• Pertumbuhan : suatu proses pertambahan ukuran yang bersifat irreversibel (tidak kembali lagi seperti semula).

• Perkembangan : suatu proses menuju suatu keadaan yang lebih kompleks dan dewasa.

Faktor-Faktor yang mempengaruhi Pertumbuhan dan Perkembangan

• Faktor luar (lingkungan) contohnya1.nutrisi dan air,2.cahaya,3.suhu,4.oksigen dan5.kelembapan.

• Faktor dalam adalah faktor yang terdapat dalam tubuh organisme contohnya sifat genetik dan hormon.

Faktor Luar

1. Nutrisi dan Air• Nutrisi (zat makanan) sebagai sumber energi dan

sumber materi untuk sintesis berbagai komponen sel yang diperlukan selama pertumbuhan.

• Nutrien dibedakan menjadi dua yaitu1. makronutrien (unsur yang dibutuhkan dalam jumlah

banyak) dan2. mikronutrien (unsur yang dibutuhkan dalam jumlah

sedikit).• Tumbuhan yang kekurangan nutrien pertumbuhannya

terhambat.

2. Cahaya• Cahaya matahari diperlukan oleh semua makhluk

hidup. • Tumbuhan butuh cahaya matahari untuk fotosintesis

dan pertumbuhan. • Dalam keadaan gelap, auksin merangsang

pemanjangan sel sehingga bisa tumbuh lebih cepat. Tetapi tumbuhan tersebut mengalami etiolasi yaitu tampak kuning pucat dan kurus.

• Hewan juga memerlukan cahaya matahari untuk mengaktifkan provitamin D di dalam kulit menjadi vitamin D untuk kekuatan tulang.

• Respon tumbuhan terhadap lama penyinaran yang bervariasi disebut fotoperiodisme.

• Respon tumbuhan terhadap fotoperiodik berupa pembungaan, dormansi, perkecambahan dan perkembangan.

• Respon ini dikendalikan oleh pigmen fitokrom.

• Berdasarkan pengaruh lamanya siang, tumbuhan dibedakan menjadi:

a. Tumbuhan hari pendek (sort day plant)- berbunga pada akhir musim panas/gugur saat matahari bersinar <12 jam.- contoh: dahlia, strawbery dan krisan.

b. Tumbuhan hari panjang (long day plant)- berbunga pada musim semi awal musim panas saat matahari bersinar >12 jam- contoh: gandum, kentang dan bayam.

c. Tumbuhan hari sedang- tumbuhan yang berbung jika mendapat penyinaran sekitar 12 jam- contoh: kacang dan tebu.

d. Tumbuhan hari netral- tumbuhan yang pembungaannya tidak tergantung pada panjang penyinaran.- contoh: mawar, bunga matahari dan anyelir.

3. Suhu • Semua organisme memerlukan suhu tertentu untuk

bertahan hidup. • Suhu berpengaruh terhadap kerja enzim dan fisiologi

orgnisme.• Suhu optimum yang paling baik untuk pertumbuhan

adalah 10-38oC.

4. Oksigen• Oksigen diperlukan untuk pernafasan. • Oksigen digunakan untuk oksidasi zat makanan agar

menghasilkan energi yang digunakan untuk beraktivitas.

5. Kelembapan• Pada tumbuhan, kelembaban udara mempengaruhi

proses penguapan air. • Jika kelembapan udara rendah, maka penguapan air

meningkat sehingga penyerapan air dan garam-garam mineral oleh akar semakin banyak. Keadaan ini akan memacu pertumbuhan.

• Kelembapan tanah mempengaruhi kandungan zat organik di dalam tanah.

• Jika kelembapan tanah tinggi, maka kandungan air dan bahan organik dalam tanah semakin banyak.

Faktor Dalam

1. Gen• Gen bertanggung jawab dalam:

a. pewarisan sifat keturunan. b. pembawa kode untuk pembentukan protein, enzim dan

hormon.• Setiap sel hidup akan mewarisi gen dari induknya.

