my dokumen

DAUN:KERAGAMAN STRUKTUR

 

OLEH:

salim

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

JURUSAN PENDIDIKAN BIOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM RIAU

PEKANBARU

2011

DAUN:KERAGAMAN STRUKTUR

1.      XEROMORFI

Salah satu sifat xeromorfi terpenting adalah rasio permukaan luas eksternal terhadap volumenya, yang bernilai kecil. Berkurangnya luas permukaan luar diiringi oleh mengecilnya ukuran sel, bertambah tebal dindingnya, bertambah rapat sistem jaringan pembuluh dan stomata, bertambahnya jumlah jaringan tiang, sementara jaringan spons berkurang.

Daun sering ditutup oleh rambut, daun tampak sukulen memiliki jaringan penyimpan air. Mengecilnya ukuran daun dianggap sebagai sifat yang berkaitan dengan menurunnya kecepatan transpirasi. Tampak bahwa tumbuhan berdaun kecil lebih umum ditemukan di habitat kering.

Rambut pun amat umum di temukan pada xerofit, nerium, dan xanthorrhoea, kedua tumbuhan bersifat xeromofit, banyak memiliki rambut yang memenuhi cekungan dipermukaan daun. Stomata bertempat didasar cekungan itu.

Air pada daun diangkut tidak hanya melalui berkas pembuluh dan perluasannya melainkan juga oleh sel mesofil dan epidermis. Angkutan dibandingn yang menuju epidermis berlangsung lebih sering dalam jaringan tiang dari pada lewat jaringan spons. Akan tetapi adanya ruang antarsel tiang, membatasi angkutan air, volume ruang antar sel pada daun xerofit lebih kecil pada volume daun mesofit, yakni daun yang tumbuh ditempat yang cukup air.

Pada beberapa xerofit, dan secara umum pada halofit (tumbuhan dihabitat berair asin), terdapat jaringan khusus penyimpan air, jaringan ini terdiri atas sel besar bervakuola besar yang mengandung cairan vakuola encer atau kental dan berlendir. Pada sel – sel itu, sitoplasma tipis melapisi dinding sel, dan dinding itu terdapat kloroplas yang tersebar.

Tekanan osmose dalam sel yng berfotosintesislebih tinggi daripada didalam jaringan nonfotosintesis, dan jika kekurangan air, sel akan memperoleh dari jaringan npenyimpanan air. Akibat nya sel berdinding sel tipis penyimpan air itu mengerut, namun bila keadaan menguntungkan, sel akan segera kembali ke stadium semula.

Hipertropi sel parenkim pada spesies yang tumbuh dipantai, dibandingkan dengan yang tumbuh lebih jauh kedarat, merupakan peristiwa yang sering terjadi. Pada poacea, pada peristiwa menggulungnya daun amat khas dan juga merupakan peristiwa xeromorfik, sifat ini terjadi akibat kegiatan sel kipas atau sel engsel, sel epidermis lainya , serta sel mesofil yang dapat bersifat parenkim atau skelerenkim.

2.      HIDROMORFI

Faktor yang terutama mempkengaruhi tanaman air adalah suhu, udara, dan konsentrasi serta susunan garam dalam air. Sifat structural sifat structural yang paling menonjol pada daun tanaman air adalah berkurangnya jarinngan pengokoh dan pelindung, berkurangnya jumlah jaringan angkut, terutama xylem, dan terdapatnya banyak rongga udara.

Epidermis pada tanaman air tidak memiliki tugas melindungi, tetapi berperan dalam memperoleh zat hara dari air dan dalam pertukaran gas. Kutikulanya amat tipis seperti juga dindng selnya, dan sel epidermisnya sering berkloroplas. Stomata biasanya tak terdapat, tetapi ada pada daun yang mengapung, dibagian atas. Pada beberapa tanaman air yang daunnya terendam, di epidermisnya terdapat kelompok sel yang bila diwarnai dengan pewarna tertentu akan berwarna jelas. Pada banyak spesies tanaman air, seperti caratophyllum, miriphyllum, dan ulticularia, daun terbagi – bagi menjadi cuping silindris ramping yang meningkatkan permukaan kontak dengan air. Pada ranunculus aquatilis, daun yang mengapung tepinya untuk, sedangkan daun yang terendam terbagi menjadi beberapa cuping halus.

Rongga terisi udara terdapat pada batang dan daun hidrofit. Rongga itu merupakan ruang antar sel yang terdapat diseluruh daun dan batang, seperti pada potamogeton dan eicchhornia. Rongga – rongga tersebut dipisahkan oleh sekat pemisah tipis yang terdiri dari 1 – 2 lapisan sel berkloroplas. Pemisah atau diafragma terdapat pada rongga yang memanjang.

