Bioteknologi dengan Kultur Jaringan

Aspek bioteknologi yang penting pada tanaman adalah kultur jaringan tumbuhan. Kultur jaringan tumbuhan merupakan salah satu teknik kloning tumbuhan.  Suatu klon tumbuhan merupakan populasi tumbuhan yang diproduksi secara aseksual dari satu nenek moyang.

Kultur jaringan tumbuhan (mikropropagasi) adalah bentuk perbanyakan (propagasi) tumbuhan secara vegetatif dengan memanipulasi jaringan somatik (jaringan tubuh) tumbuhan di dalam kultur aseptik (bebas kuman) dengan lingkungan terkontrol.

Kultur jaringan tumbuhan utuh dapat dihasilkan dari bagian atau potongan akar, batang, atau daun yang disebut eksplan yang masih hidup.

Eksplan dapat membentuk tumbuhan yang utuh (planlet) karena adanya sifat totipotensi. Totipotensi pada tumbuhan merupakan kemampuan sel tumbuhan untuk berkembang menjadi tumbuhan yang utuh. Pada tumbuhan, semua bagian sel-sel mudanya yang masih aktif, misalnya ujung akar, ujung batang, dan meristem sekunder (kambium) merupakan sel yang totipoten.

Potongan jaringan tumbuhan yang terdiri atas sejumlah kecil sel-sel pada medium kultur yang sesuai dan dibiarkan tumbuh menjadi massa sel yang belum terdiferensiasi disebut sebagai kalus. Medium kultur membutuhkan gula, garamgaram anorganik, nitrogen organik, dan unsur-unsur mikro.

Di dalam medium ditambahkan juga hormon pertumbuhan untuk tumbuh, yaitu auksin dan sitokinin. Komposisi yang tepat dari medium kultur tergantung pada spesies tumbuhan yang akan di klon.

BIOGAS DARI BUNGKIL BIJI JARAK PAGAR, INOVASI TERBARU DARI TEKNIK KIMIA IT

Kelompok ini sekarang telah membangun satu unit pilot pembangkit biogas di lantai dasar gedung Teknik Kimia. Unit pembangkit biogas tersebut terdiri atas reaktor/generator, kotak pemasukan suspensi, penampung gas plastik dan kompor biogas (terlihat dalam foto). “Kompornya didesain lebih sederhana daripada kompor gas elpiji,” kata Ibrahim lagi. Kompor tersebut memiliki tuas seperti kompor gas biasa untuk menyalakan dan mematikan api. Reaktor biogas tersebut saat ini menghasilkan sekitar 1 m3 biogas/hari dengan kapasitas 360 liter (terdiri dari 2 drum yang disambung), yang diberi pasokan harian berupa campuran/adonan 1,2 kg bungkil jarak pagar ditambahkan 12 liter air. Awalnya, reaktor ini diinisiasi dengan kotoran sapi yang dipakai untuk menghasilkan biogas. “Ini dilakukan karena biji jarak tidak memiliki konsorsium bakteri yang mengubah senyawa dalam bungkil menjadi gas. Jadi, setelah bakterinya teraklimatisasi baru kami masukkan bungkil sedikit demi sedikit,” jelas Pak Tatang lagi. Dalam tiga hari, gas mulai dihasilkan dari reaktor dan diuji. “Pengujian gas dan pH dilakukan tiap tiga hari sekali, dan sampai sejauh ini pH yang terukur 8 (basa-red) dan 52% gas yang dihasilkan CH4,” terang Ibrahim, penanggungjawab unit pembangkit biogas. 

Seperangkat unit pembangkit biogas ini bernilai satu setengah juta rupiah. Memang cukup mahal bagi kantong petani, tapi Pak Tatang mengharapkan adanya subsidi dari koperasi desa atau pihak lain. Harga tersebut bisa ditekan dengan penjualan kompornya saja. “Reaktor dan penampung gasnya kan bisa dibuat sendiri, harapannya kompornya pun bisa diproduksi secara massal di Bandung. Nanti, kami bisa mengajarkan teknik-teknik pengoperasiannya,” tutur Pak Tatang lagi. 

Unit pembangkit biogas yang dikembangkan juga mampu memaksimalkan manfaat (ekonomi) biji jarak pagar bagi para petani/pekebunnya. Jika petani jarak memiliki 2500 pohon jarak pagar yang ekivalen dengan satu hektar lahan, maka biji jarak yang diperoleh kira-kira 4-5 ton dan akan diperoleh minimum 3,5-3,75 ton bungkil. “Satu rumah membutuhkan 2,5 kg bungkil dan 25 liter air dalam sehari untuk menjalankan unit pembangkit biogas dengan kapasitas reaktor 1,5 m3,” terang dosen Teknik Kimia ini lagi. Estimasi kebutuhan selama setahun menunjukkan bahwa petani jarak hanya membutuhkan kurang dari 1 ton atau 912,5 kg bungkil biji jarak untuk bahan baku biogas. Sehingga, banyak sisa bungkil yang bisa dijual lagi untuk bahan baku unit yang sama.

Respirasi Aerob

Tahapan Respirasi Aerob

Respirasi aerob adalah reaksi katabolisme yang membutuhkan suasana aerob sehingga dibutuhkan oksigen, dan reaksi ini menghasilkan energi dalam jumlah besar. Respirasi Aerob juga diartikan sebagai proses pembebasan energi yang terkandung dalam makanan menjadi energi ATP yang dibutuhkan oleh tubuh kita untuk melaksanakan kinerjanya.

 

Proses Respirasi Aerob

Respirasi aerob sebagian besar terjadi didalam mitokondria. Energi ini dihasilkan dan disimpan dalam bentuk energi kimia yang siap digunakan, yaitu ATP. Pelepasan gugus posfat menghasilkan energi yang digunakan langsung oleh sel untuk melangsungkan reaksi-reaksi kimia, pertumbuhan, transportasi, gerak, dan reproduksi.

Proses respirasi aerob terjadi dalam empat tahapan yaitu glikolisis, dekarboksilasi oksidatif, siklus krebs, dan transpor elektron.