2. Hormon• Hormon tumbuhan disebut fitohormon contohnya

auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat, etilen, asam traumatin dan kalin.

• Fungsi hormon auksin:1. Sebagai pengatur pembesaran sel,2. Sebagai pemacu pemanjangan sel di daerah belakang

meristem ujung,3. Merangsang pembelahan sel-sel kambium,4. Meningkatkan perkembangan bunga dan buah,5. Merangsang perkembangan akar lateral,6. Menyebabkan pembengkokan batang7. Membentuk akar adventif pada tanaman yang dibiakkan

dengan stek,8. Membentuk buah partenokarp,9. Menghambat pertumbuhan tunas lateral,10. Mempercepat terjadinya diferensiasi di daerah meristem

dan pengguguran (absisi).

• Fungsi hormoon giberelin:1. Meransang pemanjanganbatang,2. Merangsang aktivitas enzim amilase dan

protease yang berperan dalam mencerna cadangan makanan,

3. Merangsang pertumbuhan tunas yang dorman,

4. Menghilangkan dormansi biji untuk memacu perkecambahan,

5. Merangsang perbungaan dan pertumbuhan buah patenogenesis.

• Fungsi hormon sitokinin:1. Merangsang pembelahan sel dan

pertumbuhan sel,2. Merangsang pembentukan tunas lateral,3. Menghambat efek dominansi apikal oleh

klorofil,4. Memacu penuaan (senessece),5. Memacu perkembangan kloroplas dan

pembentukan klorofil,6. Mempertahankan kesegaran jaringan.

• Fungsi hormon Gas Etilen:1. Merangsang pemasakan buah,2. Menyebabkan pertumbuhan

batang menjadi tebal dan menahan pemanjangan batang.

• Fungsi Hormon Asam Absisat:1. Menghambat pembelahan dan pemanjangan sel,2. Menunda pertumbuhan atau dormansi sehingga

membantu tumbuhan bertahan dalam kondisi yang buruk,

3. Merangsang penutupan mulut daun pada musim kering sehingga mengurangi aktivitas aktivitas transpirasi (penguapan),

4. Membantu peluruhan daun pada musim kering sehingga tumbuhan tidak kekurangan air melalui transpirasi.

• Fungsi hormon asam traumatin:- merangsang pembelahan sel di bagian jaringan tumbuhan yang luka.

• Fungsi hormon Kalin:- merangsang pembentukan organ tumbuhan.- dibedakan menjadi:

1. Rhizokalin2. Kaulokalin3. Filokalin4. Antokalin

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA TUMBUHAN

• Calon individu baru dilengkapi dengan cadangan makanan yang terdiri dari plumula, epikotil, hipokotil, radikula, dan kotiledon.

• Gambar bagian-bagian biji.

A. Perkecambahan• Perkecambahan dibedakan menjadi dua macam

yaitu:1. Hipogeal, epikotil muncul di atas permukaan

tanah sedangkan hipokotil dan kotiledonnya tetap berada di dalam tanah.Contohnya kecambah kacang merah dan kacang kapri.

2.Epigeal, epikotil, hipokotil dan kotiledonnya muncul di atas permukaan tanah.Contohnya kecambah kacang hijau dan kacang tanah.

• Embrio yang tumbuh belum memiliki klorofil, sehingga embrio belum dapat membuat makanan sendiri.

• Embrio mengambil makanan dari endosperma atau putih lembaga(biji eksalbuminus).

• Tumbuhan polong-polongan, contohnya kacang tanah tidak memiliki endosperm sehingga embrio mengambil makanannya dari kotiledon (biji albuminus).

• Perkecambahan membutuhkan hormon auksin yang mudah rusak bila terkena intensitas cahaya yang tinggi. Oleh karena itu, kecambah tumbuh lebih panjang di tempat gelap daripada di tempat terang.

