Ciri Anatomi

2.1. Sel
Perbedaan sel tumbuhan dengan sel hewan adalah sel tumbuhan memiliki kloroplas yang mengandung klorofil a dan klorofil b sebagai pigmen fotosintetiknya, sel dewasanya memiliki satu vakuola sentral yang besar yang berfungsi membantu memelihara turgiditas sel, dan memiliki dinding sel.Dinding sel tumbuhan terutama disusun oleh selulosa. Kebanyakan sel tumbuhan, khususnya sel yang memberikan kekuatan, mempunyai 2 lapis dinding sel. Dinding yang pertama kali dibentuk disebut dinding primer, dinding yang dibentuk kemudian adalah dinding sekunder bersifat lebih kaku, terdapat di antara membran plasma dan dinding primer. Pada tumbuhan dinding primer dari sel yang berdampingan dihubungkan oleh suatu lapisan lengket disebut lamela tengah (Gambar 6).
Pada dinding sel tumbuhan dijumpai struktur khusus yang disebut noktah Melalui noktah ini aliran sitoplasma sel-sel yang berdampingan (plasmodesmata) dapat saling berhubungan. Plasmodesmata merupakan saluran komunikasi dan sirkulasi di antara sel-sel yang berdampingan.

Kloroplas
Plasmodesmata
Plasma membran
Plasma membran
Mikrotubul
Ribosom
Badan Golgi
Mitokondria
Retikulum endoplasma
Inti
Dinding sel pada sel yang bertetangga
Dinding sel sekunder
Lamela tengah
Dinding sel primer
Noktah
Vakuola sentral


Gambar 6. Sel tumbuhan (sel jaringan parenkima)

Struktur sel serta struktur alami dari dinding sel, seringkali berkorelasi dengan fungsi sel tersebut. Hal ini terlihat pada lima tipe sel-sel yang menyusun jaringan dibawah ini.

2.2. Jaringan
2.2.1. Parenkima
Jaringan ini menyusun sebagian besar tubuh tumbuhan. Sel-sel parenkima umumnya berbentuk sferis pada awal pembentukannya, tetapi pada perkembangan selanjutnya akibat saling berdesakan satu sama lainnya menyebabkan bentuk dan ukurannya beragam, pada umumnya berbentuk poligonal (umumnya bersisi empat belas). Sel parenkima memiliki vakuola besar, dapat mengandung pati, minyak, tanin, kristal serta beragam hasil sekresi sel lainnya. Sel parenkima tetap hidup setelah dewasa dan memiliki dinding primer yang tipis (Gambar 7a). Sel parenkima dewasa dapat membelah dan berdiferensiasi menjadi tipe sel lainnya. Kemampuan sel-sel parenkima memperbanyak diri sangat penting untuk memperbaiki jaringan yang rusak misalnya pada saat tumbuhan terluka.
Diantara sel-sel parenkima umumnya dijumpai ruang-ruang antar sel, misalnya pada daun teratai serta tumbuhan air lainnya yang memiliki ruang-ruang antar sel berukuran besar. Sel-sel parenkima yang memiliki ruang-ruang antar sel yang besar disebut aerenkima. Pada daun dijumpai sel perenkima yang mengandung kloroplas yang disebut klorenkima berperan penting dalam proses fotosintesis. Dijumpai pula sel-sel parenkima tanpa kloroplas pada umbi, buah, biji yang berfungsi sebagai tempat menyimpan cadangan makanan.
Beberapa sel parenkima berkembang membentuk sel transfer yang dijumpai pada jaringan nektar bunga dan tumbuhan karnivor yang berfungsi dalam pengangkutan bahan terlarut diantara sel-sel yang berdekatan. Sel-sel perenkima dapat mencapai umur yang panjang, pada beberapa tumbuhan kaktus sel parenkima dapat mencapai umur 100 tahun.

