BAB I PENDAHULUAN I. LATAR BELAKANG Secara umum sel merupakan dasar ilmu biologi. Sel adalah unit organisasi terkecil yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis. Semua fungsi kehidupan diatur dan berlangsung di dalam. Karena itulah sel dapat berfungsi secara autonom asalkan kebutuhan hidupnya terpenuhi. Sel memiliki bagian-bagian yang disebut dengan organel sel yang memiliki fungsi khusus dan saling berhubungan satu dengan yang lain dengan sistem komunikasi yang rumit. Dalam beberapa hal, sel merupakan penghubung antara molekul dengan manusia. Selain itu, mereka saling bekerja sama membentuk organisme yang kompleks seperti manusia. Sel merupakan penyusun tubuh mahluk hidup sebagaimana telah dibuktikan melalui pengamatan mikroskopis oleh Mathias Schleiden (seorang ahli anatomi tumbuhan) dan Theodor Schwann (seorang ahli anatomi hewan) yang kemudian merumuskan bahwa: “sel merupakan satuan struktural kehidupan”. Max Schultze dan Thomas Huxley menyatakan bahwa: “sel merupakan satu kesatuan fungsional kehidupan” yang 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
BAB I
PENDAHULUAN
I. LATAR BELAKANG
Secara umum sel merupakan dasar ilmu biologi. Sel adalah unit organisasi terkecil
yang menjadi dasar kehidupan dalam arti biologis. Semua fungsi kehidupan diatur dan
berlangsung di dalam. Karena itulah sel dapat berfungsi secara autonom asalkan
kebutuhan hidupnya terpenuhi.
Sel memiliki bagian-bagian yang disebut dengan organel sel yang memiliki fungsi
khusus dan saling berhubungan satu dengan yang lain dengan sistem komunikasi yang
rumit. Dalam beberapa hal, sel merupakan penghubung antara molekul dengan manusia.
Selain itu, mereka saling bekerja sama membentuk organisme yang kompleks seperti
manusia.
Sel merupakan penyusun tubuh mahluk hidup sebagaimana telah dibuktikan melalui
pengamatan mikroskopis oleh Mathias Schleiden (seorang ahli anatomi tumbuhan) dan
Theodor Schwann (seorang ahli anatomi hewan) yang kemudian merumuskan bahwa:
“sel merupakan satuan struktural kehidupan”.
Max Schultze dan Thomas Huxley menyatakan bahwa: “sel merupakan satu
kesatuan fungsional kehidupan” yang menunjukkan bahwa aktivitas yang berlangsung
dalam tubuh mahluk hidup tercermin dalam aktifitas didalam sel.
Rudolf Virchow (1858) mengemukakan bahwa sel berasal dari sel (omnis cellula e
cellula) sehingga lahirlah teori : “sel merupakan kesatuan pertumbuhan”. Setelah
ditemukan gen dalam kromosom yang ada di dalam nukleus maka lahirlah teori: “sel
merupakan kesatuan heriditas dari mahluk hidup” . Walther Flemming (1843-1913) dan
Edward Strasburger (1875) mengamati pembelahan sel pada reproduksi sel sehingga
memunculkan teori sel baru yaitu : “sel merupakan kesatuan reproduksi dari mahluk
hidup”.
1
II. TUJUAN
1) Untuk lebih mengetahui konsep sel tanaman
2) Mengerti lebih mendalam tentang sel tumbuhan serta fungsi masing-masing
organel sel tumbuhan
3) Menjelaskan perbedaan struktur sel tumbuhan dan sel hewan dalam
kaitannya dengan proses pertumbuhan dan perkembangan tanaman
III. DASAR TEORI
Suatu organisme terbentuk dari sel-sel serta sel merupakan unit dasar
struktural dan fungsional dari suatu organisme hidup, dimana struktur unit yang
paling kecil dari suatu organism, yang secara fungsional mampu tumbuh
memperbanyak diri dan berkembang dari mulai bentuk awal berupa sel yang
masih sangat sederhana sampai bentuk akhir yang lebih spesifik. Bentuk sel ada
yang bulat, kubus, prisma, lurus memanjang, berkelok-kelok, silindris dan
bentuk lainnya dan ukuran sel umumnya 100-110 µm serta ada juga yang
beberapa cm.