• Tumbuhan monokotil memilik 1 kotiledon.• Pada Gramineae misalnya jagung,

kotiledonnya disebut skutelum.• Radikula (calon akar diselubungi oleh

koleoriza (sarung akar lembaga)• Ujung embrio diselubungi oleh koleoptil

(sarung pucuk lembaga)• Perkecambahan dimulai dengan proses

penyerapan air ke dalam sel-sel biji yang disebut proses inhibisi.

C. Pertumbuhan Primer• Aktivitas sel-sel meristem di ujung

batang atau akar menyebabkan batang dan akar tumbuh memanjang.

• Pertumbuhan primer batang diukur secara kuantitatif, (dengan alat auksanometer).

• Daerah pertumbuhan pada ujung batang dan ujung akar menurut aktivitasnya dapat dibedakan menjadi 3 daerah:

1.Daerah pembelahan sel. Selnya aktif untuk membelah, dan bersifat meristemastis.

2.Daerah perpanjangan sel. Selnya aktif untuk membesar dan memanjang.

3.Daerah diferensiasi. Selnya berdiferensiasi menjadi sel dengan struktur dan fungsi yang khusus.

D. Pertumbuhan Sekunder• Pertumbuhan sekunder tumbuhan terjadi

akibat aktivitas kambium. • Sel kambium membelah ke arah luar

membentuk floem dan membelah ke dalam membentuk xilem.

• Pertambahan jumlah sel floem dan xilem menyebabkan diameter batang bertambah besar.

• Aktivitas pembentukan floem dan xilem dipengaruhi oleh musim yang dapat membentuk formasi lingkaran yang disebut lingkaran tahun.

E. Hormon Tumbuhan (Fitohormon)• Hormon tumbuhan berperan untuk pertumbuhan, pembelahan

sel, pemanjangan sel dan ada yang menghambat pertumbuhan. Contohnya hormon auksin, giberelin, sitokinin, asam absisat, etilen, asam traumatin dan kalin.

1. Auksin• Fungsi auksin adalah:

1. mengatur pembesaran sel,2. memacu perpanjangan sel di daerah

belakang meristem ujung. 3. merangsang pembelahan sel-sel

kambium,4. meningkatkan perkembangan bunga

dan buah,5. merangsang perkembangan akar

lateral.• Auksin rusak jika terkena cahaya.

2. Giberelin• Peranan giberelin adalah:

a. merangsang pembelahan sel, b. merangsang aktivitas enzim amilase dan proteinase

dalam perkecambahan, c. merangsang pembentukan tunas, d. menghilangkan dormansi biji, e. merangsang munculnya bunga sebelum waktunyaf. merangsang pertumbuhan buah secara

partenokarpi. • Giberelin dapat mengubah tanaman kerdil menjadi 3-5

kali lebih tinggi.

3. Sitokinin• Sitokinin banyak terdapat pada organ muda (biji, buah

dan daun) dan di ujung akar. • Sitokinin dibuat di akar. • Peranan sitokinin adalah:

a. merangsang pembelahan sel, b. merangsang pembentukan tunas lateral, c. menghambat efek dominasi apikal oleh auksin, d. menunda penuaan (senessence),e. Memacu perkembangan kloroplas dan

pembentukan koleoptil,f. mempertahankan kesegaran jaringan.

4. Asam Absisat

• Nama asam absisat berasal dari kemampuan zat ini untuk mendorong absisi

• Asam absisat ditemukan oleh F.T. Addicott (1963).• Peranan asam absisat adalah:

a. menghambat pembelahan dan pemanjangan sel,b. menunda pertumbuhan atau dormansi,c. Merangsang penutupan mulut daun pada musim

kering,d. Membantu peluruhan daun pada musim kering.

5. Gas Etilen

• Gas etilen ditemukan pada tahun 1934 oleh R. Gane. • Gas etilen berperan dalam mempercepat pematangan

buah. • Nama perdagangan etilen adalah karbitkarbit.• Etilen juga menyebabkan pertumbuhan batang menjadi

tebal yang berguna untuk menahan pengaruh angin. • Kombinasi etilen dengan hormon lain dapat

menguntungkan. Misalnya etilen dengan auksin dapat memacu pembungaan pada mangga dan nanas.