2.2.2. Kolenkima
Sel kolenkima memiliki dinding primer yang lebih tebal daripada sel parenkima dan selnya hidup (Gambar 7b). Pada umumnya sel-sel kolenkima terdapat pada bagian subepidermis batang dan tangkai daun, tepi tulang dan helaian daun. Fungsi utamanya adalah memberi kekuatan pada bagian tumbuhan yang sedang tumbuh dan jaringan penunjang pada tumbuhan herba.
Dinding primer (lebih tebal)
(b)
(a)
Noktah
Sel-sel kolenkima
Sel-sel parenkima
Dinding primer (tipis)

Gambar 7. Sel parenkima (a) dan kolenkima (b).

2.2.3. Sklerenkima
Jaringan sklerenkima merupakan jaringan penguat/penunjang pada tumbuhan, terdiri dari sel-sel sklerenkima yang memiliki dinding sekunder yang tebal, kaku dan keras karena mengandung lignin. Sel sklerenkima dewasa terdapat di daerah yang pertumbuhan memanjangnya sudah berhenti (Gambar 8).
Terdapat 2 tipe sel sklerenkima yaitu serat dan sklereid (sel batu). Bentuk sel sklereid isodiameter (agak membulat), mempunyai dinding sekunder yang tebal dan sangat keras. Kulit kacang dan kulit biji menjadi keras karena adanya sklereid, selain itu sklereid juga dijumpai tersebar dalam jaringan parenkima daging buah misalnya pada buah pir. Berbeda dengan sklereid sel serat berbentuk panjang dan ramping dengan ujung meruncing, biasanya terdapat dalam berkas (kumpulan). Beberapa spesies tumbuhan mempunyai serat bernilai ekonomi tinggi, misalnya serat manila yang digunakan sebagai bahan dasar tali.
(a)
(b)
Dinding sel sekunder


Noktah
Sel-sel serat
Noktah
Dinding sel yang tebal
Dinding sel primer
Dinding sel sekunder
Dinding sel primer

Gambar 8. Serat (a) dan sklereid (b) yang merupakan jaringan sklerenkima.

2.2.4. Jaringan penyalur
Pada tumbuhan terdapat dua macam jaringan penyalur yang penting yaitu xilem dan floem.
2.2.4.1. Xilem
Berperan penting dalam pengangkutan air dan unsur hara. Xilem disebut jaringan kompleks karena terdiri dari beberapa jaringan yaitu unsur trakea meliputi pembuluh kayu (trakea) dan trakeid, jaringan parenkima dan serat (Gambar 9a). Pembuluh kayu (trakea) ditemukan pada tumbuhan angiosperma, secara individual disebut unsur pembuluh yang saling berhubungan di ujung-ujungnya membentuk saluran yang panjang. Trakeid seperti halnya pembuluh kayu selnya akan mati sewaktu dewasa, dan tersusun tumpang tindih. Trakeid tidak mempunyai plat perforasi seperti halnya pada pembuluh kayu, tetapi memiliki noktah berdampingan yang saling berpasangan sehingga transportasi air bisa tetap berlangsung. Trakeid pada umumnya terdapat pada tumbuhan gimnospermae. Trakea dan trakeid memiliki dinding sekunder� dengan komponen utamanya adalah lignin.
Trakea
Trakeid
Sitoplasma
Plat tapis
Sel pengiring
Noktah
Plat perforasi
Noktah
Dinding sel primer
(a)
(b)

Gambar 9. Xilem (a) dan floem (b)

2.2.4.2. Floem
Floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis ke seluruh tubuh tumbuhan, merupakan jaringan kompleks yang terdiri dari unsur tapis sebagai komponen utama, sel pengiring, jaringan parenkima dan serat (Gambar 9b). Unsur tapis mempunyai dinding primer yang tipis (tidak memiliki dinding sekunder), tetap hidup pada saat dewasa tetapi tidak memiliki inti. Unsur tapis dapat berupa pembuluh tapis (pada angiosperma) atau sel tapis (pada gimnosperma). Unsur tapis didampingi oleh sel pengiring yang bisa berjumlah satu atau dua buah, diantara keduanya dihubungkan oleh sejumpah plasmodesmata. Nukleus dan ribosom sel-sel pengiring dapat membentuk protein tertentu yang digunakan oleh pembuluh tapis yang telah kehilangan nukleusnya, ribosom serta organel-organel lainnya selama proses perkembangannya. Dinding-dinding ujung pembuluh tapis� memiliki plat/lempeng tapis yang mempunyai banyak plasmodesmata berukuran besar, tempat lewatnya gula, senyawa lain serta beberapa ion mineral di antara pembuluh tapis yang bersebelahan. Sel pengiring sangat erat hubungannya dengan pembuluh tapis. Apabila pembuluh tapis mati maka sel pengiring juga mati, keduanya terbentuk dari sel induk yang sama.

