MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN “FOTOMORFOGENESIS"

MAKALAH FISIOLOGI TUMBUHAN
“FOTOMORFOGENESIS"

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN BIOLOGI
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN
UNIVERSITAS JAMBI
2016


KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas limpahan rahmat dan karunia-Nya, penulis dapat menyelesaikan makalah dari mata kuliah fisiologi tumbuhan dalam waktu yang telah ditentukan.
Dalam makalah ini penulis sampaikan informasi mengenai materi “Fotomorfogenesis” dengan menggunakan literatur dari buku dan internet.
Dalam menyelesaikan makalah ini penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak,  untuk itu penulis ingin mengucapkan terimakasih kepada :
1. Dosen pengampu mata kuliah Fisiologi Tumbuhan
2. Teman-teman prodi pendidikan biologi
Penulis berharap makalah ini dapat bermanfaat dalam pemberian informasi tentang fotomorfogenesis. Akhir kata semoga makalah  ini dapat bermanfaat bagi kita semua untuk masa sekarang dan masa yang akan datang.

Jambi, April 2016

         Penulis

BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Tumbuh dan berkembang merupakan salah satu ciri makhluk hidup. Adapun pengertian dari pertumbuhan adalah proses pertambahan volume, dan tinggi batang karena adanya pembelahan mitosis atau pembesaran sel. Sedangkan perkembangan adalah proses menuju kedewasaan atau terspesialisasinya sel-sel menjadi struktur dan fungsi tertentu. Perkembangan tidak dapat dinyatakan dengan ukuran, tetapi dapat dinyatakan dengan perubahan bentuk dan tingkat kedewasaan.
Proses pertumbuhan dan perkembangan ditentukan oleh faktor internal (Gen dan hormon) dan faktor eksternal (makanan, air, suhu, kelebaban, oksigen, cahaya).
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dimulai dengan perkecambahan biji. Kemudian, kecambah berkembang menjadi tumbuhan kecil yang sempurna yang kemudian tumbuh membesar. Setelah mencapai masa tertentu, tumbuhan akan berbunga dan menghasilkan biji.
Salah satu faktor eksternal yang sangat mempengaruhi pertumbuahan dan perkembangan tumbuhan adalah cahaya. Dengan cahaya tumbuhan dapat terpacu untuk tumbuh lebih cepat atau tumbuh lebih lambat. Sehingga, dalam makalah ini akan dibahas mengenai proses morfogenesis yang dialami tumbuhan karena adanya faktor cahaya.

B. Rumusan Masalah
1. Apakah pengertian fotomorfogenesis?
2. Apa itu fitokrom?
3. Apa itu kriptokrom?
4. Bagaimana Peranan cahaya dalam morfogenesis?

C. Tujuan
1. Agar mahasiswa mengetahui pengertian fotomorfogenesis
2. Agar mahasiswa mengetahui apa itu fitokrom
3. Agar mahasiswa mengetahui apa itu kriptokrom
4. Agar mahasiswa mengetahui peranan cahaya dalam morfogenesis?

BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian Fotomorfogenesis
Pengendalian morfogenesis oleh cahaya disebut fotomorfogenesis. Cahaya adalah faktor lingkungan yang diperlukan untuk mengendalikan pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Alasan utamanya tentu saja karena cahaya menyebabkan fotosintesis. Lagi pula cahaya mempengaruhi perkembangan dengan cara menyebabkan fototropisme. Ada banyak efek lain dari cahaya yang tak berhubungan sama sekali dengan fotosintesis, sebagian besar efek ini mengendalikan wujud tumbuhan, artinya perkembangan struktur atau morfogenesisnya (awal dari pembentukan wujudnya/ proses pembentukan organ yang berbeda bentuk dan fungsinya dalam melengkapi suatu individu makhluk hidup) (salisbury dan ross.1995:131)
Menurut Campbell, Jane dan Lawrence (2003:415), proses fisis yang sebenarnya memberikan bentuk bagi organisme dan berbagai macam bagian-bagiannya disebut morfogenesis atau penciptaan bentuk. Namun, morfogenesis antara tumbuhan dan hewan sangat berbeda. Pada hewan (tumbuhan tidak) pergerakan sel dan jaringan diperlukan untuk mengubah masa sel embrio awal menjadi bentuk tiga dimensi suatu organisme yang khas. Selain itu, pada tumbuhan pertumbuhan dalam berbagai ukuran dan morfogenesis tidak terbatas pada masa embrionik dan tumbuhan kecil saja tetapi terjadi sepanjang kehidupan tanaman. Meristem apikal, yang merupakan daerah embrionik bertanggung jawa bagi pertumbuhan dan pembentukan organ baru terus menerus seperti akar dan daun.
Pertumbuhan dan perkembangan pada tumbuhan dimulai dengan berkecambahnya biji. Kondisi lembab diperlukanuntuk aktifitas pemanjangan sel serta cahaya berpengaruh pada pertumbuhan. Gen dibutuhkan untuk mengontrol sintesis protein dan hormon berfungsi untuk mengatur pertumbuhan misalnya auksin, sitokinin, giberelin, asam traumalin, dan kalin. Kualitas, intensitas, dan lamanya radiasi yang mengenai tumbuhan mempunyai pengaruh yang besar terhadap berbagai proses fisiologi tumbuhan Perkembangan struktur tumbuhan juga dipengaruhi oleh cahaya (fotomorfogenesis) (Haryanti dan Rini.2015)
Sedangkan menurut Pratiwi, Luthi dan isman (2015) Fotomorfogenesis adalah dimana perubahan morfologi terutama dalam hal kultur jaringan karena adanya pengaruh cahaya.
Hans Mohr (peneliti dibidang morfogenesis) menekankan bahwa fotomorfogenesis mempunyai 2 tahapan penting yaitu kekhasan pola (sel dan jaringan berkembang dan menjadi mampu bereaksi terhadap cahaya) dan perwujudan pola yang berarti dalam proses tersebut berlangsung proses yang bergantung pada cahaya.
Aspek penting lain dalam morfogenesis ialah perlunya sistem penguatan. Jumlah molekul dalam tumbuhan yang menjadi terpengaruh oleh cahaya barangkali beberapa ribu atau beberapa juta kali lebih banyak daripada jumlah foton yang menyebabkan terjadinya respon. Pada banyak kasus (tidak semuanya), pengaktifkan gen merupakan bagian dari proses penguatan tersebut.
Agar cahaya mampu mengendalikan perkembangan tumbuhan, pertama-tama tumbuhan harus menyerap cahaya. Empat macam penerima cahaya dalam tumbuhan yaitu Fitokrom yang paling kuat menyerap cahaya merah dan merah jauh. Ada juga fitokrom penyerap cahaya biru. Kedua ada Kriptokrom, yaitu sekelompok pigmen yang serupa mampu menyerap cahaya biru  dan panjang gelombang ultraviolet – gelombang panjang (daerah UV-A320 -400 nm), dinamakan kiptokrom karena peran pentingnya pada kriptogram (tumbuhan tak berbunga). Ketiga Penerima cahaya UV-B, yaitu senyawa tak dikenal/bukan pigmen yg menyerap radiasi UV  280-320 nm. Dan keempat Protoklorofilida a, yaitu pigmen cahaya yang menyerap cahaya merah dan biru, bias tereduksi menjadi klorofil a.

B. Fitokrom
Fitokrom merupakan pigmen yang berfungsi mengendalikan berbagai respon fotomorfogenesis. diketahui paling kuat menyerap cahaya merah dan merah-jauh. Fitokrom juga menyerap cahaya biru. Cahaya merah-jauh lebih efektif dibandingkan dengan panjang gelombang lainnya, bukan hanya untuk menginterupsi waktu malam yang panjang. Cahaya merah yang menginterupsi masa gelap juga merupakan warna cahaya yang paling efektif untuk memacu pembungaan pada jelai wintex dan tumbuhan hari panjang lainnya yang membutuhkan waktu malam yang lebih pendek dan waktu siang yang lebih panjang daripada waktu kritisnya.  Setidaknya dikenal dua jenis utama fitokrom yaitu tipe 1 dan tipe 2.