Tahap Respirasi Aerob Glikolisis berlangsung pada Sitosol
Tahap pertama respirasi aerob adalah glikolisis dengan pemecahan molekul glukosa(6C) membentuk senyawa berupa Phosfogliseraldehid (PGAL), yaitu senyawa beratom C-6 yang mendapat tambahan fosfat yang memerlukan energy dari 2 molekul ATP.

Selanjutnya respirasi aerob dimana molekul PGAL kemudian akan membelah membentuk 2 senyawa 3 rantai karbon dan 1 fosfat yang disebut 3GP atau 3-Phospoglycerade, kemudian masing-masing 3GP akan berubah menjadi asam piruvat dengan melepaskan energi sebanyak 1 molekul ATP dan pelepasan 1 atom hidrogen yang berpotensi energi tinggi, dimana selanjutnya hidrogen yang dilepaskan ini akan ditangkap oleh kofaktor berupa NAD+ dan membentuk senyawa 2NADH2.

Hasil akhir dari tahap respirasi aerob glikolisis menghasilkan 2 molekul asam piruvat, 2 molekul ATP, dan 2 molekul NADH2. Selanjutnya senyawa asam piruvat memasuki membran mitokondria untuk tahap berikutnya.

Tahap Respirasi Aerob Dekarboksilasi Oksidatif
Sebelum masuk ke tahap respirasi aerob selanjutnya dalam mitokondria, asam piruvat terlebih dahulu akan diubah menjadi senyawa Asetil Co-A dan berlangsung dalam membrane mitokondria.

Senyawa asam piruvat yang mengandung 3 atom karbon, dioksidasi dengan bantuan enzim piruvat dehidrogenase untuk melepas 1 atom karbonnya dan mengubahnya menjadi CO2. Bersamaan dengan terbentuknya CO2, NAD+ akan direduksi dan membentuk NADH. Selanjutnya proses Respirasi Aerobini dengan terbentuknya senyawa dengan 2 atom karbon yang disebut acetyl group, yang kemudian akan ditambahkan dengan koenzim A membentuk Acetyl Koenzim-A.

Tahap Respirasi Aerob Siklus Kreb berlangsung dalam matriks mitokondria
Respirasi aerob siklus krebs diawali dengan masuknya Asetil CoA (beratom C2) yang bereaksi dengan asam oksaloasetat (beratom C4) menghasilkan Asam Sitrat (beratom C6). Secara bertahap Asam sitrat melepaskan satu per satu atom C nya hingga akhirnya kembali menjadi asam oksaloasetat (beratom C4), peristiwa ini diikuti dengan respirasi aerob oleh reaksi reduksi (pelepasan elektron & ion hidrogen) oleh NAD+ dan FAD+ menghasilkan 2 molekul NADH2, 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP. Dari seluruh rangkaian peristiwa respirasi aerob siklus krebs dihasilkan : 4 molekul CO2, 6 molekul NADH2 , 2 molekul FADH2, dan 2 molekul ATP.

Tahap Respirasi Aerob Transport Elektron
Sebanyak 10 molekul NADH2 dan 2 molekul FADH2 dihasilkan selama tahap respirasi aerob glikolisis dan siklus Krebs. Seluruhnya akan memasuki reaksi redoks pada sistem transpor elektron. Mula-mula molekul NADH2 memasuki reaksi dan dihidrolisis oleh enzim dehidrogenase kembali menjadi ion NAD+ diikuti pelepasan 3 ATP, kemudian diikuti molekul FADH2 yang dihidrolisis oleh enzim flavoprotein kembali menjadi ion FAD+ dan menghasilkan 2 molekul ATP, keduanya juga melepaskan ion Hidrogen diikuti elektron, peristiwa respirasi aerob ini disebut reaksi oksidasi.

Selanjutnya elektron ini akan ditangkap oleh Fe+++ sebagai akseptor elektron dan dikatalis oleh enzim sitokrom b, c, dan a. Peristiwa respirasi aerob ini disebut reaksi reduksi. Reaksi reduksi dan oksidasi ini berjalan terus sampai elektron ini ditangkap oleh Oksigen (O2) sehingga berikatan dengan ion Hidrogen (H+) menghasilkan H2O (air). Hasil akhir dari respirasi aerob sistem transpor elektron ini adalah 34 molekul ATP, 6 molekul H2O (air).

Materi Genetika

Materi genetika terdiri dari kromosom dan gen. Salah satu materi genetika yaitu kromosom yang terdiri atas DNA dan protein. Informasi genetika yang mengatur aktivitas sel terletak dalam struktur DNA-nya dan bukan pada proteinnya. Makin banyak jumlah kromosom, makin besar kandungan DNA-nya.

Materi Genetika

DNA terdiri atas rangkaian beberapa nukleotida. Nukleotida mengandung nukleosida yang terikat dengan asam fosfat, sedang nukleosida terdiri atas basa nitrogen.

1. Replikasi DNA
Materi genetika berupa DNA mempunyai kemampuan heterokatalik, yaitu mampu membentuk molekul kimia lain dari sebagian rantainya dan autokatalik, yaitu mampu memperbanyak diri. Ketika terjadi pembelahan mitosis, pita kembar yang berpilin pada DNA akan dilepas sebagian oleh enzim DNA polimerase pada ikatan hidrogen antara purin dan pirimidin.

Ikatan tersebut lemah, sehingga mudah pecah dibandingkan dengan ikatan kovalen antara fosfat dan deoksiribosa. Pada materi genetika, setelah ikatan masing-masing berjauhan, selanjutnya akan membentuk pasangan baru. Sebagai contoh, rantai A mendapat pasangan baru B’, sedangkan rantai B mendapat pasangan baru A’ maka terbentuk dua DNA yang masing-masing memiliki rantai AB’ dan A’B.