Pada hidrofit yang terendam sedikt sekali ditemukan sklerenkim. Namun kadang – kadang terdapat lapisan sklerenkim yang melapisi tepi daun.

3.      KEKHASAN DAUN BEBERAPA DIKOTIL

A.    Tangkai Daun

Beberapa tumbuhan aeperti putrid malu (mimosa), tangkai daun dan tangkai anak daun memiliki bagian yang menebal, biasa dipangkalnya yang disebut sendin daun atau pulvinus. Sendi daun dapat menyebabkan gerak tidur anak daun. Pada pulvinus banayak terdapat parenkim, dan permukaannya biasanya berkeriput.

                

Pada pulvinus daun lavalera cretica, yang bergerak mengikuti matahari, dinding tebal, sel epidermis, dan kolenkim tepi terdiri dari pita tebal, bersaling dengan pita tipis.

Struktur terspesialisasi itu mungkin meningkatkan kelueasn kolenkim, sambil tetap berlaku sebagai pengokoh. Dalam pulvinus, berkas- berkas pembuluh tulang daun menyatu menjadi tabung ramping lelues dan merupakan “engsel pulvinus”

B.     Pangkal daun.

Pada beberapa tumbuhan dikotil,pada pangkal daun seringkali ditemukan adanya stipula, yang tumbuh dari primordial  daun.

stipula

                

                                                                                                                                                      Fungsi utama stipula pelindung daun muda yang sedang berkembang.

beberapa dikotil (Umbelliferae dan Polygonaceae), pangkal daun melebar membentuk seludang/pelepah, yang mengelilingi bagian buku (nodus) okrea.

                                

Pada Graminae di antara pelepah dan helai daun terdapat tonjolan yang bening atau berupa rambut, disebut sebagai ligula (lidah daun).

Ligula

4.      STRUKTUR DAUN DAN RUMPUT- RUMPUTAN

Daun rumput terdiri dari nilai daun yang ramping, serta pelepah yang menyelubungi batang. Mesofil pada umumnya tidak menunjukkan pembagian menjadi jaringan tiang dan spons, meskipun sering lapisan sel tepat dibawah epidermis lebih teratur letaknya dibandingkan dengan yang lain.

Seludang pembuluh menunjukkan keragaman yang dapat digunakan didalam klasifikasi dan penentuan jenis fotosintesis yang berlangsung pada spesies. Seludang dalam disebut seludang mestom, dengan sel berdinding tebal dan plastida yang kecil, dan kurang terdiferensiasi, sedang kan seludang luar terdiri dari sel berdinding tipis dan plastid agak lebih besar, namun lebih kecil dari pada yang ada dalam mesofil.

Berikut ini contoh dari rumput- rumputan adalah,

Serai wangi

Serai telah dikenal sebagai salah satu bahan yang sering digunakan sebagai bumbu masak, tetapi ada manfaat lain yang tidak kalah penting yaitu sebagai tanaman pengusir nyamuk. Tanaman yang termasuk bangsa rumput-rumputan ini tidak disukai nyamuk karena adanya zat geraniol dan sitronelal. Ekstrak serai juga telah dimanfaatkan dalam pembuatan lotion pengusir nyamuk dengan aromanya yang khas

5.      ANATOMI KRANZ DAN FOTOSINTESIS C4

Salah satu tahap penting dalam fotosintesis adalah melekatnya molekul CO2 pada molekul ribulosa 1,5 bisfosfat ( RuBP ). Peristiwa itu menghasilkan dua molekul 3- asam fosfogliserat. Enzim yang mengkatalisis reaksiitu adalah RuBP karboksilase.

Anatomi Tumbuhan C4

Ikatan pembuluh dikelilingi oleh dua cincin sel. Cincin bagian dalam disebut bundel selubung sel mengandung pati yang kaya kloroplas sedikit Grana yang berbeda dari yang ada di mesofil karena sel hadir sebagai lingkar luar. Anatomi aneh ini disebut anatomi Kranz dari kata Jerman untuk karangan bunga. Fungsi utama dari anatomi Kranz adalah untuk menyediakan sebuah tempat di mana CO2 dapat terkonsentrasi di sekitar rubisco, sehingga mengurangi fotorespirasi . Untuk memudahkan pengkonsentrasian CO2 yang lebih tinggi secara signifikan pada selubung berkas dibandingkan dengan mesofil, lapisan batas Kranz memiliki konduktansi rendah untuk CO2, sebuah properti yang dapat ditingkatkan dengan kehadiran suberin .

