Halaman
i
Kimia Kelas X
i
ii
Editor: W.H. Omegawati, Sri Lestari, Khori Ariyanti; ilustrator: K. Wijayanti;
desainer
kover: Heri Cahyono; perwajahan: Agus Suyono, Ucok Harahap, Eka Yunianti;
koordinator artistik: Rahmat Isnaini; kontrol kualitas: Sri Lestari.
Penanggung jawab produksi: Sriyono.
Ukuran buku: 21 x 29,7 cm
574.07
L
AN
LANGKAH Sembiring
b
Biologi : Kelas XII untuk SMA dan MA / Langkah Sembiring,
Sudjino . — Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan
Nasional, 2009.
vii, 282 hlm, : ilus. ; 30 cm
Bibliografi : hlm. 272-273
Indeks
ISBN: 978-979-068-831-5 (no jilid lengkap)
ISBN: 978-979-068-843-8
1. Biologi-Studi dan Pengajaran
I. Judul
II. Sudjino
Hak Cipta pada Departemen Pendidikan Nasional
Dilindungi Undang-Undang
Biologi
untuk SMA Kelas XII
Diterbitkan oleh Pusat Perbukuan Departemen Pendid
i
kan Nasional
Tahun 2009
Diperbanyak oleh ....
Hak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasional
dari Penerbit Intan Pariwara
iii
Puji syukur kami panjatkan ke hadirat Allah SWT, berkat rahmat dan karunia-
Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional, pada tahun 200
9
,
telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbit untuk
disebarluaskan kepada masyarakat melalui situs internet (
website
) Jaringan Pendidikan
Nasional.
Buku teks pelajaran ini telah dinilai oleh Badan Standar Nasional Pendidikan dan
telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhi syarat kelayakan untuk
digunakan dalam proses pembelajaran melalui Peraturan Menteri Pendidikan Nasional
Nomor 81 Tahun 2008 tanggal 11 Desember 2008.
Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada para penulis/
penerbit yang telah berkenan mengalihkan hak cipta karyanya kepada Departemen
Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas oleh para siswa dan guru di seluruh
Indonesia.
Buku-buku teks pelajaran yang telah dialihkan hak ciptanya kepada Departemen
Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (
down load
)
,
digandakan, dicetak,
dialihmediakan, atau difotokopi oleh masyarakat. Namun, untuk penggandaan yang
bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhi ketentuan yang ditetapkan oleh
Pemerintah. Diharapkan bahwa buku teks pelajaran ini akan lebih mudah diakses
sehingga siswa dan guru di seluruh Indonesia maupun sekolah Indonesia yang berada
di luar negeri dapat memanfaatkan sumber belajar ini.
Kami berharap, semua pihak dapat mendukung kebijakan ini. Kepada para siswa
kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami
menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya. Oleh karena itu, saran
dan kritik sangat kami harapkan.
Jakarta, Juni 2009
Kepala Pusat Perbukuan
iv
Belajar dengan Melakukan
(Learning by Doing)
Era pembelajaran berbasis kompetensi terus mendapat sambutan luar biasa di sekolah-
sekolah. Tidak terkecuali di sekolah Anda, bukan? Jika pihak penyelenggara pendidikan
menyambut antusias, Anda pun mempunyai sikap yang sama. Pendidikan di sekolah tidak
dapat berjalan dengan baik tanpa partisipasi dari peserta didik, yaitu Anda. Nah, sudahkah
Anda berpartisipasi aktif dalam setiap kegiatan pembelajaran?
Learning by doing
(belajar dengan melakukan) merupakan salah satu metode yang banyak
diterapkan di sekolah dalam melaksanakan pembelajaran yang berbasis kompetensi. Tentu
sekolah Anda telah melaksanakan, bukan? Mengapa metode ini banyak diterapkan di sekolah-
sekolah? Metode ini terbukti efektif untuk mencetak siswa yang cerdas, kreatif, mempunyai
kemandirian berpikir, dan berwawasan maju. Tentu saja ada syarat yang harus dipenuhi dalam
melaksanakan metode ini, yaitu Anda harus berperan aktif dalam setiap kegiatan pembelajaran.
Jika pada zaman dahulu, kakak kelas Anda hanya
datang
,
duduk
,
mendengarkan
, dan
mencatat
,
sekarang metode ini sudah usang. Metode ini banyak sekali kelemahannya. Di antaranya,
mencetak siswa yang pandai menghapal tanpa mengetahui makna yang dihapalkannya. Metode
ini juga tidak merangsang siswa untuk berpikir kreatif, justru cenderung membelenggu
kemandirian berpikir. Selain itu, metode usang ini tidak dapat mengembangkan kompetensi
dalam diri siswa.
Apakah sebenarnya
Learning by doing
itu? Secara ringkas,
Learning by doing
adalah suatu
metode pembelajaran yang menitikberatkan pada pemberian pengalaman langsung kepada
siswa, yaitu berupa keterampilan proses. Dalam metode ini, Anda tidak hanya mendengarkan
dan mencatat, tetapi harus disertai dengan melakukan berbagai kegiatan. Kegiatan itu dapat
berupa eksplorasi melalui pemberian tugas di dalam dan di luar kelas, baik di dalam jam
pembelajaran maupun di luar jam pembelajaran. Nah, dengan sistem pembelajaran seperti ini
Anda tidak hanya pandai menguasai materi, tetapi juga mengetahui penerapannya dalam
kehidupan sehari-hari. Anda tidak hanya pandai berteori, tetapi dapat memanfaatkan ilmu yang
diterima untuk memecahkan permasalahan.