2. Kode Genetika
Pada struktur DNA sebagai materi genetika, rangkaian purin dan pirimidin berkelompok-kelompok. Masing-masing kelompok terdiri atas tiga basa nitrogen (triplet) yang disebut kodogen (kode genetik). Kodogen tertentu menentukan jenis asam amino yang harus dirangkai. Gambaran rangkaian tersebut dapat dilihat sebagai berikut. Dalam tubuh manusia terdapat 20 macam asam amino dengan kode-kode genetiknya, seperti pada tabel berikut ini:

Kode Genetika

3. Perbedaan DNA dan RNA
Perbedaan antara DNA dan RNA sebagai materi genetika dapat dilihat pada tabel berikut:

DNA & RNA

4. Macam-macam RNA
RNA meliputi RNA duta (RNA-d), RNA transfer (RNA-t), dan RNA ribosom (RNA-r).
a. RNA duta (RNA-d)
RNA-d dalam materi genetika berfungsi membawa informasi genetis. RNA-d bertindak sebagai pola cetakan untuk membentuk polipeptida dengan mengatur urutan asam amino dari polipeptida yang disusun. RNA-d disebut juga kodon, karena bertugas membawa kode-kode genetik (berupa urutan basa nitrogen) dan sebagai cetakan untuk mensintesis protein.

b. RNA transfer (RNA-t)
RNA-t dalam materi genetika berfungsi menerjemahkan kodon dari RNA-d dan sebagai pengikat asam amino yang akan disusun menjadi protein di dalam ribosom. Pada RNA-t terdapat bagian yang berfungsi sebagai antikodon yang berhubungan dengan kodon dan bagian lain yang berfungsi mengikat asam amino.

c. RNA ribosom (RNA-r)
RNA-r pada materi genetika terdapat di dalam ribosom dan dihasilkan oleh gen khusus yang terletak di kromatin pada nukleus.

5. Mekanisme Sintesis Protein
Proses sintesis protein dalam materi genetika melibatkan DNA, RNA-d, RNAt, dan RNA-r. Sintesis protein dibangun di dalam ribosom dengan asam amino yang terdapat di dalam plasma sebagai bahannya. Sintesis protein terjadi melalui dua tahap sebagai berikut:

a. Tahap transkripsi
Proses pembentukan RNA oleh DNA dalam materi genetika disebut transkripsi. Pada proses transkripsi RNA, transfer informasi genetika dapat berlangsung dari DNA ke RNA. Rantai ganda DNA dibuka oleh enzim polimerase RNA, sekaligus memacu penggabungan ribonukleosida trifosfat pada rantai tunggal DNA. Melekatnya enzim polimerase RNA dan DNA tersebut akan menyebabkan terbukanya sebagian kecil dari rantai DNA yang panjang.

Akibatnya, basa-basa nitrogen yang telah bebas pada rantai tunggal DNA akan bekerja sebagai cetakan (templet) untuk terbentuknya rantai RNA. Ribonukleosida trifosfat yang telah ada yaitu ATP, GTP, STP, dan UTP akan terikat pada basa nitrogen yang sesuai dari rantai DNA. Dalam materi genetika, ATP akan menempel pada basa nitrogen timin, GTP akan menempel pada basa nitrogen sitosin, STP pada basa nitrogen guanin, dan UTP pada basa nitrogen adenin.

Dua buah fosfat dari masing-masing ribonukleosida trifosfat akan menjadi ribonukleosida monofosfat. Dengan bantuan enzim polymerase RNA, ribonukleosida monofosfat akan bergabung membentuk rantai ribonukleotida, yang selanjutnya membentuk rantai tunggal RNA sebagai materi genetika. Setelah beberapa saat pembentukan, RNA melepaskan diri dari cetakan DNA.

Dengan terlepasnya rantai RNA, maka ikatan hidrogen pada rantai DNA yang telah terputus akan bergabung lagi sehingga terbentuk lagi rantai ganda DNA. Sintesis RNA dimulai dengan basa adenin atau guanin, dalam hal ini ditentukan oleh basa nitrogen yang terdapat pada rantai DNA cetakan.

Hasil rantai tunggal RNA ini adalah RNA-d yang segera keluar dari nukleus sel menuju ribosom pada sitoplasma. Satu molekul RNA-d membuat untaian ribosom untuk mensintesis polipeptida.

b. Tahap translasi
Setelah pada tahap transkripsi pada materi genetika, RNA-d melekat ke ribosom maka RNA-t aktif mengikat asam amino yang larut dalam plasma. Tiap RNA-t mengikat asam amino tertentu, selanjutnya dibawa ke ribosom. Ujung RNA-t berkaitan dengan RNA-d melalui basa nitrogen pasangannya.

Basa nitrogen RNA-d yang setangkup dengan basa nitrogen RNA-d disebut antikodon. Skema perjalanan sintesis protein pada materi genetika sebagai berikut:

• DNA-t mencetak RNA-d untuk membawa informasi pembentukan protein berdasar urutan basa nitrogennya.
• RNA-d keluar dari inti menuju ribosom dalam plasma.
• RNA-t menuju ke ribosom membawa asam amino yang sesuai dengan kodon yang dibawa RNA-d. RNA-t bergabung dengan RNA-d sesuai dengan pasangan basa nitrogen.
• Asam-asam amino yang terjadi berjajar-jajar dengan urutan yang sesuai kode. Asam amino di dalam ribosom akan membentuk suatu rangkaian yang disebut polipeptida. Kumpulan polipeptida disebut protein.

Hereditas pada Manusia

Hereditas pada manusia merupakan proses pewarisan sifat dari orang tua kepada anak-anaknya atau induk kepada keturunannya. Dalam mempelajari hereditas pada manusia, biasanya digunakan pedigree (peta silsilah), yaitu catatan asal-usul seseorang mulai dari nenek moyang sampai generasi berikutnya dan menerapkan hasil penelitian genetika hewan. Hal itu dikarenakan antara hewan dan manusia mengandung persamaan sifat dan karakter.

Macam-macam Penyakit Keturunan

Dalam hereditas pada manusia, jenis kelamin pada manusia dikendalikan oleh sepasang kromosom seks. Pada pembelahan meiosis seorang perempuan hanya menghasilkan satu macam sel gamet, yaitu X, sedang pada laki-laki menghasilkan dua macam sel gamet, yaitu X dan Y. Oleh karena itu, dalam pembuahan ayah akan memberikan kromosom X kepada anak perempuan dan kromosom Y pada anak laki-laki.