• Kombinasi etilen dengan giberelin dapat mengatur tumbuhnya bunga jantan dan bunga betina.

6. Asam Traumatin• Asam traumatin (hormon luka), berperan merangsang

pembelahan sel-sel di bagian tumbuhan yang luka supaya tertutup.

7. Kalin• Hormon kalin dibedakan atas:

a. rizokalin untuk merangsang pembentukan akar; b. kaulokalin merangsang pembentukan batang; c. filokalin merangsang pembentukan daun; dan d. antokalin atau florigen merangsang pembentukan

bunga.

PERTUMBUHAN DAN PERKEMBANGAN PADA HEWAN

A. Tahap-Tahap Perkembangan Hewan• Hewan bersel satu (Protozoa) tidak memiliki proses perkembangan yang

kompleks. • Perkembangan hewan bersel banyak dimulai dari zigot. • Zigot berkembang menjadi embrio. • Tahapan perkembangannya yaitu pembelahan (cleavage), gastrulasi dan

organogenesis.

1. Pembelahan (Cleavage)• Zigot berupa satu sel yang memiliki satu inti. • Zigot mengalami pembelahan mitosis dari satu

menjadi dua sel, kemudian empat sel, delapan sel, enambelas sel dan seterusnya.

• Pembelahan zigot berlanjut memberbentuk morula. Selanjutnya dari morula membentuk blastula.

Fase Morula

2. Gastrulasi• Blastula berkembang membentuk gastrula. • Pada tahap gastrulasi terjadi pengaturan sel-sel blastula menjadi

tiga lapisan yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm.

3. Organogenesis• Setelah gastrulasi selesai, lapisan ektoderm, mesoderm

dan endoderm, mengalami diferensiasi menjadi jaringan-jaringan khusus yang akan berkembang membentuk berbagai organ.

• Lapisan ektoderm berkembang menjadi– saraf, - otak,– sumsum tulang belakang, - kulit luar,– bola mata, - lensa mata,– hidung, - telinga,– rambut, - kuku,– medula kelenjar adrenal (kelenjar yang terletak di atas ginjal).

• Lapisan mesoderm berkembang menjadi:– lapisan kulit dalam, - otot,– tulang, - pembuluh darah,– ginjal, - ureter,– testis, - ovarium,– oviduk, - uterus– sistem limfa.

• Lapisan endoderm berkembang menjadi:– faring, - esofagus,– lambung, - usus,– hati, - pankreas,– trakea, - bronkus– paru-paru.

• Berdasarkan lapisan tubuhnya, organisme dibedakan menjadi:

1. hewan diplobastik (memiliki 2 lapisan yaitu ektoderm dan endoderm) dan

2. hewan triplobastik (memiliki 3 lapisan yaitu ektoderm, mesoderm dan endoderm).

• Hewan diplobastik contohnya Porifera.

• Hewan triplobastik contohnya cacing, serangga, echinodermata dan chordata.

B. Metamorfosis• Beberapa hewan invertebrata mengalami metamorfosis yaitu

perubahan bentuk tubuh dalam hidupnya.

1. Metamorfosis pada serangga• Berdasarkan perkembangannya, serangga dibedakan menjadi 3

macam yaitu:1) serangga yang bermetamorfosis sempurna (homometabola),

misalnya kupu-kupu, koleoptera, lalat dan nyamuk.2) serangga yang bermetamorfosis tidak sempurna

(hemimetabola), misalnya belalang, jangkrik, kecoa dan laron.3) serangga yang tidak bermetamorfosis (ametabola), misalnya

kutu buku. Pada serangga ini telur berkembang menjadi imago.

• Tahap metamorfosis bermula dari perkembangan telur menjadi larva. • Larva memiliki bentuk yang sangat berbeda dibanding dewasa.• Ulat adalah larva kupu-kupu. • Larva dapat tumbuh dari kecil menjadi besar, tetapi selalu didahului

dengan ganti kulit (ekdisis atau molting). • Setelah larva berukuran tertentu, ia akan inaktif atau dorman. Tahap ini

dinamakan pupa. • Selama fase pupa, terjadi proses diferensiasi sel dan pembentukan organ-

organ baru, misalnya sayap, bulu, dan antena. • Setelah semua organ dewasa terbentuk pupa mengalami ganti kulit, dan

muncul individu dewasa berupa kupu-kupu.