Buku Biologi Kelas XII ini sangat tepat di tangan Anda. Mengapa demikian? Dalam buku ini
menyediakan berbagai fasilitas yang menunjang metode pembelajaran
Learning by doing
yang
dilakukan di sekolah Anda. Coba lihat saja media seperti
Eksperimen
,
Tugas Mandiri
dan
Kelompok
, serta
Forum Diskusi
dalam buku ini, Anda akan tertantang melakukannya. Melalui
ketiga media tersebut kemampuan berpikir Anda semakin berkembang. Bukan hanya itu, buku
ini juga disusun menggunakan pendekatan pembelajaran kontekstual (
contextual teaching and
learning
) dan konstruktivisme. Apa maksudnya? Artinya setiap konsep yang dibahas selalu
dikaitkan dengan peristiwa atau pengalaman yang Anda alami dalam kehidupan sehari-hari.
Nah, berawal dari pengalaman Anda itulah pemahaman konsep dimulai. Pendekatan
pembelajaran seperti ini menjadikan Anda lebih memahami konsep yang dipelajari. Bagaimana
Anda siap untuk belajar? Ingat hidup adalah perjuangan. Oleh karena itu berjuanglah demi
masa depan.
Klaten, Juli 2007
Penyusun
v
Bagaimana Cara Menggunakan Buku Ini?
Bagian ini memberikan Anda tambahan wawasan
sekitar ilmu Biologi.
Media ini disajikan untuk melatih kemandirian dan
kreativitas Anda dalam kegiatan praktikum di luar jam
pelajaran.
Bagian ini berupa kata penting yang mendasari isi
materi dalam suatu bab.
Berupa tugas yang wajib Anda kerjakan untuk
mengukur aspek kognitif.
Kemampuan Anda bekerja sama dalam satu tim akan
teruji melalui kegiatan ini.
Kegiatan ini melatih Anda mengasah dan
mengembangkan kemampuan Anda dalam
memecahkan permasalahan. Kemukakan pendapat
Anda dengan sikap ilmiah karena Anda calon Saintis
ulung.
Media ini menyajikan soal-soal yang meliputi materi
satu bab. Kinilah saatnya Anda untuk membuktikan
kemampuan Anda dalam memahami materi dalam bab
yang bersangkutan.
Media ini membantu Anda mempersiapkan materi
belajar.
Bertujuan menguji Anda bekerja sama dalam kelompok
untuk menyelesaikan suatu masalah secara ilmiah serta
pembuatan laporannya sesuai waktu yang ditentukan.
Anda akan melatih keterampilan melakukan kegiatan
praktikum melalui media ini sehingga tidak hanya
mempelajari Biologi secara teoritis saja.
Pada media inilah pemahaman Anda akan terdeteksi.
Kerjakan dengan baik dan buktikan bahwa Anda benar-
benar memiliki kompetensi tentang materi itu. Ingat,
jangan melanjutkan ke materi subbab berikutnya jika
Anda tidak lolos dalam Uji Kompetensi ini.
Halaman ini penting dibaca. Mengapa? Ibarat memasuki kota yang baru dikenal, membaca peta
merupakan tindakan yang bijak. Anda tentu ingin menikmati setiap keindahan di kota itu, bukan? Demikian
juga sebelum Anda mempelajari buku ini. Oleh karena itu, perhatikan setiap ikon dalam buku ini agar
Anda dapat memperoleh manfaat yang maksimal dari buku ini.
vi
Kata Sambutan, iii
Belajar dengan Melakukan
(Learning by Doing)
, iv
Bagaimana Cara Menggunakan Buku Ini?, v
Daftar Isi, vi
Bab I
Pertumbuhan dan Perkembangan
Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan,
3
Bab II
Metabolisme
A. Peran Enzim dalam Metabolisme,
17
B. Katabolisme,
24
C. Anabolisme,
33
D. Keterkaitan Metabolisme,
44
Latihan Ulangan Blok 1
,
59
Bab III Substansi Genetik
A. DNA (
Deoxyribonucleic Acid)
dan
RNA (
Ribonucleic Acid)
,
65
B. Gen dan Kromosom,
73
Bab IV Pembelahan Sel
A. Pembelahan Mitosis, Meiosis, dan
Amitosis,
83
B. Pembentukan Gamet pada Hewan dan
Tumbuhan Tingkat Tinggi,
97
Bab V Hukum Hereditas
A. Hukum Mendel,
109
B. Penyimpangan Hukum Mendel,
120
C. Hereditas pada Manusia,
134
vii
Bab VI Mutasi
A. Pengertian dan Macam-Macam Mutasi,
153
B. Penyebab Mutasi dan Dampaknya bagi
Kehidupan,
173
Latihan Ulangan Blok 2
,
183
Latihan Ulangan Semester
,
187
Glosarium
,
270
Daftar Pustaka
,
272
Indeks
,
274
Kunci Jawaban Soal-Soal Terpilih
,
279
Bab VII Teori Evolusi
A. Teori Asal Usul Kehidupan,
193
B. Sejarah Munculnya Teori Evolusi,
199
C. Bukti-Bukti yang Mendukung Teori Evolusi,
202
D. Mekanisme Evolusi,
208
Bab VIII Bioteknologi
A. Prinsip Dasar Bioteknologi,
231
B. Penerapan Bioteknologi dan Dampaknya,
237
Latihan Ulangan Blok 3
,
259
Latihan Ujian Akhir Sekolah
,
263
viii
1
Biologi Kelas XII
Pertumbuhan dan Perkembangan
Bab I
Pertumbuhan dan Perkembangan
Mampu memahami proses pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan dan mengaplikasikannya dalam pengamatan
pertumbuhan dan perkembangan.