2.3. Sistem jaringan penyusun tubuh tumbuhan
Akar, batang dan daun tersusun atas tiga sistem jaringan yaitu epidermis, sistem berkas pembuluh dan sistem jaringan dasar (Gambar 10). Pada modul ini tiga sistem jaringan yang diamati adalah jaringan yang terdapat pada organ yang masih muda. Perbedaan struktur anatomi organ akan terlihat apabila yang diamati adalah organ yang sudah tua.

Sistem jaringan dasar
Sistem berkas pembuluh
Akar
Batang
Daun

Gambar 10. Tiga sistem jaringan pada tumbuhan.

Gambar 10 menunjukkan masing-masing sistem jaringan yang terdapat pada organ tumbuhan. Epidermis (bagian berwarna biru) berfungsi melindungi daun, batang dan akar yang masih muda dari kerusakan fisik atau infeksi patogen. Pada daun atau batang beberapa tumbuhan sel-sel epidermisnya menghasilkan senyawa lilin yang disebut dengan kutikula yang berfungsi untuk mengurangi kehilangan air dari tubuh tumbuhan.
Sistem berkas pembuluh (berwarna ungu) terdiri dari xilem dan floem yang berperan dalam transpor air dan hara mineral serta hasil fotosintesis. Sistem jaringan yang ketiga yaitu sistem jaringan dasar (berwarna kuning) yang mengisi daerah di antara epidermis dan sistem berkas pembuluh, memiliki fungsi sebagai tempat berlangsungnya proses fotosintesis, tempat menyimpan cadangan makanan dan sebagai penguat atau penyokong tubuh tumbuhan. Sistem jaringan dasar ini terutama terdiri dari jaringan parenkima, tetapi terdapat juga jaringan kolenkima dan sklerenkima.
Gambar 11 menunjukkan sayatan melintang akar tumbuhan dikotil dan monokotil. Ketiga sistem jaringan terlihat jelas pada gambar ini : epidermisnya terdiri dari selapis sel yang tersusun rapat menyelubungi permukaan akar. Air dan unsur hara (mineral) diserap oleh akar dari tanah melalui sel-sel epidermis. Beberapa sel epidermis akan tumbuh menjulur membentuk�� rambut akar. Di sebelah dalam epidermis terdapat sistem jaringan dasar yang membentuk korteks akar yang terdiri dari jaringan parenkima sebagai komponen utamanya. Cadangan makanan berupa pati biasanya ditumpuk pada korteks akar ini. Bagian terdalam dari korteks akar yang terdiri dari satu lapis sel disebut endodermis, memiliki lapisan suberin (gabus) pada dinding radial dan transversalnya. Lapisan gabus ini disebut pita Caspary yang memiliki fungsi penting sebagai penghalang masuknya air serta mineral terlarut melalui jalur ekstraselular. Sel endodermis berperan dalam menentukan jenis-jenis mineral apa saja yang dapat memasuki xilem. Selain oleh gabus, pada dinding bagian dalam endodermis juga terdapat lilin, kadang-kadang juga dijumpai selulosa dan lignin.Beberapa sel endodermis tetap berdinding tipis yang disebut dengan sel-sel peresap.