Sel-sel tumbuhan dewasa berbeda yang satu dengan yang lain dalam ukuran,
bentuk, struktur dan fungsinya. Walaupun demikian semua sel tumbuhann
memiliki persamaan dalam beberapa segi sehingga dapat dibayangkan suatu
hipotesis sebuah sel yang segi-segi dasarnya ada dalam bentuk yang secara nisbi
tidak termodifikasi. Sel hipotesis ini seperti disajikan pada gambar 1, terdiri atas
3 bagian: (1) Membran sel yang dibagian luarnya diselubungi oleh dinding seel,
(2) selapis protoplasma yang melapisi dinding itu disebut protoplas, dan (3)
rongga yang disebut vakuola sentral yang menempati bagian terbesar ruang di
dalam sel.
Anatomy of the plant Cell
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 KONSEP SEL
Sel dari kata cella yang memiliki arti sekumpulan partikel-partikel yang
berukuran sangat kecil dan membentuk suatu kesatuan terkecil dari makhluk hidup.
Sel merupakan unit struktural, unit fungsional, unit hereditas dan pertumbuhan
terkecil dari makhluk hidup.
Sel mampu melakukan semua aktifitas kehidupan. Sebagian besar reaksi kimia
untuk mempertahankan kehidupan berlangsung di dalam sel. Semua makhluk hidup
baik organisme uniseluler maupun multiseluler berasal dari satu sel yang
memperbanyak diri dengan cara membelah.
Sel-sel pada organisme multiseluler tidak akan bertahan lama jika masing-masing
berdiri sendiri. Sel yang sama kemudian berkembang membentuk suatu jaringan
yang membangun organ dan akhirnya menjadi sistem organ yang membentuk tubuh
organisme tersebut.
Pada umumnya, sel berukuran 1-100 µm sehingga hanya dapat dilihat dengan
mikroskop. Namun, ada salah satu sel yang dapat dilihat dengan mata telanjang
yaitu telur ayam yang belum dibuahi. Sel juga memiliki bentuk yang beragam dari
yang bulat, kubus, prisma, lurus memanjang, berbelok-belok sampai silindris.
2.2 STRUKTUR SEL TUMBUHAN
Tubuh tumbuhan tingkat tinggi tersusun oleh sejumlah sel, baik sel hidup
maupun sel mati. Secara garis besar struktur sel tumbuhan terdiri dari dinding sel
dan lumen. Dinding sel merupakan bagian terluar sel setelah membran sel dan hanya
dimiliki oleh sel tumbuhan sedangkan lumen merupakan rongga dalam dinding sel
atau biasa disebut ruang sel yang didalamnya terdapat sel hidup (protoplasma) dan
sel mati (benda ergastik).
3
1. Dinding sel
Dinding sel merupakan salah satu ciri sel tumbuhan yang membedakannya dari
sel hewan. Dinding ini melindungi sel tumbuhan, mempertahankan bentuknya, dan
mencegah penghisapan air secara berlebihan. Pada tingkat keseluruhan tumbuhan,
dinding yang kuat yang terbuat dari sel khusus mempertahankan tumbuhan agar
tegak melawan gaya gravitasi.
Bahan utama dinding sel adalah selulosa. Molekul ini merupakan rantai glukosa
yang panjangnya mencapai 4 mm. Didalam dinding sel, selulosa bergabung dengan
polisakarida yang lain yaitu hemiselulosa dan pektin (campuran poliuronida). Lignin
suatu polimer dari unit fenilpropanoida dapat mengeraskan dinding sel. Lignin
merupakan suatu senyawa yang kompleks dan homogeny. Senyawa lain yang
merupakan bahan organik dan anorganik misalnya air, terdapat dalam dinding sel
dalam jumlah yang beragam. Bahan organik seperti kutin, suberin, dan lilin adalah
senyawa yang mengandung lemak yang sangat umum ditemukan pada permukaan
jaringan pelindung tumbuhan. Kutin terdapat pada epidermis, sedangkan suberin
pada jaringan pelindung sekunder, yaitu gabus. Lilin terdapat dalam paduan dengan
kutin dan suberin, dan juga pada permukaan kutikula, yaitu lapisan kutin yang
menutup dinding luar epidermis.