Pengertian
Faktor-Faktor
1. Pertumbuhan
2. Perkembangan
Internal
1. Gen
2. Hormon
Eksternal
1. Cahaya
2. Kelembapan
3. Suhu
2
Pertumbuhan dan Perkembangan
Kita dapat menjumpai berbagai jenis pohon di lingkungan kita
dengan ukuran yang berbeda-beda. Perhatikan dua tanaman pepaya
seperti gambar di atas. Dua tanaman pepaya itu mempunyai per-
bedaan mencolok. Satu tanaman pepaya tinggi, besar, dan berbuah,
satunya lagi berbatang pendek, kecil, dan belum berbuah. Gambaran
itu menunjukkan adanya pertumbuhan dan perkembangan pada
tanaman pepaya.
Pada bab ini Anda akan mempelajari pertumbuhan dan per-
kembangan pada tumbuhan. Selain itu, Anda juga akan mempelajari
faktor-faktor yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan melalui penelitian. Setelah mempelajari bab ini diharapkan
Anda melakukan penelitian mengenai pertumbuhan dan perkembang-
an tanaman sekaligus melaporkannya dalam suatu laporan ilmiah.
pertumbuhan
perkembangan
hormon
faktor lingkungan
penelitian ilmiah
metode penelitian
percobaan
variabel bebas
variabel terikat
laporan ilmiah
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
3
Biologi Kelas XII
Jaringan merismatis tidak
hanya terdapat pada ujung
akar dan ujung batang
sehingga menghasilkan
pertumbuhan memanjang,
tetapi juga terdapat di
bagian kambium batang
sehingga ukuran batang
membesar.
a
b
Parameter pertumbuhan
(a)
(b)
(c)
(d)
Waktu
Tumbuhan memiliki ciri-ciri seperti makhluk hidup lain di
antaranya membutuhkan makanan dan peka terhadap rangsangan.
Makanan dalam hal ini unsur hara dibutuhkan tumbuhan untuk
tumbuh dan berkembang. Demikian halnya dengan rangsangan.
Rangsangan yang berasal dari lingkungan seperti cahaya matahari
dapat mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
Apakah pertumbuhan dan perkembangan itu? Apa saja faktor-faktor
yang mempengaruhinya?
Pertumbuhan dan Perkembangan Tumbuhan
Semua makhluk hidup mengalami pertumbuhan dan perkembangan.
Apa sebenarnya pertumbuhan itu? Apa perbedaan pertum
buhan
dengan
perkembangan? Temukan jawabannya dalam uraian materi berikut.
1. Pengertian Pertumbuhan dan Perkembangan
Pernahkah Anda membayangkan bahwa sebutir biji tanaman
yang berukuran kecil bisa menjadi pohon dengan ukuran yang
sangat besar? Sebutir biji tanaman jika ditanam akan tumbuh
menjadi kecambah kemudian menjadi tananam dan berukuran
besar. Mengapa biji yang ditanam dapat berkecambah dan
tumbuh menjadi tanaman?
Peristiwa perubahan biologis pada makhluk hidup yang berupa
pertambahan ukuran (volume, massa, tinggi, dan sebagainya)
disebut
pertumbuhan
. Pertumbuhan bersifat
irreversibel
atau
tidak dapat kembali seperti semula. Pertumbuhan dapat terjadi
karena di dalam tumbuhan terdapat jaringan meristematis.
Pertumbuhan dapat diukur dan dinyatakan secara kualitatif
maupun kuantitatif. Pengukuran perubahan panjang atau tinggi batang
dapat dilakukan dengan alat ukur misalnya penggaris, jangka sorong,
atau dengan auksanometer (Perhatikan Gambar 1.1 di bawah).
Pengukuran pertumbuhan akan menghasilkan grafik berbentuk
huruf S yang dikenal dengan
grafik sigmoid
. Berdasarkan grafik
ini, pertumbuhan dapat dibedakan menjadi empat fase yaitu fase
awal (pertumbuhan secara lamban), fase log (pertumbuhan
mencapai maksimum), fase perlambatan (pertumbuhan menjadi
lambat), dan fase stasioner (pertumbuhan terhenti). Pada fase
log terjadi pertumbuhan yang sangat cepat dan diikuti penurunan
kecepatan pertumbuhan. Contoh grafik pertumbuhan dapat Anda
lihat pada Gambar 1.2 di atas.
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.2
Contoh kurva pertumbuhan
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.1
Auksanometer
a.
Auksanometer busur
b. Auksanometer pfeffer
Fase awal
Fase log
Fase stasioner
4
Pertumbuhan dan Perkembangan
Setelah biji berkecambah, akan terbentuk bibit yang
dilengkapi dengan akar, batang, dan daun. Peristiwa itu terjadi
karena proses diferensiasi sel-sel meristem. Diferensiasi yang
dilakukan tumbuhan bertujuan agar tumbuhan mencapai tingkat
kedewasaan. Proses menuju tingkat kedewasaan pada masing-
masing individu disebut
perkembangan
. Perkembangan bersifat
kualitatif, artinya tidak dapat dinyatakan dalam ukuran (jumlah,
volume, dan massa). Perkembangan pada tumbuhan umumnya
berlangsung seiring dengan pertumbuhan. Tumbuhan dikatakan
dewasa apabila siap untuk melakukan fertilisasi.
2. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Pertumbuhan
dan Perkembangan Tumbuhan
Mungkin Anda ingat pepatah yang mengatakan ’
Buah jatuh
tak jauh dari pohonnya
’. Pepatah itu berarti menunjukkan adanya
penurunan sifat dari induk terhadap anak-anaknya. Bila kita
menanam biji kedelai maka akan tumbuh tanaman kedelai, bukan
tanaman jeruk atau kaktus. Mengapa demikian? Biji kedelai itu
membawa sifat keturunan berupa
gen yang mewarisi struktur
dan bentuk induk tanaman kedelai sebelumnya. Keadaan
tersebut akan membuat biji kedelai mempunyai bentuk dan
struktur yang sama seperti tanaman kedelai yang lain bila
mengalami pertumbuhan dan perkembangan.
Pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan dipengaruhi
oleh dua faktor, yaitu faktor dalam (intern) dan faktor luar (ekstern).
Apakah pengaruh faktor-faktor itu terhadap pertumbuhan dan
perkembangan?
Pada subbab ini akan dibahas mengenai salah satu faktor
intern dan faktor ekstern yang mempengaruhi pertumbuhan dan
perkembangan tumbuhan.
a. Hormon
Tumbuhan menghasilkan beberapa jenis hormon tumbuhan
di antaranya auksin, giberelin, gas etilen, sitokinin, dan asam
absisat. Hormon tersebut diproduksi di dalam tubuh, tetapi
dipengaruhi oleh kondisi eksternal.
Sebelum membahas pengaruh hormon tumbuhan atau
fitohormon lakukan tugas berikut agar Anda memiliki
pengetahuan awal tentang fitohormon.
Sel-sel yang terbentuk dari
pembelahan sel meristem
berupa sel-sel yang
seragam, selanjutnya akan
mengalami diferensiasi
menjadi jaringan-jaringan
tumbuhan.
Bacalah beberapa literatur mengeni fungsi hormon-hormon pada
tumbuhan. Bagaimana cara kerja hormon-hormon tersebut dalam
melaksanakan fungsinya?
1)
Auksin
Hormon ini ditemukan pada titik tumbuh batang dan
selubung daun pertama tanaman monokotil yang disebut
koleoptil, ujung akar
, serta jaringan yang masih bersifat
meristematis. Adapun fungsi auksin sebagai berikut.
5
Biologi Kelas XII
Aktivitas auksin akan terhambat oleh sinar yang
berlebihan. Apa yang akan terjadi jika suatu tanaman
memperoleh banyak sinar pada salah satu sisi bagian
tubuhnya? Apabila salah satu sisi bagian tersebut
banyak terkena sinar, tanaman itu akan mengalami hal-
hal seperti ditunjukkan pada gambar berikut.
Berdasarkan gambar di atas, tanaman yang
memperoleh sinar dari satu sisi akan mengalami
perubahan-perubahan berikut.
a) Auksin akan terakumulasi di bagian batang yang
tidak terkena sinar.
b) Konsentrasi auksin yang tinggi di bagian yang tidak
terkena sinar akan mempercepat pembelahan dan
pembentangan sel batang ataupun koleoptil.
c) Pertumbuhan sel yang lebih banyak di bagian
kurang sinar menyebabkan batang menjadi bengkok
sehingga akan terlihat bahwa tanaman tumbuh ke
arah cahaya.
2)
Giberelin
Giberelin terdapat pada bagian batang dan bunga.
Fungsi hormon giberelin terlihat dalam tabel berikut.
Auksin
Fungsi
• Pembentangan sel
• Pembelahan sel
• Merangsang pembentukan buah dan
bunga
Nama Hormon
Pengaruh Giberelin pada
Pertumbuhan Batang
Giberelin seperti halnya auksin
memegang peranan penting dalam
pertumbuhan batang, namun dapat
menyebabkan pertumbuhan batang
menjadi ter
lalu panjang. Sebaris
jagung kerdil dapat dibuat supaya
tumbuh seperti jagung biasa
dengan memberinya giberelin ber-
kali-kali. Anehnya, pertumbuhan
jagung biasa tidak dapat ditingkat-
kan dengan giberelin.
Giberelin
• Menyebabkan tanaman berbunga
sebelum waktunya
• Menyebabkan tanaman tumbuh
tinggi
• Memacu aktivitas kambium
• Menghasilkan buah yang tidak berbiji
• Membantu perkecambahan biji
Fungsi
Nama Hormon
Akumulasi auksin
pada sisi bawah
Pemanjangan
tidak seimbang
Tunas bengkok
ke atas
Pemanjangan
lebih banyak
Auksin
seimbang
Pemanjangan
seimbang
Tunas tumbuh
lurus
Auksin ber-
gerak ke sisi
gelap
Pemanjangan
lebih banyak
Tabel 1.1
Fungsi Hormon Auksin
Tabel 1.2
Fungsi Hormon Giberelin
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.3
Peranan auksin pada perkembangan organ
tumbuhan
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.4
Peranan cahaya pada pembengkokan organ tumbuhan
6
Pertumbuhan dan Perkembangan
Mengapa saat Anda
membawa tanaman, misal
anggrek
Dendrobium
sp. dari
daerah lain ke halaman rumah
Anda bunga tersebut tidak
mau tumbuh seperti di daerah
asalnya?
Fungsi
Nama
Hormon
• Merangsang pertumbuhan akar
sehingga lebih cepat memanjang
• Mempercepat pelebaran daun
• Perangsang pertumbuhan tanaman
ke arah samping dan pucuk tanaman
• Merangsang aktivitas pembelahan sel
• Membantu perkecambahan biji
Sitokinin
Gas etilen
Fungsi
• Mempercepat pemasakan buah
• Mempertebal pertumbuhan batang
• Pengguguran bunga
Nama Hormon
3)
Gas etilen
Ada berbagai macam fungsi gas etilen. Salah satunya
interaksi gas etilen dengan auksin dapat memacu
pembungaan pada buah, misalnya mangga dan nanas.
Pada beberapa tumbuhan, interaksi gas etilen dengan
giberelin dapat mengatur perbandingan bunga jantan
dan betina. Fungsi utama gas etilen dijelaskan dalam
tabel berikut.