Ada beberapa penyakit yang diwariskan oleh kedua orang tua kepada anaknya yang terjadi melalui proses hereditas pada manusia. Penyakit ini disebut penyakit menurun. Umumnya, penyakit menurun bersifat resesif yang hanya muncul pada keadaan homozigot resesif, sedangkan yang bersifat heterozigot adalah normal carier (pembawa sifat). Penyakit/cacat ini ada yang diwariskan melalui autosom dan kromosom seks.

Cacat dan penyakit menurun tidak terpaut seks
a. Albinisme (albino = bule)
Hereditas pada manusia seperti albino adalah kelainan akibat kulit tidak mampu memproduksi pigmen kulit (warna kulit).

Contoh:
Pasangan normal heterozigot (normal carier) kawin dengan pasangan normal heterozigot (normal carier), memiliki kemungkinan 25%, keturunannya adalah albino.

b. Gangguan mental
Penyakit yang termasuk gangguan mental hereditas pada manusia, yaitu debil, imbesil, dan idiot. Ciri-ciri gangguan mental yaitu adanya gejala kebodohan, refleks lamban, dan kekurangan pigmen. Gangguan mental umumnya berasal dari pasangan yang kedua orang tuanya normal heterozigot atau normal
carier.

Penyakit Menurun Terpaut Seks
a. Buta warna (colour blind)
Hereditas pada manusia yang lain seperti buta warna dimana penyakit ini dikendalikan oleh gen resesif yang terpaut seks (terpaut pada kromosom X). Kemungkinan tipe genotipe orang normal dan buta warna sebagai berikut.
XX, XcbX = wanita normal
XcbXcb = wanita buta warna
XY = pria normal
XcbY = pria buta warna

b. Haemofili
Haemofili termasuk hereditas pada manusia yang terdapat kelainan darah di mana darah sukar membeku. Apabila sifat normal dibawa oleh gen XH, dan sifat haemofili dibawa oleh gen Xh dalam proses hereditas pada manusia, maka dapat diketahui bila orang memiliki genotipe:
XH XH, XH Xh = wanita normal
XhXh = wanita haemofili (letal)
XHY = pria normal
XhY = pria haemofili

Golongan darah
Di dalam hereditas pada manusia, penggolongan darah pada manusia didasarkan atas ada tidaknya aglutinogen (antigen) tertentu di dalam sel darah merah. Golongan darah manusia ada empat macam sebagai berikut:

• Golongan darah A, apabila dalam sel darah merah terdapat aglutinogen A.
• Golongan darah B, apabila dalam sel darah merah terdapat aglutinogen B.
• Golongan darah O, apabila dalam sel darah merahnya tidak terdapat aglutinogen.
• Golongan darah AB, apabila dalam sel darah merah terdapat aglutinogen A dan B.

Rhesus faktor
Landsteiner dan Weiner (1946) menemukan antigen lain yaitu antigen rhesus dalam hereditas pada manusia.  Menurut Landsteiner dan Weiner, golongan darah manusia dibedakan menjadi:
a. golongan Rh+, apabila dalam sel darah merahnya ditemukan antigen rhesus,
b. golongan Rh– (rh), apabila dalam sel darah merahnya tidak ditemukan antigen rhesus.

Apabila ibu yang bergolongan Rh– mengandung embrio Rh+ mengakibatkan dalam tubuh ibu terbentuk zat anti-Rh. Dengan demikian, kemungkinan untuk kelahiran pertama akan selamat, karena zat anti-Rh yang terbentuk belum banyak. Akan tetapi, apabila terjadi kehamilan kedua maka embrio akan mengalami anemia berat (eritroblastosis faetalis) yang mengakibatkan tubuh embrio menggembung oleh cairan, hati dan limpa membengkak, kulit berwarna keemasan, dan embrio akan mati (letal).

Struktur Tumbuhan

Struktur tumbuhan tersusun dari jaringan dan organ yang masing-masing memiliki fungsi tertentu. Organisasi kehidupan yang dimulai dari sel. Sekumpulan sel yang sama akan membentuk jaringan dan beberapa jaringan membentuk organ. Organ-organ membentuk satu tumbuhan utuh (individu tumbuhan) yang dapat melakukan berbagai aktivitas sebagai tumbuhan.

1.    Jaringan pada Tumbuhan

Beberapa macam jaringan terdapat pada tumbuhan, di antaranya jaringan meristem, jaringan pelindung, jaringan pengangkut, jaringan penyokong, dan jaringan dasar.

 

Jaringan pada Tumbuhan

a.    Jaringan Meristem

Jaringan meristem merupakan jaringan muda yang selselnya selalu aktif membelah diri untuk membentuk struktur primer pada tumbuhan. Jaringan ini terdapat pada bagian ujung batang dan ujung akar.

b.    Jaringan Pelindung
 
Jaringan pelindung disebut juga epidermis yang berfungsi melindungi permukaan tumbuhan. Penyusun dari epidermis adalah sel-sel yang rapat menutupi seluruh permukaan tubuh tumbuhan. Jaringan epidermis dapat membentuk lapisan lilin anti air untuk mencegah penguapan yang berlebihan. Lapisan lilin ini disebut juga kutikula.

c.    Jaringan Pengangkut

Sesuai dengan namanya, jaringan ini berfiungsi untuk proses pengangkutan zat-zat yang ada dalam tumbuhan. Jaringan ini disebut juga jaringan pembuluh yang terdiri atas floem dan xylem.
Floem berfungsi untuk mengangkut hasil fotosintesis dari daun ke seluruh bagian tubuh tumbuhan. Adapun xylem berfungsi untuk mengangkut air dan mineral dari akar ke daun.

d.    Jaringan Penyokong
 
Jaringan ini berfungsi sebagai penguat/penyokong tumbuhan. Jaringan kolenkim dan sklerenkim merupakan contoh jaringan penyokong. Jaringan ini memiliki dinding yang tebal. Misalnya kerasnya tempurung kelapa ini akibat dari adanya jaringan sklerenkim.

e.    Jaringan Dasar
 
Jaringan dasar atau jaringan parenkim mengisi ruang antar jaringan. Jaringan ini terdapat pada hampir semua bagian tumbuhan, seperti batang, daun, dan akar. Jaringan parenkim di daun yaitu mesofil (palisade dan spons) banyak mengandung kloroplas dan merupakan tempat berlangsungnya fotosintesis.