Proses pembentukan dinding sel berawal dari sel tumbuhan muda yang pertama-
tama mensekresi dinding yang relatif tipis dan lentur yang disebut dinding sel
primer. Di antara dinding-dinding primer sel-sel yang berdekatan terdapat lamela
tengah, lapisan tipis yang banyak mengandung polisakarida lengket yang disebut
pektin. Apabila selnya telah dewasa dan berhenti tumbuh, sel ini memperkuat
dindingnya. Sebagian sel tumbuhan melakukan hal ini hanya dengan mensekresi
4
substansi pengeras ke dalam dinding primernya. Sel lain menambahkan dinding sel
sekunder di antara membran plasma dan dinding primer. Dinding sekunder ini,
seringkali menumpuk menjadi beberapa lapisan berlamina, memiliki matriks kuat
dan tahan lama yang sanggup memberi perlindungan dan dukungan. (Campbell,
2002).
Berdasarkan perkembangan dan struktur jaringan tumbuhan, lapisan dinding sel
dapat dibedakan menjadi 3, yaitu:
a. Lamella tengah atau lapisan antar sel
Lamella tengah terdapat diantara dua dinding primer dari dua sel yang
merupakan senyawa yang tanpa bentuk (amorf). Lamella tengah terutama terdiri
atas pektin. Enzim pektinase dengan reagen kimia yang dapat melarutkan pektin
menyebabkan jaringan terurai (disintegrasi) menjadi sel individual. Prosedur ini
disebut meserasi (maceration).
b. Dinding primer
Dinding primer adalah dinding sel pertama yang berkembang pada sel baru.
Kebanyakan sel mempunyai dinding primer, sedangkan lamella tengah hanya
merupakan senyawa antar sel yang tidak bersifat dinding. Dinding primer
merupakan bagian dinding sel yang berkembang dalam sel selama sel masih
mengadakan pertumbuhan.
c. Dinding sekunder
Dinding sekunder dibentuk di sebelah dalam dinding primer. Sebagian besar sel
trakeida dan serabut mempunyai tiga lapisan dinding sekunder, yaitu lapisan luar,
lapisan tengah, dan lapisan dalam. Diantara ketiga lapisan ini biasanya lapisan
tengah paling tebal. Ada juga sel yang mempunyai dinding sekunder lebih dari tiga
5
lapisan. Ada yang menggunakan istilah dinding tersier untuk lapisan dalam dinding
sekunder. Menurut Frey Wyssling (1976), lapisan yang paling dalam (lamella
tersier) mempunyai sifat yang berbeda dengan dinding sekunder yang ada. Lamella
ini dapat berdiferensiasi menjadi dua lapisan yaitu lapisan membranogenoat dan
lapisan yang penuh dengan bintil.
Beberapa peneliti menggunakan istilah berkas lamella tengah untuk lapisan
dinding sel berlignin yang kompleks, yang tampak homogen dalam pemeriksaan
menggunakan mikroskop cahaya tanpa pra-perlakuan. Berkas lamella tengah terdiri
atas tiga lapisan, yaitu berdasarkan pada sifat dan penggabungan dinding primer,
dan dinding sekunder dari kedua sel yang berdampingan.
2. Lumen
Lumen merupakan rongga dalam dinding sel tumbuhan atau biasa disebut ruang
sel. Lumen terbagi menjadi 2 bagian yaitu bagian yang merupakan sel-sel hidup
(protoplasma) dan bagian yang merupakan sel-sel mati (benda ergastik).
A. Protoplasma
Protoplasma adalah bagian hidup dari sebuah sel yang dikelilingi oleh membran
plasma. Bagian hidup dari sel tersebut berupa organella dan sitoplasma.
I. Organella
Organella ialah bagian padat yang terdapat dalam protoplasma. Organella atau biasa
disebut organel ini terdiri dari:
a. Membran Sel
Membran adalah lapisan terluar dari sel yang berfungsi sebagai pelindung isi sel
dan reseptor rangsangan. Membran sel tersusun ataas dua lapis molekul fosfolipid di
bagian tengah dan selapis molekul protein di masing-masing bagian tepi. Selain itu
membrane sel juga berfungsi sebagai tempat terjadinya beberapa reaksi kimia,
pengatur gerakan materi yang masuk dan keluar sel, pemindah sinyal dan informasi
antara lingkungan dan bagian dalam sel dan merupakan bagian penting untuk
transfer energi dan sistem penyimpanan. reaksi kimia, pengatur gerakan materi yang
masuk dan keluar sel, pemindah sinyal dan informasi antara lingkungan dan bagian
dalam sel dan merupakan bagian penting untuk transfer energi dan sistem
penyimpanan.