Para eksportir buah biasanya membeli buah dari para petani
dalam kondisi mentah, tetapi buah itu sudah tua. Selanjutnya, mereka
akan mengemas buah-buah tersebut sedemikian rupa agar buah-
buahan tersebut sudah masak saat diterima konsumen.
Pertanyaan:
1
. Mengapa buah-buahan yang masih mentah tersebut dapat
masak saat diterima konsumen?
2. Bagaimana cara pengemasan yang baik agar buah dapat masak
saat sampai pada konsumen?
Diskusikan hal ini dengan teman Anda. Buatlah laporan mengenai
hal tersebut dan kumpulkan kepada guru Anda.
Asam absisat
Fungsi
• Mengurangi kecepatan pembelahan
• Mengurangi pemanjangan sel
• Membantu pengguguran bunga
• Menyebabkan dormansi
Nama Hormon
4)
Sitokinin
Sitokinin merupakan hormon tumbuh yang terdapat
pada tubuh tumbuhan. Sitokinin dibentuk pada sistem
perakaran. Fungsi hormon tersebut dapat Anda lihat
dalam tabel berikut.
5)
Asam absisat
Berbeda dengan hormon yang lain, asam absisat
mempunyai fungsi menghambat pertumbuhan.
Tabel 1.3
Fungsi Hormon Gas Etilen
Tabel 1.4
Fungsi Hormon Sitokinin
Tabel 1.5
Fungsi Hormon Asam Absisat
7
Biologi Kelas XII
b. Faktor Eksternal
Seperti telah disebutkan sebelumnya, hormon diproduksi
dalam tubuh, tetapi dipengaruhi oleh kondisi eksternal
(lingkungan). Pengaruh lingkungan terhadap pertumbuhan
dan perkembangan tumbuhan sangat besar
. Faktor-faktor
lingkungan tersebut meliputi suhu udara, cahaya, ke-
lembapan udara, serta ketersediaan air tanah dan mineral.
Sebelum Anda mencermati uraian pengaruh beberapa faktor
lingkungan terhadap pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan lakukan tugas berikut.
Bacalah beberapa literatur yang membahas mengenai faktor-
faktor luar yang mempengaruhi pertumbuhan dan perkembangan
jenis tumbuhan. Buatlah ringkasannya.
1)
Suhu
Suhu merupakan faktor lingkungan yang penting bagi
tumbuhan karena berhubungan dengan kemampuan
melakukan
fotosintesis
,
translokasi
,
respirasi
, dan
transpirasi
.
Tumbuhan memiliki suhu optimum untuk
dapat tumbuh dan berkembang. Suhu optimum
merupakan suhu yang paling baik untuk pertumbuhan
tanaman secara ideal. Selain suhu optimum, tanaman
juga mempunyai suhu maksimum dan minimum yang bisa
diterima olehnya. Suhu maksimum
merupakan suhu
tertinggi yang memungkinkan tumbuhan masih dapat
bertahan hidup. Suhu minimum merupakan suhu terendah
yang memungkinkan tumbuhan bertahan hidup.
Sebagian besar tumbuhan memerlukan temperatur
sekitar 10°–38°C untuk pertumbuhannya.
2)
Cahaya
Cahaya berperan penting dalam proses fotosintesis.
Apabila makanan yang dihasilkan dari proses fotosintesis
berkurang atau bahkan tidak ada, jaringan menjadi mati
karena kekurangan makanan. Namun demikian cahaya
yang dibutuhkan tumbuhan jumlahnya tidak boleh terlalu
bany
ak. Cahaya yang berlebihan justru akan meng-
hambat pertumbuhan. Demikian juga kekurangan cahaya
juga berakibat buruk bagi tanaman.
Contoh akibat dari hasil fotosintesis yang berkurang
misalnya tanaman yang tumbuh di ruangan gelap,
ukuran batangnya jauh lebih panjang dibandingkan
tumbuhan yang memperoleh cukup cahaya matahari.
Tanaman ini berwarna pucat dengan batang lemah dan
kurus. Pertumbuhan dalam tempat gelap semacam ini
disebut
etiolasi
.
Sumber:
Biology for You, Gareth Williams
Gambar 1.5
Di dalam rumah kaca, faktor yang mem-
pengaruhi pertumbuhan d
apat diken
dali-
kan
8
Pertumbuhan dan Perkembangan
3)
Kelembapan
Tanah lembap sangat cocok untuk pertumbuhan, ter-
utama saat perkecambahan biji. Hal ini karena tanah
lembap menyediakan cukup air untuk mengaktifkan
enzim dalam biji serta melarutkan makanan dalam
jaringan.
Tingkat pengaruh kelembapan udara atau tanah
pada tumbuhan berbeda-beda. Ada tanaman yang mem-
butuhkan kelembapan udara dan kelembapan tanah
yang tinggi, misalnya lumut hati. Sebaliknya, ada juga
tanaman yang tumbuh dengan baik pada dengan ke-
lembapan udara dan tanah kelembapan rendah, misal-
nya
Aloe vera
(lidah buaya) dan beberapa jenis tanaman
anggrek.
4)
Air dan mineral
Tumbuhan membutuhkan air, CO
2
, dan mineral. Air
dan CO
2
merupakan bahan utama untuk ber-
langsungnya fotosintesis. Gas CO
2
diambil melalui
stomata dan lentisel. Adapun air dan mineral diambil
dari tanah melalui akar, kecuali pada tumbuhan tertentu,
misalnya tanaman kantong semar (
Venus
sp. atau
Nephentes
sp.). Tanaman ini memperoleh senyawa
nitrogen (protein asam amino) dan mineral dari serangga
yang masuk perangkapnya.