Fitokrom mempunyai dua variasi bentuk :
1. Pfr, yaitu bentuk fitokrom yang mengabsorpsi cahaya merah jauh. Apabila diberi cahaya merah jauh maka akan berubah menjadi Pr (tipe 1)
2. Pr, yaitu bentuk fitokrom yang mengabsorpsi cahaya merah. Apabila diberi warna cahaya merah maka akan berubah menjadi Pfr (tipe 2)
Cahaya merah-jauh mencakup panjang gelombang yang lebih panjang dari cahaya merah, mendekati 700-800 nm. Panjang gelombang yan lebih dari 760 nm tak terlihat oleh mata manusia dan secara teknis merupakan cahaya infra merah-dekat.
Jika biji dikenakan pada cahaya merah jauh segera setelah mendapat perlakuan pemacuan dengan cahaya merah, maka pemacuan tersebut akan hilang, namun jika cahaya merah diberikan setelah cahaya merah-jauh maka perkecambahan terjadi.
Hampir semua kajian fitokrom dilakukan terhadap pigmen yang dimurnikan dari kecambah teretiolasi. ada dua alasan yaitu pertama kecambah yang ditumbuhkan dalam keadaan gelap total mempuyai 10-100 kali lebih banyak fitokrom dibandingkan denga kecambah yang ditumbuhkan ditempat terang. Kedua, kecambah tersebut tidak memiliki klorofil yang dapat menyerap cahaya biru dan merah
  Tentang lokasi fitokrom di dalam sel sama sekali tidak mengungkapkan caranya bekerja. Pada kecambah yang lebih besar, yang tumbuh ditempat terang, bisa dikatakan mengandung separuh fitokrom tipe 1 dan separuhnya lagi tipe 2. Namun bila biji berkecambah dan kecambah tumbuh di tempat gelap, jumlah fitokrom tipe 1 meningkat kira-kira seratus kali. Jadi Kecambah yang tumbuh dalam gelap mengandung total fitikrom lebih banyak daripada kecambah yang tumbuh di tempat terang. Bila kecambah menerima cahaya, salah satu responnya adalah hilangnya sebagian besar fitokrom tipe 1.Hal ini terjadi karena :
1. Tumbuhan berhenti membuat mRNA yang dibutuhkan untuk mensintesis fitokrom    tersebut mRNA fitokrom tipe 1 tampaknya merupakan mRNA yang tak mantap (cepat terhidrolisis)
2. Sebagian besar protein fitokrom tipe 1 cepat rusak Jadi, Dalam keadaan gelap, gen yang menyandikan fitokrom tipe 1 menjadi sangat aktif, namun dalam terang menjadi tidak aktif.
Fitokrom adalah reseptor cahaya, suatu pigmen yang digunakan oleh tumbuhan untuk menyerap (mendeteksi) cahaya sebagai sensor. Ia terangsang oleh cahaya merah dan infra merah bukanlah bagian dari cahaya tampak oleh mata manusia, namun memiliki panjang gelombang yang lebih besar daripada merah
Fitokrom ditemukan pada semua tumbuhan. Molekul yang serupa juga ditemukan pada bakteri. Tumbuhan menggunakan fitokrom untuk mengatur beberapa aspek fsiologi terhadap lingkungan seperti fotoperiodisme (pengaturan saat berbunga pada tumbuhan), perkecambahan, pemanjangan dan pertumbuhan kecambah (khususnya dikotil), morfologi daun, pemanjangan ruas batang. serta sintesis klorofil.
Secara sturktur kimia, bagian sensor fitokrom adalah suatu kromofor dari kelompok bilin (fitokromobilin), yang masih sekeluarga dengan klorofil ataupun hemoglobin (kesemuanya memiliki kerangka heme).
Fitokrom berfungsi sebagai fotodetektor yang memberi tahu tumbuhan apakah ada cahaya atau tidak, selain itu fitokrom juga berfungsi memberikan informasi pada tumbuhan mengenai kualitas cahaya. Saat proses perkecambahan fitokrom sangat membantu memacu perkembangan akar.
Fitokrom merupakan senyawa yang paling banyak dikenal dan tampaknya merupakan penerima cahaya terpenting pada tumbuhan berpembuluh. Fitokrom dan penerima cahaya lainnya mengatur berbagai proses morfogenik yang bermula dari perkecambahan biji dan perkembangan kecambah, serta mencapaipuncaknya pada pembentukan bunga dan biji baru.
Fitokrom dan penerima cahaya lainnya mengatur berbagi proses morfogenik, yang bermula dari perkecambahan biji dan perkembangan kecambah, serta mencapai puncaknya pada pembentukan bunga dan biji baru. Fotomorfogenesis dikendalikan pada beberapa tahapan dalam daur hidup tumbuhan, setiap prosesnya sangat khas untuk bagian tertenu dan tahap perkembangan tertentu. Cahaya itu sendiri tidak membawa informasi morfogenik, dan juga tidak dapat dianggap bahwa penerima cahaya merupakan pembawa informasi yang khas. Lebih diyakini bahwa kemampuan memberikan respons atau kepekaan sel merupakan faktor penentunya.