Jalur Fotosintesis

Jalur C4 ditemukan oleh MD Hatch dan CR Slack kadang-kadang disebut jalur Hatch-Slack. Pada tanaman C3, langkah pertama adalah fotosintesis reaksi cahaya bebas yang melibatkan fiksasi CO2 oleh enzim RuBisCO ke bentuk 3-phosphoglycerate. Namun, karena dwifungsi aktifitas RuBisCO karboksilase / oxygenase, sejumlah substrat dioksidasi daripada dikarboksilasi mengakibatkan hilangnya substrat dan konsumsi energi yang dikenal sebagai fotorespirasi. Dalam rangka untuk memotong jalur fotorespirasi, tanaman C4 telah mengembangkan mekanisme untuk efisiensi pemberian CO2 ke enzim RuBisCO. Menggunakan daun spesifik di mana anatomi kloroplas ada tidak hanya dalam mesofil. Sel-sel di bagian luar daun terdapat sel bundel selubung. Alih-alih fiksasi langsung dalam siklus Calvin, CO2 diubah menjadi 4-karbon asam organik yang memiliki kemampuan untuk regenerasi CO2 di kloroplas dari berkas sel selubung. Sel selubung Bundle kemudian dapat memanfaatkan CO2 untuk menghasilkan karbohidrat oleh jalur konvensional C3.

Langkah pertama dalam jalur tersebut adalah konversi piruvat ke dikinase PEP oleh enzim piruvat-fosfat ( piruvat, ortofosfat dikinase ); reaksi ini memerlukan fosfat anorganik dan ATP ditambah piruvat. Menghasilkan phosphoenolpyruvate , AMP , dan PPi (pirofosfat anorganik) sebagai produk. Langkah selanjutnya adalah fiksasi CO 2 oleh enzim karboksilase phosphoenolpyruvate. Kedua langkah ini terjadi dalam sel mesofil:

pyruvate + Pi + ATP → PEP + AMP + PPi

piruvat + Pi → ATP + PEP + AMP + PPi

karboksilase PEP memiliki lebih rendah Km untuk CO2 dan karenanya lebih tinggi daripada afinitas Rubisco. Produk ini biasanya diubah menjadi malat. Senyawa organik sederhana yang diangkut ke sel sarung bundel sekitarnya di dekat pembuluh. Memasuki siklus Calvin dimana dekarboksilasi untuk melepaskan CO2. Dekarboksilasi piruvat diangkut kembali ke sel mesofil. Karena setiap molekul CO2 harus tetap dua kali, jalur C 4 lebih memakan energi daripada jalur C 3. Jalur C3 membutuhkan 18 ATP untuk sintesis dari satu molekul glukosa sedangkan jalur  4 membutuhkan 30 ATP. Tapi karena tanaman tropis dinyatakan kehilangan lebih dari separuh karbon fotosintesis pada fotorespirasi, jalur C 4 merupakan mekanisme adaptif untuk meminimalkan kerugian. Ada beberapa varian dari jalur ini:

1. Asam karbon 4 diangkut dari sel mesofil mungkin malat seperti di atas atau mungkin aspartate .

2. Asam karbon 3 diangkut kembali dari sel bundel sarungnya mungkin piruvat seperti di atas atau alanin .

3. Enzim yang mengkatalisis reaksi dekarboksilasi dalam sel seludang berkas berbeda. Pada jagung dan tebu adalah enzim NADP-enzim malat,NAD-enzim malat, dan PEP carboxykinase pada Panicum maksimum.

Fotosintesis menjadi mungkin karena kemampuan pigmen klorofil menjebak cahaya. Peristiwa penting saat fotosintesis adalah pengubahan energi cahaya menjadi energi kimia, yang pada akhirnya disimpan dalam molekul gula. Bahan baku fotosintesis adalah karbon dioksida dan air. Persamaan kimia total fotosintesis adalah sebagai berikut:

Reaksi Reduksi – Oksidasi (Redoks)

Reduksi adalah penambahan sebuah elektron (e) ke sebuah molekul penerima. Oksidasi adalah pembuangan sebuah elektrin dari sebuah molekul. Penambahan elektron (reduksi) menyimpan energi dalam senyawa. Pembuangan elektron (oksidasi) melepaskan energi. Kapanpun suatu zat mengalami reduksi, zat lainnya akan mengalami oksidasi.

Dalam sistem biologi, pembuangan atau penambahan elektron yang diturunkan dari hidrogen adalah mekanisme reaksi reduksi oksidasi yang paling sering. Reaksi redoks berperan penting dalam fotosintesis. Sebagai contoh, sintesis gula dari karbon dioksida adalah reduksi karbon dioksisa. Hidrogen yang diperoleh dengan membelah molekul air, ditambahkan pada karbon dioksida untuk membentuk satuan gula.