Air juga sangat diperlukan dalam perkecambahan
biji. Saat perkecambahan, air digunakan untuk meng-
aktifkan enzim-enzim dalam biji. Tanpa air, perkecambah-
an biji akan tertunda (dormansi).
Mineral sangat diperlukan untuk proses pertumbuh-
an. Misalnya pembentukan klorofil sangat membutuhkan
mineral Mg. Mineral yang diperlukan oleh tumbuhan
dapat dibedakan menjadi dua, yaitu makroelemen dan
mikroelemen. Elemen mineral yang dibutuhkan dalam
jumlah besar disebut makroelemen, sedangkan elemen
mineral yang dibutuhkan tumbuhan dalam jumlah sedikit
disebut mikroelemen.
5)
Ketersediaan oksigen
Setiap makhluk hidup memerlukan oksigen untuk
respirasi aerob dalam tubuh. Melalui respirasi aerob,
tumbuhan dapat memperoleh energi untuk pertumbuhan-
nya. Oleh karena itu, biji-biji tidak akan berkecambah
tanpa adanya oksigen.
Carilah informasi di buku-buku pertanian mengeni makroelemen
dan mikroelemen serta peran tiap elemen mineral tersebut bagi
pertumbuhan. Presentasikan hasil tugas ini di depan kelas.
Sumber:
Biology for You, Gareth Williams
Gambar 1.6
Perbandingan pertumbuhan
(
a) tanaman yang cukup CO
2
(b) tanaman yang kekurangan CO
2
Sumber:
Biology for You, Gareth Williams
Gambar 1.7
Tumbuhan yang kekurangan magnesium
ter
lihat menguning
(a)
(b)
9
Biologi Kelas XII
Keterangan:
C = kambium
P = floem
X = xilem
Gambar 1.8
Penampang melintang batang berkayu
Sumber:
Biology, Campbell
Jaringan
kambium
Floem
Khusus pada perkembangan, selain ditentukan oleh faktor-
faktor di atas juga dipengaruhi oleh beberapa faktor lainnya,
di antaranya letak sel dalam jaringan. Bagaimana letak sel
dapat mempengaruhi perkembangan?
Perhatikan gambar di samping. Pada gambar tampak
adanya jaringan kambium yang merupakan jaringan
meristem sekunder.
Meristem sekunder yang terletak di daerah lingkaran
kambium berfungsi memperbesar diameter batang tanaman.
Hal ini terjadi karena kambium selalu membelah ke arah
samping. Sel-sel kambium yang terletak di bagian dalam
akan terdiferensiasi menjadi xilem dan bagian luar akan
terdiferensiasi menjadi floem. Kambium akan membelah
kembali dan terjadi pengulangan proses seperti di atas. Pada
akhirnya, sel yang terletak di bagian sebelah dalam kambium
membentuk jaringan xilem, sedangkan ke arah luar mem-
bentuk jaringan floem. Pelajari gambar 1.9 agar Anda lebih
memahami pertumbuhan jaringan kambium.
Pertumbuhan keluar
Sumber:
Biology, Campbell
Gambar 1.9
Pertumbuhan sekunder xilem dan floem oleh jaringan kambium
Waktu
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.10
a) Kecambah dipotong salah satu kotiledonnya
b) Kecambah dipotong kedua kotiledonnya
c) Kedua kotiledon kecambah tidak dipotong
(a)
(b)
(c)
3. Percobaan Mengenai Pertumbuhan dan Per-
kembangan
Setelah Anda memahami berbagai macam faktor-faktor
pertumbuhan dan perkembangan, kini tiba saatnya Anda
melakukan percobaan mengenai pengaruh faktor eksternal
terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
a. Rancangan Percobaan
Perlu Anda ketahui sebelum melakukan percobaan,
Anda harus membuat rancangan percobaan. Berikut
a
kan dipaparkan, satu contoh cara membuat rancangan
percobaan.
Misalnya, Anda saat ini telah memahami bahwa
calon tanaman bisa tumbuh jika ada cadangan
makanan, air, dan oksigen. Akan tetapi, Anda ingin
membuktikannya melalui percobaan mengenai
kebutuhan pokok calon tanaman tersebut. Oleh karena
itu, Anda perlu melakukan percobaan untuk mengetahui
jawabannya.
Apabila Anda ingin melakukan percobaan
mengenai pengaruh cadangan makanan terhadap
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan, maka
yang perlu anda siapkan adalah sebagai berikut.
Xilem
10
Pertumbuhan dan Perkembangan
1)
Menentukan teknik atau cara percobaan yang akan
dilakukan
Contoh:
Menyiapkan 30 kecambah yang sudah muncul radikula-
nya. 30 kecambah tersebut diberi perlakuan seperti
berikut.
a) 10 kecambah dipotong salah satu kotiledonnya, lihat
Gambar 1.10 (a)
b) 10 kecambah dipotong kedua kotiledonnya, lihat
Gambar 1.10 (b)
c) 10 kecambah kotiledonnya dibiarkan, lihat Gambar
1.10 (c)
2)
Menentukan alat dan bahan yang diperlukan
Contoh:
Percobaan di atas memerlukan alat dan bahan pada
Gambar 1.11.
a)
Alat
(1) 3 buah cawan petri ukuran besar untuk tempat
menanam
(2) kapas untuk media tanam
(3) air untuk menyiram tanaman
(4) 1 buah penggaris untuk mengukur pertumbuhan
panjang
(5) 1 buah timbangan untuk mengukur pertumbuhan
berat
(6) alat tulis
b)
Bahan
30 kecambah kacang hijau dengan ukuran dan berat
yang sama
3)
Menentukan waktu percobaan
Percobaan ini dilakukan selama 7 hari. Mengenai peng-
amatan pertumbuhan dan perkembangan dilakukan
setiap hari.
b. Melakukan Percobaan
Percobaan di atas dapat dilakukan sebagai berikut.
