batang tumbuhan menjadi besar karena mengalami pertumbuhan sekunder. Pertumbuhan sekunder merupakan hasil aktivitas jaringan meristem sekunder, yaitu kambium pembuluh, dan kambium gabus (felogen).

Jaringan kambium pembuluh terletak diantara jaringan pembuluh xylem (pembuluh kayu) dan pembuluh floem (pembuluh kulit).Pada tumbuhan tahunan (perennial) pertumbuhan sekunder terjadi bertahun tahun hingga lapisan demi lapisan xilem sekunder membentuk kayu dengar informasi melingkar yang disebut lingkaran tumbuh (lingkaran tahun). 

Pembentukan lingkaran tumbuh sangat dipengaruhi oleh musim. Di daerah beriklim tropis, umumnya lingkaran tumbuh yang terbentuk pada musim hujan lapisannya lebih tebal dari lapisan yang terbentuk pada musim kemarau. Lingkaran tumbuh memungkinkan kita menaksir umur satu pohon.

3. FAKTOR FAKTOR YANG MEMPENGARUHI PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN

Faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dapat dikelompokkan menjadi dua,yaitu faktor luar (eksternal), dan faktor dalam (internal)

A. Faktor Luar (Eksternal)

Faktor luar merupakan segala sesuatu yang mempengaruhi pertumbuhan dan sumbernya berasal dari lingkungan.Faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan antara lain sebagai berikut:

● Nutrisi

● Air

● Derajat keasaman(PH)

● Kadar garam

● Oksigen 

● Cahaya

● Suhu

● Kelembapan

● Gravitasi

● Sentuhan

● Organisme parasit  dan herbivora.

B. Faktor Dalam (Internal)

Faktor dalam (internal) yang mempengaruhi pertumbuhan bersumber dari dalam tumbuhan itu sendiri yaitu gen dan hormon. Gen berfungsi mengatur reaksi kimia dalam sel terutama reaksi sintesis protein dan enzim sehingga mempengaruhi bentuk dan ukuran tumbuhan. Hormon  merupakan substansi yang sangat aktif dalam proses metabolisme. Hormon berfungsi dalam memacu pertumbuhan, pembelahan, dan pemanjangan sel, tetapi ada pula hormon yang bekerja menghambat pertumbuhan. Hormon pada tumbuhan (fitohormon) antara lain auksin, giberelin, gas etilen, (C2H4 karbit), Sitokinin, dan asam absisat.

1. Auksin

Fungsi auksin pada tumbuhan antara lain;

● Memacu pertumbuhan memanjang pada tunas dan akar.

● Menyebabkan diferensiasi sel menjadi xilem sehingga meningkatkan transportasi garam mineral dan air dari tanah menuju ke daun.

● Merangsang pembentukan pembuluh floem dan xilem.

● Merangsang aktivitas kambium

● Merangsang pembengkokan batang

2. Giberelin

Fungsi giberelin terhadap tumbuhan antara lain;

● Memacu pemanjangan dan pembelahan sel.

● Memacu perkembangan embrio pada perkecambahan.

● Mengakhiri dormansi pada biji dan kuncup ketiak batang.

● Merangsang pertumbuhan bunga lebih awal.

● Memperbesar ukuran buah

3. Gas Etilen

Fungsi gas etilen terhadap tumbuhan antara lain;

● Mempercepat proses pematangan buah.

● Berperan dalam pengguguran daun

● Kombinasi etilen dengan auksin dapat memacu pembentukan bunga.

● Merangsang pertumbuhan batang menjadi tebal dan kokoh.

4. Sitokinin

Fungsi sitokinin terhadap tumbuhan antara lain;

● Menghambat penuaan pada organ tubuh

● Merangsang sintesis RNA dan protein

● Bersama dengan auksin merangsang pembelahan sel.

● Memacu perkembangan akar dan tunas pada kultur jaringan.

● Menunda pengguguran daun, bunga, dan buah dengan cara meningkatkan pengiriman makanan ke organ organ tersebut.

5. Asam Absisat

Asam absisat (ABA, abscisic acid) merupakan hormon yang memperlambat atau menghentikan pembelahan dan pemanjangan sel.

Fungsi asam absisat terhadap pertumbuhan antara lain;

● Menghambat pertumbuhan.

● Menyebabkan dormansi biji dan tunas.

● Menyebabkan senses (kematian) pada sel, organ atau individu.

● Menyebabkan imbibisi (gugurnya) daun

6. Kalin

Kalin, hormon tumbuhan yang dapat memacu pembentukan organ tertentu, misalnya akar, batang, daun dan bunga. 

Kalin dapat dibedakan menjadi beberapa jenis sebagai berikut;

● Filokalin, berfungsi memacu pembentukan daun.

● Kaulokalin, berfungsi memacu pembentukan batang.

● Rhizokalin, berfungsi memacu pembentukan akar.

● Antokalin (florigen), berfungsi memacu pembentukan bunga.

7.  Asam Traumalin

Asam traumalin berfungsi memacu pembelahan sel pada bagian tumbuhan yang mengalami luka. Peristiwa penutupan luka ini hanya terjadi pada tumbuhan dikotil. Pada tumbuhan monokotil, tidak akan terjadi penutupan luka jika batang tumbuhan terluka. Coba perhatikan batang pohon kelapa yang sengaja dilukai saat membuat panjatan sebagai pegangan kaki, jaringan yang terluka tidak pernah tertutup kembali.