Sistem jaringan dasar
Empulur
Floem
Xilem
Endodermis
Epidermis
Korteks
Xilem
Floem
Sistem berkas pembuluh
Korteks
(a)
(b)



Gambar 11. Tiga sistem jaringan pada sayatan melintang akar tumbuhan dikotil (a) dan monokotil (b).
Di sebelah dalam sel endodermis terdapat berkas pembuluh. Pada tumbuhan dikotil, berkas pembuluh mengisi penuh pusat akar, sedangkan pada tumbuhan monokotil pusat akar ini sering diisi oleh jaringan parenkima yang disebut dengan empulur. Berkas pembuluh terdiri dari xilem dan floem yang letaknya berselang-seling.
Seperti halnya akar, batang tumbuhan juga tersusun oleh tiga sistem jaringan. Gambar 12 menunjukkan struktur anatomi batang. Terdapat perbedaan yang cukup signifikan antara struktur internal batang tumbuhan dikotil dan monokotil : berkas pembuluh pada tumbuhan monokotil letaknya tersebar, sedangkan pada tumbuhan dikotil berkas pembuluhnya tersusun melingkar ; korteks pada tumbuhan dikotil terdapat diantara berkas pembuluh dan epidermis, sedangkan pada monokotil batas tersebut tidak jelas. Pada tumbuhan dikotil terdapat juga jaringan dasar lain selain korteks yaitu empulur yang mengisi bagian tengah batang. Penumpukan pati pada umumnya terdapat pada empulur ini.
Dikotil


Sistem jaringan dasar
Monokotil
Berkas pembuluh
Epidermis
Xilem
Floem
Korteks
Empulur
Sistem jaringan dasar
Berkas pembuluh
Epidermis

Gambar 12. Tiga sistem jaringan pada sayatan melintang batang tumbuhan dikotil (a) dan Monokotil (b).

Gambar 13 menunjukkan tiga sistem jaringan yang terdapat pada daun tumbuhan dikotil. Pada epidermis atas dan bawah daun dijumpai pori-pori kecil yang disebut dengan stomata (tunggal : stoma). Pada tumbuhan darat jumlah stomata pada epidermis bawah daun lebih banyak dari epidermis atas daun, yang merupakan adaptasi tumbuhan untuk meminimalisasi hilangnya air dari daun. Celah stomata terbentuk apabila sepasang sel penjaga stoma mengkerut. Sel penjaga ini mengatur ukuran stomata, berperan penting dalam pertukaran gas (CO2 dan O2) yang terdapat di dalam daun dengan lingkungan luar, selain itu juga berperan dalam pengaturan hilangnya air dari tumbuhan.
Sistem jaringan dasar pada daun disebut dengan mesofil. Pada daun tumbuhan dikotil, mesofilnya terdiferensiasi menjadi jaringan pagar dan bunga karang. yang umumnya terdiri dari Proses fotosintesis terjadi dalam mesofil. Jaringan pagar dapat mengandung lebih dari 80 % kloroplas daun, sedangkan jaringan bunga karang karena sel-selnya tersusun longgar dengan ruang interselular yang banyak, jaringan ini merupakan tempat pertukaran gas.


Sel penjaga
Xilem
Floem
Seludang pembuluh
Berkas pembuluh
Kutikula
Epidermis bawah
Mesofil
Epidermis atas
(b)
(a)
Stoma
Sel penjaga
Permukaan bawah daun
Berkas pembuluh
Stoma

Gambar 13. Tiga sistem jaringan pada sayatan melintang daun tumbuhan dikotil (a) dan sayatan membujur yang memperlihatkan epidermis bawah dengan stomatanya (b).

Tulang-tulang daun yang mengandung berkas pembuluh tersebar di seluruh mesofil. Satu berkas pembuluh terdiri dari xilem dan floem yang dikelilingi oleh sel-sel parenkima berdinding tebal yang disebut dengan seludang pembuluh. Berkas pembuluh yang terdapat pada daun tersambung secara kontinu dengan berkas pembuluh yang terdapat pada batang. Hal ini memungkinkan tersalurkannya air dan mineral terlarut dari tanah ke daun dan juga memungkinkan tersalurkannya hasil fotosintesis dari daun ke bagian tumbuhan lainnya. Pada tumbuhan C4, seludang pembuluh adalah tempat terjadinya siklus Calvin dari proses fotosintesis.