1
) Kapas secukupnya diletakkan di cawan petri. Kapas ini
digunakan sebagai media tanam biji kacang hijau.
Setelah menutup semua permukaan cawan petri, kapas
diberi air. Kedua cawan petri tersebut diberi label I dan II.
2) Setelah media tanam siap, 10 kecambah kacang hijau
dipotong salah satu kotiledonnya dan diletakkan di cawan
petri I, 10 kecambah kacang hijau
dipotong kedua
kotiledonnya dan
diletakkan di ca
wan petri II, serta 10
kecambah kacang hijau yang lain dibiarkan kotiledonnya
dan ditanam di cawan petri 3.
3) Letakkan cawan petri I di tempat terang (tidak ditutup kardus),
dan cawan peteri II di tempat yang gelap (ditutup kardus).
4) Setiap hari sirami cawan petri dengan air dan lakukan
pengamatan mengenai pertumbuhan dan perkembangan
kecambah kacang hijau tersebut. Pertumbuhan dan per-
kembangan
dapat diamati dengan cara sebagai berikut.
Coba Anda lakukan
contoh percobaan tentang
pengaruh cadangan makanan
terhadap pertumbuhan dan
perkembangan tumbuhan
secara berkelompok.
Sumber:
Dokumentasi Penerbit
Gambar 1.11
Alat dan bahan untuk percobaan pertumbuhan dan
perkembangan
11
Biologi Kelas XII
a)
Pertumbuhan
(1) tinggi batang yang tumbuh
(2) panjang daun
(3) jumlah daun
(4) panjang akar pokok
(5) berat tanaman seluruhnya
b)
Perkembangan
(1) warna daun
(2) warna batang
(3) keadaan daun
(4) keadaan batang
(5) keadaan akar
5) Catatlah hasil pengamatan Anda pada tabel berikut.
c. Menyusun Laporan Percobaan
Untuk mengkomunikasikan hasil percobaan, Anda perlu
membuat laporan. Mengenai cara penyusunan laporan, Anda
dapat mempelajari kembali materi bab I kelas X.
Nah, agar keterampilan Anda dalam merancang dan
melakukan percobaan teruji, lakukan eksperimen berikut.
Membuat Rancangan dan Melakukan
Percobaan
Bagilah teman sekelas Anda menjadi dua
kelompok, yaitu kelompok A dan kelompok B.
Kelompok A bertugas membuat rancangan per-
cobaan dengan memilih satu tema berikut.
1. Pengaruh ketersediaan air terhadap per-
tumbuhan dan perkembangan kecambah biji
kacang hijau.
2. Pengaruh ketersediaan oksigen terhadap
pertumbuhan dan perkembangan kecambah
biji kacang hijau.
Sementara itu, kelompok B bertugas melaku-
kan percobaan berdasarkan rancangan percobaan
yang dibuat oleh kelompok A. Dari hasil percobaan
yang telah dilakukan, buatlah laporan percobaan
untuk masing-masing kelompok A dan B. Setelah
itu, presentasikan laporan percobaan tersebut di
depan kelas.
Hal
Jumlah daun
Panjang daun
Tinggi batang
Panjang akar pokok
Berat tanaman
seluruhnya
Tanaman I
12345678910X
–
Deskripsi
Warna daun
Warna batang
Keadaan daun
Keadaan batang
Keadaan akar
Tanaman II
12345678910X
–
Tanaman III
12345678910X
–
12
Pertumbuhan dan Perkembangan
Pengaruh Tiga Jenis Air (air sumur, air
leding, dan aquades) terhadap Pertumbuhan
dan Perkembangan Biji Kedelai
Air merupakan faktor yang penting dalam per-
tumbuhan tanaman terutama dalam proses per-
kecambahan biji. Air digunakan untuk mengaktifkan
enzim-enzim dalam biji. Tanpa air, perkecambahan
biji akan tertunda (mengalami dormansi).
Air juga merupakan pelarut mineral-mineral
yang dibutuhkan oleh tumbuhan. Mineral sangat
diperlukan dalam proses pertumbuhan. Air yang
berbeda juga memiliki kandungan mineral yang
berbeda pula. Dengan demikian, air yang memiliki
kandungan mineral yang dibutuhkan oleh tumbuhan
baik berupa makroelemen maupun mikroelemen
paling baik untuk menumbuhkan tumbuhan.
A. Tujuan
Tugas proyek ini bertujuan untuk mengetahui
pengaruh 3 jenis air yang berbeda (air sumur,
air leding, dan aquades) terhadap pertumbuh-
an dan perkembangan biji kedelai melalui
penelitian ilmiah serta dijabarkan dalam
laporan ilmiah.
B. Alat dan Bahan
1. biji kedelai
2. kapas
3. cawan petri
4. 3 jenis air (air sumur, air leding, dan aquades)
Tumbuhan mengalami pertumbuhan dan
perkembangan. Pertumbuhan tumbuhan di-
pengaruhi oleh faktor gen, faktor internal (hormon
tumbuhan) dan faktor eksternal (lingkungan).
Faktor internal berupa hormon tumbuhan terdiri
C. Cara Kerja
1. Siapkan 3 cawan petri dan beri label A, B,
dan C. Petri a untuk tanaman yang diberi
air sumur, petri B digunakan untuk
tanaman yang disiram dengan air leding,
petri C untuk tanaman yang mengguna-
kan aquades.
2. Basahi kapas menggunakan 3 jenis air
tersebut sesuai label.
3. Letakkan biji kedelai dengan jumlah dan
ukuran yang sama di atas kapas.
