reproduksi tanaman

PENDAHULUAN

            Pada siklus tumbuhan, generasi sporofit dan generasi generatif muncul secara bergantian, bunga adalah organ  reproduktif dari sporofit angiospermae. Gametofit jantan (butir pollen) berkembang tepatnya di dalam kotak sari, sementara gametofit betina (kandung embrio) berkembang tepatnya di dalam bakal biji. Fertilisasi ganda berkembang mejadi buah. Tumbuhan mempunyai berbagai cara untuk mencegah fertiisasi sendiri, sehingga keanekaragaman genetik semakin bervariasi. Biotknologi tanaman antara lain rekayasa genetik sedang mengadakan perubahan dalam bidang pertanian dan banyak mengundang perdebatan di masyarakat.

            Agar reproduksi tumbuhan dan bioteknologi tanaman dapat dipahami dalam kaitannya dengan pemuliaan tanaman dan penerapan IPTEKS di bidang pertanian, maka perlu dikaji pengetahuan tentang bologi bunga, perkembangan gametofi janan dan betina, pollinasi dan fertilisasi ganda, inkompetibilitas sendiri, perkembangan bakal biji, embrio dan bakal buah, serta bioteknologi tanaman khususnya rekayasa genetik.

PERTANYAAN

1. Gambar atau buatlah bagan alur serta jelaskan garis besar siklus hidup tumbuhan sejak perkembangan bulir pollen dan kantung lembaga sampai menjadi sporofit dewasa yang menghasilkan buah
2. Gambar dan jelaskan morfologi sebuah bunga yang lengkap dan sebut bagian-bagiannya secara lengkap
3. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan perkembangan gametofit jantan dan gametofit betina sampai terbentuk sel sperma dan sel telur
4. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan dasar genetis dari inkompatibilitas sendiri pada tumbuhan
5. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan tentang pertumbuhan tabung pollen dan fertilisasi ganda
6. Gambar atau buat bagan alur  serta jelaskan tentang perkembangan embrio tumbuhan dicotyledoneae
7. Gambar serta jelaskan tentang perbedaan struktur biji kacang, biji jarak dan biji jagung
8. Gambar atau buat bagan alur serta jelaskan tentang perbedaan antara perkecambahan kacang merah dan kacang kapri

 JAWABAN

1.      Siklus hidup tumbuhan sejak perkembangan butir pollen dan kantung lembaga sampai menjadi sporofit dewasa yang menghasilkan buah :

·         Butir pollen berkembang di dalam kotak sari dari kepala ssari

·         Kandung embrio/gametofit betina berkembang di dalam ovulum dari ovarium

·         Pollinasi berlangsung saat butir polen hinggap di dalam stigma

·         Bulu pollen berkecambah membentuk tabbung pollen di sepanjang stillus lalu melalui mkrofil masuk ke dalam ovulum dari ovarium

·         Fertilisasi berlangsung saat salah satu sel spermanya membuahi sel telur di dalam kandug embrio yang kemudian mejadi zigot

·         Zigot berkembang menjadi embrio(sporofit) di dalam ovulum yang berkembang menjadi biiji

·         Ovarium berkembang menjadi buah yang mengandung biji

·         Biji berkembang menjadi kecambah sporofit, yang terus berkembang menjadi sporofit dewasa yang menghasilkan bunga

2.      Bagi

BAGIAN BUNGA	FUNGSI
1. Kelopak (kalik)	Melindungi kuncup bunga
2. Mahkota (korola)	Menarik perhatian serangga
3. Benang sari (stamen) terdiri dari : a. tangkai sari (filamen) b. kepala sari (antera) terdiri atas 4 kantong sari	Sebagai penghasil gamet jantan, yaitu serbuk sari (pollen)
4. Putik (pistilus) terdiri atas : a. tangkai putik (stilus) b. kepala putik (stigma) c. bakal buah (ovarium) di dalam bakal buah terdapat bakal biji (ovule)	Sebagai penghasil gamet betina

GAMBAR :

3.       

·         Pembentukan gametofit jantan

Gametofit jantan(butir pollen) berkembang di dalam kotak sari, tepatnya techa. Pada pembentukan gamet jantan, terjadi pembelahan meiosis dari mikrosporofit yang diploid atau 2n menjadi 4 buah mikrospora yang haploid(n). Masing- masing mikrospora yang haploid membelah secara mitosis menjadi satu sel generatif dan satu sel buluh/sel tabung. Sel buluh yang mengandung sel generatif berkembang menjadi tabung pollen. Sel generatif yang haploid membelah secara mitosis menjadi dua sel sperma yang haploid

Mikrospora (n)

BAGAN :

					Mikrospora (n)
					Mikrospora (n)

 

			Mikrospora (n)
	Sel generatif (n)

 

Sel generatif (n)

Sel generatif (n)

Sel generatif (n)

       

	4 Sel buluh(n)

 

·         Pembentukan gametofit betina

Pada Angiospermae Gamet betina dibentuk di dalam bakal biji (ovule) atau kantung lembaga. Pada bagian ini terdapat sel induk megaspora (sel induk kantug lembaga) yang diploid. Sel ini akan membelah secara meiosis dan dari satu sel induk kantung lembaga membentuk 4 sel yang haploid. Tiga sel akan mereduksi dan lenyap tinggal satu yang berkembang. Selanjutnya, sel ini membelah secara mitosis 3 kali dan terbentuklah 8 sel. Dari sel yang berjumlah 8 ini, 3 sel akan bergerak menuju arah yang berlawanan dengan mikropil, 2 sel lainnya menjadi kandung tembaga sekunder, dan 3 sel terakhir menuju ke dekat mikropil. Dari 3 sel (yang menuju dekat mikropil) yang terakhir ini dua menjadi sinergid dan satu sel lagi menjadi sel telur. Dalam keadaan seperti ini kandung lembaga sudah masak dan siap untuk dibuahi. Putik yang sudah masak biasanya mengeluarkan cairan lengket pada ujungnya yang berfungsi sebagai tempat melekatnya serbuk sari.