2.    Organ pada Tumbuhan

Organ tumbuhan hanya empat, yaitu akar, batang, daun, dan bunga. Marilah kita pelajari organ-organ yang dimiliki tumbuhan satu persatu.

 

Organ pada Tumbuhan

a.    Akar

Akar merupakan organ penting tumbuhan. Selain berfungsi sebagai alat melekat tumbuhan di tempat hidupnya, akar merupakan organ untuk penyerapan air dan mineral dari tanah. Pada beberapa jenis tumbuhan, akar juga mempunyai fungsi lain, misalnya sebagai alat untuk pertukaran udara seperti pada beringin; sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan seperti pada singkong, wortel, dan lobak.

Bulu akar memegang peranan penting dalam proses penyerapan air dan mineral dalam tanah. Pembahasan lebih rinci tentang proses penyerapan air dan mineral dapat kamu temukan pada Subbab B. Pada saat masih kecambah, kamu dapat dengan jelas menemukan perbedaan antara akar tumbuhan dikotil dan akar tumbuhan monokotil.

Pada tumbuhan dikotil terdapat satu akar utama yang besar, sedangkan pada tumbuhan monokotil tidak ada. Pada akar utama tumbuhan dikotil, akan tumbuh cabang-cabang akar dari akar utama. Pada tumbuhan monokotil, akar utama tidak berkembang sehingga muncul akar-akar yang berukuran relatif sama dari tempat munculnya akar utama. Akar dikotil ini disebut juga akar tunggang, sedangkan akar monokotil disebut akar serabut.

b.    Batang

Batang merupakan organ tumbuhan penting yang dapat membuat tumbuhan bisa tinggi menjulang. Hal ini dilakukan untuk mendapatkan sinar matahari yang cukup. Batang merupakan saluran penghubung agar air dan mineral yang diserap akar dapat sampai ke daun. Begitu pula sebaliknya, agar hasil-hasil fotosintesis yang dihasilkan daun dapat sampai ke akar.

Batang

Seperti akar, batang beberapa tumbuhan sering kali mempunyai fungsi lain. Pada beberapa tumbuhan, batang digunakan sebagai tempat penyimpanan cadangan makanan dan air. Misalnya, pada tanaman tebu, kaktus, dan kentang. Batang kadang kala berfungsi juga untuk alat perkembangbiakan membentuk tunas, misalnya pada pisang dan lengkuas.

Batang pada tumbuhan dikotil dan tumbuhan monokotil memiliki perbedaan dalam hal berkas pengangkutan. Struktur jaringan pembuluh keduanya sangat berbeda. Berkas pengangkutan pada tumbuhan dikotil tersusun melingkar seperti cincin. Adapun pada tumbuhan monokotil berkas pengangkutan tersebar tidak beraturan. Dalam setiap berkas pengangkutan (berkas pembuluh) selalu terdapat floem dan xylem.

c.    Daun
 
Kamu tentu telah mengetahui bahwa daun merupakan tempat terjadinya fotosintesis. Fotosintesis terjadi di palisade maupun spons (bunga karang). Fotosintesis lebih banyak di daun. Hal ini dimungkinkan karena pada daun terdapat klorofil yang bisa menyerap energi dari sinar matahari. Seperti halnya pada akar dan batang, pada beberapa tumbuhan, daun berperan bukan hanya sebagai tempat fotosintesis, namun kadang kala juga untuk fungsi lain. Misalnya, sebagai alat perkembangbiakan seperti pada cocor bebek, juga sebagai tempat cadangan air dan makanan seperti pada lidah buaya.
 

Daun

Pada sayatan melintang daun, kamu dapat menemukan adanya berkas pembuluh daun. Kamu juga dapat melihat adanya sejumlah sel yang mengandung klorofil. Sementara itu, pada sayatan membujur daun, kamu dapat mengamati sel-sel epidermis daun. Di antara sel-sel epidermis terdapat beberapa sel yang bentuknya tidak seperti sel epidermis yang biasa. Itulah sel-sel penjaga yang membentuk stoma (jamak: stomata) atau mulut daun. Mulut daun merupakan jalan keluar masuknya gas-gas (oksigen dan kabon dioksida).

d.    Bunga
 
Kamu tentu sering melihat bunga-bunga. Banyak sekali bunga yang indah, misalnya mawar, anggrek, dan dahlia, meskipun ada juga bunga yang tidak terlalu menyolok, misalnya bunga pada rerumputan. Terlepas dari indah atau tidaknya, bunga merupakan organ penting bagi tumbuhan. Pada bunga, terdapat bagian penghasil serbuk sari dan bakal biji. Penghasil serbuk sari adalah benang sari, sedangkan bakal biji terdapat pada putik.
 

Bunga

Alat reproduksi jantan pada tumbuhan berupa benang sari. Jika kamu telah melakukan pengamatan, kamu akan menemukan bahwa pada ujung benang sari terdapat suatu bagian yang menghasilkan serbuk. Serbuk inilah yang disebut serbuk sari. Jika serbuk sari jatuh di kepala putik, serbuk sari akan mengeluarkan sel sperma.

Alat reproduksi betina pada tumbuhan dihasilkan pada bagian yang disebut putik. Pada umumnya, pada dasar putik terdapat bakal buah. Serbuk sari yang jatuh di kepala putik tumbuhan yang sesuai akan berkembang sehingga akan menghasilkan sel sperma. Sel sperma inilah yang selanjutnya akan membuahi sel telur yang tersimpan di dalam bakal biji.

Rumus Kehidupan Remaja Masa Kini

Remaja adalah masa-masa kehidupan yang indah, mulai mengenal hal-hal baru, mendapatkan pengalaman-pengalaman seru hingga cerita paling menyedihkan seumur hidup bisa didapat ketika menjadi seorang remaja.