6
b. Nukleus
Nukleus atau inti sel adalah organel yang mengandung sebagian besar materi
genetik sel dengan bentuk molekul DNA linier panjang yang membentuk kromosom
bersama dengan beragam jenis protein. Gen di dalam kromosom-kromosom inilah
yang membentuk genom inti sel. Nukleus merupakan pusat kendali pada sel yang
berfungsi untuk menjaga integritas gen-gen tersebut dan mengontrol aktivitas sel
dengan mengelola ekspresi gen. Selain itu, nukleus juga berfungsi untuk
mengorganisasikan gen saat terjadi pembelahan sel, memproduksi mRNA untuk
mengkodekan protein, sebagai tempat sintesis ribosom, tempat terjadinya replikasi
dan transkripsi dari DNA, serta mengatur kapan dan di mana ekspresi gen harus
dimulai, dijalankan, dan diakhiri.
c. Vakuola
Vakuola merupakan rongga di dalam sel yang berlapis membran dan
didalamnya berisi cairan. Vakuola berfungsi sebagai tempat menyimpan bahan
makanan dan sisa metabolisme.
d. Mitokondria
Mitokondria merupakan tempat pembentukan sumber energi melalui proses
respirasi sel.
e. Retikulum Endoplasma (RE)
Pada banyak sel, RE menyerupai kantung kempis yang berlipat-lipat yang
disebut sisternae. RE membentuk sistem angkutan untuk berbagai macam molekul
di dalam sel dan bahkan antar sel melalui plasmodesmata (saluran terbuka pada
dinding sel tumbuhan yang menghubungkan benang sitosol dengan sel lainnya).
Sejumlah ribosom sering berasosiasi dengan RE dalam hal sintesis protein. RE yang
ditempelkan oleh ribosom disebut RE kasar sedangkan RE halus tidak ditempelkan
oleh ribosom dan sering berbentuk pipa RE juga berfungsi untuk membantu
metabolisme protein, lemak dan karbohidrat.
7
f. Ribosom
Ribosom ialah organel berbentuk butiran-butiran kecil yang terdapat di
sitoplasma atau yang menmepel di permukaan retikulum endoplasma. Ribosom
berfungsi sebagai tempat sintesis protein.
g. Badan Golgi
Badan golgi ialah organel yang berbentuk seperti kue panekuk. Badan golgi
berfungsi membantu sintesis protein.
h. Kloroplas
Kloroplas ialah organel kecil berbentuk bulat yang berwarna hijau karna
mengandung pigmen klorofil. Kloroplas berperan dalam proses fotosintesis yang
menghasilkan energi dan bahan makanan tumbuhan.
i. Plastida
Plastida adalah organel berbentuk lensa yang terdapat pada semua sel tumbuhan,
diselimuti oleh sistem membran rangkap. Plastida mengandung DNA dan ribosom
yang terbenam dalam matriks cair yang disebut stroma. Plastida terbentuk dari hasil
pembelahan plastida terdahulu atau sebagai hasil diferensiasi proplastida. Plastida
tak berwarna disebut leukoplas, contohnya: amiloplas yang mengandung butir-butir
padi atau proteinoplas yang mengandung protein cadangan. Ada dua macam plastida
berwarna, yaitu kloroplas yang mengandung klorofil dan berbagai pigmen yang
menyertainya, dan kromoplas yang mengandung pigmen lain (karotenoid). Plastida
terpenting adalah kloroplas, karena menjadi tempat berlangsungnya fotosintesis.
j. Badan Mikro
Badan mikro sel tumbuhan terdiri dari peroksisom dan glioksisom. Badan mikro
mengandung enzim yang merupakan tempat berlangsungnya proses oksidasi. Badan
mikro berisi kristal-kristal protein dan retikulum endoplasma yang selalu
berhubungan erat.
Peroksisom adalah kantong yang memiliki membran tunggal. Peroksisom berisi
berbagai enzim dan yang paling khas ialah enzim katalase. Katalase berfungsi