2. Metamorfosis Pada Katak• Metamorfosis pada katak tidak mengalami pergantian kulit. • Zigot mula-mula berkembang menjadi berudu. • Berudu ini tidak memiliki kaki tetapi memiliki ekor dan sirip.

Selanjutnya tumbuh kaki belakangnya. • Pergantian organ pada metamorfosis katak disesuaikan dengan

perubahan habitat dari air ke darat.• Misalnya insang berubah bentuk dan fungsi menjadi paru-paru,

berudu yang mula-mula tidak berkaki tumbuh menjadi katak yang berkaki, serta hilangnya ekor.

C. Metagenesis

• Metagenesis adalah pergiliran keturunan selama siklus hidup organisme.

• Contohnya tumbuhan lumut dan paku.

• Pergiliran keturunan terjadi antara generasi gametofit dan generasi sporofit.

• Generasi gametofit menghasilkan gamet (sel kelamin), sedangkan generasi sporofit menghasilkan spora.

1. Metagenesis pada Tumbuhana. Metagenesis Tumbuhan Lumut – Spora tumbuh menjadi protonema.– Protonema tumbuh menjadi tumbuhan lumut.– Tumbuhan lumut disebut gametofit (2n) karena

menghasilkan gamet.– Tumbuhan lumut memiliki anteridium (kelamin jantan)

dan arkegonium (kelamin betina).– Anteridium menghasilkan sperma, dan arkegonium

menghasilkan ovum.– Peleburan sperma dan ovum mengasilkan zigot.– Zigot berkembang menjadi sporofit (n) dan menghasilkan

spora.

b. Metagenesis Tumbuhan Paku• Spora tumbuh menjadi protalium. Protalium tumbuh menjadi gametofit

yang menghasilkan anteridium dan arkegonium.

• Peleburan sperma dan ovum mengasilkan zigot. Zigot tumbuh menjadi tumbuhan paku. Tumbuhan paku bersifat sporofit yang mengasilkan spora.

c. Metagenesis Tumbuhan Berbiji• Tumbuhan berbiji adalah sporofit.• Generasi gametofit betina berkembang di dalam bakal biji yang masih

berhubungan dengan tumbuhan induknya.• Gametofit jantan dimulai saat tebentuknya mikrospora, setelah itu dilanjutkan

pada saat setelah penyerbukan.• Generasi gametofit tumbuhan biji waktunya singkat, perkembangannya

terlindung, dan hidupnya tergantung tumbuhan induknya.• Mikrospora yang keluar dari kotak spora berkembang menjadi serbuk sari.• Setelah penyerbukan, serbuk sari berkembang menjadi buluh serbuk sari.• Buluh serbuk sari membentuk sel sperma.• Buluh serbuk sari disebut sebagai generasi mikrogametofit.• Sedangkan generasi megagametofitnya (makrogametofit) adalah kantung

lembaga (kantung embrio).• Setelah terjadi peleburan sel sperma dan ovum, maka terbentuklah zigot.• Zigot berkembang menjadi embrio (lembaga) di dalam biji.• Biji tumbuh menjadi kecambah, dan akhirnya menjadi tumbuhan dewasa.• Tumbuhan dewasa menghasilkan bunga dan seterusnya.

2. Metagenesis pada Hewan

• Beberapa jenis hewan Invertebrata mengalami metagenesis, contohnya Plasmodium dan ubur-ubur.

• Ubur-ubur hidup di laut dan mengalami pergiliran keturunan, yaitu fase polip yang menetap di dasar perairan dan fase medusa yang dapat berenang bebas.

• Polip pada ubur-ubur merupakan generasi vegetatif, sedangkan medusa merupakan generasi generatif.