Tapi, menjadi seorang remaja di jaman dulu dan jaman sekarang sangat jauh berbeda. Di jaman dulu, mungkin remaja adalah masa yang super seru, dimana anak laki-laki bermain sepakbola di lapangan atau sekedar “berpetualang” sementara yang perempuan tampak sangat ayu dan lebih sering berada di rumah, membantu orangtua.

Jaman sekarang? Beda jauh! Tapi, nggak jauh-jauh amat. Berikut ini adalah rumus kehidupan remaja masa kini.

Tidur + Kehidupan Sosial = Nilai yang Buruk

Kebanyakan remaja pasti lebih menyukai bersama teman-temannya dibanding bersama keluarganya. Kenapa? Karena sudah demikian adanya. Tapi, kehidupan sosial di jaman sekarang tidak hanya berlangsung ketika bertemu orang lain.

Kehidupan sosial seorang remaja bisa terjadi dalam layar berukuran sekitar 3 inchi saja. Sayangnya, kehidupan sosial seukuran genggaman tangan ini biasanya berpengaruh sangat besar terhadap nilai seorang remaja. Iya atau iya??

Tidur + Nilai yang Baik = Tanpa Kehidupan Sosial

Coba perhatikan remaja-remaja yang mendapat nilai-nilai bagus bahkan menjadi juara umum. Kebanyakan anak seperti itu memiliki lingkaran pergaulan yang tidak begitu luas. Apalagi jika anak tersebut memang tidak begitu cerdas dan mendapat nilai baik karena memang rajin belajar dan menghafal.

Mendapat nilai yang baik terkadang harus diikuti “pengorbanan” seperti waktu bersosialisasi yang lebih sedikit. Tapi, ini tidak selalu berlaku. Karena, ada beberapa anak yang mendapat nilai baik di sekolah tapi memiliki lingkungan pergaulan yang sama luasnya dengan anak lain.

Kehidupan Sosial + Nilai yang Baik = Tidak Tidur

Mendapatkan kehidupan sosial dan nilai yang baik sangat mungkin tapi dengan “pengorbanan” berupa waktu tidur yang lebih sedikit. Jika sehari adalah 24 jam, maka 15 jam digunakan untuk belajar baik di sekolah ataupun di rumah, sementara sisanya untuk bergaul.

Tapi, ya begitu, rumus kehidupan yang satu ini sangat tidak baik karena berdampak besar bagi kesehatan. Apalagi, jika kurang tidur, bisa saja kan tertidur di sekolah dan berpengaruh pada nilai yang didapat.

Sebenarnya ada 1 rumus lagi dalam kehidupan seorang remaja masa kini.

Gamer = Tidak Tidur + Nilai yang Buruk + Tanpa Kehidupan Sosial

Manfaat Air Kelapa, Buah Tropis yang Mengagumkan

Tahukah Anda bahwa air kelapa digunakan selama Perang Dunia II ketika plasma darah rendah, sebagai pengganti darah? Mungkin karena itu air kelapa menjadi salah satu makanan super yang paling berharga di muka bumi! Air kelapa yang lezat ini begitu kaya akan mineral dan vitamin, sehingga memelihara elektrolit dan alkalizing sistem Anda, membantu memperlancar pencernaan, membantu penderita diabetes, menurunkan kadar gula darah dan juga dikenal karena kualitas antibakteri dan antijamur. Jadi, buah tropis ini adalah buah yang mengagumkan, dan dapat ditemukan dimanapun di tanah air Indonesia ini.

Termodinamika

Termodinamika adalah kajian tentang kalor (panas) yang berpindah. Dalam termodinamika kamu akan banyak membahas tentang sistem dan lingkungan. Kumpulan benda-benda yang sedang ditinjau disebut sistem, sedangkan semua yang berada di sekeliling (di luar) sistem disebut lingkungan.

Usaha Luar

Usaha luar dilakukan oleh sistem, jika kalor ditambahkan (dipanaskan) atau kalor dikurangi (didinginkan) terhadap sistem. Jika kalor diterapkan kepada gas yang menyebabkan perubahan volume gas, usaha luar akan dilakukan oleh gas tersebut. Usaha yang dilakukan oleh gas ketika volume berubah dari volume awal V₁ menjadi volume akhir V₂ pada tekanan p konstan dinyatakan sebagai hasil kali tekanan dengan perubahan volumenya.

W = p∆V= p(V₂ – V₁)

Secara umum, usaha dapat dinyatakan sebagai integral tekanan terhadap perubahan volume yang ditulis sebagai

Tekanan dan volume dapat diplot dalam grafik p – V. jika perubahan tekanan dan volume gas dinyatakan dalam bentuk grafik p – V, usaha yang dilakukan gas merupakan luas daerah di bawah grafik p – V. hal ini sesuai dengan operasi integral yang ekuivalen dengan luas daerah di bawah grafik.

Gas dikatakan melakukan usaha apabila volume gas bertambah besar (atau mengembang) dan V₂ > V₁. sebaliknya, gas dikatakan menerima usaha (atau usaha dilakukan terhadap gas) apabila volume gas mengecil atau V₂ < V₁ dan usaha gas bernilai negatif.

Energi Dalam

Suatu gas yang berada dalam suhu tertentu dikatakan memiliki energi dalam. Energi dalam gas berkaitan dengan suhu gas tersebut dan merupakan sifat mikroskopik gas tersebut. Meskipun gas tidak melakukan atau menerima usaha, gas tersebut dapat memiliki energi yang tidak tampak tetapi terkandung dalam gas tersebut yang hanya dapat ditinjau secara mikroskopik.

Berdasarkan teori kinetik gas, gas terdiri atas partikel-partikel yang berada dalam keadaan gerak yang acak. Gerakan partikel ini disebabkan energi kinetik rata-rata dari seluruh partikel yang bergerak. Energi kinetik ini berkaitan dengan suhu mutlak gas. Jadi, energi dalam dapat ditinjau sebagai jumlah keseluruhan energi kinetik dan potensial yang terkandung dan dimiliki oleh partikel-partikel di dalam gas tersebut dalam skala mikroskopik. Dan, energi dalam gas sebanding dengan suhu mutlak gas. Oleh karena itu, perubahan suhu gas akan menyebabkan perubahan energi dalam gas. Secara matematis, perubahan energi dalam gas dinyatakan sebagai

untuk gas monoatomik

untuk gas diatomik

Dimana ∆U adalah perubahan energi dalam gas, n adalah jumlah mol gas,R adalah konstanta umum gas (R = 8,31 J mol⁻¹ K⁻¹, dan ∆T adalah perubahan suhu gas (dalam kelvin).