Proses fotosintesis

Fotosintesis terjadi di dalam kloroplas (gambar 1), struktur selaput didalam sel mesofil daun. Kloroplas memiliki struktur halus di dalamnya – kantung-kantung selaput lempeng yang disebut tilakoid. Di selaput tilakoid, klorofil dan pigmen aksesoris disusun menjadi kelompok-kelompok fungsi yang disebut fotosistem. Masing-masing fotosistem mengandung sekitar 300 molekul pigmen yang terlibat langsung atau tidak langsung dalam proses fotosintesis.

Gambar 1. Struktur kloroplas

Masing-masing fotosistem ini memiliki pusat reaksi atau penjebak cahaya dimana molekul klorofil a yang spesial menjebak energi cahaya. Ada dua jenis fotosistem:Fotosistem I dan Fotosistem II. Di Fotosistem I, molekul klorofil a nya dinamakan P700 karena ia menyerap energi cahaya dari panjang gelombang 700 nanometer. Molekul klorofil di Fotosistem II diberi nama P680 karena molekul pigmen ini (klorofil a) menyerap cahaya pada panjang gelombang 680 nanometer.

Fotosintesis melibatkan empat peristiwa biokimia: peristiwa fotokimia, transpor elektron, kemiosmosis dan fiksasi karbon. Reaksi fotokimia dan transpor elektron terjadi di selaput tilakoid. Selaput oval tilakoid mengelilingi sebuah vakuola atau wadah penyimpan dimana ion hidrogen disimpan hingga diperlukan dalam siklus Calvin, atau fiksasi karbon. Masing-masing tilakoid bertumpu di stroma atau zat lantai di kloroplas. Stroma adalah lokasi terjadinya fiksasi karbon.

Tanaman yang melakukan fotosintesis C4 memiliki susunan khusus di jaringan daunnya. Susunan khusus ini disebut anatomi Kranz. Sel-sel lapisan buntalan diposisikan dalam bentuk lingkaran mengelilingi buntalan pembuluh (terdiri dari tabung-tabung xilem dan floem). Sel mesofil menyusun bagian interior daun lainnya. Ruang udaranya sangat kecil (Gambar 4). Tanaman di daerah tropis dan gurun dengan tingkat fotosintesis sangat tinggi adalah tanaman C4; diantaranya rumput kepiting, tebu, millet dan sorgum. Menariknya, jagung, sebuah tanaman iklim sedang, juga melakukan fotosintesis C4.

Gambar : Anatomi Kranz. Sel lapisan buntalan mengelilingi

6 . DAUN GYMNOSPERMAE

Kebanyakan gymnospermae tetap berwarna hijau dimusim yang kurang menguntungkan pertumbuhan dan daunnya biasanya bersifat xeromorf. Salah satu kekhasan daun gymnospermae adalah jaringan transfusiny. Daun Jarum (Gymnospermae/Pinophyta) Struktur menyerupai daun xeromorf. Coniferae hidup dominan pada kondisi lingkunga yang mengalami musim dingin yang panjang dan musim panas yang kering adaptasi terhadap kondisi cekaman Daun Gymnospermae memiliki struktur khas jaringan transfuse mengelilingi jaringan pembuluh terdiri atas trakeid, parenkim dan sel albumin

Daun Jarum (Gymnospermae/Pinophyta) Struktur menyerupai daun xeromorf Coniferae hidup dominan pada kondisi lingkungan yang mengalami musim dingin yang panjang dan musim panas yang kering adaptasi terhadap kondisi cekaman Daun Gymnospermae memiliki struktur khas  jaringan transfuse mengelilingi jaringan pembuluh terdiri atas trakeid, parenkim dan sel albumin Epidermis terdiri atas sel-sel yang memiliki dinding sel tebal dan ditutupi oleh kutikula stomata terdapat pada semua bagian permukaan daun, kriptofor memiliki hypodermis, yang terdiri atas sel-sel parenkim yang menyerupai serat.

 Daun gymnospermae sempit, tebal dan kaku. Tulang daun tidak beraneka ragam. Mempunyai daun yang berbentuk seperti kapas dengan lebar 5 sampai 10 sentimeter dan tinggi batang mencapai 30 meter. Selain itu, daunnya juga ada yang berbentuk mirip daun paku kelompok suplir. Daun muda menggulung, melebar bentuk kipas, daun terbagi dua simetris karena lekukan yang dalam, mengalami perkembangan.

foto pratikum