4.      Dasar genetis dari inkompatibilitas sendiri pada tumbuhan :

Di dalam kelompok gen dari suatu populasi tanaman terdapat lusinan alel dari gen s. Apabila suatu butir pollen mempunyai sebuah alel yang berpasangan dengan sebuah alel dari suatu stigma  tempat polen itu jatuh, maka tabung polen tidak dapat tumbuh.

a)      Pada persilangan ini pollennya berasal dari suatu tanaman dengan genotif s3 s4 (segregesi) selama meiosis menghasilkan setengah pollen haploid mempunyai alel s3 dan setengahnya lagi mempunyai alel s4. Alel dari pollen tidak berpasangan dengan alel dari stigma dan pollen tersebut berkecambah (membentuk tabung pollen yang dapat memandu sperma ke ovulum ke dalam  ovarium yang terdapat di dasar pistillum dan carpellum

b)      Pada persilangan ini apabila setengah dari butir pollen mempunyai sebuah alel s1 yang berpasangan dengan sebuah alel s1 dari stigma, maka butir pollen tersebut gagal untuk berkecambah

c)      Pada persilangan ini, keseluruhan butir pollen mempunyai alel s1 dan s2 yang berpasangan dengan alel s1 dan s2 dari stigma, maka tidak ada satupun pollen yang dapat berkecambah atau semua pollen gagal berkecambah.

5.       

FERTILISASI GANDA

·         Pollen jatuh ke stigma yag berkecambah menjadi tabug ollen yang akan menuju ke ovulum dalam ovarium melalui stylus

·         Sel generatif yang haploid membelah secara mitosis menjadi dua sel sperma yang haploid

·         Terjadi fertilisasi ganda yaitu :

a)      Satu sel sperma yang haploid memfertilisasi sel telur yang haploid menjadi zigot yang diploid kemudian berkembang menjadi embrio yang diploid

b)      Satu sel sperma lainnya yang haploid menyatu dengan dua inti polar yang masing-masing haploid menjadi endospern yang trploid (3n)

PERTUMBUHAN TABUNG POLLEN DAN FERTILISASI GANDA

Setelah sebuah butir pollen dibawa oleh angin atau seekor binatang lainnya ke sebuah stigma, maka sebuah tabung pollen (buluh serbuk ) yang panjang mulai tumbuh ke bawah, di dalam stilus menuju ke ovarium. Tabung pollen tersebut mengeluarkan dua buah sel sperma ke dalam kandingan embrio dari sebuah ovulum. Salah satu sperma memfertilisasi sel telur, membentuk zigot yang diploid, sel sperma yang satunya lagi elebur dengan dua inti polar dari sel kandung lembaga yang biaasanya berukuran besar, membentuk sel triploid yang akan berkembang menjadi jaringan nutrisi yang disebut endosperm.

6.       Perkembangan embrio tumbuhan dicotyledoneae :

Zygot membelah ke arah transversal, menjadi sel basal dan sel terminal. Sel basal membelah terus ke arah transversal, menjadi  suspensor, yang berfungsi sebagai transfer nutrien ke embrio dari tanaman induknya. Sel terminal membelah beberapa kali menjadi pro embrio, yang menempel pada suspensor. Pada proembrio terdapat meristem primer berupa protoderm bakal epidermis, meristem dasar bakal parenkim dan prokambium bakal jaringan pembuluh. Proemrbrio berkemabang menjadi embrio yang terdiri dari : dua buah kotiledon yang mengapit sebuah ujung pucuk embrio (plumulae), sebuah ujung akar embrio (radicula), makanan cadangan (endosperm) dan suspensor yang kesemuanya dibungkus oleh kulitt biji (testa)

7.      perbedaan struktur biji kacang, biji jarak dan biji jagung

ü  biji kacang.

Kotiledon yang mendaging dari biji kacang merah, yang dikotildon yang menyimpan makanan cadangan yang telah diabsorpsi dari endosperm pada saat pembentukan biji

ü  biji jarak

biji jarak mempunyai kotiledon yang tipis seperti membran yang akan mengabsorpsi makanan cadangan dari endosperm pada saat biji berkecambah

ü  biji jagung

seperti biji monocotyledoneae leinnya, biji jaung hanya mempunyai satu kotiledon yang disebut skutelum. Bakal akar dibungkus oleh koleorhiza sedangkan bakal tunas dibungkus oleh koleoptil.

8.      perbedaan antara perkecambahan kacang merah dan kacang kapri

a.       pada kacang merah, lenkungan berada di bawah kotiledon pada hipokotil, sehingga pelurusan lengkungan akan menarik kotiledon dari dalam tanah untuk muncul ke permukaan

b.      sedangkan pada kacang kapri, lengkungan berada di atas kotiledon pada epikotil sehingga pada waktu terjadi pelurusan lengkungan kotiledon tetap berada di dalam tanah.

KUMPULAN GAMBAR

1)       

2)     

3)       

·         Gamet betina

4)       

 

5)       

6)       

7)       

8)