Hukum I Termodinamika

Jika kalor diberikan kepada sistem, volume dan suhu sistem akan bertambah (sistem akan terlihat mengembang dan bertambah panas). Sebaliknya, jika kalor diambil dari sistem, volume dan suhu sistem akan berkurang (sistem tampak mengerut dan terasa lebih dingin). Prinsip ini merupakan hukum alam yang penting dan salah satu bentuk dari hukum kekekalan energi.

Gambar

Sistem yang mengalami perubahan volume akan melakukan usaha dan sistem yang mengalami perubahan suhu akan mengalami perubahan energi dalam. Jadi, kalor yang diberikan kepada sistem akan menyebabkan sistem melakukan usaha dan mengalami perubahan energi dalam. Prinsip ini dikenal sebagai hukum kekekalan energi dalam termodinamika atau disebut hukum I termodinamika. Secara matematis, hukum I termodinamika dituliskan sebagai

Q = W + ∆U

Dimana Q adalah kalor, W adalah usaha, dan ∆U adalah perubahan energi dalam. Secara sederhana, hukum I termodinamika dapat dinyatakan sebagai berikut.

Jika suatu benda (misalnya krupuk) dipanaskan (atau digoreng) yang berarti diberi kalor Q, benda (krupuk) akan mengembang atau bertambah volumenya yang berarti melakukan usaha W dan benda (krupuk) akan bertambah panas (coba aja dipegang, pasti panas deh!) yang berarti mengalami perubahan energi dalam ∆U.

Proses Isotermik

Suatu sistem dapat mengalami proses termodinamika dimana terjadi perubahan-perubahan di dalam sistem tersebut. Jika proses yang terjadi berlangsung dalam suhu konstan, proses ini dinamakan proses isotermik. Karena berlangsung dalam suhu konstan, tidak terjadi perubahan energi dalam (∆U = 0) dan berdasarkan hukum I termodinamika kalor yang diberikan sama dengan usaha yang dilakukan sistem (Q = W).

Proses isotermik dapat digambarkan dalam grafik p – V di bawah ini. Usaha yang dilakukan sistem dan kalor dapat dinyatakan sebagai

Dimana V₂ dan V₁ adalah volume akhir dan awal gas.

Proses Isokhorik

Jika gas melakukan proses termodinamika dalam volume yang konstan, gas dikatakan melakukan proses isokhorik. Karena gas berada dalam volume konstan (∆V = 0), gas tidak melakukan usaha (W = 0) dan kalor yang diberikan sama dengan perubahan energi dalamnya. Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada volume konstan Q_V.

Q_V = ∆U

Proses Isobarik

Jika gas melakukan proses termodinamika dengan menjaga tekanan tetap konstan, gas dikatakan melakukan proses isobarik. Karena gas berada dalam tekanan konstan, gas melakukan usaha (W = p∆V). Kalor di sini dapat dinyatakan sebagai kalor gas pada tekanan konstan Q_p. Berdasarkan hukum I termodinamika, pada proses isobarik berlaku

Sebelumnya telah dituliskan bahwa perubahan energi dalam sama dengan kalor yang diserap gas pada volume konstan

Q_V =∆U

Dari sini usaha gas dapat dinyatakan sebagai

W = Q_p − Q_V

Jadi, usaha yang dilakukan oleh gas (W) dapat dinyatakan sebagai selisih energi (kalor) yang diserap gas pada tekanan konstan (Q_p) dengan energi (kalor) yang diserap gas pada volume konstan (Q_V).

Proses Adiabatik

Dalam proses adiabatik tidak ada kalor yang masuk (diserap) ataupun keluar (dilepaskan) oleh sistem (Q = 0). Dengan demikian, usaha yang dilakukan gas sama dengan perubahan energi dalamnya (W = ∆U).

Jika suatu sistem berisi gas yang mula-mula mempunyai tekanan dan volume masing-masing p₁ dan V₁ mengalami proses adiabatik sehingga tekanan dan volume gas berubah menjadi p₂ dan V₂, usaha yang dilakukan gas dapat dinyatakan sebagai

Dimana γ adalah konstanta yang diperoleh perbandingan kapasitas kalor molar gas pada tekanan dan volume konstan dan mempunyai nilai yang lebih besar dari 1 (γ > 1).

Proses adiabatik dapat digambarkan dalam grafik p – V dengan bentuk kurva yang mirip dengan grafik p – V pada proses isotermik namun dengan kelengkungan yang lebih curam.

Organ pada tumbuhan

Organ tumbuhan biji yang penting ada 3, yakni: akar, batang, daun.

Sedang bagian lain dari ketiga organ tersebut adalah modifikasinya, contoh: umbi modifikasi akar, bunga modifikasi dari ranting dan daun.

AKAR

Asal akar adalah dari akar lembaga (radix), pada Dikotil, akar lembaga terus tumbuh sehingga membentuk akar tunggang, pada Monokotil, akar lembaga mati, kemudian pada pangkal batang akan tumbuh akar-akar yang memiliki ukuran hampir sama sehingga membentuk akar serabut.

Akar monokotil dan dikotil ujungnya dilindungi oleh tudung akar atau kaliptra, yang fungsinya melindungi ujung akar sewaktu menembus tanah, sel-sel kaliptra ada yang mengandung butir-butir amylum, dinamakan kolumela.