C. Kriptokrom
Kriptokrom yaitu kelompok sejumlah pigmen yang serupa dan belum begitu dikenal. Kriptokrom menyerap cahaya biru dan panajng gelombang ultraviolet- gelombang panjang (daerah UV-A, sekitar 320 sampai 400 nm). Dinamakan kriptokrom karena peran pentingnya yang khusus pada kriptogram.

Kriptokrom yang berada antara 320-500nm, diduga berupa flavoprotein (melekat antara protein dan riboflavin), diduga bersatu dengan protein sitokrom pada membram plasma. Puncak kerjanya didaerah biru-ungu 450 nm. Beberapa efek cahaya yang diserap oleh kriptokrom antara lain yaitu adanya pigmen yang diaktifkan bekerja secara bebas, yangterkadang memperkuat efek Pfr atau efek penerima UV-B. Perlu diingat bahwa walaupun kriptokrom menyerap radiasi UV-A, puncak terbesar dalam spektrum kerja biasanya terjadi di daerah biru – ungu didekat 450 nm. Juga, karena fotonbiru dan cahaya ungu biasanya jauh lebih banyak mengenai tumbuhan dibandingkan foton UV, maka respon akibat cahaya yang disebabkan oleh kriptokrom barangkali merupakan hasil penyerapan panjang gelombang biru dan ungu yang biasanya disebut biru saja.

D. Peran cahaya dalam morfogenesis.
Beberapa efek fotomorfogenik cahaya dapat dengan mudah dikenali dengan cara membandingkan kecambah yang tumbuh ditempat terang dengan kecambah dari tempat gelap.  Kecambah yang tumbuh ditempat gelap akan teretiolasi (etioler-prancis  tambah pucat atau lemah).
Beberapa perbedaan yang jelas terlihat akibat cahaya ialah :
1. Produksi klorofil terpacu oleh cahaya
2. pembukaan daun terpacu oleh cahaya, tapi tidak terlalu nyata pada monokotil (jagung) dibandingkan dengan tumbuhan dikotil (kacang-kacangan)
3. Pemanjangan batang terhambat oleh cahaya pada kedua spesies tersebut
4. perkembangan akar terpacu oleh cahaya pada kedua spesies tersebut