4. Pastikan keadaan kapas selalu lembap
dengan membasahi kapas menggunakan
3 jenis air sesuai dengan labelnya setiap
hari.
5. Amati perubahan yang terjadi setiap hari-
nya dan masukkan dalam tabel berikut.
D. Pelaporan
Buatlah laporan kegiatan sesuai dengan
struktur penulisan ilmiah.
Petri
Hari
12
3
4
5
dst . .
Kondisi Biji (jumlah biji yang berkecambah)
A
B
C
atas hormon auksin, sitokinin, giberelin, asam
absisat dan gas etilen. Faktor eksternal berupa
pengaruh lingkungan terdiri atas, cahaya, suhu,
kelembapan, air dan mineral serta oksigen.
Jawablah soal-soal berikut.
1. Apakah perbedaan antara pertumbuhan dan
perkembangan?
2. Sebutkan faktor ekstern yang mem
pengaruhi
pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan.
3. Mengapa kecambah yang tumbuh di tempat
gelap tumbuh lebih panjang dibandingkan
kecambah yang tumbuh di tempat terang?
4. Apa yang dimaksud dengan etiolasi?
5. Bagaimana ketersediaan air tanah dan
mineral dapat mempengaruhi pertumbuhan
dan perkembangan tumbuhan?
13
Biologi Kelas XII
A.
Pilihlah salah satu jawaban yang tepat.
1. Perkembangan terjadi karena . . . .
a. perubahan biologis berupa pertambahan
ukuran
b. terjadinya proses diferensiasi per-
tumbuhan menuju kedewasaan
c. adanya jaringan merismatis yang selalu
membelah
d. tumbuhan telah siap melakukan fertilisasi
e. tanaman berukuran kecil menjadi ber-
ukuran besar
2. Berikut ini merupakan fungsi giberelin,
kecuali
. . . .
a. menyebabkan tanaman berbunga sebelum
waktunya
b. menyebabkan tanaman tumbuh raksasa
c. memperpanjang titik tumbuh
d. memacu aktivitas kambium
e. menghasilkan buah yang tidak berbiji
3. Giberelin dapat ditemukan di bagian . . . .
a. batang dan bunga
b. daun
c. koleoriza
d. koleoptil
e. seluruh tubuh tumbuhan
4. Hormon yang bekerja saat tumbuhan meng-
gugurkan daunnya pada musim kemarau yaitu
. . . .
a. auksin
b. giberelin
c. asam absisat
d. gas etilen
e. sitokinin
5. Ciri-ciri tanaman yang mendapatkan cukup
cahaya matahari di antaranya . . . .
a. batang berwarna kuning pucat
b. pertumbuhan memanjang sangat cepat
c. tanaman menjadi lembek dan kurus
d. tanaman memanjang menuju cahaya
e. daun berklorofil banyak
6. Hipotesis merupakan . . . .
a. proses menemukan suatu permasalahan
b. dugaan jawaban suatu permasalahan
c. percobaan yang dilakukan untuk men-
jawab permasalahan
d. pembanding untuk variabel yang diberi
perlakuan
e. hasil pengukuran asli tanpa pengolahan
apa pun
7. Faktor intraseluler yang mempengaruhi per-
tumbuhan dan perkembangan yaitu . . . .
a. auksin
d. suhu
b. asam absisat e. cahaya
c. gen
8. Alat yang digunakan untuk mengukur per-
tumbuhan tanaman yaitu . . . .
a. neraca
b. termometer
c. amperemeter
d. auksanometer
e. timbangan
9. Dalam metode ilmiah, eksperimen dilakukan
sebagai kegiatan untuk . . . .
a. mengajukan permasalahan
b. menguji hipotesis
c. menganalisis data
d. menarik kesimpulan
e. mendapatkan keterangan
10. Orang lain dapat membac
a hasil penelitian Anda
melalui . . . .
a. hipotesis
b. laporan
c. rumusan masalah
d. ringkasan
e. replikasi
B.
Jawablah soal-soal berikut.
1. Apa yang disebut dengan dormansi? Hormon
apakah yang mempengaruhinya?
2. Alat apakah yang dipergunakan untuk meng-
ukur pertumbuhan?
3. Perkembangan meliputi peristiwa diferensiasi.
Apakah yang dimaksud diferensiasi itu?
4. Mengapa cahaya sangat berpengaruh
terhadap pertumbuhan dan perkembangan
tumbuhan?
5. Sekarang banyak dijual semangka tanpa biji.
Hormon-hormon apakah yang mempengaruhi-
nya?
14
Pertumbuhan dan Perkembangan
C.
Berpikir kritis
Pada tahun 1980-an penggunaan pupuk
dan hormon buatan sangat gencar di-
informasikan sebagai upaya untuk me-
ningkatkan produksi sayur dan buah-buahan.
Namun pada awal tahun 2000, sebagian
masyarakat mulai memilih dan mengonsumsi
jenis makanan yang sering disebut sayuran
atau buah organik meskipun harganya jauh
lebih mahal. Apa yang dimaksud sayuran atau
buah organik? Manakah yang lebih bagus
dikonsumsi oleh tubuh, antara sayuran
organik dan sayuran yang dihasilkan dengan
proses pemupukan buatan?
Pertumbuhan dan Perkembangan
Pelajari kembali
Jawaban betul
≥
60%
Jawaban betul
<
60%
Jawablah beberapa pertanyaan berikut.
1. Apakah persamaan dan perbedaan per-
tumbuhan dan perkembangan?
2. Apa saja faktor-faktor yang mempengaruhi per-
tumbuhan dan perkembangan pada tumbuh-
an?
3. Apakah yang harus dilakukan sebelum
melakukan percobaan mengenai pengaruh
cahaya matahari terhadap pertumbuhan
tanaman?