4. PERTUMBUHAN PADA HEWAN DAN MANUSIA

Pertumbuhan pada hewan dan manusia dimulai saat terbentuknya zigot hingga mencapai dewasa. Proses pertumbuhan dan perkembangan tersebut dapat dibagi menjadi dua tahap, yaitu tahap embrio dan tahap pasca embrio.

1. Tahap Embrio

Tahap embrio dimulai dari proses bertemunya sperma dengan sel telur yang disebut fertilisasi. Membran fertilisasi berfungsi menahan masuknya sperma tambahan. Fertilisasi menyatukan kumpulan kromosom haploid dari kedua gamet (sperma dan sel telur) menjadi sebuah sel diploid (zigot). Tahap embrio dibagi menjadi empat fase,yaitu morulasi, blastulasi, dan organogenesis.

1. Morulasi

Zigot mengalami serangkaian pembelahan (cleavage) secara mitosis dari 1 sel menjadi 2 sel, 4 sel, 8 sel, 16 sel dan seterusnya. Pembelahan hanya membagi-bagi sitoplasma zigot yang besar menjadi banyak sel yang berukuran lebih kecil dan masing-masing berinti yang disebut blastomer. Pembelahan yang cepat terjadi di bagian kutub animal dan vegetal. Kedua kutub tersebut dibatasi oleh sabit abu-abu (gray crescent). Blastomer-blastomer hasil pembelahan selanjutnya membentuk bola sel padat yang disebut morula. Proses terbentuknya morula disebut morulasi.

2. Blastulasi

Blastulasi adalah proses terbentuknya blastula yang merupakan bentuk perkembangan lanjutan dari morula. Sel-sel morula terus menerus membelah membentuk rongga blastosol di antara kutub animal dan kutub vegetal. Rongga tersebut semakin membesar dan berisi cairan blastosol. Sitoplasma pada kutub animal berjumlah lebih sedikit dibanding kutub vegetal. 

3. Gastrulasi

Gastrulasi merupakan proses yang dinamis di mana sel-sel sekitar permukaan blastula berpindah ke lokasi yang lebih dalam sehingga terbentuk tiga lapisan germinal (lapisan embrionik), yaitu ektoderm (lapisan luar), mesoderm (lapisan tengah), dan endoderm (lapisan dalam). Gastrulasi dimulai ketika lipatan kecil (bibir dorsal blastopori) muncul pada salah satu sisi blastula. Lipatan tersebut dibentuk oleh sel-sel pada kutub vegetal yang mengalami invaginasi kearah dalam dari permukaan.

4. Organogenesis

Organogenesis adalah proses pembentukan berbagai organ tubuh yang berkembang dari lapisan lapisan embrionik

2. Tahap Pasca Embrio

Tahap pasca embrio dimulai ketika hewan lahir atau menetas hingga dewasa. Tahap ini merupakan proses pematangan hingga menjadi individu yang sempurna. Proses pematangan pasca embrio dibedakan tiga macam, yaitu regenerasi, metamorfosis, dan  metagenesis.

1. Regenerasi

Regenerasi adalah proses perbaikan jaringan tubuh yang rusak akibat terluka. Pada hewan tingkat rendah misalnya planaria, jaringan tubuh yang terpotong dapat beregenerasi menjadi individu baru. Namun, pada vertebrata termasuk manusia, kemampuan regenerasi hanya untuk  memperbaiki jaringan yang rusak dan tidak membentuk organ tubuh.

2. Metamoffosis

Metamorfosis adalah serangkaian perubahan bentuk, ukuran, struktur, dan fungsi bagian bagian tubuh secara bertahap yang dimulai dari telur hingga dewasa. Metamorfosis terjadi pada serangga dan Amphibi (misalnya katak).

1. Metamorfosis pada serangga

Metamorfosis pada serangga dipengaruhi oleh hormon juvenil dan ekdison. Metamorfosis pada serangga dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu;

a. Metamorfosis sempurna (holometabola), meliputi fase, telur, larva (ulat atau belatung), pupa (kepompong), imago (dewasa). Contohnya terjadi pada kupu kupu, lalat, dan nyamuk.

b. Metamorfosis tidak sempurna (hemimetabola), meliputi fase telur, nimfa ( serangga muda yang tidak bersayap), dewasa. Contohnya, terjadi pada belalang,capung dan jangkrik       

2. Metamorfosis pada katak

Metamorfosis katak dipengaruhi oleh hormon tiroksin. Metamorfosis pada katak meliputi, fase telur, berudu/kecebong yang bernapas dengan insang luar, berudu bernapas dengan insang dalam (insang yang menutup oleh kulit) dewasa (bernapas dengan paru paru dan kulit, berkaki empat dan tidak berekor). Pertumbuhan kaki berudu dimulai dari kaki belakang, kemudian pertumbuhan kaki depan. Ekor berudu berangsung angsur akan menghilang. Berudu hidup di dalam air sebagai herbivora, sedangkan katak di darat sebagai karnivora.

3. Metagenesis

Metagenesis adalah pergiliran generasi antara fase generatif (seksual) dengan fase vegetatif (aseksual) dalam siklus hidupnya. Contohnya terjadi pada ubur-ubur.q.

Sekian Materi Biologi tentang Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Makhluk Hidup untuk SMA kelas XII. Berikut ini juga dilengkapi dengan Makalah Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Makhluk Hidup dan TTS Pertumbuhan Dan Perkembangan Pada Tumbuhan

Location:

Share :