Semua perbedaan ini tampaknya menguntungkan bagi kecambah, saat batangnya harus menerobos tanah dan dedaunannya perlu mencapai cahaya. Cadangan makanan dalam endospermas (jagung) atau kotiledon (kacang-kacangan) lebih banyak digunakan untuk membesarkan batang ke atas dalam keadaan gelap daripada dalam keadaan terang, dan sedikit saja makanan digunakan untuk mengembangkan daun dan akar, dan juga untuk membentuk klorofil. Semuanya itu kurang penting bagi tumbuhan yang tumbuh dalam gelap.
Penelitian lengkap mengenai perlunya cahaya untuk perkecambahan bijitertentu dilaporkan pertama kali oleh Kinzel pada tahun 1907. Kinzel melaporkan bahwa dari 964 spesies, 672 spesies terpacu perkecambahannya oleh keadaan terang. Sedangkan Baskin dan Baskin (1988) mengamati bahwa dari 142 spesies, yang perkecambahannya dipengaruhi oleh cahaya ada 107 spesies, 32 spesies tidak menunjukkan respon, dan hanya 3 spesies terhambat oleh cahaya. Bijisebagian besar spesies yang memberikan respon terhadap cahaya adalahspesies liar.dan kaya akan lemak.Sebagian besar tanaman budidaya tidak memerlukan cahaya, yang dapat dipastikan karena tindakan seleksi oleh manusia terhadap kebutuhan akan cahayanya.
Biji spesies liar ada pula yang terhambat perkecambahannya dalam keadaan terang, seperti yang diamati oleh Kinzel dan pasangan Baskin,kadang olehcahaya biru, namun terutama karena cahaya merah-jauh. Panjang gelombangmerah-jauh dari sinar matahari hampir selalu merupakan panjang gelombang yang paling menghambat, yang disuga karena cahaya tersebut menurunkan jumlah Pfr  dalam biji sampai ke taraf yang lebih rendah dari yang ada sebelumnya,yang dibutuhkan untuk perkecambahan. Biji yang membutuhkan cahaya untuk berkecambah disebut fotodorman. Sedangkan istilah dormansi itu sendiri diartikan sebagai jenis biji atau kuncup yang gagal tumbuh walaupun berada dalam kondisi kelembapan dan udara yang memadai serta pada suhu pertumbuhan yang cocok.

BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
1. fotomorfogenesis adalah pengendalian morfogenesis oleh cahaya
2. Fitokrom merupakan pigmen yang berfungsi mengendalikan berbagai respon fotomorfogenesis.
3. Kriptokrom yaitu kelompok sejumlah pigmen yang serupa dan belum begitu dikenal. Kriptokrom menyerap cahaya biru dan panajng gelombang ultraviolet- gelombang panjang (daerah UV-A, sekitar 320 sampai 400 nm).
4. Peran cahaya dalam morfogenesis adalah dapat dilihat pada kecambah yang diletakkan ditempat gelap dan terang. Kecambah ditempat gelap akan lebih cepat tumbuh. perbedaan ini menguntungkan kecambah.  saat batangnya harus menerobos tanah dan dedaunannya perlu mencapai cahaya. Cadangan makanan dalam endospermas (jagung) atau kotiledon (kacang-kacangan) lebih banyak digunakan untuk membesarkan batang ke atas dalam keadaan gelap daripada dalam keadaan terang, dan sedikit saja makanan digunakan untuk mengembangkan daun dan akar, dan juga untuk membentuk klorofil.

B. Saran
Sebagai seorang mahasiswa terutama yang berada pada prodi pendidikan biologi, mempelajari materi ini sangatlah penting. Karena sebagai calon guru nantinya materi ini akan diajarkan kepada peserta didik. Dengan mempelajari lebih mendalam lagi, maka pengetahuan mengenai materi ini semakin bertambah

DAFTAR PUSTAKA
Campbell, J., Jane. B.R dan Lawrence G.M. 2003. Biologi Edisi Kelima Jilid 2. Jakarta:
Erlangga
Haryanti,S dan Rini. B. 2015. Morfoanatomi, Berat Basah Kotiledon dan Ketebalan Daun
Kecambah Kacang Hijau (Phaseolus vulgaris L.) pada Naungan yang Berbeda. Buletin Anatomi dan Fisiologi Volume XXIII.
http://dokumen.tips/documents/fotomorfogenesis.html
Pratiwi, R.S., Luthfi.A dan Muhammad. S. 2015. Pengaruh Lama Penyinaran dan Komposisi
Media terhadap Mikropropagasi Tanaman Karet(Hevea brasiliensis Muell. Arg.) Effect of Photoperiod and DifferentMediumComposition for Micropropagation of Rubber Tree (Hevea brasiliensis Muell. Arg.). Jurnal Agroekoteknologi Vol. 4 (568).
Salisbury dan Ross. 1995. Fisiologi Tumbuhan. Bandung: ITB