1. Fungsi Akar
a. Untuk menambatkan tubuh tumbuhan pada tanah
b. Dapat berfungsi untuk menyimpan cadangan makanan
c. Menyerap air dam garam-garam mineral terlarut

2. Anatomi Akar

Pada akar muda bila dilakukan potongan melintang akan terlihat bagian-bagian dari luar ke dalam.
a. Epidermis
b. Korteks
c. Endodermis
d. Silinder Pusat/Stele

a. Epidermis
Susunan sel-selnya rapat dan setebal satu lapis sel, dinding selnya mudah dilewati air. Bulu akar merupakan modifikasi dari sel epidermis akar, bertugas menyerap air dan garam-garam mineral terlarut, bulu akar memperluas permukaan akar.

b. Korteks
Letaknya langsung di bawah epidermis, sel-selnya tidak tersusun rapat sehingga banyak memiliki ruang antar sel. Sebagian besar dibangun oleh jaringan parenkim.

c. Endodermis
Merupakan lapisan pemisah antara korteks dengan silinder pusat. Sel-sel endodermis dapat mengalami penebalan zat gabus pada dindingnya dan membentuk seperti titik-titik, dinamakan titik Caspary. Pada pertumbuhan selanjutnya penebalan zat gabus sampai pada dinding sel yang menghadap silinder pusat, bila diamati di bawah mikroskop akan tampak seperti hutuf U, disebut sel U, sehingga air tak dapat menuju ke silinder pusat. Tetapi tidak semua sel-sel endodermis mengalami penebalan, sehingga memungkinkan air dapat masuk ke silinder pusat. Sel-sel tersebut dinamakan sel penerus/sel peresap.

d.Silinder Pusat/Stele
Silinder pusat/stele merupakan bagian terdalam dari akar.
Terdiri dari berbagai macam jaringan :
– Persikel/Perikambium
Merupakan lapisan terluar dari stele. Akar cabang terbentuk dari pertumbuhan persikel ke arah luar.
– Berkas Pembuluh Angkut/Vasis
Terdiri atas xilem dan floem yang tersusun bergantian menurut arah jari jari. Pada dikotil di antara xilem dan floem terdapat jaringan kambium.
– Empulur
Letaknya paling dalam atau di antara berkas pembuluh angkut terdiri dari jaringan parenkim.

BATANG 
Terdapat perbedaan antara batang dikotil dan monokotil dalam susunan anatominya.

Jaringan Batang

1. Batang Dikotil
Pada batang dikotil terdapat lapisan-lapisan dari luar ke dalam :
a. Epidermis
Terdiri atas selaput sel yang tersusun rapat, tidak mempunyai ruang antar sel. Fungsi epidermis untuk melindungi jaringan di bawahnya. Pada batang yang mengalami pertumbuhan sekunder, lapisan epidermis digantikan oleh lapisan gabus yang dibentuk dari kambium gabus.
b. Korteks
Korteks batang disebut juga kulit pertama, terdiri dari beberapa lapis sel, yang dekat dengan lapisan epidermis tersusun atas jaringan kolenkim, makin ke dalam tersusun atas jaringan parenkim.
c. Endodermis
Endodermis batang disebut juga kulit dalam, tersusun atas selapis sel, merupakan lapisan pemisah antara korteks dengan stele. Endodermis tumbuhan Anguiospermae mengandung zat tepung, tetapi tidak terdapat pada endodermis tumbuhan Gymnospermae.
d. Stele/ Silinder Pusat
Merupakan lapisan terdalam dari batang. Lapis terluar dari stele disebut perisikel atau perikambium. lkatan pembuluh pada stele disebut tipe kolateral yang artinya xilem dan floem. Letak saling bersisian, xilem di sebelah dalam dan floem sebelah luar.
Antara xilem dan floem terdapat kambium intravasikuler, pada perkembangan selanjutnya jaringan parenkim yang terdapat di antara berkas pembuluh angkut juga berubah menjadi kambium, yang disebut kambium intervasikuler. Keduanya dapat mengadakan pertumbuhan sekunder yang mengakibatkan bertambah besarnya diameter batang.
Pada tumbuhan Dikotil, berkayu keras dan hidupnya menahun, pertumbuhan menebal sekunder tidak berlangsung terus-menerus, tetapi hanya pada saat air dan zat hara tersedia cukup, sedang pada musim kering tidak terjadi pertumbuhan sehingga pertumbuhan menebalnya pada batang tampak berlapis-lapis, setiap lapis menunjukkan aktivitas pertumbuhan selama satu tahun, lapis-lapis lingkaran tersebut dinamakan Lingkaran Tahun.

2. Batang Monokotil
Pada batang Monokotil, epidermis terdiri dari satu lapis sel, batas antara korteks dan stele umumnya tidak jelas. Pada stele monokotil terdapat ikatan pembuluh yang menyebar dan bertipe kolateral tertutup yang
artinya di antara xilem dan floem tidak ditemukan kambium. Tidak adanya kambium pada Monokotil menyebabkan batang Monokotil tidak dapat tumbuh membesar, dengan perkataan lain tidak terjadi pertumbuhan menebal sekunder. Meskipun demikian, ada Monokotil yang dapat mengadakan pertumbuhan menebal sekunder, misalnya pada pohon Hanjuang (Cordyline sp) dan pohon Nenas seberang (Agave sp).

DAUN

Daun merupakan modifikasi dari batang, merupakan bagian tubuh tumbuhan yang paling banyak mengandung klorofil sehingga kegiatan fotosintesis paling banyak berlangsung di daun.

Anatomi daun dapat dibagi menjadi 3 bagian :
1. Epidermis

Epidermis merupakan lapisan terluar daun, ada epidermis atas dan epidermis bawah, untuk mencegah penguapan yang terlalu besar, lapisan epidermis dilapisi oleh lapisan kutikula. Pada epidermis terdapatstoma/mulut daun, stoma berguna untuk tempat berlangsungnya pertukaran gas dari dan ke luar tubuh tumbuhan.
2. Parenkim/Mesofil
Parenkim daun terdiri dari 2 lapisan sel, yakni palisade (jaringan pagar) dan spons (jaringan bunga karang), keduanya mengandung kloroplast. Jaringan pagar sel-selnya rapat sedang jaringan bunga karang sel-selnya agak renggang, sehingga masih terdapat ruang-ruang antar sel. Kegiatan fotosintesis lebih aktif pada jaringan pagar karena kloroplastnya lebih banyak daripada jaringan bunga karang.
3. Jaringan Pembuluh
Jaringan pembuluh daun merupakan lanjutan dari jaringan batang, terdapat di dalam tulang daun dan urat-urat daun.